【摘 要】
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研究目的:健身划船器是一种模拟划船运动的健身器材,完成一次划船动作可以对全身的肌肉进行很好的锻炼,对健身者来说是一款很理想的健身器材。伴随着健身划船器的诞生,划船运动已经在健身行业全面推广。我国健身划船器虽然起步比西方晚,但市场需求较大,这几年国产健身划船器如雨后春笋般涌出,但国内的健身划船器主要从外观、材料以及收纳的角度去研究设计,缺乏全面的人机工程学（Man-Machine Engineeri
【出 处】
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第十二届全国体育科学大会论文摘要汇编——专题报告（体育工程分会）
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研究目的:健身划船器是一种模拟划船运动的健身器材,完成一次划船动作可以对全身的肌肉进行很好的锻炼,对健身者来说是一款很理想的健身器材。伴随着健身划船器的诞生,划船运动已经在健身行业全面推广。我国健身划船器虽然起步比西方晚,但市场需求较大,这几年国产健身划船器如雨后春笋般涌出,但国内的健身划船器主要从外观、材料以及收纳的角度去研究设计,缺乏全面的人机工程学（Man-Machine Engineering）角度的研究。因此,本研究运用人机工程学原理,参照我国成年人身体尺寸数据,结合运动生物力学的角度分析,一方面研究水阻划船运动轨迹与人体受力、施力情况,另一方面对握把、鞍座、脚踏板和滑轨的尺寸进行改进研究,从而提高运动的舒适性,减少运动损伤。希望通过本研究引起生产者对健身划器械的人机工程学角度研究的重视,设计出更加舒适、安全、方便的水阻健身划船器等健身器械。研究方法:本研究采用人机工程学分析方法,通过综合考虑人在某种工作环境中的解剖学、生理学、心理学等方面的各种因素,研究人和机器及环境的相互作用。本文利用人机工程学理论及生物力学原理,按照我国成年人体部分尺寸数据对水阻健身划船器的握把、脚踏板、滑轨进行分析,计算出最优尺寸;对水阻健身划船器的鞍座可倾斜角度进行分析,计算鞍座的人机工程学可倾斜角度,提出可倾斜角度鞍座。研究结果:健身划船器分类:根据使用场地的不同可以分为室内健身划船器和室外健身划船器,也可以根据阻力源的不同分为自重式、液压式、风阻式、水阻式、磁阻式健身划船器等。水阻健身划船器是根据赛艇原理,通过对水的储存结构进行设计作为阻力,模拟了水面划船的自然平顺与流畅性,同时通过水轮独特的设计,精确的重现了水上船只移动时的物理动态过程,设计出最逼真模拟水上运动的水阻划船器。随着产品的不断升级,划水动作越来越接近现实,同时水阻健身划船器在竞技运动员肌肉力量及动作协调能力训练方面也有较好的效果,但在鞍座的设计上还是保留原有的固定式水平移动鞍座,对人体臀部在运动过程中的人机工程学原理设计较少。水阻健身划船器改进:握把主要是用来为锻炼者传递阻力同时提供施力位置的装置,握把的形状,长短直接影响舒适性和发力的有效性。根据我国成年人部分尺寸数据,握把的有效握据长度应该是以最大肩宽百分位数为95男子P95469mm为设计参考标准,加上各种修正值本研究建议握把的长度设计为475mm。当抓握空间为45mm-50mm时,握力最大,手部施力更加合理。鞍座是健身划船器灵魂部位,要充分考虑到人体盆骨的尺寸和结构特征进行计算与设计。鞍座总长由坐姿时臀部后缘到坐骨结节中心的间距加上坐骨结节中心到会阴部中心的距离而定,以人体百分位为50的人群的大腿厚度约为12cm,故鞍座的长度范围应该在22cm-24cm之间。鞍座的宽度需要根据人体坐骨结节间距的大小而定。女性的盆骨的坐骨结节间距约为23cm,男性的骨盆的坐骨结节间距约为20cm。取女性的坐骨结节间距作为鞍座宽度的设计标准,加上一定的修正量,鞍座的宽度可取为25cm-26cm。鞍座是安装在滑轮支架上,可以前后移动,但不能上下倾斜,而人体在进行屈伸腿划船运动时臀部和大腿根部与鞍座的接触面积是不断变化的,这种变化会影响臀部受力面积的变化,从而影响臀部压强的变化。通过实验发现采用U型鞍座的情况下,鞍座的可倾斜最大角度设计在10°最为安全合理。健身划船器的脚踏板设计要结合人体足部尺寸去设计。根据我国成年人足长、足宽的尺寸数据,健身划船器的脚踏板大小应取男性P95百分位为95的人群足长264mm和足宽和103mm作为设计参数,加上鞋子等其它修正量,脚踏板的尺寸近似于长300mm,宽150mm。滑轨是健身划船器的主干部位,鞍座在滑轨上来回移动实现划船的效果,滑轨的长度影响划船过程中运动的行程,同时也影响对室内空间的占用,本研究是在满足人机工程学角度对滑轨的最大长度需求的条件下,最少占用室内空间的尺寸。在设计时真实滑轨的长度还需加上各种修正值,最优尺寸为1100mm。研究结论:本研究通过对水阻健身划船器的握把、鞍座、脚踏及滑轨的人机工程学的研究分析,结合我国人体尺寸数据,结合实际使用的客观感觉,对水阻健身划船器进行了设计改良,计算了相关部件的尺寸数据,提出的改进意见为:握把最优参考值为长度为475mm、直径50mm,鞍座最优参考值为长度260mm、宽度不小于240mm、设计为U型可倾斜鞍座、可倾斜角度参考值为10°,脚踏板最优参考参数为长度300mm、宽度150mm,滑轨最优参考值为1100mm。
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