浅析走步机市场化状况及安全风险研究装置的探讨

摘 要：近年来疫情肆虐，社会提倡适当的社交距离以及“非必要，不出行”的居家建议，使得大家运动量大大减少，“人民健康”的问题日益严重。因此我们从居家健身这一方面，适当解读下当下市场火爆的走步机发展现状以及产品带来的安全风险。

关键词：走步机;发展现状;要求;风险研究;装置;探讨

中图分类号：TE08                                文献标识码：A                                文章编号：2096-6903（2022）03-0105-03

0引言

纵观健身器材行业，“跑步机”是绝对的翘楚，当前国家也对跑步机行业有明确的市场准入规范及相对应的安全标准，但是跑步机适合强度运动，对于一些碎片化时间多的人来说，适度的轻运动比较适用，走步机因此而发展起来，它的体积小、便于收纳、使用简单、价格低廉等优势，使得其进入越来越多的家庭。

我们通常定义走步机与跑步机区别：①一般来说走步机没有扶手。②走步机功能简单，没有跑步机功能繁多。③走步机最高速度6 km/h，适合轻运动。跑步机速度一般大于10 km/h，适合强度运动。④跑步机可以当走步机使用，走步机不可以当跑步机使用。

行业标准而言，目前我国走步机的标准沿用了跑步机的标准（GB17498.1-2008固定式健身器材、GB17498.6-2008跑步机附加安全要求和测试方法），中国文教体育用品协会发布的团体标准T/CSSGA 1023-2019，国际上使用的也是沿用跑步机的标准如美国的F2115-12及欧盟的EN957-6，后面我们就从这些相关标准要求方面对走步机的发展现状以及对应的安全风险进行详细的说明。

1当前走步机发展的市场化水平情况

①创新的折叠方式解决了“老大难”的问题，相较于传统跑步机的折叠方式，对折式创新设计直接将走步机缩小50%，使其可以任意归纳，沙发底部、桌子底下、床下或是门后，阳台的角落，一些狭小的空间也可以塞进去，让家里闲置的空间充分利用。②目前市场上走步机会让我们选择是否配备扶手，这个创新点也很值得推动，尤其是添加了扶手可以让身体有支撑适当休息，这一点对中老年朋友非常友好。③速度自适应功能：其原理是借助于工业控制技术的发展，控制板感知踏频信号，然后控制电机进行速度上的适配，这样速度跟随的踩踏感，给使用者带来更优质的使用体验，尤其是对疲劳者。④走步带的宽度：身材越高大，如果走步带的宽度越宽，运动起来更舒适。⑤持续马力：体重越重，持续马力要越大。⑥最大的承重，体重越大，最大的承重也要随之增大。

2国内外标准、行业或企业标准对走步机产品的要求

（1）走步表面：走步表面的宽度应不小于380 mm，走步表面的长度应不小于1 000 mm，走步表面的滑动摩擦系数应不小于0.5。

（2）走步表面距地面高度不超过70 mm时，两侧可有装饰性边条或无边条。走步表面距地面高度超过70 mm时，两侧应有具有防滑表面的边条，边条的长度应不低于走步表面长度的70%，宽度应不低于80 mm。边条表面的滑动摩擦系数应不低于0.5，永久变形应不大于3%。选取100 kg或允许的最大使用者重量的大值，将该值两倍的载荷，通过305 mm×80 mm的测试模板加载在边条防滑表面的中间位置，保持5 min。测定边条长度上的永久变形量。

（3）扶手：走步机可配备供使用者扶握的扶手。扶手的永久变形量应不大于3%。通过一根宽度为（80±5） mm带子在扶手的最大受力处施加1 000 N的垂直试验载荷，使用同样的带子在同样的位置施加500 N的水平试验载荷，保持5 min，测定扶手长度上的永久变形量。

（4）稳定性：将走步机放在倾斜测试台上，在走步的前进方向的+10°和-10°（+1/-0°）;其他方向的5°（+1/-0°）的倾斜平台上，（100±5 kg）体重的测试员，以（5±0.5） km/h的速度走步30 s后踏离走步表面。

（5）静载荷：选取100 kg或产品允许的最大使用者重量的大值，改值的4倍为试验载荷。从走步表面的前端记起1/3处，并在走步表面宽度的中心，300 mm×300 mm的区域施加试验载荷。试验保持1 min。之后按照产品说明书检查走步机的使用功能。

（6）耐久性冲击：使用轮胎测试设备，总质量为75 kg，以不低于30次/min的频率冲击到走步机的表面前端记起1/3处，冲击高度为10 mm，走步机以最大速度运行，冲击次数应不低于12 000次，按照产品说明书检查走步机的使用功能。

（7）折叠耐久性：按产品说明书规定的操作方式进行折叠，相邻折叠间隔时间不小于30 s，折叠展开次数不低于2 000次。按照产品说明书检查走步机的使用功能。

3对走步机的风险研究对策

（1）走步表面：试验人员可以使用卷尺或直尺量测相关的尺寸进行判断。

（2）走步表面的载荷及变形量：扶手的载荷与变形量以及走步表面静载荷的测定，我们设计了一套试验机来实现，如下叙述：

3.1 设计方案图

部件說明如图1：

①左右移动电机组;②上下移动电机组;③前后移动手轮组;④左右移动直齿条及防尘套;⑤铝型材支架（机架）;⑥上下移动动力丝杆;⑦上下移动直线光轴;⑧触摸屏及电控箱组件;⑨手动施力滑轮组A;⑩手动施力滑轮组B;⑪机架底板;⑫可调水平地脚;⑬动态施力单元（左右两支）;⑭人员进出斜台;⑮待测试走步机（试件）。

3.2 技术设计路线

（1）机架底座：底板整块采用实心钢，底部四周焊接槽钢，用以加固整个表面，使整个底板更加厚实稳定;槽钢上焊接地脚固定螺栓，之后锁上可调水平地脚，用以调整机台本身的水平度，可以适配更多的不同的地面，也可以保证设备本身的稳定性，并配备斜台以方便试件及人员上下机台。

（2）机器支架：支架采用铝型材四周框起组立，施力单元的固定支架由铝型材悬空搭建，四周铝型材提供水平方向的位移，施力单元的固定支架通过链接件与框架相连，可以进行上下左右前后方向的换向与移动，这样可以满足施力单元在不同的空间尺寸进行移动、施力、测试等试验要求的动作。

（3）动态施力单元：由带刹车伺服电机、皮带轮、皮带、滚珠丝杆、活塞杆、活塞、固定缸体、轴承等配件组成，通过结合，将伺服电机的旋转运动转换为活塞杆的前进、后退运动，活塞杆端连接力量传感器，结合伺服电机控制器所发出的转速、圈数、脉冲等指令，行程可控力量的施力动作单元，同时伺服电机带有刹车，可以进行一次力量的长时间保压，使施力更加精准、稳定及高效。

（4）手动施力单元：由横梁、滑轮组、钢丝绳、推拉力计组成，钢丝绳与推拉力计相连，该部件核心原理是：将横梁的动力转化为钢丝绳的动力，钢丝绳与试件产生的力量，由推拉力计反馈，通过横梁的动作可以形成单次力量的保压、耐压、释放，进行可以有效的进行力量方面的试验动作。

（5）触摸屏控制单元：由可编程控制器PLC、触摸屏显示器、力量信号转换器4AD、数字信号转换器4DA、继电器等电器元件组成，使用电脑软件编写PLC的程序，程序的逻辑是通过下达脉冲指令使电机以一定的转速进行旋转，力量传感器进行力量信号采集及反馈，当力量到达设定值时，电机停止运转，电机刹车启动，这样就行成力量的闭环控制，此处是该设备的核心控制点，软件设计界面图：如图2、3、4、5、6、7。

4综述

随着走步机市场的发展，产品种类越来越多，产品质量也会良莠不齐，我们针对行业发展及市场问题反馈，及时升级改造我们的检测手段、方法，为走步机行业及质量监管方面做一份贡献。

Analysis of the Marketization Status of Walking Machines and the Discussion of Safety Risk Research Devices

DU Gang

（Jinhua Institute of Metrology and Quality Science， Jinhua  Zhejiang  321016）

Abstract： In recent years， the epidemic is raging. The society advocates proper social distancing and "non-essential， no travel" home advice， which has greatly reduced the amount of exercise for everyone， and the problem of "people's health" has become increasingly serious. Therefore， from the aspect of home fitness， we appropriately interpret the current development status of the popular walking machines in the market and the safety risks brought by the products.

Keywords： walking machine; development status; requirements; risk research; device; discussion

收稿日期：2021-12-20

作者簡介：杜钢（1983—），男，浙江东阳人，本科，工程师，研究方向：机械、电子电器产品的设计和安全风险分析以及产品检测装置的研发设计。