作品名稱：健身器腳踏板
學校名稱：保定職業技術學院
參賽隊伍：睿智團隊
參賽學生：張衛東 馬浩同 蘇連城
指導老師：楊坤 蘇慧
辦公室健康神器—健身功能腳踏板設計說明書
一、需求分析與可行性論證
1.辦公室人群對健康的需求
在中國，辦公室人群已然成為一個重要的群體，在主要的一線城市職業人群中，從事腦力勞動為主的辦公室人群所占比例超過50%，已成為城市主體人群。他們的工作場所主要是辦公室，大部分人需要久坐于辦公桌前并使用電腦。辦公室威脅健康的重大隱患----久坐。如果長時間靜坐在電腦前、辦公桌旁，而疏于鍛煉，使得致病因素會悄然潛入人們體內。
（1）頸椎、腰椎問題麻煩大
人體骨骼中，各關節連接處只有通過運動這一惟一的方法才會產生一種黏液，以防止骨骼間相互磨損。而久坐少動者的骨連接處無法產生這種粘液而變得干燥，繼而引發關節炎和脊椎病。此外，人在久坐時，容易造成坐姿不正確，比如大腿和小腿角度不足90度、身體前傾、脊椎彎曲等，會造成頸椎、腰椎酸疼，全身血液循環不暢。
（2）心、腦血管藏隱患
久坐少動者，熱量消耗自然就少，人體對心臟工作量的需求隨之減少，由此引起血液循環減慢，心臟功能減退，血液在動脈中容易造成沉積，以至出現心肌衰弱，易患動脈硬化，高血壓、冠心病等心血管疾病。
（3）消化系統會紊亂，造成肥胖
久坐不動者每日正常攝入的食物，聚積于胃腸，使胃腸負荷加重，長時間緊張蠕動也得不到緩和，長此以往可致胃及十二指腸潰瘍穿孔及出血等慢性難愈頑癥。而食物中的脂類、淀粉等物也由于久坐少動，而過多地轉變為脂肪，導致肥胖。
長時間久坐導致辦公室人群中大部分處于亞健康狀態，很多人開始意識到問題的嚴重性，于是市場上各種健身產品應運而生，并且銷量不斷上升。設計制造一款使用方便、性價比高、可滿足四季健身需要、室內使用的、可改善白領健康狀況的多功能健身器腳踏板具有可行性。
2. 購買力分析
目前市場上的健身產品有：腳踏板、折疊健身器、踏步健身器、拉筋板等，大多實現單一功能，價格從幾十元到上千元，如果購買不同健身器，不但占用家庭和辦公室空間，也造成經濟的浪費。本設計采用組合原理，把各種功能用一個產品實現則可以解決這個問題。
辦公室人群收入高，購買能力也較強。他們的消費理念超前，容易接受新事物，很多人通過瀏覽網頁、使用微信等途徑了解新事物新產品，并敢于嘗試。辦公室人群消費理性，在關注質量的同時也注重性價比，價格對于他們不是首要考慮的因素但是也很重要。一款功能強大、安全可靠、價格較低的健康產品一定會引起他們的關注。
二、功能分析與原理方案設計
1.功能分析
辦公室人群應進行適當運動。適合的運動形式應該是：拉伸運動和室內有氧運動。俗話說“筋長一寸，延壽十年”，拉筋通絡可以改善辦公室人群容易出現的頸椎、腰椎問題，和胳膊僵直問題。免疫力低下、脂肪堆積等問題可以通過簡單的有氧運動得以改善。應該是不需要大型運動器械，不用很大空間，很方便拿過來就能夠運動。我國辦公室人群年齡大致從二十左右至五十歲左右，年齡分布范圍很大，健身器要符合不同年齡人群的需要，就要有多種運動形式，或者運動量容易根據使用者自身特點進行調節。因此，我們決定設計一款集拉筋、彈跳、踏步于一體的健身器。年輕人可以使用彈跳功能和大角度的拉筋板，而年長者可使用踏板功能和小角度拉筋板。
保持正確坐姿非常重要。并增加腳踏板功能，既符合人體工程學，在一定范圍內角度可調，使用時保證腳和小腿的垂直關系，使身體不前傾，保持正確坐姿，減小脊柱彎曲，又可以收納于辦公桌下，節省空間。
本產品也可用于家庭，可以作為電腦族的腳踏板，或者在看電視的同時足不出戶就可以運動。有了這個產品，環境的污染造成Pm2.5超標、寒暑不適宜戶外健身，或者個人懶惰，這些都不能阻止一個人運動健身。
2.工作原理
本設計具有三個主要功能：
（1）腳踏板功能。用于工作時放置于腳下，對腳起到支撐作用，保持腳與小腿成直角。根據不同桌椅的高度，腳踏板可進行三個角度的調節。人體最舒適的踩踏角度為與地面成15- 20度，本設計產品可調角度為15-30度，最大角度可作為拉筋板時使用。
（2）拉筋板功能。與作為腳踏板使用時相同，調節為與地面成一定角度，以腳尖向上的姿勢踩在斜面上，向下彎曲身體盡量讓手靠近腳掌，可起到拉伸筋骨的作用。
（3）踏步和彈跳健身器功能。將踏板調節到接近水平狀態，在彈簧彈力的支撐下進行彈跳和踏步。踏板是分開的兩塊，既可同方向運動又可以分別運動。模擬跳繩運動時，雙腳同時向上彈跳，而作為踏步踏板時兩腳分別踩踏下去。
三、技術設計
1.機構和結構設計
本設計采用簡單的機械結構，調節容易、無需用電。裝配實體圖如圖1所示。
作為腳踏板和拉筋板時，調節踏板角度應用銷和加粗支承鋼管，鋼管嵌于踏板背面的槽中實現支承和調節，如圖2腳踏板鋼管支撐調節示意圖所示。最大角度為30度。
作為彈跳板和踏步踏板時，需將支承鋼管放下，連接踏板和底板的銷子拆下，將置于底板槽內的支撐桿取下支撐于底板和踏板相應的槽中，如圖3踏板健身器工作原理圖所示。支撐桿采用加粗高碳鋼管，具有高強度、高硬度、高彈性極限和疲勞強度。踩踏踏板時，選用片彈簧，而非液壓缸。因為液壓缸隨使用時間的延長會出現磨損、噪聲等缺陷，并且造成成本上升。使用中片彈簧受壓高度降低，滾輪可延底板向后滾動。彈簧不受力時高度為170mm，重80斤到200斤的人踩踏時，踏板邊緣距底板高度分別為160mm-130mm。運動時沒有沖擊，不傷膝蓋。
2.外觀設計
本設計長寬高為400*346*170（單位mm），占地面積為0.235㎡，只需較小的空間。結構上進行了宜人化設計：
（1）圓角設計，外觀美觀更安全。
（2）踏板防滑，底板裝有防震防滑橡膠，運動中無震動沖擊，安全可靠。
（3）踏板和底板使用ABS環保材質，清新無味，耐用防腐，質輕不變形、可清洗、一體成型。
3.形成零件圖與裝配圖
四、創新點
1.無需用電、結構簡單、機械支撐、無液壓缸，使用時間不受限制，靜音磨損小。踏板是分開的兩塊，既可同方向運動又可以分別運動。
2.功能綜合，簡單安全的運動形式，適合不同年齡人群辦公室和家庭使用。
集拉筋、彈跳、踏步于一體的健身器。年輕人可以使用彈跳功能和大角度的拉筋板，而年長者可使用踏板功能和小角度拉筋板。角度調節：一檔15度、二檔20度、三檔30度。可以作為電腦族的腳踏板，或者在看電視的同時足不出戶就可以運動。有了這個產品，環境的污染造成Pm2.5超標、寒暑不適宜戶外健身，或者個人懶惰，這些都不能阻止一個人運動健身。
3.日常當作腳踏板使用，保持正確坐姿，身體不前傾不駝背。置于桌下，僅需0.235㎡空間，收納節省空間。
