淺析走步機市場化狀況及安全風險研究裝置的探討

摘 要：近年來疫情肆虐，社會提倡適當的社交距離以及“非必要，不出行”的居家建議，使得大家運動量大大減少，“人民健康”的問題日益嚴重。因此我們從居家健身這一方面，適當解讀下當下市場火爆的走步機發展現狀以及產品帶來的安全風險。

關鍵詞：走步機;發展現狀;要求;風險研究;裝置;探討

中圖分類號：TE08? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2022）03-0105-03

0引言

縱觀健身器材行業，“跑步機”是絕對的翹楚，當前國家也對跑步機行業有明確的市場準入規范及相對應的安全標準，但是跑步機適合強度運動，對于一些碎片化時間多的人來說，適度的輕運動比較適用，走步機因此而發展起來，它的體積小、便于收納、使用簡單、價格低廉等優勢，使得其進入越來越多的家庭。

我們通常定義走步機與跑步機區別：①一般來說走步機沒有扶手。②走步機功能簡單，沒有跑步機功能繁多。③走步機最高速度6 km/h，適合輕運動。跑步機速度一般大于10 km/h，適合強度運動。④跑步機可以當走步機使用，走步機不可以當跑步機使用。

行業標準而言，目前我國走步機的標準沿用了跑步機的標準（GB17498.1-2008固定式健身器材、GB17498.6-2008跑步機附加安全要求和測試方法），中國文教體育用品協會發布的團體標準T/CSSGA 1023-2019，國際上使用的也是沿用跑步機的標準如美國的F2115-12及歐盟的EN957-6，后面我們就從這些相關標準要求方面對走步機的發展現狀以及對應的安全風險進行詳細的說明。

1當前走步機發展的市場化水平情況

①創新的折疊方式解決了“老大難”的問題，相較于傳統跑步機的折疊方式，對折式創新設計直接將走步機縮小50%，使其可以任意歸納，沙發底部、桌子底下、床下或是門后，陽臺的角落，一些狹小的空間也可以塞進去，讓家里閑置的空間充分利用。②目前市場上走步機會讓我們選擇是否配備扶手，這個創新點也很值得推動，尤其是添加了扶手可以讓身體有支撐適當休息，這一點對中老年朋友非常友好。③速度自適應功能：其原理是借助于工業控制技術的發展，控制板感知踏頻信號，然后控制電機進行速度上的適配，這樣速度跟隨的踩踏感，給使用者帶來更優質的使用體驗，尤其是對疲勞者。④走步帶的寬度：身材越高大，如果走步帶的寬度越寬，運動起來更舒適。⑤持續馬力：體重越重，持續馬力要越大。⑥最大的承重，體重越大，最大的承重也要隨之增大。

2國內外標準、行業或企業標準對走步機產品的要求

（1）走步表面：走步表面的寬度應不小于380 mm，走步表面的長度應不小于1 000 mm，走步表面的滑動摩擦系數應不小于0.5。

（2）走步表面距地面高度不超過70 mm時，兩側可有裝飾性邊條或無邊條。走步表面距地面高度超過70 mm時，兩側應有具有防滑表面的邊條，邊條的長度應不低于走步表面長度的70%，寬度應不低于80 mm。邊條表面的滑動摩擦系數應不低于0.5，永久變形應不大于3%。選取100 kg或允許的最大使用者重量的大值，將該值兩倍的載荷，通過305 mm×80 mm的測試模板加載在邊條防滑表面的中間位置，保持5 min。測定邊條長度上的永久變形量。

（3）扶手：走步機可配備供使用者扶握的扶手。扶手的永久變形量應不大于3%。通過一根寬度為（80±5） mm帶子在扶手的最大受力處施加1 000 N的垂直試驗載荷，使用同樣的帶子在同樣的位置施加500 N的水平試驗載荷，保持5 min，測定扶手長度上的永久變形量。

（4）穩定性：將走步機放在傾斜測試臺上，在走步的前進方向的+10°和-10°（+1/-0°）;其他方向的5°（+1/-0°）的傾斜平臺上，（100±5 kg）體重的測試員，以（5±0.5） km/h的速度走步30 s后踏離走步表面。

（5）靜載荷：選取100 kg或產品允許的最大使用者重量的大值，改值的4倍為試驗載荷。從走步表面的前端記起1/3處，并在走步表面寬度的中心，300 mm×300 mm的區域施加試驗載荷。試驗保持1 min。之后按照產品說明書檢查走步機的使用功能。

（6）耐久性沖擊：使用輪胎測試設備，總質量為75 kg，以不低于30次/min的頻率沖擊到走步機的表面前端記起1/3處，沖擊高度為10 mm，走步機以最大速度運行，沖擊次數應不低于12 000次，按照產品說明書檢查走步機的使用功能。

（7）折疊耐久性：按產品說明書規定的操作方式進行折疊，相鄰折疊間隔時間不小于30 s，折疊展開次數不低于2 000次。按照產品說明書檢查走步機的使用功能。

3對走步機的風險研究對策

（1）走步表面：試驗人員可以使用卷尺或直尺量測相關的尺寸進行判斷。

（2）走步表面的載荷及變形量：扶手的載荷與變形量以及走步表面靜載荷的測定，我們設計了一套試驗機來實現，如下敘述：

3.1 設計方案圖

部件說明如圖1：

①左右移動電機組;②上下移動電機組;③前后移動手輪組;④左右移動直齒條及防塵套;⑤鋁型材支架（機架）;⑥上下移動動力絲桿;⑦上下移動直線光軸;⑧觸摸屏及電控箱組件;⑨手動施力滑輪組A;⑩手動施力滑輪組B;?機架底板;?可調水平地腳;?動態施力單元（左右兩支）;?人員進出斜臺;?待測試走步機（試件）。

3.2 技術設計路線

（1）機架底座：底板整塊采用實心鋼，底部四周焊接槽鋼，用以加固整個表面，使整個底板更加厚實穩定;槽鋼上焊接地腳固定螺栓，之后鎖上可調水平地腳，用以調整機臺本身的水平度，可以適配更多的不同的地面，也可以保證設備本身的穩定性，并配備斜臺以方便試件及人員上下機臺。

（2）機器支架：支架采用鋁型材四周框起組立，施力單元的固定支架由鋁型材懸空搭建，四周鋁型材提供水平方向的位移，施力單元的固定支架通過鏈接件與框架相連，可以進行上下左右前后方向的換向與移動，這樣可以滿足施力單元在不同的空間尺寸進行移動、施力、測試等試驗要求的動作。

（3）動態施力單元：由帶剎車伺服電機、皮帶輪、皮帶、滾珠絲桿、活塞桿、活塞、固定缸體、軸承等配件組成，通過結合，將伺服電機的旋轉運動轉換為活塞桿的前進、后退運動，活塞桿端連接力量傳感器，結合伺服電機控制器所發出的轉速、圈數、脈沖等指令，行程可控力量的施力動作單元，同時伺服電機帶有剎車，可以進行一次力量的長時間保壓，使施力更加精準、穩定及高效。

（4）手動施力單元：由橫梁、滑輪組、鋼絲繩、推拉力計組成，鋼絲繩與推拉力計相連，該部件核心原理是：將橫梁的動力轉化為鋼絲繩的動力，鋼絲繩與試件產生的力量，由推拉力計反饋，通過橫梁的動作可以形成單次力量的保壓、耐壓、釋放，進行可以有效的進行力量方面的試驗動作。

（5）觸摸屏控制單元：由可編程控制器PLC、觸摸屏顯示器、力量信號轉換器4AD、數字信號轉換器4DA、繼電器等電器元件組成，使用電腦軟件編寫PLC的程序，程序的邏輯是通過下達脈沖指令使電機以一定的轉速進行旋轉，力量傳感器進行力量信號采集及反饋，當力量到達設定值時，電機停止運轉，電機剎車啟動，這樣就行成力量的閉環控制，此處是該設備的核心控制點，軟件設計界面圖：如圖2、3、4、5、6、7。

4綜述

隨著走步機市場的發展，產品種類越來越多，產品質量也會良莠不齊，我們針對行業發展及市場問題反饋，及時升級改造我們的檢測手段、方法，為走步機行業及質量監管方面做一份貢獻。

Analysis of the Marketization Status of Walking Machines and the Discussion of Safety Risk Research Devices

DU Gang

（Jinhua Institute of Metrology and Quality Science， Jinhua? Zhejiang? 321016）

Abstract： In recent years， the epidemic is raging. The society advocates proper social distancing and "non-essential， no travel" home advice， which has greatly reduced the amount of exercise for everyone， and the problem of "people's health" has become increasingly serious. Therefore， from the aspect of home fitness， we appropriately interpret the current development status of the popular walking machines in the market and the safety risks brought by the products.

Keywords： walking machine; development status; requirements; risk research; device; discussion

收稿日期：2021-12-20

作者簡介：杜鋼（1983—），男，浙江東陽人，本科，工程師，研究方向：機械、電子電器產品的設計和安全風險分析以及產品檢測裝置的研發設計。