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1　体育器材概述1

1.1　体育器材基本概念1

1.1.1 体育器材的含义和作用1

1.1.2　体育器材的分类4

1.1.3　体育器材的基本术语6

1.2　体育器材的发展状况7

1.2.1 体育器材与奥林匹克7

1.2.2　我国体育器材市场分析9

1.2.3　体育器材的发展趋势10

1.3　体育器材设计基本方法和步骤14

1.3.1　选题阶段15

1.3.2　方案设计阶段15

1.3.3　技术设计阶段15

1.3.4　施工制造阶段16

1.4　常见体育器材简介16

1.4.1　健身车16

1.4.2　跑步机17

1.4.3　健骑机19

1.4.4　漫步机20

1.4.5　划船器22

1.4.6 夹胸机22

1.4.7　蹬腿机23

1.4.8　综合训练器24

2　体育器材设计中的人体工程学应用26

2.1　运动解剖学基础理论及应用27

2.1.1 解剖学定位术语及应用27

2.1.2　运动系统的机能及其特征29

2.2　运动生理学基础理论及应用51

2.2.1 骨骼肌的收缩形式51

2.2.2　肌肉力量训练的原则和方法53

2.2.3　体育运动的生理功能55

2.2.4　运动生理学知识在体育器材设计中的应用66

2.3　体育器材的人体工程学分析87

2.3.1　运动解剖学方面88

2.3.2　运动生理学方面89

2.3.3　其他方面91

2.3.4　人体工程学在体育器材设计中的应用91

3　体育器材设计的人机工程学应用94

3.1　体育器材设计与人机工程学关系94

3.1.1　人机工程学概述95

3.1.2　体育仪器器材中的人机工程学应用现状95

3.1.3　体育仪器器材中的人-机-环境系统分析97

3.1.4　人机工程学研究的主要内容99

3.1.5　体育仪器器材中的人机工程学的发展趋势100

3.2　体育仪器器材中人体特性的研究100

3.2.1　人体测量基本知识101

3.2.2　人体尺寸数据的应用方法101

3.2.3　体育器材功能尺寸的设计105

3.2.4　人的特性研究105

3.3　体育器材设计中应注意的人机工程学106

3.3.1　人机界面的设计106

3.3.2　显示装置的设计108

3.3.3　操纵装置设计111

3.3.4　事故分析与安全设计114

3.3.5　人机系统的总体设计117

3.4　基于人机工程学体育器材设计的实例分析117

3.4.1 三维人体模型的建立118

3.4.2 网球轮椅的三维设计118

3.4.3 网球轮椅设计中的人机工程评价125

4　体育器材机械运动方案设计127

4.1　体育器材机械运动方案设计127

4.1.1 体育器材机械的基本组成要素127

4.1.2　设计体育器材的一般程序127

4.1.3　体育器材机械运动方案设计的主要步骤129

4.1.4　机构选型130

4.1.5　组合机构的组成132

4.1.6　体育器材机械运动方案设计举例135

4.2　体育器材的机械结构设计139

4.2.1　轴的结构设计140

4.2.2　零件在轴上的定位145

4.2.3　转轴的强度计算149

4.3　体育器材的控制系统设计151

4.3.1 自动控制技术中的基本控制方式152

4.3.2　传感器153

4.3.3　单片机控制系统163

4.3.4　液压控制系统168

5　体育器材的材料选择174

5.1　体育器材的失效与失效分析174

5.1.1 失效的分类175

5.1.2　失效的基本因素176

5.2　体育器材的失效形式177

5.2.1 变形失效177

5.2.2 断裂失效179

5.2.3　磨损失效180

5.2.4　腐蚀失效182

5.3　体育器材选材的一般原则183

5.3.1　使用性能原则183

5.3.2　工艺性能原则185

5.3.3　经济性原则188

5.4　体育器材不同失效形式选材分析190

5.4.1 弹性畸变失效的选材分析190

5.4.2 塑性畸变失效的选材分析191

5.4.3　疲劳失效的选材分析194

5.4.4　其他失效的选材分析195

5.5　典型体育器材的材料选择及工艺设计196

5.5.1　撑杆材料196

5.5.2　运动中防护材料196

5.5.3 自行车材料198

5.5.4　登山用材料199

5.5.5　滑雪板用材料200

5.6　体育器材中的表面工程201

5.6.1 高尔夫球杆表面摩擦力的控制201

5.6.2　赛车中钛部件耐磨性能的提高203

6　体育器材设计实例205

6.1　康复轮椅的设计205

6.1.1　康复轮椅的发展概况205

6.1.2　康复轮椅设计中的人体工程学209

6.1.3　康复轮椅设计中的人机工程学213

6.1.4　康复轮椅的总体设计216

6.1.5　康复轮椅的计算分析220

6.1.6　康复轮椅的模拟仿真224

6.2　低拉机的设计226

6.2.1　低拉机的发展概况226

6.2.2　使用低拉机的动作分析226

6.2.3　低拉机的结构设计229

6.2.4　低拉机的计算校核232

6.3　椭圆机的设计235

6.3.1　椭圆机简介235

6.3.2　椭圆机设计要求235

6.3.3　人体尺寸的选择236

6.3.4　椭圆机的结构设计237

6.3.5　椭圆机的线型色彩设计245

6.4　电动跑步机的设计246

6.4.1　跑步机的发展246

6.4.2 电动跑步机的结构设计246

6.4.3 电动跑步机的材质设计250

6.4.4 电动跑步机的线型色彩设计250

6.4.5 电动跑步机控制系统设计251

6.4.6 电动跑步机心率测量系统设计255

6.5　乒乓球自动发球机的设计259

6.5.1 乒乓球发球机的发展259

6.5.2　乒乓球发球机机械结构设计260

6.5.3　乒乓球发球机工作原理261

6.5.4　乒乓球的运动分析及数学模型265

参考文献269