王平

【摘? 要】針對基于現(xiàn)有技術(shù)的戶外健身器材由于日曬使得表面溫度升高的問題，論文提出如下方案：該健身器材包括底座和安裝板，底座為中空結(jié)構(gòu)，底座的內(nèi)部固定有蓄電池和鼓風(fēng)機，座椅的頂部一側(cè)固定有靠背，座椅和靠背均為中空結(jié)構(gòu)，座椅的底部內(nèi)壁上固定有儲水盒。本器材結(jié)構(gòu)合理，設(shè)計巧妙，通過太陽能裝置自行供電，充分利用自然資源，做到節(jié)能環(huán)保，解決了現(xiàn)有戶外健身器材由于日曬而變得表面溫度較高的問題，易于推廣。

【Abstract】In view of the problem that the surface temperature of outdoor fitness equipment based on the existing technology is increased due to the sun exposure， the paper proposes the following scheme： the fitness equipment includes a base and a mounting plate， the base is hollow structure， the internal part of the base is fixed with battery and blower， the top side of the seat is fixed with a back rest， the seat and the back rest are both hollow structure， and the water storage box is fixed on the bottom inner wall of the seat. The equipment has reasonable structure and ingenious design. It uses solar energy device to supply power by itself， makes full use of natural resources， achieves energy conservation and environmental protection， solves the problem of high surface temperature of existing outdoor fitness equipment due to sun exposure， and is easy to be popularized.

【關(guān)鍵詞】健身器材;太陽能;戶外

【Keywords】fitness equipment; solar energy; outdoor

【中圖分類號】TM914;F416.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）10-0136-03

1 引言

現(xiàn)如今，全民健身意識逐漸強烈，各個地區(qū)、小區(qū)及空地遍布各種室外健身器材，成為居民日常鍛煉、孩子游戲的重要工具?，F(xiàn)有戶外健身器材大多都不能通風(fēng)、沒有散熱功能，在夏季遇到室外高溫時會對人們健身造成影響。在當(dāng)下，有相關(guān)研究提出利用太陽能發(fā)電的健身器材[1]或者利用健身器材健身時所產(chǎn)生的能量進(jìn)行循環(huán)利用，部分研究是關(guān)于室內(nèi)降溫型的，但大多是對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行降溫，而并非對健身器材本身的降溫處理。夏季日照強烈，室外氣溫高，極端氣溫甚至達(dá)到40℃以上，健身器材由于材質(zhì)原因溫度較高，接觸時極不舒適，有燙傷風(fēng)險，且環(huán)境溫度較高，使用健身器材鍛煉不舒適，人不能長時間在建身器材旁逗留，大大降低了健身器材的使用率。因此，針對高溫健身器材體感接觸不舒適的問題，利用太陽能發(fā)電作為能源，為健身器材降溫，增加舒適度，同時，利用通風(fēng)裝置，降低健身器材周圍局部溫度，改善高溫鍛煉小環(huán)境。

各個地區(qū)、小區(qū)以及空地遍布的健身器材一般位于活動場中央，沒有任何遮蔽，不能通風(fēng)，也沒有散熱功能，在夏季室外高溫的情況下，人體直接接觸健身器材會產(chǎn)生不適感，一般人感覺被燙時會自動躲避，但嬰幼兒、行動不便的老人和反應(yīng)遲緩的病人接觸比較燙的物體時很難快速躲開。在陽光暴曬下，健身器材金屬部分的溫度持續(xù)上升，一般情況下，物體的溫度可達(dá)到80～90℃，瞬間接觸就會被燙傷，嬰幼兒的皮膚嬌嫩，60～70℃就容易被燙傷。周圍環(huán)境溫度高導(dǎo)致鍛煉時間縮短，健身器材分散，不利于電力供應(yīng)。

本文提出了一種利用太陽能實時散熱的健身器材，其結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計巧妙，通過太陽能裝置自行供電，為器材及周邊環(huán)境降溫，充分利用自然資源，既節(jié)能又環(huán)保，解決了現(xiàn)有技術(shù)條件下戶外健身器材經(jīng)過長期日曬使表面溫度升高的問題，該器材易于推廣。

2 整體設(shè)計和初測

本文提出了一種利用太陽能實時散熱的健身器材，針對上述問題，現(xiàn)提出如下方案：該健身器材由底座和安裝板組成。其中，底座為中空結(jié)構(gòu)，蓄電池和鼓風(fēng)機固定在底座的內(nèi)部，鼓風(fēng)機的出風(fēng)口固定有通風(fēng)管。座椅固定在底座的頂部，靠背固定在座椅的頂部一側(cè)。所述座椅和靠背均為中空結(jié)構(gòu)，座椅與靠背相連通，儲水盒固定在座椅的底部內(nèi)壁[2]。

在項目初期進(jìn)行了市場調(diào)查，了解人們對這種健身器材的需求以及建議。同時，對健身器材的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行初步測量，測量夏季中晴天、陰天時早、中、晚不同時間段的健身器材本身的溫度，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。進(jìn)行人體溫度測量，即在不同季節(jié)、不同時間人體所能接受的舒適溫度，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。對統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，考量在夏季戶外時健身器材上的溫度在不同時間、不同天氣情況下散熱時需達(dá)到的適宜人體的溫度。統(tǒng)計實驗數(shù)據(jù)得出在7∶00～9∶00（20～30℃）和10∶00～12∶00（30～40℃）這兩個時間段內(nèi)，室外溫度與健身器材溫度差比較小，人們的適宜度也比較高，所以更適合人們鍛煉。同時，在室外健身器材的設(shè)計過程中應(yīng)該充分考慮人的各項尺寸和承受限度，使設(shè)計更加人性化，在使用過程中更加安全。通過分析人體尺寸在室外健身器材設(shè)計中的應(yīng)用，總結(jié)出室外健身器材設(shè)計的原則，使健身器材設(shè)計更加人性化。

3 組成部分

3.1 硬件組成

該健身器材的硬件組成如圖1所示。

3.2 控制系統(tǒng)

進(jìn)水管與外接自來水管連接，太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)化成電能儲存在蓄電池中，在室外氣溫高于40℃時，溫度傳感器將信號傳遞給控制器，控制器控制鼓風(fēng)機和超聲波散熱片工作，超聲波霧化片將儲水盒內(nèi)的水霧化成水汽，鼓風(fēng)機進(jìn)而通過通風(fēng)管將風(fēng)力輸送到座椅的內(nèi)部，從而將水汽輸送到靠背、立柱和扶手中，最后水汽再從散熱孔中排出，從而達(dá)到為靠背、立柱和扶手降溫的目的（見圖2）。

4 存在的問題和展望

產(chǎn)品功能較為單一，相比傳統(tǒng)的健身器材，價格相對更高，公司剛剛起步，在與其他實力雄厚的公司競爭時不占優(yōu)勢[3]。

機械結(jié)構(gòu)、電路連接方便簡單，產(chǎn)品耐久性好;操作簡單，能夠明顯地改善健身人的健身體驗;通過鼓風(fēng)機、蓄電池、太陽能電池板、超聲波霧化器、儲水盒、溫度傳感器、通風(fēng)管和控制器之間的配合，達(dá)到將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，然后再利用水汽對器材降溫的目的;通過液位傳感器、電磁閥、進(jìn)水管和控制器之間的配合，達(dá)到自動向儲水盒內(nèi)加水的目的;連接塊的設(shè)置方便對太陽能面板的傾斜角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，螺栓的設(shè)置便于對安裝板的傾斜角度進(jìn)行固定，結(jié)構(gòu)合理，設(shè)計巧妙，通過太陽能裝置自行供電，為器材及周邊環(huán)境降溫，對自然資源進(jìn)行充分利用，解決了夏季戶外健身器材表面溫度較高的問題，利于普及和推廣。

5 市場分析

5.1 目標(biāo)客戶描述

現(xiàn)有戶外健身器材大多都是不能通風(fēng)的，無法做到有效散熱，在夏季遇到室外高溫時不利于人們健身。因此，該產(chǎn)品的目標(biāo)用戶主要是針對在夏季想進(jìn)行有效鍛煉的人們，例如，各個小區(qū)、健身所。

此外，當(dāng)具備一定量產(chǎn)規(guī)模后，可在國內(nèi)外的各大健身房、各種旅游景點、各個小區(qū)的健身場地進(jìn)行安裝，使得全國和世界各地的人們可以通過該產(chǎn)品達(dá)到夏季健身的目的。

5.2 市場容量或本企業(yè)預(yù)計市場占有率

就目前的形勢，本產(chǎn)品的一些小的細(xì)節(jié)問題還沒有得到根治，有待加強，但是隨著社會的不斷發(fā)展，人們對于健身的意識觀念不斷加強，健身器材的需求不斷增大，預(yù)計本項目的市場占有率至少達(dá)到45%。

5.3 市場容量的變化趨勢

體育產(chǎn)業(yè)是推動經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展的重要力量。根據(jù)《體育發(fā)展“十三五”規(guī)劃》內(nèi)容，到2025年中國體育產(chǎn)業(yè)總規(guī)模將達(dá)到5萬億元，整體發(fā)展中體育產(chǎn)業(yè)和體育服務(wù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，將有效大規(guī)模地帶動體育用品銷售額進(jìn)一步增長。根據(jù)美國等一些發(fā)達(dá)國家體育產(chǎn)品市場規(guī)模大約占整體體育產(chǎn)業(yè)25%的比例，截至目前，中國體育消費市場將達(dá)到1.5萬億元。

數(shù)據(jù)顯示，2012-2017年我國經(jīng)常參加體育鍛煉的人數(shù)不斷上升，2017年全國經(jīng)常參加體育鍛煉的人數(shù)達(dá)到5.5億人，占全國人口的比重達(dá)41.3%左右，龐大的健身人口為健身行業(yè)帶來巨大的需求。

國內(nèi)人群對健身器材的消費規(guī)模仍然較小。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示（見圖3和圖4），我國每百戶城鎮(zhèn)家庭平均僅擁有4套健身器材，普及率尚不足5%。我國健身器材年銷售收入不斷增長，2014年收入規(guī)模首次突破300億元大關(guān)。健身器材銷售收入從2011年的265.8億元增長至2017年的387.9億元，年均復(fù)合增長率為6.5%。

5.4 渠道分析

5.4.1 傳播渠道

通過利用微信公眾號、博客、抖音、微博、貼吧等社交媒體會定期推送與健身器材的整個行業(yè)有關(guān)的知識以及本公司產(chǎn)品的特點，并詳細(xì)對夏季散熱健身器材的優(yōu)點進(jìn)行介紹，以此對夏季散熱健身器材進(jìn)行宣傳。

5.4.2 銷售渠道

主要有兩個銷售渠道，一是上門精準(zhǔn)推銷，二是互聯(lián)網(wǎng)推銷。

①上門精準(zhǔn)推銷。上門精準(zhǔn)推銷的效果最好，因為客戶可以直接感受到該健身器材到底能夠發(fā)揮何種作用以及對于自己來說到底有多大的用途，因此，以上門精準(zhǔn)推銷為主。

②互聯(lián)網(wǎng)推銷。由于淘寶網(wǎng)可以為用戶提供大量的產(chǎn)品信息，使得客戶可以方便地選擇自己需要的產(chǎn)品，故淘寶網(wǎng)推銷是一個非常重要的銷售渠道。

6 結(jié)語

本文介紹了一種利用太陽能實時散熱的健身器材，本設(shè)計中底座采用中空結(jié)構(gòu)，底座的內(nèi)部中固定有蓄電池、鼓風(fēng)機，通風(fēng)管固定在鼓風(fēng)機的出風(fēng)口。同時，將座椅固定在底座的頂部，座椅的頂部一側(cè)固定有靠背。座椅和靠背均采用中空結(jié)構(gòu)，座椅與靠背相互連通，并將儲水盒固定在座椅的底部內(nèi)壁固。經(jīng)初測，本設(shè)備結(jié)構(gòu)科學(xué)、設(shè)計合理，借助太陽能裝置自行供電，幫助器材及周邊環(huán)境降溫，有效利用自然資源，到達(dá)節(jié)能環(huán)保的目的，為夏季人們使用健身器材提供便利，因此，該健身器材具有推廣價值。

【參考文獻(xiàn)】

【1】孫桓.機械原理（第六版）[M].北京：高等教育出版社，2001.

【2】朱張校，姚可夫.工程材料（第4版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

【3】中國產(chǎn)業(yè)調(diào)研網(wǎng).2011-2016年中國健身器材行業(yè)當(dāng)前現(xiàn)狀及未來趨勢發(fā)展預(yù)測報告[R].北京：北京中智林信息技術(shù)有限公司，2011.