大连工业大学 辽宁大连 116034
摘要：近年来居民对于自身身体健康的重视程度逐渐提升，健身器材市场前景广阔，但是传统的公园健身器材模式单一，互动性差，利用率不高。本文所设计的公园互动式健身器材具有体积小，健身模式多样，适合多人使用，互动体验好等特点，具有明显的应用价值。
关键字： 公园，互动式，健身器材
我国健身器材市场发展于上世纪80年代，随着国民经济水平的提升和人民对于健康生活追求的日益增长，居民开始有意识的进行健身活动，公园作为重要的公共场所，是开展健身活动的主阵地之一。在社会风尚的引领下，群众参与健身的积极性逐步提高，为健身器材的发展提供了巨大的发展空间。但是我国尚缺乏国际知名的健身器材厂家，公园健身器材没有完全贴合用户需求，尤其是缺乏互动式体验，不能很好的满足使用者的精神需求。
1、健身器材市场分析
近年来随着城市空气质量的逐渐改善，越来越多的居民乐于在室外进行体育锻炼。市场上较为主流的公园健身设施，主要分为力量运动，有氧运动和休闲运动三大品类，其中力量运动主要包括单杠，双杠等；有氧运动分为跑步，腹肌锻炼，腰部肌肉锻炼等；休闲运动包括乒乓球台，秋千，攀登类运动设施。大部分的使用者明白该种器械该如何使用，并且锻炼的是哪个部位，但对于其具体的功能没有清晰的概念。
国家卫计委和体育总局的大力开展城市公园健身设施的建设工作，以满足人民日益增长的健身需求。但是现阶段城市公园资源较为紧张，大型健身设施占地面积比较大，难以满足多人同时使用需求，为此应推出占地面积更小的健身器材。另一方面，在健身器材的设计中融入更多的交互式元素，包括硬件交互式元素和软件交互式元素，增加使用者与健身器材之间的交流。
2、互动式健身器材理论分析
2.1 互动式健身理论
互动是健身是一种带有互动性质的健身活动，在健身过程中建立人与器材之间的相互体验，提升使用者的感受。在行为上应注重如何影响用户的操作，在心理上应重视两个不同类型个体之间的交流。
常见的互动行为包括多点触摸查询，电子翻书系统，仿真驾驶等，但是互动体验与用户体验是截然不同的两个概念，互动体验注重双方的体验过程，用户体验则是以人的情感为重点，突出的是主观感受。
互动式体验在家用健身器材中得到了诸多应用，例如先进的跑步机可融入三维仿真技术，模拟实景环境下的运动环境，增加跑步的趣味性，并可借助于多种类型的显示屏，反馈运动的时间，消耗的热量和运动的心率等数据。同时在器材的硬件设计方面增加了减震系统，升降系统，测试系统，数据采集系统等。减震系统和升降系统有利于保护健身中的使用者。数据采集系统和测试系统能实时反馈运动者的信息化。公园互动健身器材，在设计使用中也可充分借鉴家用健身器材在该方面的优秀成果。
2.2 互动健身的主要影响因素
（1）相互抗衡性，指使用时所体现出的对抗对立的行为，可以增进团体的荣誉感。（2）游戏娱乐性，一般分为虚拟和现实两个大类，游戏娱乐性是由动作、情节、智力、竞争等元素构成。（3）团队协作性，是指团队之间的分工合作。为更好的发挥每个人的优势，将这些优势与智慧聚集到一起，相互影响、配合的过程，从而产生交流和碰撞。增进人与人之间的感情，提升运动的趣味性。
3、公园互动式健身器材的设计
3.1 公园互动式健身器材装置设计
（1）设计要点。在本次公园互动式健身器材设计中主要应用的是杠杆原理，充分融入跷跷板的使用概念，在踏步机中增加了单人和多人两种模式，提升了运动的趣味性。其中双人模式主要适合亲子运动，能在成年人自身锻炼的同时，照顾自己的子女，同时有利于孩子的锻炼。将双人模式转换为单人模式较为简单，到公园中参加锻炼的成年人均可完成模式转换，老年人也可以很轻松的进行。
（2）设计原则。首先，是本次设计的功能性要求。互动式健身器材作为健身器材的一个匹配，并具备基本的健身功能，运用本装置可充分的完成使用者的健身要求，达到锻炼身体的目的；同时作为一种交互性较强的健身器材，增加了健身过程中的互动。其次，要满足互动式健身器材的空间要求。随着城市空间利用度的不断提升，大规模公园互动式健身器材的建设不太可能，所以本次设计注重了折叠结构的使用，有利于模式转化。最后是实用性要求，下图中所展示的互动式健身器材操作方便，安全性较高，互动性较强，实用性较高。
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3.2 互动式健身器材设计说明
本次设计的健身器材注重个人使用模式和单人使用模式之间的转换，在单人模式下比较适合独自锻炼，借用于传统的液压结构，使用者在一只脚踏下的同时会自动抬起另一只脚，使用者不断模拟重复的爬楼运动，主要锻炼使用者的腹部肌肉，进行有氧运动，一方面能增强使用者的心肺能力，同时也能增强使用者的腿部肌肉，有利于腿部肌肉塑形；同时长时间锻炼可燃烧热量，有利于使用者进行全身塑形。在互动模式下，借助于跷跷板原理和杠杆原理，当一人踩下其中一只踏板时，同侧的另一个踏板会自动上升，两者接替进行重复的爬楼运动。在互动模式下，锻炼中的两人可相互交流，一边健身一边增进感情，不易产生疲劳感。互动模式建议在亲子、朋友和情侣之间使用，有利于社交能力的提升，响应国家的全民健身号的。
3.3 互动式健身器材结构及技术指标
该器材的主要结构包括踏板，电子显示屏，液压支架和底部支撑。
本次设计使用PVC塑料和金属结构，主要的承力部件采用不锈钢金属脚踏板使用优质的PVC塑料增强摩擦力。单人模式下该装置外部尺寸为长×宽×高：50×35×26cm，双人模式下该装置的长度变为91厘米。，为了实现模式之间的快速转化，两侧的脚踏板外部尺寸不同，一侧长度为32厘米，另一侧长度为30厘米，可便捷地将一侧脚踏板放置于另一侧脚踏板内。同时脚踏板带有固定结构，固定结构的大小可调节，脚踏板表面有凸起结构，增加摩擦力，两者共同作用提升安全性。可选组件包括电子显示屏和数据采集系统，数据采集系统主要采集运动时间，消耗热量，行走距离，攀爬高度等，借助于电子显示屏，直观的呈现在使用者面前。此外，装置的配色可自主选择。
3.3 设计的主要创新点及应用前景分析
本装置设计的主要创新点有以下两个，首先充分利用了跷跷板原理，改变了踏步机的使用方法，增加了健身过程中的互动性和趣味性；其次，该装置占地面积小，易于折叠，适合在较小的空间范围内布置。
在未来公园建设过程中，健身和朋友健身将成为主流，为满足使用者赋予更好生活品质和身体健康的追求，本次设计充分融入了互动式体验原理，在健身的同时附带一定的社交途径。在全民健身的大背景下，具有非常广阔的应用空间。
4、结语
通过上文的分析，可以看到未来一阶段，传统的健身器材形式枯燥，不易于长期坚持，互动式健身器材的发展空间较大。在公园健身器材中融入互动体验模式，对于使用者的身心均具有积极影响。本产品的设计充分考虑了使用者的互动期间，借助于折叠结构，可快捷完成单元模式及双人模式之间的转换；另一方面本次设计使用承受力较高的钢结构，同时增加了接触部位的摩擦力，具有较高的安全性。
参考文献：
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[3]龙志健. 多功能互动健身车的创新机构设计及有限元优化分析[D].哈尔滨工业大学,2009.
项目名称：回归旧时代的新科技—可发电式公园健身器材
项目编号：201910152098
辽宁省教育厅2019年度科研经费项目：J2019028
通讯作者：毕善华，研究方向：风景园林规划设计，bishanhua@163.com
论文作者:姬诗淇,李雨铮,王一宁,李馨媛,范淑婷
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6