基于体育特色小镇建设背景下的新型运动器械的设计与开发

张兴海 高明

(燕山大学体育学院 河北秦皇岛 066004)

体育小镇的建设是通过物质载体来体现的，是体育小镇的必要基础，也是客观物质保障，体育器械是辅助体育运动必备的硬件设施，以健身休闲娱乐的角度、改进、重组、设计和研发体育器材，是创建特色体育小镇的重要基础及物质保障。

国内外体育特色小镇建设的重点主要是在借助当地自然资源进行建设，比如：徒步者天堂Pokhara 尼泊尔小镇，探险之都Queenstown新西兰小镇，法国冲浪小镇Biarritz，冰雪产业之都Montebelluna 意大利小镇，我国张家口阳原县井儿沟的旱雪休闲运动小镇，大连瓦房店市以海洋温泉、水上及山地运动为特色的将军石小镇等，均是借助当地自然开展的资源大环境特色运动项目建设[1-2]。而针对镇内生活区休闲运动项目的建设尚显不足，且项新型运动器械匮乏，团体参与性、技术含量和资源共享率等相对也较差，而这方面建设得好不仅会对大环境建设起到画龙点睛的作用，还会影响到小镇的可持续发展，人们生活质量和幸福指数等，至关重要。笔者主持的社科基金项目“基于体育特色小镇建设背景下的新型休闲运动项目和器械的设计与开发”，在社区体育活动的场地设施的基础上，充分利用自然环境，依据运动与技术、机械及物理学等原理和特点，开发新型体育器材，取得了系列成果。成果主要是设计研发出了24 种具有自主知识产权的新型运动器械（均已获得中国专利授权），并通过专利形式对每个新型运动器械的基本结构、结构示意图、工作原理、加工工艺、技术要求、操作过程及应用等进行详细的阐述。对该研究的成果综述如下。

1 新型乒乓球运动器械

针对适合在特色体育小镇开展大众健身性乒乓球运动，设计研发了系列新型乒乓球器械。

1.1 乒乓球助学练习器械

针对乒乓球技术学习研发了系列助学练习器械，主要有：光射落点式乒乓球练习器[3]、乒乓球恒力绳球网装置[4]和乒乓球步伐辅助练习器[5]等。该系列器械可使乒乓球器材及学练设备和手段更加规范、科学和合理。对乒乓球练习效果和大众掌控乒乓球技术能力的提高有着十分重要的现实意义。

1.1.1 光射落点式乒乓球练习器

光射落点式乒乓球练习器是辅助乒乓球技术练习的器械，该器械上设有射光器可以指示击球线路和击球点。利用该器械辅助技术练习时，以射光器射出的光束为击球线路，以光射到乒乓球台上的光点为击球点。练习者体会不同击球线路拍面变化的感觉，从而使其在头脑中有清晰的认识，并形成一个正确的动作的模式，快速掌握击球动作。

1.1.2 乒乓球恒力绳球网装置

乒乓球恒力绳球网装置是一个可以使乒乓球网的上沿弹力保持恒定的球网装置，采用该装置可以使每个乒乓球台球网的拉紧程度达到统一，使乒乓球网装置更加规范，使乒乓球比赛更公平合理，有利于练习者对擦网球反弹变化规律的判断、掌握和技术水平的发挥。

1.1.3 乒乓球步伐辅助练习器

乒乓球步伐辅助练习器主要是辅助乒乓球移动击球技术练习的器械。该练习器不但能辅助各种步法移动和击球技术练习，还能进行趣味乒乓球比赛，可以实现单人独自练习乒乓球移动击球技术。

1.2 新型乒乓球台

根据适合在体育特色小镇开展群体乒乓球运动特点研发出了系列新型乒乓球台，主要有悬空式乒乓球台[6]和立式乒乓球台[7]等。

1.2.1 悬空式乒乓球台

悬空式乒乓球台的台面通过纵托架、横托架、内套管和外套管悬吊在中架上，使台面下面不用设支架或支腿便可以使台面固定。采用该球台进行乒乓球运动，可以根据练习者的身高调整台面高度，方便不同年龄、不同身高大众采用。

1.2.2 立式乒乓球台

立式乒乓球台的台面高度和倾斜角度可以调整。乒乓球打在不同角度的台面上会产生不同反弹效果。这样，增加了乒乓球落在台面后反弹规律不确定性，从而可以训练练习者反应能力和回球能力。

1.3 新型乒乓球拍

针对大众对乒乓球运动多样方式的需求，研发出了系列新型乒乓球拍，主要有双握式乒乓球拍[8]和双头式乒乓球拍[9]等。该系列新型乒乓球拍的研发，创新了乒乓球运动方式，可使传统的乒乓球运动得以发展完善，弥补了传统乒乓球运动方式的不足。

2 新型篮排足球运动器械

针对体育特色小镇开展篮球、排球和足球运动主要以小规模群体健身活动为主的特点，充分合理利用社区活动场地，研发出了篮排足球共同用装置[10]、园吊架式足球门[11]和反弹式排球练习装置等[12]。

2.1 篮排足球共同用装置

篮排足球共同用装置是一种适合在场地小的社区应用的，篮球、排球和足球共用的器械。该装置的横外管、横内管、外竖管和外套管可以组成小足球门，且足球门可以调整宽度，便于开展小场地的足球运动。该装置的内竖管和外竖管上挂排球网，可以供排球运动。该装置上部设的篮板和篮筐，可以供小场地的篮球运动。采用该装置可以让篮球、排球和足球运动共用同一器械和同一场地，充分利用现有场地和空间，满足大众尤其是少儿多种运动换着玩的需求，提高了场地的使用率。

2.2 园吊架式足球门

园吊架式足球门是一种球门悬吊在空中的足球门，该足球门的立柱可以固定在球场外的地面，立柱、纵梁和横梁可以将足球门的主体框架悬吊在空中，不占用球场地面空间，不进行足球运动时可以在球场上进行其他活动，球门架部分设的上门框和下门框，用于比赛时运动员往上门框和下门框内踢球或顶球，采用该球门进行往空中悬吊球门攻球的方式进行练习或趣味比赛，增加了大众参与足球运动的兴趣，使足球比赛形式多样化。该足球门能满足大众和专业运动员的特殊需要。

2.3 反弹式排球练习装置

反弹式排球练习装置是一种可以辅助练习者进行扣球、传球和垫球练习，可以实现少数群体和个人单独练习排球技术，使其快速掌握排球技术的器械。该装置的前立柱上设游标，游标连接底板、下板和上板，方便调整上板的高低。外套管和内套管为圆弧状，通过拉长或缩短内套管调整下板和底板之间的角度，方便练习时，根据练习内容需要调整上板的倾斜度。上板和下板之间设弹簧，可以增加反弹力度；采用该装置辅助进行排球的各种技术练习时，可以根据练习者的身高和练习内容调节上板的高度和倾斜角度，使上板可以反弹出角度和力度适合的球，便于练习者连续的击球练习，增强的击球时手臂感觉，提高击球能力。该装置能够满足大众和专业运动员的需要。

3 新型羽网球装置

针对群体健身活动对羽毛球和网球场地和装置的需求，研发出了回球式羽毛球装置[13]和双端式网球练习装置等[14]。

3.1 回球式羽毛球练习装置

回球式羽毛球练习装置是一种底板设置成斜坡状，球打到底板上可以沿着斜坡滑到挡板附近，方便捡球。横架上和底座上设的目标球，可以指示击球落点，方便练习者进行技术练习的器械。采用该装置辅助练习，练习者或供球者从挡板后取球练习，减少捡球时间，不但可以增大练习者在单位时间内击球密度，还可以有针对性地练习杀高远球、吊球、平抽球和发球等技术。

3.2 双端式网球练习装置

双端式网球练习装置是一种能够进行趣味网球运动的器械。采用该装置练习网球技术，可以6 人同时站在该装置两端击球练习，使练习者体验到仿佛在网球场上对打一样。应用该装置进行练习时，可以通过各种步伐移动后击打装置上的球体，让练习者体会移动后击球的感觉，从而使练习者快速建立动力定型。此外，该装置的尺寸可以根据场地大小调整，可以安装在网球场旁边，也可以安装在场地小的学校或社区的活动场所，方便网球爱好者练习。

4 新型身体素质健身器械

针对大众身体素质练习需求，研发了震动式双杠[15]、底座带磁铁的跨栏架[16]和助行走康复训练器[17]等身体素质练习器械。

4.1 震动式双杠

震动式双杠是一种支架内设有弹簧，双杠能够上下震动，能增加练习者的练习兴趣，提高了大众参与健身的乐趣。

4.2 底座带磁铁的跨栏架

底座带磁铁的跨栏架是一种带磁铁底座的跨栏架，可以使栏架稳稳地吸到跑道的指定位置上。练习者跨栏跑刮碰或创击栏架时，栏架可以向前倾倒。即使有练习者从反方向跨越，栏架也会往反方向倾倒，这样可以防止练习者造成运动损伤。由于该栏架不设底座方管，也可以避免练习者脚踩到底座方管造成运动损伤的弊端。

4.3 助行走康复训练器

助行走康复训练器是一种辅助腿脚行动不便的老人及受伤的患者初期康复助行和功能性锻炼的器械。该训练器的主体框架固定在地面，防止训练器晃动或倾倒。腰架、腰带和腰带卡可以把练习者腰部固定，可以帮助患者站稳。两个圆环分别套在左右腋窝处，可以防止患者上体倾倒。滑道架和滑轮结构设计，方便辅助练习者前后行走练习。中轴杆连接到两个滑轮上，即方便练习者手抓握，又方便前后移动。患者采用该训练器辅助行走练习，避免了器械器容易倾倒的弊端，可以防止行走过程中出现摔倒，以减轻护理人员的劳动强度。

5 结语

综上所述，该文从家庭参与角度出发，设计和研发出的趣味、娱乐和综合性强的系列新型运动器械，与体育特色小镇大环境的资源特色运动项目建设相呼应，形成特色，这不仅对体育特色小镇，而且对其他类小镇及城市居民区建设都有着重要的借鉴作用和现实意义。