摘要：研究旨在探讨专为轮椅用户设计家用健身设备的可行性，重点关注上肢训练。研究通过文献综述、用户访谈、概念生成和实验测试等方法，开发并评估了一款原型设备。研究发现，轮椅用户对于家用健身设备的关键需求包括价格可负担性、空间效率、灵活性、多功能性和易用性。该原型结合了引体向上杆和健身泵的功能，支持多种上肢锻炼，适合空间有限的用户，并能够方便地安装和拆卸。用户测试反馈积极，表明该设备具有较高的可用性和有效性。

　　关键词：轮椅使用者；家庭健身器材；上半身训练；多功能

　　在现代社会，运动和康复设备的设计变得越来越重要，特别是针对轮椅使用者的设备设计。对于这些用户来说，合适的家庭健身器材不仅能够提高他们的生活质量，还能增强他们的自主性和自信心。当前市场上的大多数健身设备主要为健全人设计，而忽略了轮椅使用者的特殊需求。近年来，随着工程科学、数字设计和分析技术的快速发展，设计和制造更为高效、功能多样且经济实惠的运动设备成为可能。这些技术的整合不仅能够提升设备的性能，还能显著提高设计和生产的效率。然而，如何有效地将这些技术应用于为轮椅使用者量身定制的家庭健身器材设计中，仍然是一个急需解决的挑战。

　　一、轮椅使用者设计的家用健身设备设计方法

　　在设计过程中采用了IDEO设计思维框架。研究方法如下：共情、定义、构思、样品制作、测试、实施和回顾。共情：该阶段包括文献综述和访谈两部分。首先，研究和分析现有文献，包括健身设备、轮椅无障碍设计、轮椅用户锻炼技术和健身安全的研究论文、调查和出版物。这有助于了解轮椅用户在锻炼中的具体需求，如上肢肌群的训练和面临的挑战。其次，进行访谈或调查，收集轮椅用户的健身需求、偏好和挑战的第一手信息。这些见解将直接为无障碍上肢训练设备的设计和开发提供信息。通过收集调查反馈和访谈，研究人员可以系统地分析数据，确定参与者响应中的常见趋势、重复主题和模式。定义：基于共情阶段的见解，明确定义设计无障碍家用健身设备面临的具体挑战和机遇。构思：集思广益，提出解决方案和功能，解决轮椅用户的需求和挑战。样品制作：根据构思阶段的结果，选择最佳方案创建3D模型，如果3D模型没有问题，则制作样品。测试：进行全面测试，以评估设计的有效性、安全性、适用性和功能性。回顾：总结研究结果和成果，得出结论并根据研究结果提出建议。这些建议将指导未来轮椅用户家用健身设备的研究方向。

　　二、使用普通健身设备的风险

　　轮椅用户使用普通健身设备时可能面临多种风险。

　　1.设备的稳定性不足：可能导致轮椅在锻炼时倾斜或翻倒，尤其是在进行拉伸或推举等需要较大力量的锻炼时，这种风险尤为显著。2.普通健身设备的高度和操作方式通常不适合轮椅用户，导致他们在使用过程中身体重心不稳，增加了受伤的风险。3.普通设备缺乏专门的支撑装置，容易在使用过程中滑动或倾倒，进一步增加了危险性。4.安全隐患：普通健身设备缺乏有效的安全保护措施，未能考虑轮椅用户的特殊需求。

　　三、居住空间调查

　　《2020年中国人口普查年鉴》数据显示，中国平均每户住房建筑面积为111.18平方米。由于中国的住宅用地使用权通常为70年，且多数中国人一生中约搬迁四次，因此每次持有房产的时间约为十年。尽管住房面积增加，但高人口密度推高了大城市房价。特别是有残疾成员的家庭，由于经济限制，住房面积通常低于平均水平。2020年，城市残疾人家庭的平均住房面积约为68.9平方米，因此节省空间的家用健身设备对轮椅用户尤为重要。

　　四、轮椅使用者家用健身设备设计

　　（一）设计初期

　　在设计初期，通过与轮椅使用者的沟通，团队了解到他们需要一种占地面积小且具有一定灵活性的健身设备。经过对家用健身设备的调研，团队发现家用引体向上杆具有发展和创新的潜力，主要体现在以下四个方面：（1）节省空间：引体向上杆在使用时只需固定在门框上，非常节省空间。（2）稳定性：固定在门框上时，引体向上杆具有足够的稳定性，确保使用安全。（3）活性：引体向上杆不仅可以固定在门框上，还可以固定在走廊里，增加使用场景的多样性。（4）适应性：引体向上杆有潜力改造成适合各种身高的轮椅使用者，使他们能够独立地将其固定在门框上。

　　最初的构想设计了将引体向上杆的两端改造成拉力装置，内部结构借鉴了健身泵的工作原理，使其可以通过用户的需求来调节阻力，可调节阻力在5-20kg之间。该项目把这个健身设备命名为健身杆。引体向上杆与门框的接触面设计为可更换的，以适应不同宽度的门框。通过旋转即可拆卸和安装。接触门框的防滑部件在与健身泵外壳连接处有一个“Q”形突起，通过将其嵌入拉力装置对应的“Q”形槽中并旋转进行安装。拉力装置靠近防滑部件的一侧有两层，外层是一个“Q”形的凹槽，内层是个平面，用来接触防滑部件。这个可更换部分的防滑部件与门框的接触面可以是矩形或圆形的，根据门框宽窄和个人喜好选择（这里只展示了圆形的防滑部件），从而增强其固定在门框上的稳定性。拉力器的顶部是可调节阻力的装置，用户可以根据自身的需求来调整阻力来进行上肢肌肉锻炼。通过这种设计，可以在不影响使用的情况下方便地安装和拆卸设备，同时确保设备在使用时的稳定性和安全性。这种模块化的设计不仅增加了设备的适用性，还便于用户根据实际需要进行调整和优化。

　　（二）设计原则

　　家用健身设备的设计遵循了以下原则：

　　1.秉承了简洁、功能性与用户友好性的原则。力求将美学与实用性完美结合。[1]在设计中，通过“和谐共生”的理念，设备不仅需要满足多样化的功能需求，还在形式与功能之间找到了平衡，从而创造出一个既实用又美观的健身工具（窦娟芳,2024）。设备的整体风格以现代极简主义为基础，线条流畅且结构紧凑，旨在满足空间有限的家庭环境需求。现代极简主义的设计语言通过消除多余元素，突出了设备的核心功能，使用户在使用过程中能够轻松专注于锻炼本身，而不被复杂的操作步骤所干扰。

　　2.采用了约翰·梅达（2006）的“缩小、隐藏和体现”（SHE）原则。以实现设备的简单性和易用性。约翰·梅达在《简约的法则》指出：“简洁性不是简单地减少，而是通过巧妙的设计隐藏复杂性，以提高用户的体验。”通过减少设备上的不必要元素，确保其操作直观易懂，从而增强了用户的使用体验。此外，复杂的功能被隐藏在简洁的外观之下，使用户能够专注于主要的锻炼过程，而不会被烦琐的调节步骤分散注意力。

　　3.人机工程学原理。以确保用户在锻炼时的舒适度和安全性。融合了包容设计的理念，使设备能够适应不同身高和力量水平的轮椅用户。设备的调节功能不仅体现了对个体需求的尊重，也增强了用户的自主性和信心。正如约翰·梅达（2006）所言：“设计应通过精确的表达，使用户能够快速理解并直观地使用产品。”这种设计方式赋予了设备在功能性与易用性上的平衡，使其不仅适合轮椅用户的需求，同时提升了整体用户体验。

　　从功能上，引体向上杆与拉力装置的结合是该设备的另一个亮点。这一结合不仅优化了空间利用，使设备在不占用过多空间的情况下能够提供多种锻炼方式，还增强了设备的多功能性。用户可以通过简单的调整，实现不同的锻炼模式，充分利用设备的多样化功能。此外，设备的表面处理采用了磨砂质感的金属材料，这种材料让手感舒适，更加美观且耐脏，非常适合家庭使用环境。磨砂质感还具有防滑效果，进一步提升了设备的安全性和使用体验

　　（三）造型设计

　　设备的造型设计汲取了自然界中简洁而富有韧性的形态，尤其是竹节和骨骼结构的特点。这些元素不仅象征着坚韧与灵活性，还巧妙地体现了设备的耐用性和适应性。竹节作为自然界中一种高度优化的结构，因其分段性和韧性而被广泛认可。竹节的设计灵感源自于其天然的分段结构，这种结构使得竹子在承受压力时能够有效分散应力，减少单点受力的风险，从而增加整体的韧性与耐用性。在设备设计中，竹节的分段结构被转化为模块化的形式，使得设备在功能上具有高度的灵活性。每个模块可以根据用户的需求进行独立调整和更换，这种设计不仅增加了设备的多功能性，还赋予了用户更大的控制权。用户可以根据不同的锻炼需求，自由调整健身杆在门框或走廊上的固定高度，从而实现个性化的锻炼体验。例如，对于需要不同阻力或高度调节的用户，可以通过简单的调节来满足这些需求，而无需更换整个设备。

　　（四）模块化设计

　　模块化设计的另一个显著优势在于制造和物流过程中的简化。[2]传统的轮椅用户的健身设备通常结构复杂，体积庞大，不仅制造过程烦琐，且运输成本高昂。然而，通过模块化设计，设备的制造可以更加标准化，各个模块可以独立生产并进行质量控制。这不仅提升了生产效率，还降低了制造成本。此外，模块化设计使得设备的组装和维护更加简便。用户在收到设备后，可以轻松地按照指引进行组装，或在需要时更换或升级特定模块，而无需专业的技术支持。

　　在物流方面，模块化设计也显著降低了运输成本。模块的独立性和紧凑性使得设备在运输过程中可以更有效地利用空间，减少了运输体积和重量，从而降低了物流费用。同时，模块化设计还提高了设备的可维修性。如果某一部分出现问题，用户只需更换相应的模块，而不必更换整台设备，这不仅节省了用户的成本，也延长了设备的使用寿命

　　（五）颜色设计

　　在颜色设计方面，设备的主体颜色为黑色，辅以灰色和深红色点缀。黑色作为主色调，传递出一种现代、沉稳与专业的氛围，能够在视觉上表现出设备的力量感和稳定性，同时也与大多数家庭装饰风格相协调。灰色的使用进一步增强了设备的细节表现，使其在不同光线下都能展现出良好的质感与层次感。深红色作为点缀色，通过颜色对比有效地强化了设备关键功能部件的识别度，使用户在使用时能够更加直观地定位和操作这些部件。深红色的点缀不仅仅是一种装饰，它还在视觉引导和功能识别方面起到了至关重要的作用。在设计美学中，色彩不仅能增强产品的视觉吸引力，还能在用户体验中发挥导向作用。通过在设备的关键部件上使用深红色，设计师巧妙地引导了用户的视线，使其在使用过程中能够更直观地识别和操作设备的各个功能。例如，在设备的固定端部，深红色标识帮助用户快速识别如何将设备固定在门框或走廊上。通常情况下，用户在安装健身设备时需要确定固定点的位置，并确保设备稳固不动。通过使用深红色，这些关键的安装点变得更加显眼，用户可以在第一时间找到它们，避免了反复查找和调整的麻烦。

　　此外，设备中间的水平仪的外壳也采用了深红色的设计，这种醒目的颜色使水平仪在整个设备中脱颖而出。当用户进行设备安装时，目光自然会被吸引到水平仪上，从而确保设备在固定时保持水平。这对于用户来说尤为重要，因为一个平稳的设备能够确保锻炼时的安全性和有效性。通过这种视觉引导，用户无需额外的指导或复杂的操作步骤，就能确保设备正确且稳固地固定在门框或走廊上。

　　深红色的使用不仅增强了设备的美观度，还在功能性方面发挥了重要作用。它通过颜色的对比，使用户在复杂的环境中能够迅速聚焦于设备的关键部件，提升了整体的使用体验。无论是设备的安装、调节，还是使用过程中的关键操作，深红色都为用户提供了明确的视觉提示，帮助他们快速理解设备的功能和正确的使用方法。

　　这种色彩引导策略在产品设计中体现了视觉美学与功能性的完美结合。深红色的点缀不仅让设备更具吸引力，还显著提高了用户在实际操作中的效率和准确性。这种设计上的细节考虑，为用户提供了一个既直观又安全的使用体验，确保了健身设备在家庭环境中的易用性和可靠性。

　　（六）稳重与活力的设计平衡

　　在设计这款健身设备时，静态几何形状的应用成为设计的核心要素之一，旨在传递稳重和可靠的特质。设备的主体部分通过直线条和明确的几何形状构建，传达了稳定性、耐用性和秩序感，这些元素在健身设备中尤为重要，特别是对于确保用户的安全性和设备的稳定性。这种设计不仅强化了设备的功能性，还在视觉上突出了结构的坚固性和信任感，使用户在使用时感到安心。此外，这种以静态元素为主的设计方式，通过精简和简洁的设计语言，避免了不必要的复杂性，使设备更易于操作和维护，进一步增强了用户体验。

　　这种设计不仅在形式上达到了美观的效果，更在功能上实现了多样性与高效性的完美统一。通过对造型与功能的深入结合，设备能够有效地满足轮椅用户的健身需求。在满足功能需求的同时，设计还注重了用户的情感体验，提供了一种兼具美感与实用性的健身体验。设备的整体设计将现代美学与实用功能相结合，不仅满足了用户对健身设备的高标准需求，还提升了他们在日常锻炼中的愉悦感和使用便捷性。

　　五、结语

　　产品的开发设计结合了引体向上杆，并借鉴了健身泵的内部结构和组件，提供多种上半身锻炼方式，易于安装和拆卸，适合空间有限的用户。未来的设计方向将集中在：美学设计、用户教育与支持以及成本效益设计。

　参考文献：

　　[1]窦娟芳.河西走廊多元民族文化融合发展探析[J].大众文艺,2024,(14):223-225.

　　[2]智能化的健身设备设计[J].工业设计,2022,(04):24.