户外亲子健身器的设计与试验

发布时间：2020-07-12 06:57

【摘要】：随着全民健身的普及,大量的室外健身设施在公园、小区等地安装。但现有的室外健身设施种类较少、功能单一、互动性欠佳,且大部分的健身设施仅适合单人使用,对于照看孩子的家长而言健身成为一种奢求。针对上述问题,研制一款集健身与亲子娱乐于一体的户外亲子健身器势在必行。此外,室外健身设施的安装场地宽敞,阳光充足,适合太阳能发电技术的使用,在设计中利用太阳能技术符合现今社会绿色环保的理念。本文以实现集健身与亲子娱乐于一体为研究目标,开展了以下四方面的研究:(1)根据亲子健身这一课题要求,提出了三种可行的户外亲子健身器方案,之后利用模糊层次分析法从使用性能、人机性能、经济性能三方面进行全面、系统地比较分析,并确定户外亲子健身器的最优方案。(2)从人机适配角度分析了成年人及未成年人的静态人体尺寸,为户外亲子健身器的上、下肢锻炼机构参数设计提供依据。通过研究国内外亲子健身器的相关文献,设计出采用连杆传动的脚蹬式下肢锻炼机构和以杠杆原理为理论依据的上肢锻炼机构相结合的亲子健身器,并进行了结构参数的设定。利用CATIA软件将亲子健身器与人体模型置于同一矢量环境,分析上、下肢锻炼过程中的运动范围,以评估上、下肢锻炼机构的设计是否符合人机工程学的要求。最后通过模态分析分析了亲子健身器的动态稳定性。(3)通过对上下肢锻炼机构中的关键零部件进行静力学分析与ANSYS仿真,以验证上、下肢锻炼机构的稳定性与耐久性。利用MATLAB软件分析在人体关节角度允许活动范围内儿童座椅能否到达预设高度;利用Adams软件对下肢锻炼机构进行运动学仿真,观察机构运动的稳定性。(4)针对支点调节机构运动同步性问题,设计了一套独立控制系统,并进行了控制系统硬件设计。对亲子健身器进行样机制作和试验,解决样机制作过程中的装配问题。通过上、下肢锻炼试验验证能否通过该装置完成上、下肢锻炼以及能否达到一定的锻炼效果,并通过李克特量化表调查被试者对户外亲子健身器健身舒适性的满意程度。
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS952.91
【图文】：

体育企业,健身器材

图 1-1 2005 年至 2016 年我国的体育企业数量Fig.1-1 The number of sports enterprises in China from 2005 to 2016室外健身设施已经具有一定的规模，但相对于发达 140 多年的健身器材发展历史，生产健身器材的厂家内健身器材生产厂家有爱康 ICON、诺德士，室外健LK WOOK）公司。以欧美等为代表的发达国家中在口的 15%左右，而在我国，即使是经济发达的一线城只能达到 1%到 1.5%的水平（数据来源：网络）。就性室内健身场馆也仅能够作为大众健身运动的一个补赖于大量户外健身娱乐场地和设施[7]。在调研中发现，存在种类较少、功能单一、互动性欠佳等问题[8]，差，多数仅适合成年人使用，对于儿童、老人、残疾专用健身器械非常少见，尤其是照看孩子的健身人群身[9]，使得一些人为了照看孩子不得已放弃了健身，此急需研制一种户外亲子健身器，来满足这部分人群

加拿大,水车,设施,器材

河北农业大学硕士学位（毕业）论文且增加了娱乐功能，利用 Stewart 平台设计了一种较为复杂的阻力系统来提供中的作用力，但其在复杂路况的震动及体感算法上的研究尚有欠缺[15-17]。）国外室外健身设施户外健身器材的发展已具有一定规模的国家有美国、英国、德国等。例如美器材行业从 1875 年开始发展到现在已有 140 多年的历史[2]。英国在 1980 年提高社区健身器材质量为重点、以大力发展社区健身器材为中心的计划，并区健身器材生产标准[18]。十九世纪五十年代左右，德国政府为了提高其国内室外健身设施的数量和质国内体育设施数量不够的情况专门制定了“金色计划”[19]。为减少户外环境对健身设施造成损伤，加拿大将户外健身设施置于社区的健免费向大众开放。如图 1-2 所示是位于加拿大的社区健身馆[20]。如图 1-3 所一公园中的“人力水车”[21]，大多放置于浅水池的一侧与岸边相邻，手扶横间歇踩踏水车，如同古代灌溉的水车，该种水车以娱乐为主，健身作用并不明

水车,人力

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