張瑞林

體育器材的共性技術(shù)研究

張瑞林

體育器材共性技術(shù)是體育用品行業(yè)重要的基礎(chǔ)技術(shù)形態(tài)，對(duì)于提高我國(guó)體育用品科技含量、打造世界品牌具有舉足輕重的作用。運(yùn)用文獻(xiàn)資料、邏輯分析、工程技術(shù)等研究方法，提出了體育器材共性技術(shù)的內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)與內(nèi)容，厘清了體育器材一般特征與專門(mén)特征，分析了我國(guó)發(fā)展體育器材共性技術(shù)的重大意義，構(gòu)建了包括一般共性技術(shù)、類群共性技術(shù)和特定產(chǎn)品技術(shù)的體育器材技術(shù)體系，明確了一般共性技術(shù)與類群共性技術(shù)的內(nèi)容以及相關(guān)指標(biāo)。

體育器材；共性技術(shù)；體系；研究

2010年國(guó)務(wù)院辦公廳頒布《關(guān)于加快體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，2011年國(guó)家體育總局頒布《體育產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》明確指出：“做大做強(qiáng)體育用品業(yè)，引導(dǎo)體育用品生產(chǎn)企業(yè)增加科技投入，加大自主研發(fā)和科技成果轉(zhuǎn)化，開(kāi)發(fā)科技含量高、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，打造體育用品世界品牌?！保?］體育器材業(yè)是我國(guó)體育用品的主體行業(yè)，掌握體育器材業(yè)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)是形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、提升核心競(jìng)爭(zhēng)力和打造世界品牌的根基所在。目前，我國(guó)體育器材科技含量較低，缺乏共性核心技術(shù)，在全球體育用品業(yè)分工中處于低附加值的價(jià)值鏈環(huán)節(jié)，該種被動(dòng)落后的局面亟需轉(zhuǎn)變。

體育器材科學(xué)技術(shù)分為共性技術(shù)和專有技術(shù)，其中，共性技術(shù)是基礎(chǔ)，是專有技術(shù)的根基，是整個(gè)體育器材行業(yè)發(fā)展的科技支撐點(diǎn)。我國(guó)體育器材共性技術(shù)尚處于發(fā)展的起步階段，體育器材共性技術(shù)的內(nèi)涵尚不清晰，內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、特征及指標(biāo)體系等有待進(jìn)一步深入研究。本文正是在體育器材共性技術(shù)初級(jí)發(fā)展階段的背景下，通過(guò)“國(guó)家體育用品工程中心”申報(bào)并立項(xiàng)的研究經(jīng)歷，有針對(duì)性和前瞻性地提出了體育器材共性技術(shù)，在體育器材共性技術(shù)內(nèi)涵與特征分析的基礎(chǔ)上，力圖構(gòu)建體育器材共性技術(shù)體系，從而促進(jìn)我國(guó)體育器材共性技術(shù)的研發(fā)，為整個(gè)行業(yè)的科技進(jìn)步打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為打造高科技含量、有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、有世界影響力的體育用品品牌貢獻(xiàn)科技力量。

1 體育器材共性技術(shù)的內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)與內(nèi)容

1.1 體育器材共性技術(shù)的內(nèi)涵

共性技術(shù)被視為行業(yè)發(fā)展的科技支撐條件，在國(guó)內(nèi)、外相關(guān)行業(yè)中的研究與應(yīng)用已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，如裝備制造業(yè)共性技術(shù)、船舶動(dòng)力學(xué)共性技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)共性技術(shù)等，且各國(guó)政府將共性技術(shù)看作產(chǎn)業(yè)科技規(guī)劃與管理的重中之重?！肮残约夹g(shù)是指在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、不同行業(yè)或不同區(qū)域能夠廣泛共享應(yīng)用，對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生普遍推動(dòng)作用的技術(shù)”［3］。例如，現(xiàn)代裝備制造業(yè)的核心共性技術(shù)為：“現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、精密加工技術(shù)、特種加工技術(shù)、新材料及其成型技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、先進(jìn)制造模式等。”［10］

體育器材共性技術(shù)是體育用品行業(yè)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)技術(shù)，是基于體育器材的自動(dòng)化、數(shù)字化、個(gè)性化發(fā)展趨勢(shì)，符合體育運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)體育器材起關(guān)鍵性基礎(chǔ)作用的一組先進(jìn)的、具有較大用戶價(jià)值的技術(shù)和能力的集合體。體育器材共性技術(shù)是體育器材工程化技術(shù)的根基，是在競(jìng)技體育方面提升運(yùn)動(dòng)成績(jī)和在全民健身方面提高健身效能與質(zhì)量所需要的體育器材應(yīng)顯示出的特性技術(shù)。

1.2 體育器材共性技術(shù)的結(jié)構(gòu)

“從科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展過(guò)程看，科學(xué)可以分為基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)；而技術(shù)可以劃分為實(shí)驗(yàn)技術(shù)、共性技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)和專有技術(shù)”［4］。其中，科學(xué)是技術(shù)的基礎(chǔ)，技術(shù)是科學(xué)的應(yīng)用。體育器材共性技術(shù)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 體育器材共性技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖

體育器材共性技術(shù)居于技術(shù)層次，其科學(xué)基礎(chǔ)是體育器材的基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)，其前技術(shù)形態(tài)是實(shí)驗(yàn)技術(shù)，但是在體育器材技術(shù)的研發(fā)中，共性技術(shù)是最先應(yīng)用的技術(shù)形態(tài)。按照1974年聯(lián)合國(guó)教科文組織的分類，基礎(chǔ)科學(xué)包括數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)和天體物理學(xué)、地球科學(xué)和空間科學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)七類。具體到體育器材而言，其基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)層次的學(xué)科主要包括：體育學(xué)、機(jī)械工程科學(xué)、材料科學(xué)與工程、控制科學(xué)與工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程等。

1.3 體育器材共性技術(shù)的內(nèi)容

體育器材數(shù)量大、范圍廣，體育器材共性技術(shù)的內(nèi)容也紛繁復(fù)雜。本文經(jīng)過(guò)理論與實(shí)踐研究認(rèn)為，目前體育器材共性技術(shù)主要包括傳統(tǒng)體育器材的升級(jí)換代技術(shù)、墊類護(hù)具類制造技術(shù)、材料改性及應(yīng)用技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)健身技術(shù)。

傳統(tǒng)體育器材升級(jí)換代技術(shù)，是指對(duì)傳統(tǒng)體育器材外觀美化、功能加強(qiáng)、功能擴(kuò)展、使用簡(jiǎn)化、效能提升的加工制造技術(shù)，如體育器材調(diào)節(jié)和控制技術(shù)，以及同一器材設(shè)備不同人群的多功能集成式使用技術(shù)。通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)使體育器材設(shè)備調(diào)節(jié)、控制過(guò)程更加省時(shí)、省力、準(zhǔn)確，以改變目前人工調(diào)節(jié)、人工測(cè)量的落后狀況，如跨欄架自動(dòng)調(diào)節(jié)控制中的液壓升降、數(shù)字調(diào)節(jié)、無(wú)線控制等技術(shù)。

墊類護(hù)具類制造技術(shù)。墊類制造技術(shù)，是指根據(jù)跳馬、單杠、雙杠、高低杠、平衡木、吊環(huán)、自由體操等運(yùn)動(dòng)員落地時(shí)的穩(wěn)定性、安全性需要，以運(yùn)動(dòng)力學(xué)研究所提供的墊類陷入深度、回彈幅度等指標(biāo)為依據(jù)，所研發(fā)的壓縮海綿制造聚乙烯、聚丙烯發(fā)泡技術(shù)；護(hù)具類制造技術(shù)，是指圍繞跆拳道護(hù)頭、護(hù)肘、護(hù)胸、護(hù)襠、護(hù)腿和拳擊套等護(hù)具類產(chǎn)品，如何減少?zèng)_擊力，以緩沖運(yùn)動(dòng)員、練習(xí)者受力程度，防止沖擊受傷，從而研究開(kāi)發(fā)的壓縮海綿產(chǎn)品結(jié)構(gòu)力解緩沖技術(shù)。

材料改性及應(yīng)用技術(shù)，是指圍繞競(jìng)賽自行車、撐竿跳撐桿、賽艇、帆板、輪滑、滑雪板等“支撐性體育器材設(shè)備”所具備的重量輕、硬度大、彈性高等制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)所需要的碳纖維復(fù)合材料改性及制造技術(shù)；圍繞人造草坪仿真性、環(huán)保性、耐用性、耐候性等特點(diǎn)要求所需要研究開(kāi)發(fā)的人造草坪色母粒制配技術(shù)、抽絲技術(shù)、抗老化技術(shù)、保色技術(shù)、滲濕技術(shù)等。

網(wǎng)絡(luò)健身技術(shù)，是指圍繞室內(nèi)健身設(shè)施網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)的需要所研究開(kāi)發(fā)的三維無(wú)源多點(diǎn)目標(biāo)跟蹤技術(shù)，運(yùn)動(dòng)軌跡成像技術(shù)，器械運(yùn)動(dòng)速度、力量、方向虛擬技術(shù)，運(yùn)動(dòng)中各項(xiàng)生理指標(biāo)變化即時(shí)監(jiān)測(cè)反饋等系列關(guān)鍵技術(shù)，從而集成建立的以人機(jī)互動(dòng)技術(shù)為支撐的全民健身網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使健身者足不出戶就能參加健身活動(dòng)。

2 體育器材共性核心技術(shù)的特征

關(guān)于共性技術(shù)的特征，諸多學(xué)者開(kāi)展了相關(guān)研究。陳靜等人研究認(rèn)為，共性技術(shù)具有超前性、共享性、風(fēng)險(xiǎn)性和積極的外部性［1］。任麗等人研究認(rèn)為，共性技術(shù)具有較強(qiáng)的外部性、基礎(chǔ)性、共用性和層次性［5］。本文結(jié)合前人的研究和體育器材的特征，認(rèn)為對(duì)于體育器材而言，其共性技術(shù)應(yīng)該既具有一般共性技術(shù)的特征，又具有體育器材的專門(mén)特征。

2.1 體育器材共性技術(shù)的一般特征

第一，技術(shù)的先進(jìn)性。體育器材共性技術(shù)是支撐和推動(dòng)整個(gè)體育器材行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性技術(shù)，顯然，落后的技術(shù)不能滿足此要求。因此，體育器材共性技術(shù)的第一特征就是先進(jìn)性。體育器材共性技術(shù)先進(jìn)性主要包含兩層意義：一是，共性技術(shù)是體育器材相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)最先應(yīng)用的技術(shù)形態(tài)，是科學(xué)轉(zhuǎn)化為技術(shù)與生產(chǎn)力的“第一站”；二是，共性技術(shù)在一定時(shí)期內(nèi)處于領(lǐng)先、超前的地位，能夠引領(lǐng)體育器材業(yè)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，滿足體育器材業(yè)未來(lái)發(fā)展的需求。

第二，作用的基礎(chǔ)性。雖然體育器材種類繁多，但是卻存在一些支撐整個(gè)體育器材業(yè)的共同基礎(chǔ)技術(shù)，這類技術(shù)即為共性技術(shù)。僅有共性技術(shù)無(wú)法生產(chǎn)體育器材，而沒(méi)有共性技術(shù)則體育器材的生產(chǎn)如無(wú)源之水。共性技術(shù)是體育器材生產(chǎn)的基礎(chǔ)性技術(shù)，是進(jìn)行技術(shù)改革與創(chuàng)新的支撐性條件，類似于公共基礎(chǔ)設(shè)施所發(fā)揮的作用。

第三，應(yīng)用的共用性。共性技術(shù)的基礎(chǔ)性特征決定了其應(yīng)用過(guò)程中的共用性，即共性技術(shù)可以作用于整個(gè)體育器材行業(yè)，該行業(yè)中的任何企業(yè)都可以利用先進(jìn)的共用技術(shù)。因此，體育器材共性技術(shù)對(duì)于體育器材企業(yè)而言具有共用性，可以普遍應(yīng)用于某一類體育器材或者全部體育器材甚至更廣的范圍。共性技術(shù)的共用性是有限的，在一定條件下共性技術(shù)受知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)專利的保護(hù)。

第四，效益的外部性。外部性是經(jīng)濟(jì)學(xué)上的概念，“一種外部經(jīng)濟(jì)（或外部不經(jīng)濟(jì)）指的是這樣一種事件：它使得一個(gè)（或一些）在做出直接（或間接地）導(dǎo)致這一事件的決定時(shí)根本沒(méi)有參與的人，得到可覺(jué)察的利益（或蒙受可覺(jué)察的損失）”［12］。以體育器材共性技術(shù)為例，其外部性是指研發(fā)體育器材共性技術(shù)不僅能夠使研發(fā)者獲益，而且也會(huì)給體育用品業(yè)中沒(méi)有參與研發(fā)的企業(yè)、部門(mén)等帶來(lái)效益。體育器材共性技術(shù)的外部性與其基礎(chǔ)性、共用性密切相關(guān)，基礎(chǔ)性決定了技術(shù)專利保護(hù)的有限，共用性決定了技術(shù)模仿、免費(fèi)使用的必然。

2.2 體育器材共性技術(shù)的專門(mén)特征

2.2.1 體育器材共性技術(shù)的數(shù)字化特征

體育器材共性技術(shù)的數(shù)字化特征主要體現(xiàn)為兩個(gè)方面：一是，數(shù)字化調(diào)節(jié)與控制技術(shù)，利用自動(dòng)化、紅外線等技術(shù)使體育器材設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)、精確控制、簡(jiǎn)便易行、省時(shí)省力，如體操器材中可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制和調(diào)節(jié)的單杠、雙杠、高低杠、鞍馬等體操器材的生產(chǎn)制造技術(shù)；二是，數(shù)字化無(wú)線傳遞和即時(shí)反饋技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)能夠即時(shí)提供使用者所需要的數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)無(wú)線儲(chǔ)存和傳輸，如室內(nèi)健身器材的即時(shí)反饋系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?yàn)槭褂谜叻奖憧旖莸靥峁┢露?、距離、熱量、心率、速度、強(qiáng)度、能耗等運(yùn)動(dòng)指標(biāo)，并實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸，為使用者提供相關(guān)信息并給出健身指導(dǎo)建議。

2.2.2 體育器材共性技術(shù)的個(gè)性化特征

當(dāng)前而言，國(guó)內(nèi)、外體育器材廠商更加注重以人為本設(shè)計(jì)、研發(fā)和制造體育器材，將人體科學(xué)的規(guī)律淋漓盡致地運(yùn)用到體育器材制造中，使制造的體育器材更加適應(yīng)人體運(yùn)動(dòng)需要，更有利于提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)和健身效能，這便是體育器材個(gè)性化特征的重要體現(xiàn)。體育器材共性技術(shù)的個(gè)性化特征是指使體育器材向著更加符合人體舒適度，更加符合人體運(yùn)動(dòng)的科學(xué)規(guī)律，更加人性化、更加科學(xué)合理，更加符合不同人群的需要，更利于運(yùn)動(dòng)尤其是競(jìng)技性高難度動(dòng)作發(fā)揮、健身舒適性等以人為本的方向發(fā)展。此外，個(gè)性化還有滿足不同人群對(duì)體育器材個(gè)性化需求的意義，即適用于不同人群的體育器材，如符合小學(xué)、中學(xué)學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律的健身器材的成套產(chǎn)品制造技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.3 體育器材共性技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化特征

標(biāo)準(zhǔn)化是規(guī)范體育器材生產(chǎn)、提高體育器材競(jìng)爭(zhēng)力的重要基礎(chǔ)性工作，但目前我國(guó)體育器材標(biāo)準(zhǔn)化水平過(guò)低，尚存在標(biāo)準(zhǔn)少、標(biāo)準(zhǔn)低的問(wèn)題，尤其是共性技術(shù)方面缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。共性技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化特征是指體育器材生產(chǎn)、產(chǎn)品、性能等共性技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，建立體育器材共性技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，從而為體育器材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

體育器材共性技術(shù)的一般特征是基礎(chǔ)，共性技術(shù)的先進(jìn)性和基礎(chǔ)性決定了其作用的廣泛性和行業(yè)的共用性，行業(yè)的共用性決定了共性技術(shù)應(yīng)用的積極外部性。體育器材共性技術(shù)的專門(mén)特征是其發(fā)展趨勢(shì)的重要體現(xiàn)，體育器材的數(shù)字化、個(gè)性化和標(biāo)準(zhǔn)化引領(lǐng)著共性技術(shù)的發(fā)展和體育器材的生產(chǎn)制造（圖2）。

圖2 體育器材共性技術(shù)特征示意圖

3 體育器材共性技術(shù)研發(fā)的意義

共性技術(shù)不僅決定著體育器材的檔次和水平，而且，也決定著產(chǎn)品的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)占有率。國(guó)外關(guān)于體育器材共性技術(shù)的研究較早，同時(shí)，高度重視共性核心技術(shù)與人體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的緊密銜接，注重對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中人、器材設(shè)備等多因素之間相互關(guān)系的研究，注重其他高科技技術(shù)的引入，注重通過(guò)材料改性與應(yīng)用，以提高運(yùn)動(dòng)競(jìng)賽成績(jī)和健身效能。例如，英國(guó)拉夫堡大學(xué)研制的“八角球”核心技術(shù)，使其成為兩屆世界杯足球賽惟一用球；美國(guó)耐克公司研制的“氣墊”核心技術(shù)，使耐克運(yùn)動(dòng)鞋在全球鞋類用品中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷；澳大利亞等國(guó)（Speedo和Arena公司）研制的“鯊魚(yú)皮”核心技術(shù)，使其生產(chǎn)的泳衣在一個(gè)時(shí)代中“占池為王”；荷蘭研制的“塞爾隆”人造草坪核心技術(shù)，使其鋪綠了全球足球場(chǎng)等。但是，目前我國(guó)體育器材共性技術(shù)的研發(fā)還相對(duì)落后，以共性技術(shù)為基礎(chǔ)形成的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)為例，據(jù)2009年世界體育用品聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)報(bào)告，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的體育器材中，中國(guó)僅占3%，而美國(guó)占30%、歐洲占27%、東南亞占15%、日本占11%、其他國(guó)家占6%。

共性技術(shù)的研發(fā)對(duì)體育器材行業(yè)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義：第一，解決體育器材能否符合運(yùn)動(dòng)競(jìng)技規(guī)律和健身規(guī)律要求的問(wèn)題，這是體育器材區(qū)別于其他器材的關(guān)鍵；第二，為體育器材行業(yè)提供基礎(chǔ)性關(guān)鍵技術(shù)支撐，有利于提升體育器材行業(yè)的科技含量，提高產(chǎn)品的附加值，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，為打造世界知名品牌奠定基礎(chǔ)；第三，促進(jìn)體育器材行業(yè)向高科技、低能耗、綠色化的方向發(fā)展，制造更加符合競(jìng)技體育和全民健身需求的體育器材，從而促進(jìn)競(jìng)技體育不斷提升運(yùn)動(dòng)成績(jī)，促進(jìn)全民健身不斷提高鍛煉效果。

4 體育器材共性核心技術(shù)體系的構(gòu)建

在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)上，田麥久等學(xué)者將運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的類屬聚合命名為“項(xiàng)群”，將揭示項(xiàng)群訓(xùn)練基本規(guī)律的理論命名為“項(xiàng)群訓(xùn)練理論”，填補(bǔ)了一般訓(xùn)練理論與專項(xiàng)訓(xùn)練理論銜接的間隙，構(gòu)建了包括一般訓(xùn)練理論、項(xiàng)群訓(xùn)練理論和專項(xiàng)訓(xùn)練理論的科學(xué)體系［6］。借鑒項(xiàng)群訓(xùn)練理論的研究成果，結(jié)合體育器材種類多、數(shù)量大的特點(diǎn)，本文將體育器材制造技術(shù)劃分為三個(gè)層次：第一層次是一般共性技術(shù)，第二層次是類群共性技術(shù)，第三層次是特定產(chǎn)品技術(shù)（圖3）。

一般共性技術(shù)是指導(dǎo)眾多體育器材的制造技術(shù)，具有普適性和高度性，是體育器材制造技術(shù)最高層次的指導(dǎo)理論，主要包括數(shù)字化共性技術(shù)、個(gè)性化共性技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化共性技術(shù)。類群共性技術(shù)是針對(duì)具有不同屬性、規(guī)律的運(yùn)動(dòng)器材建立的制造技術(shù)體系，介于一般共性技術(shù)和特定產(chǎn)品制造技術(shù)之間，能夠涵蓋某一類體育器材的制造技術(shù)，如墊類、護(hù)具類器材，具有相同的屬性并需要回彈度、深陷度等相似的技術(shù)指標(biāo)，其制造技術(shù)屬于同一類群。類群共性技術(shù)主要包括運(yùn)動(dòng)速度承載類共性技術(shù)；墊類、防護(hù)用具類共性技術(shù)；支撐運(yùn)動(dòng)設(shè)施類共性技術(shù)；附著人體器材類共性技術(shù)；拆裝、移動(dòng)、調(diào)節(jié)器材類共性技術(shù)；室內(nèi)健身器材類共性技術(shù)；實(shí)時(shí)監(jiān)控器材類共性技術(shù)；飛行器材類共性技術(shù)；反彈器材類共性技術(shù)。特定產(chǎn)品制造技術(shù)是針對(duì)某一種體育器材的制造技術(shù)，如自行車制造技術(shù)、賽艇制造技術(shù)等。

4.1 體育器材一般共性技術(shù)及其指標(biāo)體系

體育器材一般共性技術(shù)是與體育器材專門(mén)特征相契合的技術(shù)形態(tài)，對(duì)于目前體育器材的制造技術(shù)而言，體育器材一般共性技術(shù)主要包括數(shù)字化共性技術(shù)、個(gè)性化共性技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化共性技術(shù)。

4.1.1 數(shù)字化共性技術(shù)

數(shù)字化共性技術(shù)是指以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)的廣泛適用于體育器材的信息采集、數(shù)字傳遞、數(shù)字控制等方面的技術(shù)。數(shù)字化共性技術(shù)在體育器材中主要體現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)人體參數(shù)采集系統(tǒng)（如健身即時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）、運(yùn)動(dòng)成績(jī)采集傳輸系統(tǒng)（如田徑類成績(jī)測(cè)量系統(tǒng)）、體育器材自動(dòng)控制系統(tǒng)（如電動(dòng)跳高架）等。

數(shù)字化共性技術(shù)具有穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、可控性優(yōu)的特點(diǎn)。第一，數(shù)字化的體育器材具有更好的穩(wěn)定性，獲取的數(shù)據(jù)信息更加可靠，能夠反映人體運(yùn)動(dòng)的真實(shí)狀態(tài)，如健身器材的即時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。第二，數(shù)字化體育器材的抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)字信息的傳遞有著廣泛的適應(yīng)性，不易受外部溫度、濕度等因素的影響，如能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的跨欄架，能夠在不同的環(huán)境下準(zhǔn)確調(diào)節(jié)控制其欄架高度。第三，數(shù)字化體育器材可控性優(yōu)，以數(shù)字化手段進(jìn)行控制能夠使體育器械的調(diào)整更加的方便、快捷、準(zhǔn)確，如數(shù)字化撐竿跳高架，利用數(shù)字化手段能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)跳高架不同的高度調(diào)整。

數(shù)字化共性技術(shù)是一個(gè)技術(shù)體系，其主要技術(shù)環(huán)節(jié)包括數(shù)字信息采集、數(shù)字信息傳遞、數(shù)字信息轉(zhuǎn)化、數(shù)字化控制、數(shù)字信息儲(chǔ)存等，依據(jù)體育器材的發(fā)展趨勢(shì)，體育器材數(shù)字化共性技術(shù)的指標(biāo)體系主要涵蓋以下內(nèi)容：符號(hào)速率、信息速率、頻帶利用率、誤碼率等［7］，其技術(shù)指標(biāo)體系如表1所示。

表1 體育器材數(shù)字化共性技術(shù)主要指標(biāo)一覽表

4.1.2 個(gè)性化共性技術(shù)

個(gè)性化共性技術(shù)是基于人體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的，符合不同類型人群需求的體育器材制造技術(shù)。體育器材個(gè)性化共性技術(shù)有兩個(gè)維度，功效維度和人群維度。第一，功效維度，是指基于體育器材功效的個(gè)性化技術(shù)。而體育器材的功效主要包括兩個(gè)方面，一是提升運(yùn)動(dòng)成績(jī)，二是提高健身效能，其個(gè)性化技術(shù)也就分為以提升運(yùn)動(dòng)成績(jī)?yōu)閷?dǎo)向的體育器材共性技術(shù)和以提高健身效能為導(dǎo)向的體育器材共性技術(shù)。第二，人群維度，是基于不同人群體育器材需求差異性的個(gè)性化技術(shù)，該維度以滿足不同人群體育器材需求為技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)，研制滿足不同功能訴求的體育器材，如與糖尿病人群、心臟病人群、不同年齡階段學(xué)生等群體的生理、心理、運(yùn)動(dòng)規(guī)律相適應(yīng)的體育器材制造技術(shù)。根據(jù)不同的維度，體育器材個(gè)性化共性技術(shù)的指標(biāo)體系也分為兩類（表2）。

4.1.3 標(biāo)準(zhǔn)化共性技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)化共性技術(shù)是支撐實(shí)現(xiàn)體育器材標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)技術(shù)。剖析我國(guó)體育器材標(biāo)準(zhǔn)化落后的原因，主要在于兩個(gè)方面：一是，體育器材標(biāo)準(zhǔn)的編制落后，缺乏及時(shí)、全面的體育器材標(biāo)準(zhǔn)；二是，缺乏與體育器材標(biāo)準(zhǔn)密切聯(lián)系的共性技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)化共性技術(shù)落后，體育器材標(biāo)準(zhǔn)自然也難以健全。

根據(jù)體育器材理論研究與制造實(shí)踐，體育器材標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)主要包括產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、原材料選用、加工制造、質(zhì)量檢驗(yàn)、產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)六項(xiàng)共性技術(shù)（表3）。

表2 體育器材個(gè)性化共性技術(shù)指標(biāo)體系一覽表

4.2 體育器材類群共性技術(shù)

經(jīng)體育器材制造的理論與實(shí)踐研究，根據(jù)體育器材的作用、功能以及與人體運(yùn)動(dòng)結(jié)合方式的不同，本文將體育器材劃分為：運(yùn)動(dòng)速度承載類；墊類、防護(hù)用具類；支撐運(yùn)動(dòng)設(shè)施類；附著人體器材類；拆裝、移動(dòng)、調(diào)節(jié)器材類；室內(nèi)健身器材類；實(shí)時(shí)監(jiān)控器材類；飛行器材類；反彈器材類。同一類群具有類似的屬性，具有屬于本類群的共性技術(shù)。

4.2.1 運(yùn)動(dòng)速度承載類共性技術(shù)

速度承載類即與人體結(jié)合追求更快速度的體育器材，包括自行車、水上運(yùn)動(dòng)器材、冰雪運(yùn)動(dòng)器材等，需要借助于反彈力的速度承載類器材除外（如賽艇的槳需要增大與水的接觸力）。該類體育器材要減少器材與附著物之間的摩擦力，其核心技術(shù)是減輕重量、硬度適宜、安全性能高、輕便靈活、不易產(chǎn)生塑性變形。因此，該類體育器材的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑為新材料引入、原材料改性、制作工藝改型等技術(shù)革新，如自行車制造材料從一般的鋼鐵逐漸革新為鉻鉬鋼、鋁合金、鈦合金、鎂合金、碳纖維等材料。速度承載類器材的技術(shù)指標(biāo)主要包括重量、應(yīng)力、剛性、變形、抗疲勞、摩擦系數(shù)（表4）。

表3 體育器材標(biāo)準(zhǔn)化共性技術(shù)指標(biāo)體系一覽表

表4 速度承載類體育器材共性技術(shù)指標(biāo)體系一覽表

4.2.2 墊類、防護(hù)用具類共性技術(shù)

墊類、防護(hù)用具類體育器材即各種體育運(yùn)動(dòng)墊和防護(hù)用具，主要包括體操墊、柔道墊、摔跤墊、跆拳道墊、瑜伽墊、安全防護(hù)墊、防震墊、健美操墊、跳高墊、海綿墊以及運(yùn)動(dòng)頭盔、手套、防護(hù)背心、護(hù)頭、護(hù)襠等防護(hù)用具等。該類體育器材的共性技術(shù)包括緩解沖擊力、防止受傷、提高收縮性、環(huán)保性、美觀性、舒適性和耐用性等核心共性技術(shù)指標(biāo)。墊類和防護(hù)用具類主要技術(shù)環(huán)節(jié)包括兩方面：一是，墊類護(hù)具類產(chǎn)品的表層紡織物；二是，墊類護(hù)具類產(chǎn)品的夾芯，其中，夾芯技術(shù)是核心，夾芯技術(shù)主要分為發(fā)泡技術(shù)、阻燃增韌技術(shù)、彎曲變形技術(shù)。墊類、防護(hù)用具類共性技術(shù)的指標(biāo)主要包括最大作用力、沖擊下陷深度、回彈高度、長(zhǎng)效彈性，其中，回彈高度是用于監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)墊類和防護(hù)用具的回彈性能，一般用回彈的最大高度與下落高度比值的百分率表示，可以采用回彈系數(shù)檢測(cè)機(jī)測(cè)量，單位為毫米（mm）；長(zhǎng)效彈性是指墊類、防護(hù)用具類有效保持彈性的壽命。

4.2.3 支撐運(yùn)動(dòng)設(shè)施類共性技術(shù)

支撐運(yùn)動(dòng)設(shè)施類主要是指對(duì)運(yùn)動(dòng)起支撐作用的設(shè)施，包括木地板、人造草坪、仿真冰場(chǎng)等，其核心共性技術(shù)為在彈性、耐磨性、環(huán)保性、抗老化性、防紫外線、色度、耐用、承重等方面有利于安全、高效開(kāi)展體育運(yùn)動(dòng)的制造技術(shù)。如人造草坪工程技術(shù)，其指標(biāo)主要包括抗拉強(qiáng)力、收縮率、背膠技術(shù)；再如運(yùn)動(dòng)木地板，其技術(shù)指標(biāo)包括震動(dòng)吸收、球的反彈、滾動(dòng)負(fù)載、滑動(dòng)摩擦系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)變形、W500能量吸收系數(shù)等。國(guó)家體育用品工程中心提出的近期人造草坪制造技術(shù)研究目標(biāo)為：“研制開(kāi)發(fā)出成本降低10%左右、使用壽命增加2～3年的第二代足球、曲棍球人造草絲工程技術(shù)，其中，使抗拉強(qiáng)力由目前的102N，提高到120N；收縮率由目前的5.3%降低到4.8%；背膠技術(shù)中的拔出力指標(biāo)由目前的41N提高到60N等，使人造草坪工程技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，并制定完善人造草坪的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?！保?1］

4.2.4 附著人體器材類共性技術(shù)

該類體育用品是指附著人體發(fā)揮運(yùn)動(dòng)功能的體育器材，不包括承載速度類和防護(hù)用具類器材，主要是指羽毛球拍、網(wǎng)球拍、乒乓球拍、撐桿、釣魚(yú)竿等器材，其共性技術(shù)為保證器材重量的適宜性，硬度彈性合適，耐沖擊，符合人體工學(xué)原理，實(shí)現(xiàn)以上共性技術(shù)需要通過(guò)改進(jìn)器材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料的特性加以解決。附著人體用品類的主要技術(shù)指標(biāo)為韌性、應(yīng)力、扭力、重量等內(nèi)容。

4.2.5 拆裝、移動(dòng)、調(diào)節(jié)器材類共性技術(shù)

該類器材是指在體育運(yùn)動(dòng)使用的過(guò)程中需要拆裝、移動(dòng)和調(diào)節(jié)的體育器材，如體操器材、跨欄架等。拆裝、移動(dòng)、調(diào)節(jié)器材類的共性技術(shù)為利用自動(dòng)化、激光、紅外線等技術(shù)實(shí)現(xiàn)體育器材設(shè)備自動(dòng)調(diào)節(jié)、精確控制、簡(jiǎn)便易行、省時(shí)省力，其技術(shù)指標(biāo)主要包括調(diào)節(jié)時(shí)間、調(diào)節(jié)力量、調(diào)節(jié)精度、調(diào)節(jié)范圍。

4.2.6 室內(nèi)健身器材類共性技術(shù)

室內(nèi)健身器材主要包括訓(xùn)練機(jī)、踏步機(jī)、階梯機(jī)、登山器、劃船器、跑步機(jī)、曲柄踏板類訓(xùn)練器材、力量型訓(xùn)練長(zhǎng)凳等器材，該器材類共性技術(shù)是噪音低、體積小、壽命長(zhǎng)、功能全、外觀美、成本低等技術(shù)要求。例如國(guó)家體育用品工程中心網(wǎng)絡(luò)健身器材“i－dong”的技術(shù)指標(biāo)（表5）。

表5 i－dong網(wǎng)絡(luò)健身器材指標(biāo)一覽表

4.2.7 實(shí)時(shí)監(jiān)控器材類共性技術(shù)

實(shí)時(shí)監(jiān)控器材類是指實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的器材設(shè)備，其檢測(cè)指標(biāo)主要包括人體心率、呼吸頻率、能量消耗等。目前對(duì)于人體能量和熱量消耗、有氧負(fù)荷監(jiān)控只能在實(shí)驗(yàn)室固定或靜止?fàn)顟B(tài)下獲取，還沒(méi)有有效實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)獲取，該類器材的核心公共技術(shù)為無(wú)線傳輸、即時(shí)反饋（表6）。

4.2.8 飛行器材類共性技術(shù)

飛行器材類是指以空中飛行為主要運(yùn)動(dòng)形式的體育器材，如標(biāo)槍、鐵餅、飛碟等器材。該類器材的核心技術(shù)為根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理改進(jìn)外形、表面涂層，使其更遠(yuǎn)、更快、更穩(wěn)定飛行的技術(shù)。在競(jìng)賽規(guī)則允許的情況下，通過(guò)結(jié)構(gòu)外形的改善和器材表面涂層技術(shù)的提升，減少其運(yùn)行的阻力；并且為了提高訓(xùn)練的科研的水平，研制數(shù)字鉛球、數(shù)字標(biāo)槍等，以監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的投擲過(guò)程中發(fā)力狀態(tài)，采集動(dòng)力學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)。

4.2.9 反彈器材類共性技術(shù)

反彈器材類主要是指籃球、足球、排球、手球等球類器材。該類器材的共性技術(shù)為反彈穩(wěn)定、準(zhǔn)確性好、形狀更圓、彈性更高、耐用性更強(qiáng)，并且更加符合人體科學(xué)原理，具有較高的適用性。國(guó)家體育用品工程中心該類器材的研究目標(biāo)為：改進(jìn)籃球、足球、排球、手球等的生產(chǎn)工藝，研發(fā)飛行軌跡更穩(wěn)定、更準(zhǔn)確、形狀更圓、彈性更高、工藝要求也更高的體育用球，提高球的耐用性、動(dòng)態(tài)耐沖擊性和防滑性。使籃球、排球、手球更加耐磨、吸水、防滑和有手感；使足球更具耐用性、防水性、耐磨性和能量回復(fù)性，觸摸感更為柔軟、球速更快、飛行更穩(wěn)、方向更準(zhǔn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

體育器材共性技術(shù)體系的界定與構(gòu)建，契合了我國(guó)體育用品業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的時(shí)代訴求，是提升我國(guó)體育器材業(yè)的科技含量、打造擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的體育器材世界品牌的技術(shù)基石。本文關(guān)于體育器材共性技術(shù)內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)、特征、意義以及體系的研究屬于基礎(chǔ)性、概述性的研究，要發(fā)揮共性技術(shù)對(duì)于體育器材的重要促進(jìn)作用，未來(lái)尚需繼續(xù)強(qiáng)化體育器材共性技術(shù)的組織管理研究、發(fā)展研究、應(yīng)用研究和單項(xiàng)技術(shù)研究等。

［1］陳靜，唐五湘.共性技術(shù)的特性和失靈現(xiàn)象分析［J］.科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理，2007，（12）：5－8.

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Study on the Universality Technology of Sport Equipment

ZHANG Rui－lin

The universality technology of sport equipment is an important basis form of sport goods industry，which takes a pivotal role of increasing technological content and creating a world－renowned brand of sport goods.With the literature review，logical analysis，engineering and other research methods，this paper creatively puts forward the content，structure and content of the universality technology of sport equipment，clarifies the general characteristics and special features of the universality technology of sport equipment，deeply analyzes the significance of development of universality technology，builds the system of universality technology of sport equipment including general，groups and product－specific，and study clearly the content and related indicators of general and groups universality technologies.

sportequipment；universalitytechnology；system；study

G818.3

A

1000－677X（2011）10－0091－07

2011－08－22；

2011－09－13

教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”資助項(xiàng)目（NCET－08－0342）。

張瑞林（1963－），男，山東莘縣人，教授，博士，博士研究生導(dǎo)師，畢業(yè)于福建師范大學(xué)體育教育訓(xùn)練學(xué)專業(yè)，研究方向?yàn)轶w育管理與體育教育；Tel：（0531）81696918，E－mail：zhangruilin＠sdu.edu.cn。

山東大學(xué)體育學(xué)院，山東濟(jì)南250061

Physical Education School of Shandong University，Jinan 250061，China.