人的運動(dòng)能力和競技表現主要取決于心血管、呼吸系統和骨骼肌系統的功能，心肺耐力水平是維

持健康和體質(zhì)的基礎。在此基礎上提高靈敏素質(zhì)、柔韌素質(zhì)、平衡素質(zhì)、力量素質(zhì)、速度素質(zhì)和耐力

素質(zhì)，使身體素質(zhì)得到全面提高。 

       運動(dòng)負荷是以身體練習為基本手段對有機體施加的訓練刺激。機體對這種刺激所做出的反應表現

在生理和心理兩個(gè)方面，通常所說(shuō)的運動(dòng)負荷是生理負荷，即機體在生理方面所承受的訓練刺激。運

動(dòng)負荷越大，刺激強度則越大，所引起的機體反應也相應越大，各項生理指標的變化也越明顯。當運

動(dòng)負荷刺激施教于人體時(shí)，人體各器官系統將發(fā)生一系列反應。這種反應特征主要表現為耐受、疲勞、

恢復、超量恢復和消退等機能變化。

       應激性和適應性是生物體具有的基本特征。長(cháng)期系統的運動(dòng)訓練使機體各器官系統的形態(tài)、結

構、生理機能以及生物化學(xué)等方面將發(fā)生一系列的適應性改變。

       運動(dòng)訓練的就是通過(guò)反復的身體練習給予機體各器官系統一系列的生理負荷刺激，使人體在形態(tài)

結構、生理功能和生物生化等方面發(fā)生一系列積極的適應性變化，從而提高運動(dòng)能力，這一良好的適

應性變化就稱(chēng)為訓練效果。 

       運動(dòng)健身就是利用人體對運動(dòng)負荷的反應（適應性和應激性）以獲得提高體能的效果。用來(lái)進(jìn)行

運動(dòng)健身的健身器材需要具備相應功能，以下進(jìn)行相關(guān)介紹

        1、促進(jìn)心肺功能及人體體能的提高

       人體在運動(dòng)時(shí)參與的器官非常多，受到神經(jīng)系統的控制，和運動(dòng)相關(guān)的系統被調動(dòng)，而同時(shí)與運

動(dòng)不相關(guān)的系統功能受到抑制；從另一方面講，被調動(dòng)的系統功能得到鍛煉提高，而其他的系統則被

動(dòng)的受到調節。例如，肌肉參與運動(dòng)，肌肉的能量代謝和物質(zhì)代謝等都得到鍛煉，而人體一些消化器

官則處于被抑制狀態(tài)，消化功能在運動(dòng)時(shí)處于“休眠”。

       根據人體運動(dòng)時(shí)的機體生物化學(xué)變化，能量物質(zhì)在不同強度的運動(dòng)中有不同的代謝方式，參與代

謝的氧氣在此過(guò)程中扮演重要的角色。由于受到呼吸系統和循環(huán)系統功能的限制，機體供氧能力存在

極限，當心肺功能達到最高水平時(shí)的吸氧量稱(chēng)為最大攝氧量（VO2 Max）。根據不同運動(dòng)強度中體內

對氧氣的需求量和供應量的關(guān)系，可以將對應的運動(dòng)強度進(jìn)行區分，有氧運動(dòng)是需氧量等于吸氧量時(shí)

對應的運動(dòng)強度；無(wú)氧運動(dòng)是指需氧量大于最大攝氧量時(shí)對應的運動(dòng)強度。由于機體的生化反應不能

即時(shí)掌握，因此在運動(dòng)強度的掌握上目前采用與攝氧量有相關(guān)性的心率范圍來(lái)進(jìn)行區分（見(jiàn)圖1），通

用所說(shuō)的有氧運動(dòng)主要指對提高有氧運動(dòng)能力有效的運動(dòng)強度，對應的心率范圍為最大心率的65-80%。

       根據健身器材的分類(lèi)，有氧運動(dòng)器材是針對性提高人體有氧運動(dòng)能力（心肺功能）方面的健身工

具。首先在有氧運動(dòng)器材的運動(dòng)方式方面，跑步（極速短跑不屬于有氧運動(dòng)強度）、自行車(chē)運動(dòng)、登

臺階、劃船等運動(dòng)項目對于人體有氧運動(dòng)能力的要求是主要方面。其次，有氧運動(dòng)器材在速度、負荷

等功能設計上主要對應合理的運動(dòng)強度，這也是衡量產(chǎn)品基本功能的首要標準。

        2、提高肌肉力量和增加肌肉體積

       肌力和肌肉耐力是“健康體適能”的重要組成部分，研究表明從事規律的負重練習對增強體質(zhì)具

有十分重要的意義，具體表現在以下幾個(gè)方面：將有助于提高或維持骨密度，避免骨質(zhì)疏松的發(fā)生；

改善神經(jīng)對肌肉的控制能力，促進(jìn)肌肉發(fā)達，維持肌肉質(zhì)量；優(yōu)化身體成分，促進(jìn)瘦體重增加；強化

軟組織（如肌腱）的強度，對于老年人群來(lái)說(shuō)，還可以緩減腰背疼痛和行動(dòng)遲緩等；改善自我意識，

強化自我信心，并增強完成日常工作的能力。所以20 世紀 90 年代以后，ACSM（American College

of Sports Medicine，美國運動(dòng)醫學(xué)會(huì )）倡導均衡發(fā)展“健康體適能”，建議除了提高心肺耐力以外，

還要重視肌肉力量的提高。

       力量訓練器材就是在這一人類(lèi)自身的需求下從杠鈴啞鈴向更加豐富、更加科學(xué)的方向發(fā)展的。與

有氧運動(dòng)器材共同成為提高體能的兩大工具。

        3、運動(dòng)項目的動(dòng)作結構模擬和優(yōu)化

       當古代人類(lèi)研究出健身器材的初始產(chǎn)品的時(shí)候，認識到加強一種運動(dòng)方式的鍛煉能提高對應的運

動(dòng)能力是他們的依據，這就是運動(dòng)訓練的適應性。人體系統在受到不斷重復的壓力或刺激（如力量訓

練）時(shí)，人體系統（肌肉）會(huì )做出適應性的改變，這種改變包括在結構（肌纖維增粗）和功能（肌肉

協(xié)調情況）兩方面。這種改變可以使原來(lái)的負荷或刺激對機體影響越來(lái)越小，而且使機體越來(lái)越能承

受較大的刺激。并且，適應性改變對所受刺激的針對性非常強。合適的訓練強度、循序漸進(jìn)的超負荷

訓練是力量訓練的關(guān)鍵因素。

       健身器材.家用健身器材發(fā)展到現在，從產(chǎn)品設計生產(chǎn)到用戶(hù)使用都離不開(kāi)這個(gè)基礎?，F代運動(dòng)

科學(xué)在此理論的指導下，不斷將更多的運動(dòng)形式實(shí)現了專(zhuān)業(yè)訓練化，豐富了鍛煉的內容，將身體鍛

煉的方式極大地進(jìn)行了細化。針對提高體能的有氧訓練器材從最初的跑步機，又增加了更多的成員，

包括健身車(chē)、臺階機、劃水機、橢圓機等，無(wú)氧運動(dòng)器材從最初的啞鈴、杠鈴發(fā)展到現在針對局部

肌肉進(jìn)行訓練的器材一應俱全，甚至同一身體部位（肌肉）對應有多種訓練方式和器材。

      健身器材的功能要求總的說(shuō)來(lái)可以歸結為促進(jìn)心肺功能及人體體能的提高或者提高肌肉力量和增

加肌肉體積，而更多的器材功能和未來(lái)的器材劃分在動(dòng)作結構的模擬和優(yōu)化方面更顯突出。