电动跑步机的人机工程设计

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1、机械　　２００４年第３１卷增刊　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?１７?电动跑步机的人机工程设计徐华文，李文峰（武汉理工大学物流工程系，湖北武汉430063）摘要：利用人机工程学的理论和方法，深入研究电动跑步机的人机工程设计，阐明了跑步机的合理布局和其本身机构设计时应符合人机工程学的有关要求。关键词：跑步机；人机工程；设计ErgonomicsdesignofthemotorizedtreadmillAbstract:Thepaper

2、usethetheoryandmethodofErgonomicstolucubrateergonomicsdesignofthemotorizedtreadmill,illustratethelayoutoftreadmillandmakethedesignaccordwiththerequestofErgonomics.Keyword:treadmil；ergonomics；design随着人们生活水平的提高，人们对身体越来越关爱，更多地进行体育锻炼。健身器材作为进行健身活动的重要工具之一，越来越受到人们的喜爱。跑步是最方便、最简单的有氧健身锻炼方式，它可以促进人体血液循环，

3、增强心肺功能，发展肌肉力量，在慢跑时更能消耗人体脂肪;在健身运动中，跑步最受人们的喜爱，跑步机成为人们最受欢迎的健身器材。人机工程学是本世纪50年代发展起来的一门新兴学科，它由人体科学、工程技术、环境科学、安全科学和社会科学等交叉而形成。人机工程学研究人和机器及环境的相互作用，把人的因素作为产品设计的重要条件和原则，使设计出的机器操作简便、省力、安全、可靠高效、舒适。当前，人机工程学的研究和应用越来越广泛。人机工程学的研究成果对于电动跑步机的设计有着非常重要的意义。在人机这一系统中，人是核心因素，电动跑步机的设计应符合人的生理，心理特点，在这方面的考虑失误，可能会影响人们的健身效

4、果，甚至会影响人们的安全、健康。1人体尺寸百分位数运用的基本原则电动跑步机的设计应符合人体的尺寸，这是很容易理解的。但是由于受人的年龄、性别、种族、地区等因素的影响，人的身材大小各不相同，那么该用哪一种身材的人作为跑步机设计的依据？在对人群进行统计性的人体尺寸测量时，各种身材的人频数分布状态（出现率）用百分位数表示。在国标GB10000中分别给出了不同年龄段第1、5、10、50、90、95、99百分位的人体尺寸，在跑步机设计中，常用的是18~60岁年龄组的第5百分位数和第95百分位数，它考虑了绝大多数的使用者群体。按人体尺寸确定相关结构与空间的尺寸的原则为：（1）容空间尺寸设计按

5、第95百分位数（P95）包容空间是指以人为中心，包容人体（或某部分）的空间。例如：最小作业空间（区域）、通道、维修空间、肢体自由活动空间、门、舱口等，对于这类空间，要求其能包容大多数人，按大身材人设计，小身材的人当然也就包括在内。（2）被包容空间尺寸设计按第5百分位数（P5）被包容空间是指以人为中心，被人体（或某部分）所包容的空间。例如，肢体的可及范围、椅面高度、搬运物的宽度等，对于这类空间，应使小身材（P5）能包容其空间，大身材人当然也就没有问题。（3）最佳工作区位置尺寸按第50百分位数（P50）在包容与被包容关系中，要求空间适应人的极限状态，而对于某些频繁使用的操纵器，则是希

6、望能以最舒适的状态来进行操作，才不容易疲劳，并达到准确和高效。例如，重要的、使用频繁的或需精细操作的开关、旋钮等控制器的设置，各类机械主要操作手柄的设置等。这时应按中等身材人设计，因第50百分位附近，人的密度高，可使多数人处于舒适、高效的作业状态下。（4）可调节结构尺寸的调节范围为第5至第95百分位数由于人体尺寸的差异，欲使每个工作者能处于一种舒适、准确、高效的工作状态，则应将有关节结构设计成为可调节的，例如，与控制台有关的座高度和脚踏板的高度等，应是可调节的，其尺寸应以P50为基准，调节范围扩展到P5至P95。2电动跑步机的人机工程设计?１８?　　　　　　　　　　　　　　　　　

7、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　机械　　２００４年第３１卷增刊最早的跑步机是没有动力的普通跑步机，在这种跑步机上跑步时，需要用力蹬踏跑步机来完成运动，跑步的姿势不够自然，运动难以协调，效果并不理想。而应用人机工程学设计的电动跑步机，人们在跑步时，感到轻松、自如，运动状态更贴近自然运动状态。跑步机主要由以下部分组成：底架、跑步带、电机、电机盖、立架、扶手、以及电子显示器。如图1所示。图1跑步机2.