試論健身設備的宜人性

曲云皋

（北京電子科技職業學院， 北京 100176）

0 引言

全民健身活動已成為提高市民生活質量和城市文明程度的一個重要內容。 全民健身重要的保障條件之一是健身設備，而目前市面上使用的健身設備雖琳瑯滿目，但也良莠不齊，存在問題。 如某種用于鍛煉腹肌力量的器材，本可“雙手握中間兩把手，依靠腹肌力量，兩腿并齊，同時向上與身體成90°”，但該器材的立柱到把手的距離，比中等身材人群的前臂還短。 又如有些云梯，不論是高度還是寬度，對實施“以手代步”雙手握杠交替前行是困難的。 一位從事運動醫學的研究人員，在一臺伸展器前，按指示牌說明比劃著鍛煉后說：“供腰背依托用的弧圈高度和弧度，從生理學角度來說都值得考慮”。 老人對在太空漫步器上大幅度直腿擺動很起勁，但長時期這樣離心運動，對身體不利，引起頭痛的事已有發生。 類似上述問題的出現，是由于設計者未能將器材、人、運動三者有機結合起來。 鑒于此種考慮，應把人機工程學概念明確地引入健身器材的研究開發中來。

1 工業設計中的人機工程學

1.1 人機工程學概念

人機工程學是研究人—機及其工作環境之間作用的相互學科。國際人類工效學學會（IEA）對此學科的定義是：人機工程學是研究人在某種工作環境中的解剖學、 生理學和心理學等方面的各種因素； 研究人和機器及環境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假時怎樣考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學科。 由此可知人機工程學主要研究的是人體的各種科學數據， 其目的就是把這些數據應用在產品設計中，產品以科學數據為支撐，使產品更符合人的使用習慣和使用需求，并且可以提高工作效率，促進人的身體和心理健康發展，提升生活質量。

美國人機工程學專家W.B.伍德森認為：人機工程學研究的是人與機器相互關系的合理方案，其目的是在于獲得最高的效率及在作業時感到安全和舒適。 我國學者說得更具體：人機工程學是一門新興的邊緣科學，它是運用人體測量學、生理學、心理學和生物力學以及工程學等學科的研究方法和手段，綜合地進行人體結構、功能、心理以及力學問題研究的學科，用以設計使操作者能發揮最大效能的機械、儀器和控制裝置。

1.2 人機工程學的特性

人機系統是由使用者和被使用的機器組成，人機工程學就是研究它們之間的關系，讓人類、機器和使用環境更加和諧的研究項目。 人機工程學包含了工業、心理學、生理學等多方面的知識原理，是一門由多個學科的內容相互交又融合的綜合型學科，由于這個特點，人機工程學在研究時，使用到的研究方式也多種多樣，包含了醫學、測量學、美學，生理學、心理學、工程學等多個學科的研究方法，通過這些不同方法的綜合作用，將產品的外觀和使用屬性都調整至最適宜人類的狀態，同時更加貼合使用環境，不與環境產生沖突，使得產品更加的安全，工作效舉更高，也更符合健康使用的原則。

1.3 人機工程學在工業設計中的運用

在人機工程學的發展中，人們越來越重視它的實際應用。如今， 人們的生活越來越富足， 對生活品質的要求也越來越高，因此，一些生活產品的品質也被要求不斷提高，才能滿足人們的使用需求。 設計師在產品設計過程中秉持“以人為本”理念，在滿足產品使用功能的同時，最大限度的提升使用感受，讓生活產品更貼近人的生鋻，減少使用過程中的不適感。只有充分運用人機工程學的原理，才能提升產品的宜人性。

2 工業設計中的宜人性理念

宜人性作為工業設計領域的重要理論基礎，在設計中發揮著越來越重要的作用。 一定意義上講，設計的宜人性是設計本質的必然需求。 宜人性設計實際上是一種舒服、適宜的設計。這種適宜性和舒適性是多方面的。它是產品、人和環境的結合，使設計更好地服務于人。 宜人性設計是指在原有設計的基礎上，根據人的行為、生理結構、心理狀況和思維方式等維度，對產品進行優化設計，使其更加舒適、方便、適合人的使用。

宜人性設計是對人的心理、生理需求和精神追求的滿足和尊重。 它不僅是設計中的人文關懷，更是對人性的訴求，真正實現了科學、藝術、技術與人性的結合。 宜人性歸根結底是為全服務的設計，設計的核心是人。 在設計過程中，應充分考慮其產品的適宜性，通過設計將人的重要因素放在首位，并進行有針對性的設計。 著名心理學家馬斯洛提出了人的五種心理需要，即人實現自身生存的生理需要、尋求安全感的安全需要、尋找愛與歸屬感的需要、實現自身價值的需要。 在產品設計過程中，要充分考慮人的需要，實現低層次到高層次的滿足，并把追求高層次的需求作為設計的驅動力。 這一理論的提出，為宜人性奠定了良好的基礎和理論支持。

現代生活中的宜人設計是在現代工業時代背景下產生的。德國的格羅皮烏斯在1919 年的包豪斯宣言中明確指出，“設計的目的是為了人而不是產品”。 隨著生產力的提高和社會的不斷進步，人們已經告別了物質極度匱乏的社會，產品的豐富使人們進入了一個新的社會。 在這種不同于以往的消費環境中，宜人性的概念也有了更為不同的含義。在設計過程中， 設計者不僅要滿足產品造型和功能的要求，還要在設計時更加注重產品的語義。 用戶對產品的所有權已從“擁有物質”轉變為“擁有意義”。 作為新時代的設計師，我們必須把“宜人性設計”作為設計的核心理念。

3 宜人性理念在健身設備中的應用

宜人性理念是產品設計過程中應秉持的原則， 宜人性是產品設計要達到的目標。 為了堅持這一原則及實現這一目標， 就必須在設計過程中充分利用人機工程學的原理。

3.1 人機工程學在健身設備中應用——產品的安全性

AIR250 系列的單功能訓練機采用了指尖控制器，可以在任何時候方便的調解阻力，是運用人機工程學保證產品安全性的典型案例。

三頭肌訓練機是一款訓練效果非常高效的器材，可調節座椅適合大多數用戶。座椅上的安全帶讓訓練者在承受高負荷時能夠保持最大的安全性和穩定性。 訓練者坐穩后，位于手指處的拇指按扭可以非常方便地調節阻力， 同時保持正確的姿勢，見圖1。

圖1 AIR 250 系列數字三頭肌訓練機

肩部推舉機通過使用旋轉訓練臂能夠更好地進行推舉運動，可調式座墊能夠滿足廣大用戶的需求，位于手指處的拇指按鈕方便在訓練時控制和調節阻力，見圖2。

圖2 AIR 250 系列數字肩部推舉機

3.2 人機工程學在健身設備中應用——產品的舒適性

Eagle 系列和AIR250 系列練習器附屬的坐墊和臂墊均依據人機工程學原理設計，因此，產品的舒適性得到了保障。 Eagle 系列腿部推蹬練習器設計安全，可控性高，采用獨特的傾斜式座椅設計，使身體向后移動，臀部得到更大范圍的運動，從而更充分地鍛煉臀肌和腿后肌群，5 種角度靠背調節，加強了運動的舒適性和臀部的運動范圍，見圖3。

圖3 Eagle 系列腿部推蹬練習器

Eagle 系列大腿伸展練習器，支持用戶調節最舒適的起始位置，確保給用戶提供合適的阻力大小。 創新懸浮式脛骨墊設計，輕松定位，使用更舒服更穩定且背墊可單手調節，與坐墊成100°設計，充分地減輕了腿后肌的壓力，見圖4。

圖4 Eagle 系列大腿伸展練習器

AIR250 系列二頭肌彎舉機在訓練肌肉時還能保護手腕手肘， 是一款理想的訓練器材。為了更好地訓練前臂，手柄也能錘式彎舉。在高負載區域配置了臂墊，用戶在訓練時更加舒適，同時配置了完全可調的座椅，見圖5。

圖5 AIR250 系列數字二頭肌彎舉機

AIR250 系列腹部前屈機能進行高強度的腹肌訓練，且不會影響髖關節屈肌。 可調式座椅及舒適的坐墊有助于訓練者在使用時保持正確的姿態，更好地訓練目標肌肉，見圖6。

圖6 AIR250 系列數字腹部前屈機

3.3 人機工程學在健身設備中應用——產品的兼容性

此處健身產品的兼容性指使用人群、負荷范圍、特殊需求等的廣泛性。

AIR300 系列力量訓練器從3個方面體現了產品的兼容性。 ①完全可調。配置了舒適可調節的襯墊，使用起來十分方便， 并且適合不同身形的訓練者； ②更寬的阻力調節范圍。 更寬的阻力調節范圍能提供更為廣泛的訓練選擇和便利；③雙邊/單邊運動。AIR300 系列力量訓練器既能夠做雙邊運動， 又能支持單個肢體獨立的訓練。 此項運動消除了雙邊不均的風險， 允許身體的對稱性訓練。 雙邊不均是指某一邊肢體比另一邊更加強壯或更協調。

AIR 300 數字屈腿訓練機屈腿訓練機是一款訓練效果非常好的器材， 阻力調節范圍比較大， 既可以雙腿同時運動，又可以單腿運動，有助于糾正雙腿力量不均的問題，十分有利于特殊的訓練需求以及肌肉獨立訓練，見圖7。

圖7 AIR 300 數字屈腿訓練機

AIR 300 數字坐式小腿訓練機最初是為三級跳遠世界紀錄創造者威廉班克斯和跳遠世界紀錄保持者邁克鮑威爾設計的，非常適合訓練爆發力。 單邊和雙邊選擇以及高速運動功能，能夠創造出更佳的訓練成績。 此器械可預先設定并調節腿部長度，能有效地激活和單獨訓練肌肉，見圖8。

圖8 AIR 300 數字坐式小腿訓練機

3.4 人機工程學在健身設備中應用——產品的保護性

健身產品的保護性指設計師在研發過程中充分考慮人體的生理結構及身體尺寸，盡量減輕或消除產品在使用過程中對身體結締組織和關節的沖擊。

CYBEX 跑步機具有良好的耐用性、穩定性、舒適性及娛樂選擇。 專利ARMZ 穩定扶手技術，安全性更高，獨一無二的IS4 智能減震系統化懸浮系統和大面積跑步區域，保護腳腕減少膝關節損傷。 傳送帶邊對邊覆蓋，將磨損降到最小化，增強了安全性。另外底板還能翻轉，延長使用壽命。控制臺可以自定義設定訓練目標和強度， 幫助訓練者更快的達到訓練效果，見圖9。

圖9 CYBEX 跑步機

IS4 智能減震系統：IS4 使用先進的彈性體， 在每一步驟中緩沖裝置。 跑步機底板在腳蹬上時較為柔軟，而在中間和腳離開臺面時變得非常堅硬，正好跟跑步時的身體機制保持一致， 能夠有效的保護腳腕，減少關節的損傷。

無動力跑步機是由訓練者身體作用于跑步機表面曲線的變化來控制速度。曲線的變化速度推進訓練者的進發速度， 隨之曲線的向后移動，變慢，通過其新的設計降低運行表面對踝關節的沖擊，使訓練者正確運行在其表面， 減少對膝關節的影響，見圖10。

圖10 無動力跑步機

該款產品的特性： ①輕松運行。走路、慢跑、停止、沖刺，瞬間爆發，沒有任何干預，只是將你的身體向前和向后移動，不必接觸任何按鈕，沒有界限，沒有控制，只是運行；②曲線。 創新專利曲線設計符合人體步距并保證用戶盡量使用腳掌跑步， 即減少了對關節的沖擊又提高了表現力。由用戶的身體位置控制速度，往前增加速度，向后降低速度；③免維護系統。 履帶系統是采用精密構件，包括皮帶輪系統的軸承和滾軸、輥帶系統，最終實現一個平穩、安全、零維護的系統要求；④使用范圍廣。 對于專業運動員來說， 它提供了更自由的伸展空間和加速減速選擇；對于普通用戶，它提供了非常舒服的運動感覺并減少對關節的損傷；⑤綠色環保。 無需外接任何電源，100%消耗人體能量，完全低碳環保的綠色跑步機。

3.6 人機工程學在健身設備中應用——附屬配件的“宜人性”

健身設備的“宜人性”不僅要體現在主體結構的安全性、舒適性、兼容性、保護性等方面，在附屬配件等細微方面也要考慮到人機工程學的應用。

4 結束語

未來的生活定當比今日的更加精彩，隨著人們生活質量的飛速提高， 人們對生活產品的要求會更加的多方位、多層次。可以預見的是，在優勝劣汰的環境中，不少產品將被海汰掉， 而符合人機工程學原理秉持宜人性原則的產品，它貼近人類生活，而人類的生活是一直不會變的，因此這種產品將在市場競爭中一直保持活躍。我們應該好好利用人機工程學， 利用這門學科技術讓人類生活水平提高，讓人和自然變得更加和諧。