畢業(yè)論文（設計）開題報告課題名稱 家庭多功能健身器 學生姓名學 號所屬學院專 業(yè)班 級指導教師起止時間機械電氣化工程學院教務辦制填 表 說 明一、學生撰寫《開題報告》應包含的內(nèi)容：1、本課題來源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；3、對課題所涉及的任務要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析；4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；6、完成本課題的工作方案及進度計劃；7、主要參考文獻（不少于 7 篇） 。二、本報告必須由承擔畢業(yè)論文（設計）課題任務的學生在接到“畢業(yè)論文（設計）任務書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導教師審閱。三、開題報告要求手寫體，字數(shù)在 3000 字以上，由學生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加 A4 紙張。四、每個畢業(yè)論文（設計）課題須提交開題報告一式三份，一份學生本人留存，一份指導教師存閱，一份學生所在學院存檔，備檢備查。1.來源及研究的目的和意義隨著世界城市經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的迅速提高，城市居民的健康意識逐漸增強，健身也成為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾M成部分。然而由于工作量繁多，生活節(jié)奏加快，各種由于身體沒有得到有效鍛煉而衍生出的疾病也在困擾的人們。沒有時間去健身房，沒有適合的健身場所這些都是身體得不到鍛煉的問題根源。而目前市場銷售的各種健身器材都向著新功能，高科技的方向發(fā)展，但實際生活中會發(fā)現(xiàn)，不論是室外亦或是室內(nèi)的各內(nèi)健身器材，其功能都比較單一，而且價格也比較昂貴，因此我覺得很有必要設計一款具多功能于一體，同時又物美價廉、設計合理的健身器材。近幾年，市場上流行的健身器材種類很多，有的健身器材功能單一，雖價格較低，但一般消費者認為并不劃算；另外一些健身器材功能較多，但結(jié)構(gòu)復雜，使用空間大，價格較高，大多數(shù)消費者又接受不了。所以真正能進入家庭的產(chǎn)品并不是很多。此次設計的目的就是為了研發(fā)出一種與現(xiàn)在市場上出現(xiàn)的健身器械不同的一部健身器。克服功能單一，結(jié)構(gòu)復雜，使用空間大，價格較高的缺點，提高使用效果，價格合理，占地小，噪音低的特點。意義在于為每一戶購買健身器的家庭節(jié)約資金，用一臺機器達到多臺機器的鍛煉效果，增強人們的體質(zhì)，給千家萬戶帶來健康，從而使產(chǎn)品可以在市場中有一定的競爭力。2.國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析一個國家的體育消費水平?jīng)Q定了該國的體育市場的發(fā)展程度。世界許多經(jīng)濟發(fā)達的國家家庭的體育消費都十分可觀。1994 年，英國家庭體育消費為 130 億美元，意大利為 94 億美元，西班牙為 81 億美元，德國為 640 億馬克。1996 年法國家庭體育消費為 462 億法郎，占整個體育消費的 49%。相比之下我國的體育消費就很低了，據(jù)國家體育總局公布的《2001 年中國群體體育現(xiàn)狀調(diào)查報告》 ，我國城鄉(xiāng)居民以家庭為單位全年體育消費平均為 397.42 元，其中用于購買家庭健身器械平均為 92.09 元，表明我國家庭健身器械的市場消費水平很低。從國際視角比較來看我國在體育產(chǎn)值，體育消費水平及體育產(chǎn)業(yè)吸納就業(yè)人口比重三個方面，與西方發(fā)達國家都存在較大的差距，這些問題直接或間接的反映了當前我國體育市場整體上還處于起步和初級發(fā)展階段，近你那來家庭健身器械的總銷售額雖有增長，卻非常緩慢，同時也預示著家庭健身器械領(lǐng)域市場開拓的潛力巨大。國外對健身器材的研究集中于兩個方面。一方面是從運動健身的生理學方面，如不同鍛煉方式的能量消耗量、運動方式對不同肌群的鍛煉效果等，對健身器材的健身效果進行研究。通過運動消耗的能量以及健身者身體生理特征的變化，尋找更合理的鍛煉方式，并運用到健身器材的設計上。這屬于較高層次的對健身器材的研究。另一方面，主要研究健身器材的功能實現(xiàn)方式，如力的產(chǎn)生與變化功能的實現(xiàn)、滿足功能基礎上功能合理性的研究等。而從人機工程學的角度，對健身者和家用健身器材之間良好的適配關(guān)系方面的研究，并不多見。有關(guān)這方面的研究，很多健身器材公司僅僅根據(jù)市場需求和購買心理，對家用健身器材的造型和顏色搭配方面做了相應的改進。在我國健身器材的研究主要集中于健身器材廠家，研究的對象是健身器材，研究的方面主要是健身器材功能的實現(xiàn)性，而非健身器材和健身者的適配關(guān)系。總體來說進行模仿外國健身器材設計的居多，很多的運動參數(shù)是直接從國外器材獲取的，沒有真正從中國人的生理特點和心理特點，對健身器材的功能組合、功能尺寸、運動參數(shù)進行研究。有部分學者對部分健身器材的尺寸合理性和健身器材的宜人性方面，做了一定的分析和研究，但不夠系統(tǒng)。健身器材設計的科學性和合理性，一方面體現(xiàn)在它是否能夠從運動生理學方面，對人們的健身運動產(chǎn)生更有效率的健身效果；另一方面則是健身器材能否從各個方面更好的適合于健身者的使用，是否從健身者的體質(zhì)特征和鍛煉效果方面，是否從健身者的心理感受方面，是否從不同健身者的操作方式方面，更合理的確定健身器材的功能、尺寸、參數(shù)、界面、使用方式，以此達到健身器材使用的方便性、舒適型、安全性、合理性。而家用健身器材的人機工程理論的分析和研究，正是基于這第二個方面對健身器材進行全方位的系統(tǒng)研究，以達到健身器材更好匹配與健身者，更好的適合健身者的使用。3.任務要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析本次設計需要打破常規(guī)，使其多功能性可以滿足多種運動人士需求，性價比和實用性方面也將有更高的提升，從而使其具有很高的市場競爭力和存活力，在健身器這一領(lǐng)域中占據(jù)重要位置。通過查閱相關(guān)文獻，加之自己的創(chuàng)新，完成畢業(yè)設計，運用 CAD/CAM、Solidwork等軟件，通過數(shù)學建模，模擬仿真，人機工程學原理，按照國內(nèi)外市場需求情況來對預期目標進行可行性分析，最后設計出完整的圖紙，并撰寫設計說明。熟悉掌握機構(gòu)的設計方法和相關(guān)軟件在變速設計中的應用，提高動手能力，為將來具體實踐技術(shù)工作打下良好的基礎。在查閱大量的相關(guān)文獻和對機械設計系統(tǒng)的學習的基礎上，在指導老師的引導之下，能夠完成家庭多功能健身器的基本功能設計，達到預定的設計目標。4.重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路第一：市場調(diào)查，與合理性設計。對健身運動相關(guān)知識進行了梳理，從而為家庭多功能健身器人機工程設計的理論研究提供了重要的參考。 第二：多功能性的組合，與可行性分析。研究了健身器材的人、機、環(huán)境系統(tǒng)中各要素間的適配關(guān)系，重點對健身器材功能的合理性組合、功能參數(shù)以及健身器材安全可靠性進行了深入分析研究，基本獲得了家庭多功能健身器材功能及數(shù)據(jù)合理性、健身安全性的設計方法。第三：健身器各個部件的尺寸的確定。運用人體測量學，對健身器材的功能尺寸設計進行了系統(tǒng)分析，獲得了健身器材功能尺寸設計的理論依據(jù)，詳細計算主要功能部件尺寸的取值范圍，為家庭多功能健身器的功能尺寸的確立提供了科學依據(jù)。第四：使用人性化的設計。運用人機界面的相關(guān)理論對健身器材功能控制裝置、視覺識別裝置的設計進行了深入分析和研究，提出了健身器材人機界面設計的設計原則，對跑步機的功能控制裝置和視覺識別裝置的人機界面進行了科學設計。 第五：多功能健身器的的市場前景與分析。通過前面對家庭多功能健身器人機工程設計的理論研究，提出了以健身者為中心的家庭多功能健身器材的設計原則和設計程序。通過對家庭多功能健身器人機工程理論的系統(tǒng)分析與研究，本課題所獲得的研究成果將能夠為家庭多功能健身器的設計提供較全面的人機工程理論支撐和數(shù)據(jù)支持，進而為提高我國家庭多功能健身器材的國際市場競爭力做出一定貢獻。5.工作條件及解決的辦法1) 在設計當中遇到的設計想過問題，可以通過查閱圖書館相關(guān)書籍，或者與老師溝通來解決。2) 在三維建模，和模擬仿真方面，通過學習 CAD、ProE、Solidwork 等相關(guān)軟件來解決。3) 工具書、計算機輔助設計、實驗設備和實驗環(huán)境條件均已滿足。6.工作方案及進度計劃第 1 到 2 周： 熟悉題目,開始查閱資料，完成開題報告。第 3 到 4 周： 消化資料，設計方案。 第 5 周： 方案研究，確定具體方案，做出開題報告。第 6 到 7 周： 進行結(jié)構(gòu)分析，計算。第 8 到 9 周： 進行設計結(jié)構(gòu)草圖。第 10 到 11 周：完成圖紙，進行設計論文。第 12 到 13 周：完成設計論文，準備有關(guān)畢業(yè)答辯。第 14 周： 交畢業(yè)設計的各種資料，并進行答辯。7.主要參考文獻[1]李洪東.多功能健身器[J].現(xiàn)代營銷(創(chuàng)富信息版),2004,(03).[2]李盟.多功能健身器[Z].CN201921396U: ,2011.[3]安猛.人機工程學在人性化產(chǎn)品設計中的原理與方法[J].China's Foreign Trade,2011,(18).[4]林福民,雷季康,陳玉華.健身器(仰、俯臥綜合健身器)[Z]. CN301446134S: ,2011.[5]孫文濤. 機械產(chǎn)品設計中的造型學研究[J]. 機械設計,2011,(9).[6]戴葆青,宋若峰,賀云花. 三維實體造型應用于機械產(chǎn)品設計的優(yōu)越性分析[J]. 機械設計,2007,(6).學生簽名 年 月 日指導教師審閱意見指導教師簽名 年 月 日