【毕业设计】普适性滑梯的改进与设计

本科毕业论文本科毕业论文题目普适性滑梯的改进与设计专业体育装备工程单位社会体育部2015年5月教务处编目录摘要IIABSTRACTII前言11普适性滑梯现状111普适性滑梯的概念112普适性滑梯的用途22普适性滑梯的优缺点321普适性滑梯在健身方面的优点322普适性滑梯在娱乐方面的优点523普适性滑梯的缺点53普适性滑梯的改进531滑梯角度改进532滑梯手柄改进64普适性滑梯的新设计841滑梯材料设计842锻炼动作设计1143锻炼方式设计155前景展望176结论17参考文献18致谢19摘要以普适性滑梯为研究对象，通过查阅关于体育器材和滑梯使用方面的文献资料，对普适性滑梯的结构功能改进和在体育锻炼方面的应用进行分析，得出普适性滑梯可以作为健身器材的结论。关键词普适性；滑梯；健身ABSTRACTINUNIVERSALSLIDEASTHERESEARCHOBJECT,REVIEWTHELITERATUREONTHEUSEOFSPORTSEQUIPMENTANDSLIDES,ONUNIVERSALSLIDESTRUCTUREANDFUNCTIONIMPROVEMENTANDANALYZESTHEAPPLICATIONINPHYSICALEXERCISE,OBTAINSTHEGENERALSUITABLESLIDESCANBEUSEDASTHECONCLUSIONOFFITNESSEQUIPMENTKEYWORDSUNIVERSAL；SLIDEFITNESS普适性滑梯的改进与设计前言普适性滑梯是既作能为娱乐工具，又能作为健身设施的体育器材，目前还没有大规模被使用，相关研究较少，当前滑梯多是作为一种娱乐工具出现在大众视野中，成年人把滑梯用在高高的游泳池台上，使自己在十几米的水滑梯上滑下，落入水池内；儿童通过攀爬到达滑梯顶部，坐在滑梯边缘滑下；航空部门把滑梯做成圆筒状，在发生紧急事故时使人们快速离开飞行器。普适性滑梯是把滑梯用来锻炼身体，是滑梯的又一项使用方式创新，可以通过一系列的改进与设计，使滑梯成为健身器材的一种，这些室外健身器材的普及和推广为老百姓健身带来了极大的便利。21普适性滑梯现状11普适性滑梯的概念图1普适性滑梯效果图1图2普适性滑梯效果图2普适性滑梯由滑梯、框架、把手三部分构成，如图1、2所示，它是一款结合娱乐功能和健身功能的体育设施，在原有滑梯的娱乐功能基础上进行结构改进、功能改进，使之成为大众健身领域的一种健身器材，丰富了体育健身方式，使用方式多样，体育器材使用率高。普通滑梯包括游泳池滑水道滑梯、儿童游乐场玩具滑梯、飞行交通工具逃生滑梯等。通常由攀登、平台及下滑三段所组成。一般采用金属或塑胶制作，最主要是确保滑板的表面光滑。12普适性滑梯的用途121一般锻炼者健身方面的应用普适性滑梯适合所有群体进行体育锻炼，尤其是老年人可以使用普适性滑梯进行静力锻炼，比引体向上动作消耗能量少，更加轻松和舒适。由于老年人因衰老而导致身体力量不足，所以对于老年群体来说，运动强度一般较小，运动时间较长。3考虑到老年人在健身路径的总人群中占得比重最大，要保证健身路径能适合大部分人群使用，首先应保证适合老年群体的需求。122运动康复训练方面的应用上肢骨折患者在后期恢复过程中，可以采用普适性滑梯进行低强度上肢锻炼，以辅助治疗为主，请运动教练根据个人的年龄、性别、恢复状况、体适能水平等各方面因素确定其运动时间、强度、频率、时间，逐步提高上肢力量，直至恢复正常水平。4123体育休闲方面的应用锻炼者通过调整滑梯的角度，自由选择适合自己的锻炼方式，人们在闲暇时间用普适性滑梯进行锻炼，可以增进身心健康，丰富和创造生活情趣，完善自我。它的特点就是非功利、主动性、自由和文化性。对增进健康、强健体魄，预防疾病与康复，达到健身、减肥、练腹肌、预防疾病等目的。有助于增强精神文明建设，丰富生活内容，加强人际关系，促进人的社会化与个性形成。普适性滑梯主要锻炼肩关节肌群、肘关节肌群、腕关节肌群和上肢肌群，不仅可以增长力量，还能增强神经肌肉的协调性，使人体神经更加健康。2普适性滑梯的优缺点21普适性滑梯在健身方面的优点211在引体向上项目上的优点图3对引体向上的优点普适性滑梯就是另一种方式的引体向上，如图3所示，能衡量个人腕力，上肢肌肉和腰背肌肉力量，增强肌肉力量，增强体质。有的人可以做T杠下拉，但无法做引体向上，普适性滑梯可以有类似引体向上的效果，常锻炼可以逐步增强自己做引体向上的能力。重点锻炼肱二头肌和背阔肌，对肩胛骨周围许多小肌肉群，还有小臂肌群也有一定的锻炼效果。在普适性滑梯上进行锻炼，可以达到引体向上一样的效果。不同握距的正握能发展小圆肌、大圆肌、斜方肌、肱二头肌、背阔肌等肌群，但是侧重点不同。宽握练习重点刺激背阔肌的中、上部，中握练习可以刺激斜方肌，窄握练习可以刺激背阔肌上部和大圆肌。面部向上牵拉方式中，颈后练习重点刺激背阔肌中部和上部、大圆肌、小圆肌、菱形肌一级背部的深层肌群。212在攀岩项目上的优点图4对攀岩的优点如图4所示，普适性滑梯正是重点锻炼上肢的体育器材，对初学攀岩运动员或技术还不熟练的运动员来说，上肢力量显得更为重要，攀登时往往是上肢引体，下肢蹬压抬腿而移动身体。如果上肢力量差，攀登时就容易疲劳，表现为手臂无力，酸疼麻木，逐渐失去抓握能力。失去抓握能力后，即使有好的下肢力量，也难以继续维持身体平衡。学习攀岩，首先要练好上肢力量，上肢又要以手指和手腕、手臂力量为主，再配合以脚以及腿部的力量，使身体重心随着用力方向的不同而协调地移动，手脚动作的配合也就自如了。如果结合下文425中锻炼动作5，手和脚共同配合锻炼，就更能达到全身肌体的全方位锻炼的效果。213在健美操项目上的优点普适性滑梯有减肥、增高、健美的效果。体重超常，更显上肢及肩带力量不足。对于这种人群，可以在练习普适性滑梯的基础上控制饮食，实施减肥计划。普适性滑梯可以让下肢关节充分放，减少挤压和磨损，对长高有一定效果的。在吸气的同时，用背阔肌的收缩力屈臂引体向上。背阔肌是健美爱好者重点训练的部位之一，其发达程度对健美的效果影响大。背阔肌丰厚发达时，整个背部会呈现出V字型。发达背阔肌及斜方肌、小圆肌、大圆肌、冈下肌、菱形肌等背部肌群的训练方法很多，普适性滑梯可以成为一种新的训练方法。22普适性滑梯在娱乐方面的优点普适性滑梯可以放松身心，双手宽握把手，双臂伸直，身体悬垂在滑梯上，腰背部以下放松，两小腿伸直，可以放松身体。普适性滑梯也可以像原有功能那样用来爬上、滑下，作为一种娱乐设施供。滑梯类体育设施以其独有的趣味性特点，深受广大儿童群体、青年人群体喜爱，尤其是在水上游乐场、儿童游乐园，滑梯是必不可少的娱乐性体育器材。23普适性滑梯的缺点1角度无法调整。在以往使用过程中，滑梯角度固定，虽然制造更方便，但却限制了滑梯的发展和改进。2缺少手柄。滑梯只能在表面滑下，若需要在滑梯上完成上肢锻炼动作，则需要加上手柄，使人体可以停留在滑梯表面。3材料易损坏。和多数室外体育类似，一旦外表油漆脱落，就容易腐蚀生锈。应当改进材料，延长使用寿命。4使用方式少。不能做花样多变的动作，没有功能多样的特点。3普适性滑梯的改进31滑梯角度改进图5滑梯角度改进图图6伸缩杆放大图原来的滑梯角度固定，以此导致使用方式千篇一律，不能根据个人的身体素质、锻炼要求、为了让大众都能喜爱普适性滑梯，就需要顾及所有人的需求，可以对滑梯的角度进行随意调整，不仅适应每个人的锻炼方式，还能使锻炼过程变得更加有趣。对于滑梯的倾斜角度调节可以采用“伸缩杆”，如图5所示，杆身放置于滑梯下部，上下两端固定，中间用销孔固定，如图6所示，可以根据销孔的位置不同来改变滑梯的倾斜角度。伸缩杆越短，倾斜角度越大，锻炼时易下滑，上拉阻力增加；反之，上拉阻力减小，下滑动力减小并产生阻力，当滑梯表面位于水平位置时，身体上下运动都需要克服阻力做功，且阻力大小相等。32滑梯手柄改进原来的滑梯并没有健身的功能，所以不需要有手柄这个结构，普适性滑梯用来进行体育锻炼，就必须像普通健身器材那样有一个可以支撑身体的固定点，增加把手就可以解决这一问题。通过多种方式增加把手，基本不改变滑梯外形，不会增加滑梯的制造成本，但却能给滑梯增加一项功能，方便了普适性滑梯的使用。321挖边为槽图7挖边为槽主视图图8挖边为槽俯视图对滑梯的侧边改动应尽量小，因为侧边是滑梯的受力部位，在不破坏上边缘的情况下，可以稍加改动，不改变它的受力情况和安全性能。适合边缘部位较高，中部较宽、材质较好、小缺口不改变受力特性的滑梯。这种方式最容易操作，最节省成本，最安全。使用过程中双臂可以放于滑梯外侧或内侧。322加装吊环图9加装吊环把手效果图增加的吊环为普通体操比赛用吊环，环内径20厘米。成人在使用吊环过程中，可以把吊环任意旋转，摆放在任意位置，不会发生机械式扭伤，增大了锻炼方式的多样性，适合各种群体手握吊环进行体育锻炼。吊环的连接媒介为铁环铁链，固定点可以在水平方向上移动，这一点与吊环运动的特点很相似。因此可以引荐吊环运动相关动作在滑梯上实现。加装吊环后可以把吊环的的运动形式借鉴到滑梯中来。滑梯吊环力量支撑躺在滑梯上，先用双手撑住吊环身体位于滑梯的最上端，然后身体缓慢下移，双臂逐渐张开至双臂平行位置，保持良好的支撑，并控制足够长的时间，可有效锻炼胸大肌、肱三头肌的肌肉耐力。323加装可旋转把手图10可旋转把手A型图11可旋转把手B型这种把手较大，在不使用的时候应该找地方把它固定住，不影响其作为娱乐设施的用途，可以通过“强力磁铁”、“挂钩”、“铁链固定”等方式进行固定，使用时拿出即可。但要注意固定要牢固，不能发生脱落、滑落现象，否则容易产生人身伤害。适用于金属框架性结构较明显的滑梯。结构比较复杂，改装成本略高，使用时不易损坏。4普适性滑梯的新设计41滑梯材料设计411框架材料加工工艺图12油漆精涂图13有机涂层由于室内放置的健身器材和室外放置的健身器材在使用频率、维护频率、使用环境特点、使用者爱惜程度上均有差别。5在室内的健身场所中，体育器材都有专门人员进行管理、专业教练进行运动指导，所以使用过程规范，器械损耗较小，能够长时间保持器械的优良性能和完整外观，而室外健身器材则不同，它常年暴露在室外，必须要经受住阳光暴晒和酸雨侵蚀，所以，室外健身器材应该具有良好的材质特性，能防腐蚀、防紫外线、框架结构稳定，必须能经受住高强度的使用和轻微的暴力破坏。为了达到更好的油漆保护效果，可以采用静电喷雾自动装置、电镀和粉膜覆盖。最好的表面处理方式是粉膜覆盖，粉膜覆盖主要是把固体颜料全部都用到被涂刷物品的表面上，在一个加工循环炉内，粉末涂料会被烧熔成一块连续的整张薄膜，或者直接应用到一个预先加热的物品上。热喷雾、静电喷雾、悬浮床也可以使用粉末覆盖。有机涂层是为了装饰（上釉、染色）和保护（腐蚀、磨损）而采取的一种保护方式，基于一个薄膜形成物，它被分散或者溶解在水中或溶剂中，薄膜形成物材料构成了颜色载体，颜料在颜色载体上被分散以得到希望的颜色和暗度。可以得到各种各样的薄膜形成物，包括清漆、油、合成树脂以及乙烯基树脂、纤维素、环氧树脂、聚酯等聚合物。6412玻璃钢（FRP）滑梯表面材料图14光滑的玻璃钢图15坚硬的玻璃钢滑梯作为体育器材，应该具有高强度的特点，玻璃钢密度只有碳钢的25，拉伸强度和碳素钢相似。所以，在航空航天领域、高压高温容器制造领域、需要减轻重量的物体中，具有良好的效果。耐腐蚀。FRP是良好的耐腐材料，应用在滑梯中可以对大气、水、油类有较好的抵抗力。尤其是应对当前酸雨状况严重、雾霾频发的天气，更具有良好的效果，如果不考虑价格因素，也可以用于滑梯的框架。电性能好。是防雷电的优良绝缘材料，来制造绝缘体效果好。高频下能保持良好的介电性质，微波透过性良好。缺点弹性模量低，可通过高模量纤维或者做加强筋等形式来弥补。玻璃钢也存在老化现象，在风沙雨雪、机械应力、紫外线、化学物质作用下性能下降。413工程塑料滑梯表面材料图16可塑性好的工程塑料图17可以制作表面材料的工程塑料耐热和耐寒。与普通塑料相比较，工程塑料具有的耐热性和耐寒性能让滑梯经受住夏天和冬天的考验，在温度变化范围较大的环境中仍能保持机械性能优良，所以当前大部分的滑梯都用工程塑料或者进口工程塑料来制作滑梯表面。耐腐蚀性好，基本不受环境影响，保持持久的优良性能，比玻璃钢性能更好，适合在一些高档小区、高级中学内使用。易于加工，工程塑料比金属材料更容易加工，生产的效率高，加工程序简单，不进节省时间，提高效率，还可以节约成本。尺寸稳定性良好。滑梯的使用人群多种多样，不排除肥胖人群使用，所以在较重压力之下，不能产生变形。重量轻，比强度高，与钢铁相比更加节省材料，并具有减摩、耐磨的性能，提高普适性滑梯的使用舒适度，更加人性化。42锻炼动作设计421仰卧锻炼图18仰卧锻炼普适性滑梯的结构是硬件，使用方式是软件，在进行结构改进之后，应该有相应的锻炼动作设计，来配合普适性滑梯的科学使用，防止出现因错误使用而导致的意外事故，对于科学健身具有重要指导意义。动作形式介绍（以吊环把手为例）准备姿势身体平躺在滑梯上，两手正握（掌心向前）把手，双臂向上伸直，身体自然下垂伸直。运动过程用双臂和背部肌肉的收缩力量将身体往上拉起，到把手接近胸部位置。静止数秒钟，使肌肉彻底收缩。然后逐渐放松上肢肌肉，让身体沿着滑梯下滑，直到双臂完全伸直，休息数秒，重复以上动作。身体上拉时吸气，身体下垂时呼气。上拉时精神集中在背阔肌，身体尽量拉高，也可以拉过胸部，拉到腹部，视滑梯长短情况和个人身体素质而定，上拉时不要让身体摆动。这是最正规的锻炼方式，受力恒定，身体舒展，最能锻炼上肢肌肉力量。7422俯卧锻炼图19俯卧锻炼正视图图20俯卧锻炼俯视图动作形式介绍（以吊环把手为例）准备姿势身体趴在滑梯上，两手反握（掌心向下），双臂向上伸直，身体自然下垂。运动过程双臂向两侧展开，使胸部贴在滑梯上，类似扩胸运动形式，用双臂和背部肌肉的收缩力量将身体往上拉起，到把手接近胸部位置。静止数秒钟，使肌肉彻底收缩。然后逐渐放松上肢肌肉，让身体沿着滑梯下滑，直到双臂完全伸直，休息数秒，重复以上动作。423倒立锻炼图21倒立锻炼准备动作图图22倒立锻炼运动过程图倒立健身法在国外比较流行，普适性滑梯的头部朝下倒立法正是借鉴这种方式，具有良好的保健作用。研究表明，倒立可以使人体形态更加健康，同时减少面部皱纹的产生，具有一定的抗衰老作用。增加面部供血，滋润枯黄面庞变得红润，减肥收腰，腹部减肥效果好，治疗腰间盘突出，治疗颈椎病。治疗脑供血不足，快速消除脑疲劳。长期锻炼可保持心脑血管年轻化。倒立这种方法对以下症状具有良好的保健作用倒立更有助于人的智力和反应能力的提高。人的智力高低和反应能力的快慢，是由大脑来决定支配的，而倒立能增加大脑血液供应和各种条件下的支配传感能力。据报道，如果每天能保持五分钟的倒立时间，倒立后会感觉眼睛明亮、神清气爽、大脑清醒。这是因为这种特殊功效，医学家认为，倒立五分钟，就可以当于睡眠两个小时。世界各国也积极倡导广大人民群众开展倒立运动，以促进身体健康。动作形式介绍（以吊环把手为例）准备姿势头部向下躺在滑梯上，两手握紧把手，身体呈立正姿势。运动过程双臂向头部方向提起，类似提水桶运动形式，两腿可以自由放置在滑梯上，若滑梯太短，可以把腿抬起，坚持数秒，然后慢慢放松双臂，使身体逐渐下滑到初始位置。424用波浪形滑梯锻炼图23用波浪形滑梯锻炼利用波浪形滑梯进行锻炼，波浪形滑梯的凸起部分可以起到给背部肌肉按摩的功效，类似推拿按摩手法中的滚法，可以舒展背脊肌和按摩背部穴位，配合上肢运动，可以达到更好的锻炼效果。动作形式介绍（以吊环把手为例）准备姿势平躺在波浪形滑梯上，滑梯凸起部位顶住背部肌肉，握紧把手，身体放松。运动过程用双臂和背部肌肉的收缩力量将身体往上拉起，同时精神集中在背部肌肉，感受背部按摩的过程，两腿可以自由放置在滑梯上，自由控制按摩的速度和部位，也可以侧身，让其他部位的肌肉接受按摩。425手脚配合锻炼图24手脚配合锻炼让双脚接触滑梯，在锻炼时上肢和下肢一齐用力，这样解决了肌肉力量过小而无法单纯通过上肢力量使身体上升的情况。适合肌肉力量较小者锻炼，并且具有一定的趣味性。动作形式介绍（以吊环把手为例）准备姿势两腿蜷曲，放于滑梯底部，双臂伸直，握紧把手。运动过程下肢和上肢同时发力，双脚位置不动，向下蹬，双臂向上拉，使身体沿滑梯表面向上滑动，坚持数秒后，四肢放松，身体逐渐下滑至初始位置，循环往复，达到锻炼效果。426往复推拉锻炼图25往复推拉锻炼动作形式介绍（以挖边为槽为例）准备姿势面部朝上或面部朝下平躺在滑梯上，双臂向上伸直，握紧把手槽。运动过程用双臂和背部肌肉的收缩力量将使身体向前运动，到把手接近胸部位置，然后双臂反向发力，使双臂逐渐伸直，身体恢复初始位置。当滑梯上抬到几乎平行位置后，滑梯的坡度会变小，所以在屈臂动作完成后无法自然滑下，则可以再由肘部发力，做离心运动，由自身力量完成整个动作，可以自由调整整个动作的快慢频率。上下两种动作结合可以锻炼小圆肌、大圆肌、斜方肌、肱二头肌、背阔肌等肌群，对大部分上肢肌群都有锻炼效果。43锻炼方式设计刚开始练习时可以把滑梯调到比较省力的角度，上拉用力小，还可以自由下滑，之后逐渐增加难度，加大运动量，练习到一定阶段，尝试引体向上与普适性滑梯混合练习，引体向上较难，普适性滑梯较简单，难易结合，会达到更好的效果。431定量锻炼因为普适性滑梯以有氧运动为主，以促进身心健康为目的，所以可以用锻炼的次数来判断锻炼的效果，采取定量锻炼的方式。同时由于普适性滑梯重点锻炼上肢力量，还应与其他运动方式结合使用。建议每组2030次，每组之间休息2分钟，每天锻炼45组，每周锻炼3天，另外结合跑步、跳绳、蛙跳等其他下肢体育锻炼方式，使全身肌肉都能得到充分锻炼。432不定量锻炼普适性滑梯的锻炼效果还可以用身体的活动状况来衡量锻炼是否达到目的，也可以不计算锻炼次数，每次锻炼都做到力所能及，当体力耗尽时停止锻炼。在第一组做到体力耗尽时，再做两组到四组，每组尽力而为，发挥自己的最大极限。下一次再做练习时，尝试比上一次多做一个，然后每次递加，经过长时间积累，和持之以恒的练习，一定会有很大的进步。多做一个两个或多做一两组，直到能做若干组，每次做五组。以可旋转把手为例，双手的握位宽于肩部，肌肉练习重点就会集中在背部肌肉上。相反，双手握位比肩部窄，肌肉练习重点则会侧重于二头肌。此外，动作技术必须规范，注意力要集中。上拉时可以想象背阔肌的上部和外侧末端一直被拉到腰部，直到身体所受阻力过大导致不能再上拉为止，静停68秒钟，保持背部的大部分肌群完全处于收紧状态，想象全身的血液都涌到了背部。采用这种方式锻炼能真正使背阔肌得到有效的刺激，肌肉锻炼的广度和深度都会增加，从而有效地发达背阔肌。433注意事项在普适性滑梯上进行锻炼，当上肢或全身肌肉处于收缩和发力状态时，可以自己读6秒，然后在慢慢还原。其原理是通过顶峰收缩强化神经的冲动，然后获得支配肌肉的神经感觉，让肌肉充血并发胀，达到有效地锻炼肌肉的目的。普适性滑梯是上肢力量耐力项目，长时间练习也会有难度，所以需要坚强的毅力和耐力。5前景展望在以后的逐渐发展中，可以根据实际使用情况再作出其他改进和创新，使它更能符合大众健身的要求，还可以进行产品的简化和复杂性设计，瞄准普通小区的健身路径低端市场和高级健身会所高端市场，做出低价器材和高舒适度器材两个种类，多种样式，促进滑梯类器材的发展。6结论1普适性滑梯不仅可以作为一种娱乐设施，还可以作为体育器材用来开展体育锻炼，丰富了人们的健身方式，使人们更加轻松愉快的享受体育锻炼的乐趣。82普适性滑梯对人体的上肢力量锻炼会起到很大的帮