人的运动能力和竞技表现主要取决于心血管、呼吸系统和骨骼肌系统的功能，心肺耐力水平是维

持健康和体质的基础。在此基础上提高灵敏素质、柔韧素质、平衡素质、力量素质、速度素质和耐力

素质，使身体素质得到全面提高。 

       运动负荷是以身体练习为基本手段对有机体施加的训练刺激。机体对这种刺激所做出的反应表现

在生理和心理两个方面，通常所说的运动负荷是生理负荷，即机体在生理方面所承受的训练刺激。运

动负荷越大，刺激强度则越大，所引起的机体反应也相应越大，各项生理指标的变化也越明显。当运

动负荷刺激施教于人体时，人体各器官系统将发生一系列反应。这种反应特征主要表现为耐受、疲劳、

恢复、超量恢复和消退等机能变化。

       应激性和适应性是生物体具有的基本特征。长期系统的运动训练使机体各器官系统的形态、结

构、生理机能以及生物化学等方面将发生一系列的适应性改变。

       运动训练的就是通过反复的身体练习给予机体各器官系统一系列的生理负荷刺激，使人体在形态

结构、生理功能和生物生化等方面发生一系列积极的适应性变化，从而提高运动能力，这一良好的适

应性变化就称为训练效果。 

       运动健身就是利用人体对运动负荷的反应（适应性和应激性）以获得提高体能的效果。用来进行

运动健身的健身器材需要具备相应功能，以下进行相关介绍

        1、促进心肺功能及人体体能的提高

       人体在运动时参与的器官非常多，受到神经系统的控制，和运动相关的系统被调动，而同时与运

动不相关的系统功能受到抑制；从另一方面讲，被调动的系统功能得到锻炼提高，而其他的系统则被

动的受到调节。例如，肌肉参与运动，肌肉的能量代谢和物质代谢等都得到锻炼，而人体一些消化器

官则处于被抑制状态，消化功能在运动时处于“休眠”。

       根据人体运动时的机体生物化学变化，能量物质在不同强度的运动中有不同的代谢方式，参与代

谢的氧气在此过程中扮演重要的角色。由于受到呼吸系统和循环系统功能的限制，机体供氧能力存在

极限，当心肺功能达到最高水平时的吸氧量称为最大摄氧量（VO2 Max）。根据不同运动强度中体内

对氧气的需求量和供应量的关系，可以将对应的运动强度进行区分，有氧运动是需氧量等于吸氧量时

对应的运动强度；无氧运动是指需氧量大于最大摄氧量时对应的运动强度。由于机体的生化反应不能

即时掌握，因此在运动强度的掌握上目前采用与摄氧量有相关性的心率范围来进行区分（见图1），通

用所说的有氧运动主要指对提高有氧运动能力有效的运动强度，对应的心率范围为最大心率的65-80%。

       根据健身器材的分类，有氧运动器材是针对性提高人体有氧运动能力（心肺功能）方面的健身工

具。首先在有氧运动器材的运动方式方面，跑步（极速短跑不属于有氧运动强度）、自行车运动、登

台阶、划船等运动项目对于人体有氧运动能力的要求是主要方面。其次，有氧运动器材在速度、负荷

等功能设计上主要对应合理的运动强度，这也是衡量产品基本功能的首要标准。

        2、提高肌肉力量和增加肌肉体积

       肌力和肌肉耐力是“健康体适能”的重要组成部分，研究表明从事规律的负重练习对增强体质具

有十分重要的意义，具体表现在以下几个方面：将有助于提高或维持骨密度，避免骨质疏松的发生；

改善神经对肌肉的控制能力，促进肌肉发达，维持肌肉质量；优化身体成分，促进瘦体重增加；强化

软组织（如肌腱）的强度，对于老年人群来说，还可以缓减腰背疼痛和行动迟缓等；改善自我意识，

强化自我信心，并增强完成日常工作的能力。所以20 世纪 90 年代以后，ACSM（American College

of Sports Medicine，美国运动医学会）倡导均衡发展“健康体适能”，建议除了提高心肺耐力以外，

还要重视肌肉力量的提高。

       力量训练器材就是在这一人类自身的需求下从杠铃哑铃向更加丰富、更加科学的方向发展的。与

有氧运动器材共同成为提高体能的两大工具。

        3、运动项目的动作结构模拟和优化

       当古代人类研究出健身器材的初始产品的时候，认识到加强一种运动方式的锻炼能提高对应的运

动能力是他们的依据，这就是运动训练的适应性。人体系统在受到不断重复的压力或刺激（如力量训

练）时，人体系统（肌肉）会做出适应性的改变，这种改变包括在结构（肌纤维增粗）和功能（肌肉

协调情况）两方面。这种改变可以使原来的负荷或刺激对机体影响越来越小，而且使机体越来越能承

受较大的刺激。并且，适应性改变对所受刺激的针对性非常强。合适的训练强度、循序渐进的超负荷

训练是力量训练的关键因素。

       健身器材.家用健身器材发展到现在，从产品设计生产到用户使用都离不开这个基础。现代运动

科学在此理论的指导下，不断将更多的运动形式实现了专业训练化，丰富了锻炼的内容，将身体锻

炼的方式极大地进行了细化。针对提高体能的有氧训练器材从最初的跑步机，又增加了更多的成员，

包括健身车、台阶机、划水机、椭圆机等，无氧运动器材从最初的哑铃、杠铃发展到现在针对局部

肌肉进行训练的器材一应俱全，甚至同一身体部位（肌肉）对应有多种训练方式和器材。

      健身器材的功能要求总的说来可以归结为促进心肺功能及人体体能的提高或者提高肌肉力量和增

加肌肉体积，而更多的器材功能和未来的器材划分在动作结构的模拟和优化方面更显突出。