收集的几种连杆机构：机器人行走背后的机械原理（一）

机器人概念已经红红火火好多年了，目前确实有不少公司已经研制出了性能非常优越的机器人产品，我们比较熟悉的可能就是之前波士顿动力的“大狗”和会空翻的机器人了，还有国产宇树科技的机器狗等，这些机器人动作那么敏捷，背后到底隐藏了什么高科技呢，控制技术太过复杂，一般不太容易了解，不过其中的机械原理倒是相对比较简单，大部分都是一些连杆机构。

连杆机构（Linkage Mechanism）

又称低副机构，是机械的组成部分中的一类，指由若干（两个以上）有确定相对运动的构件用低副（转动副或移动副）联接组成的机构。低副是面接触，耐磨损；加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面，制造简便，易于获得较高的制造精度。

由若干刚性构件用低副联接而成的机构称为连杆机构，其特征是有一作平面运动的构件，称为连杆，连杆机构又称为低副机构。其广泛应用于内燃机、搅拌机、输送机、椭圆仪、机械手爪、牛头刨床、开窗、车门、机器人、折叠伞等。

主要特征

连杆机构构件运动形式多样，如可实现转动、摆动、移动和平面或空间复杂运动，从而可用于实现已知运动规律和已知轨迹。

优点：

（1）采用低副：面接触、承载大、便于润滑、不易磨损，形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。

（2）改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。

（3）两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不像凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。

（4）连杆曲线丰富，可满足不同要求。

缺点：

（1）构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。

（2）产生动载荷（惯性力），且不易平衡，不适合高速。

（3）设计复杂，难以实现精确的轨迹。

的相关词条如下

下面我们就看看一般都有什么连杆机构适于用于行走（或者移动）的。

平面四杆机构是由四个刚性构件用低副链接组成的，各个运动构件均在同一平面内运动的机构。机构类型有曲柄摇杆机构、铰链四杆机构、双摇杆机构等。

1、曲柄摇杆机构（Crank rocker mechanism ）

曲柄摇杆机构是指具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构。通常，曲柄为主动件且等速转动，而摇杆为从动件作变速往返摆动，连杆作平面复合运动。曲柄摇杆机构中也有用摇杆作为主动构件，摇杆的往复摆动转换成曲柄的转动。曲柄摇杆机构是四杆机构最基本的形式 。主要应用有：牛头刨床进给机构、雷达调整机构、缝纫机脚踏机构、复摆式颚式破碎机、钢材输送机等。

2、双曲柄机构（Double crank mechanism ）

具有两个曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。其特点是当主动曲柄连续等速转动时，从动曲柄一般做不等速转动。在双曲柄机构中，如果两对边构件长度相等且平行，则成为平行四边形机构。这种机构的传动特点是主动曲柄和从动曲柄均以相同的角速度转动，而连杆做平动。

双曲柄机构类型分类

1不等长双曲柄机构

说明：曲柄长度不等的双曲柄机构。

结构特点：无死点位置，有急回特性。

应用实例：惯性筛

2平行双曲柄机构

说明：连杆与机架的长度相等且两曲柄长度相等、曲柄转向相同的双曲柄机构。

结构特点：有2个死点位置，无急回特性。

应用实例：天平

3反向双曲柄机构

说明：连杆与机架的长度相等且两曲柄长度相等、曲柄转向相反的双曲柄机构。

结构特点：无死点位置，无急回特性。

运动特点：以长边为机架时，双曲柄的回转方向相反；以短边为机架时，双曲柄回转方向相同，两种情况下曲柄角速度均不等。

应用实例：汽车门启闭系统

3、铰链四杆机构（Hinge four-bar mechanism）

铰链是一种连接两个刚体，并允许它们之间能有相对转动的机械装置，比如门窗用的合页，就是一种常见的铰链。由铰链连接的四连杆就叫铰链四杆机构。所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的基本形式，其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而来的。选定其中一个构件作为机架之後，直接与机架链接的构件称为连架杆，不直接与机架连接的构件称为连杆，能够做整周回转的构件被称作曲柄，只能在某一角度范围内往复摆动的构件称为摇杆。如果以转动副连接的两个构件可以做整周相对转动，则称之为整转副，反之称之为摆转副。

铰链四杆机构可以通过以下方法演化成衍生平面四杆机构。

（1）转动副演化成移动副。如引进滑块等构件。以这种方式构成的平面四杆机构有曲柄滑块机构、正弦机构等。

（2）选取不同构件作为机架。以这种方式构成的平面四杆机构有转动导杆机构、摆动导杆机构、移动导杆机构、曲柄摇块机构、正切机构等。

（3）变换构件的形态。

（4）扩大转动副的尺寸，演化成偏心轮机构 。

4、双摇杆机构（Double rocker mechanism）

双摇杆机构就是两连架杆均是摇杆的铰链四杆机构，称为双摇杆机构。 机构中两摇杆可以分别为主动件。当连杆与摇杆共线时，为机构的两个极限位置。双摇杆机构连杆上的转动副都是周转副，故连杆能相对于两连架杆作整周回转。

双摇杆机构的两连架杆都不能作整周转动。三个活动构件均做变速运动，只是用于速度很低的传动机构中 。双摇杆机构在机械中的应用也很广泛，手动冲孔机，就是双摇杆机构的应用实例，比如说吧飞机起落架，鹤式起重机和汽车前轮转向机构都是双摇杆机构。

判别方法

1最长杆长度+最短杆长度 ≤ 其他两杆长度之和，连杆（机架的对杆）为最短杆时。

2 如果最长杆长度+最短杆长度 >其他两杆长度之和，此时不论以何杆为机架，均为双摇杆机构。

5、连杆机构的理论应用

动力机的驱动轴一般整周转动，因此机构中被驱动的主动件应是绕机架作整周转动的曲柄在形成铰链四杆机构的运动链中，a、b、c、d既代表各杆长度又是各杆的符号。当满足最短杆和最长杆之和小于或等于其他两杆长度之和时，若将最短杆的邻杆固定其一，则最短杆即为曲柄。若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，则

a、 取最短杆的邻杆为机架时，构成曲柄摇杆机构；

b、 取最短杆为机架时，构成双曲柄机构；

c、 取最短杆为连杆时，构成双摇杆机构；

若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无曲柄存在，不论以哪一杆为机架，只能构成双摇杆机构。

急回系数

在曲柄等速运动、从动件变速运动的连杆机构中，要求从动件能快速返回，以提高效率。即k称为急回系数。曲柄存在条件参考图 

压力角

如图中的曲柄摇杆机构，若不计运动副的摩擦力和构件的惯性力，则曲柄a通过连杆b作用于摇杆c上的力P，与其作用点B的速度vB之间的夹角α称为摇杆的压力角，压力角越大，P在vB方向的有效分力就越小，传动也越困难,压力角的余角γ称为传动角。在机构设计时应限制其最大压力角或最小传动角。

死点

在曲柄摇杆机构中，若以摇杆为主动件，则当曲柄和连杆处于一直线位置时，连杆传给曲柄的力不能产生使曲柄回转的力矩，以致机构不能起动，这个位置称为死点。机构在起动时应避开死点位置，而在运动过程中则常利用惯性来过渡死点。

6、平面四杆机构一些案例

切比雪夫连杆机构其实是和霍肯连杆机构是属于同一种形式的四连杆机构，其轨迹点都是在连杆两端谁在的直线上。霍肯连杆机构的轨迹点是在两端点连线的延伸线上，而切比雪夫连杆机构的轨迹点是在两端点连线的中间。如下：

切比雪夫连杆机构的动态演示

1、切比雪夫（1821~1894）

俄文原名Пафну́тий Льво́вич Чебышёв，俄罗斯数学家、力学家。切比雪夫在概率论、数学分析等领域有重要贡献。在力学方面，他主要从事这些数学问题的应用研究。他在一系列专论中对最佳近似函数进行了解析研究，并把成果用来研究机构理论。他首次解决了直动机构（将旋转运动转化成直线运动的机构）的理论计算方法，并由此创立了机构和机器的理论，提出了有关传动机械的结构公式。他还发明了约40余种机械,制造了有名的步行机（能精确模仿动物走路动作的机器）和计算器，切比雪夫关于机构的两篇著作是发表在1854年的《平行四边形机构的理论》和1869年的 《论平行四边形》。

理论联系实际是切比雪夫科学工作的一个鲜明特点。他自幼就对机械有浓厚的兴趣，在大学时曾选修过机械工程课。就在第一次出访西欧之前，他还担任着彼得堡大学应用知识系(准工程系)的讲师。这次出访归来不久，他就被选为科学院应用数学部主席，这个位置直到他去世后才由李雅普诺夫接任。应用函数逼近论的理论与算法于机器设计，切比雪夫得到了许多有用的结果，它们包括直动机的理论、连续运动变为脉冲运动的理论、最简平行四边形法则、绞链杠杆体系成为机械的条件、三绞链四环节连杆的运动定理、离心控制器原理等等。他还亲自设计与制造机器。据统计，他一生共设计了40余种机器和80余种这些机器的变种，其中有可以模仿动物行走的步行机，有可以自动变换船桨入水和出水角度的划船机，有可以度量大圆弧曲率并实际绘出大圆弧的曲线规，还有压力机、筛分机、选种机、自动椅和不同类型的手摇计算机。他的许多新发明曾在1878年的巴黎博览会和1893年的芝加哥博览会上展出，一些展品至今仍被保存在苏联科学院数学研究所、莫斯科历史博物馆和巴黎艺术学院里。

2、切比雪夫连杆机构经常被用于模拟机器人的行走

根据公式i=3n-2m

(n为活动构件数目，m为低副数目)

可得自由度i=1

3、切比雪夫连杆机构被广泛运用在机器人步态模拟上，从动图上也能看出，它的轨迹底部较为平稳，步态方式非常像四足动物，收腿动作有急回特性。根据下图WORKING MODEL仿真分析可得，在X轴上，也能看出它的急回特点。

4、嵌入汽缸的切比雪夫直线机构的运动

动图 

5、使用切比雪夫连杆机构的行走桌子

常见到有人遛狗溜猫，但你绝对没见过人溜桌子的，拜荷兰设计师Wouter Scheublin的脑洞所赐，荷兰人民倒是有幸见到过这一奇葩景象，有人推着一张桌子在路上行走，而有着八条腿的桌子就运动着自己的腿，走的蹭蹭蹭的，场景怪异中带着搞笑，让人印象深刻。那么桌子是怎么行走的呢？其实并没有用上什么高科技，它只是通过精细的机械传动机构动起来而已。设计师受到俄罗斯数学家切比雪夫的理论启发，并将它应用到桌子中，所以这张160斤重的桌子轻轻推拉就能走，而且走的异常平稳，不比轮子差。

每条桌腿与桌板之间，都采用精细的木质结构打造。当用手推动桌子时，给力的一方会使桌腿不断前进，通过力臂的摇摆和连接处木质结构，会把力传递到对面的桌腿使之向前移动，然后桌子就能满街跑了。

根据机械原理，机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目（亦即为了使机构的位置得以确定，必须给定的独立的广义坐标的数目），称为机构自由度（degree of freedom of mechani ），其数目常以F表示。

基本介绍 中文名 ：机构自由度 外文名 ：degree of freedom of mechani 所属学科 ：工学 表示符号 ：F 理论依据 ：机械原理 分类 ：平面机构自由度，空间机构自由度 简介,分类,平面机构自由度,空间机构自由度,拓展, 简介 根据机械原理，机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目（亦即为了使机构的位置得以确定，必须给定的独立的广义坐标的数目），称为机构自由度（degree of freedom of mechani ），其数目常以F表示。如果一个构件组合体的自由度F>0，他就可以成为一个机构，即表明各构件间可有相对运动；如果F=0，则它将是一个结构（structure），即已退化为一个构件。机构自由度又有平面机构自由度和空间机构自由度。一个原动件只能提供一个独立参数。 分类 平面机构自由度 一个杆件（刚体）在平面可以由其上任一点A的坐标x和y，以及通过A点的垂线AB与横坐标轴的夹角等3个参数来决定，因此杆件具有3个自由度。 计算公式 F=3n－(2PL +Ph ) n:活动构件数，PL：低副约束数Ph:高副约束数 计算平面机构自由度的注意事项： 复合铰链 －－两个以上的构件在同一处以转动副相联。复合铰链处理方法:如有K个构件在同一处形成复合铰链，则其转动副的数目为（k-1）个。 局部自由度：构件局部运动所产生的自由度，它仅仅局限于该构件本身，而不影响其他构件的运动。局部自由度常发生在为减小高副磨损而将滑动摩擦变为滚动磨擦所增加的滚子处。处理方法：在计算自由度时，从机构自由度计算公式中将局部自由度减去。 虚约束 －－对机构的运动实际不起作用的约束。计算自由度时应去掉虚约束。虚约束都是在一定的几何条件下出现的。常见有以下几种情况： 两构件联接前后，联接点的轨迹重合。如：平行四边形机构，火车轮，椭圆仪。 两构件构成多个移动副，且导路平行。 两构件构成多个转动副，且同轴。 运动时，两构件上的两点距离始终不变。 对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮 两构件构成高副，两处接触，且法线重合。如等宽凸轮

注意机构中出现虚约束是有条件的！虚约束一般有以下作用：改善机构受力情况；传递较大功率；

增加机构的刚度，如轴与轴承、工具机导轨；使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。 空间机构自由度 一个杆件（刚体），在空间上完全没有约束，那么它可以在3个正交方向上平动，还可以以三个正交方向为轴进行转动，那么就有6个自由度。 空间机构自由度的计算： 第一种方法： 传统方法，通过公式F=6n－ 也就是通过所有刚体的自由度数之和减去每一个运动副所约束的自由度数。这种方法的优点是，便于设计分析人员的分析与计算。尤其在平面机构的自由度分析上，通过计算者识别虚约束与局部自由度，几乎可以完成大部分机构的自由度计算。然而对于空间机构来说，由于虚约束与局部自由度难以识别，而且机构本身的尺寸，约束的位置不同、机构的实际运动自由度会有很大的差异。该公式已经难以胜任空间机构的自由度计算任务。不过难以否认的是该公式在机械设计史上的突出贡献，很多经典的机构，机械装置都是基于该公式设计而成的。 第二种方法 通过构建机构的运动学分析方程并分析其秩来计算其自由度，或是拆分出机构的每一个闭链，通过虚位移矩阵法来分析机构自由度。此种方法的好处是在理论上可以完美的计算出机构的自由度，计算方法在理解上较为简单。然而该种方法虽然理解简单但计算过程本身较繁琐，而且该方法适用于对于已设计出机构的分析，利用该公式进行机构设计并不太方便。不过这种方法也较为成熟，也最好理解，很多书籍上都有介绍。 第三种方法 对机构的Jacobian矩阵计算其零空间，来分析机构的自由度。这种方法虽然理论上也可以解决自由度计算但是套用较为少见。其一是零空间的计算十分困难，甚至利用软体也难以解决。其二是该种方法也适用于对已有机构的分析计算，难以利用该方法实现创新。 第四种方法 基于群论、李代数、微分几何的知识来解决自由度计算的问题。群论、李代数、微分几何是解决复杂机构学问题的法宝。如果掌握，对于机构的设计与分析，并在线上构的设计及计算，甚至机构的概念设计都有着十分积极的意义。现代的机构学与机器人学很多理论都是基于此而形成的。然而此种方法对设计人员的知识水平要求较高，对于普通的设计人员以及大学本科生来说不太实用。 第五种方法 基于螺旋理论的自由度计算方法。旋量也是解决机构学问题的利器。该种方法虽然并不能完美的解决所有的自由度问题。但在理解上更接近于第一种。在理解难度上大于第二种，计算难度上小于第二种。可以对于机构的概念设计有潜移默化的影响。不过对于普通的设计人员与大学本科生来说，理解还是困难的。 总体来说，直到2015年还没有机构自由度计算的完美解决方案 拓展 变自由度机构 某些特殊的机构由于自身特殊的性质在运动过程中自由度会发生变化。 比如变胞机构，欠驱动机构，以及一些转向机构。

　　给你专业点的吧 第二章 平面连杆机构

　　案例导入：通过雷达天线、汽车雨刮器、搅拌机等实际应用的机构分析引入四杆机构的概念，介绍四杆机构的组成、基本形式和工作特性。

　　第一节 铰链四杆机构

　　一、铰链四杆机构的组成和基本形式

　　1铰链四杆机构的组成

　　如图1-14所示，铰链四杆机构是由转动副将各构件的头尾联接起的封闭四杆系统，并使其中一个构件固定而组成。被固定件4称为机架，与机架直接铰接的两个构件1和3称为连架杆，不直接与机架铰接的构件2称为连杆。连架杆如果能作整圈运动就称为曲柄，否则就称为摇杆。

　　2铰链四杆机构的类型

　　铰链四杆机构根据其两个连架杆的运动形式的不同，可以分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式。

　　(1)曲柄摇杆机构。在铰链四杆机构中，如果有一个连架杆做循环的整周运动而另一连架杆作摇动，则该机构称为曲柄摇杆机构。如图2-1所示曲柄摇杆机构，是雷达天线调整机构的原理图，机构由构件AB、BC、固连有天线的CD及机架DA组成，构件AB可作整圈的转动，成曲柄；天线3作为机构的另一连架杆可作一定范围的摆动，成摇杆；随着曲柄的缓缓转动，天线仰角得到改变。如图2-2所示汽车刮雨器，随着电动机带着曲柄AB转动，刮雨胶与摇杆CD一起摆动，完成刮雨功能。如图2-3所示搅拌器，随电动机带曲柄AB转动，搅拌爪与连杆一起作往复的摆动，爪端点E作轨迹为椭圆的运动，实现搅拌功能。

　　(2)双曲柄机构。在铰链四杆机构中，两个连架杆均能做整周的运动，则该机构称为双曲柄机构。如图2-4所示惯性筛的工作机构原理，是双曲柄机构的应用实例。由于从动曲柄3与主动曲柄1的长度不同，故当主动曲柄1匀速回转一周时，从动曲柄3作变速回转一周，机构利用这一特点使筛子6作加速往复运动，提高了工作性能。当两曲柄的长度相等且平行布置时，成了平行双曲柄机构，如图2-5a）所示为正平行双曲柄机构，其特点是两曲柄转向相同和转速相等及连杆作平动，因而应用广泛。火车驱动轮联动机构利用了同向等速的特点；路灯检修车的载人升斗利用了平动的特点，如图2-6a、b)所示。如图2-5b)为逆平行双曲柄机构，具有两曲柄反向不等速的特点，车门的启闭机构利用了两曲柄反向转动的特点，如图2-6c)所示。

　　(3)双摇杆机构。两根连架杆均只能在不足一周的范围内运动的铰链四杆机构称为双摇杆机构。如图2-7所示为港口用起重机吊臂结构原理。其中，ABCD构成双摇杆机构，AD为机架，在主动摇杆AB的驱动下，随着机构的运动连杆BC的外伸端点M获得近似直线的水平运动，使吊重Q能作水平移动而大大节省了移动吊重所需要的功率。图2-8所示为电风扇摇头机构原理，电动机外壳作为其中的一根摇杆AB，蜗轮作为连杆BC，构成双摇杆机构ABCD。蜗杆随扇叶同轴转动，带动BC作为主动件绕C点摆动，使摇杆AB带电动机及扇叶一起摆动，实现一台电动机同时驱动扇叶和摇头机构。图2-9所示的汽车偏转车轮转向机构采用了等腰梯形双摇杆机构。该机构的两根摇杆AB、CD是等长的，适当选择两摇杆的长度，可以使汽车在转弯时两转向轮轴线近似相交于其它两轮轴线延长线某点P，汽车整车绕瞬时中心P点转动，获得各轮子相对于地面作近似的纯滚动，以减少转弯时轮胎的磨损。

　　二、铰链四杆机构中曲柄存在的条件

　　1铰链四杆机构中曲柄存在的条件

　　铰链四杆机构的三种基本类型的区别在于机构中是否存在曲柄，存在几个曲柄。机构中是否存在曲柄与各构件相对尺寸的大小以及哪个构件作机架有关。可以证明，铰链四杆机构中存在曲柄的条件为：

　　条件一：最短杆与最长杆长度之和不大于其余两杆长度之和。

　　条件二：连架杆或机架中最少有一根是最短杆。

　　2铰链四杆机构基本类型的判别准则

　　(1)满足条件一但不满足条件二的是双摇杆机构；

　　(2)满足条件一而且以最短杆作机架的是双曲柄机构；

　　(3)满足条件一而且最短杆为连架杆的是曲柄摇杆机构;

　　(4)不满足条件一是双摇杆机构。

　　实训例2-1 铰链四杆机构ABCD如图2-10所示。请根据基本类型判别准则，说明机构分别以AB、BC、CD、AD各杆为机架时属于何种机构。

　　解：经测量得各杆长度标于图2-10，分析题目给出铰链四杆机构知，最短杆为AD = 20，最长杆为CD = 55，其余两杆AB = 30、BC = 50。

　　因为 AD＋CD = 20＋55 = 75

　　AB＋BC = 30＋50 = 80 ＞ Lmin＋Lmax

　　故满足曲柄存在的第一个条件。

　　1)以AB或CD为机架时，即最短杆AD成连架杆，故为曲柄摇杆机构；

　　2)以BC为机架时，即最短杆成连杆，故机构为双摇杆机构；

　　3)以AD为机架时，即以最短杆为机架，机构为双曲柄机构。

　　第二节 平面四杆机构的其它形式

　　一、曲柄滑块机构

　　二、导杆机构

　　三、摇块机构和定块机构

　　四，凸轮机构

　　我们常见的健身器材有很多，例如在公园或小区里，就能看到很多中老年人在使用室外健身器材锻炼身体，效果非常好。下面就让我来告诉你常见室外健身器材有哪些。

　　常见室外健身器材

　1、室外跑步机

　区别于室内跑步机，它属于机械式跑步机，不需要电源，全靠人力驱动，有一定的坡度。其属于有氧健身器材，由于其减震效果不好，使用的时候，建议穿上慢跑鞋。

　2、太空漫步机

　和椭圆机一个原理，也属于有氧器材，其安全性要比跑步机高，适合岁数较大的老年人使用，使用中要扶好把手。

　3、骑马机

　手脚并用，能锻炼手脚协调能力，增强全身关节柔韧性，通脉活络，强健心脑及肾，腰背功能。

　4、划船器

　它是一般按双桨划船设计的健身器材，划船器的作用有很多，它也是人们锻炼手臂首选的器材。能很好的锻炼臂部、背部和腹部的肌肉,还可以有效地减少腹部、背部和臂部多余的脂肪,达到减肥和健美的目的。

　5、腹肌板

　腹肌板是锻炼腹肌的健身器材，主要是锻炼腹部肌肉，同时对腿部、腰部、背部的肌肉也有一定的锻炼效果。

　6、坐推器

　锻炼手臂、肓部及背部肌肉，使用 方法 很简单，坐好双手用力向前推就可以了，事实证明，人是可以自己把自己举起来的。

　7、坐蹬机

　也叫坐蹬器，坐蹬训练器，能锻炼腿部肌肉，增加腰部力量。

器械健身的作用与好处

　健身美体

　器械健身越来越受到人们的青睐，很多人都喜欢使用器材锻炼身体，这主要是因为它具有其他体育项目所不可替代的独特作用。通过科学、系统而持久的健身锻炼，人们不仅使体质得以增强，情操得以陶冶，其最大收获还在于能使形体大为改观。肥胖者，能变得身材矫健;瘦弱者，可练得体格魁梧;适中者，使体型更加健美;畸形者，令体态得以矫正。器械健身的另一特点，是不分男女老幼均可参与其中，皆能获益匪浅。

　发达肌肉，增长力量

　人体有骨骼肌639块。一般男子的肌肉重量约占体重的4045%，女子约占35%。由肌肉、骨骼及关节、韧带等共同组成的人体运动器官，使机体能进行各种复杂的运动。换句话说，人体产生的各种运动，都源于骨骼肌的收缩和伸展。

　器械健身是对肌肉进行锻炼的一种最佳方法，使用器材能让我们的肌肉锻炼计划事半功倍。因为经常性地从事器械健身，可以使肌纤维增粗、肌肉中的毛细血管增多，从而使肌肉的生理横断面增大，使肌肉更加结实、丰满、发达。

　与此同时，由于中枢神经系统调节机能的改善，也会导致肌肉更加强健有力。不仅如此，器械健身还能促进骨骼的新陈代谢，提高其抗压、抗拉、抗扭力等性能。此外，对关节、韧带的生长发育也有着良好的促进作用。

　肌肉是由纤细的肌纤维所组成的。肌纤维又以肌原纤维为基本构成单位。人体的肌纤维数一般在出生后四、五个月就定下来了，但肌原纤维却相对可变。在器械健身的过程中，反复而强烈的刺激可使肌纤维中的基本组成物质——蛋白质的合成增加。这些蛋白质又可合成新的肌原纤维，从而使肌纤维增粗，也就是肌肉块增大。

　在平常状态下，每平方毫米的肌肉横断面上仅有30~270条毛细血管开放，其余均处于闭合状态。而进行器械锻炼时，将有多达2000-3000条毛细血管开放。经过一段较长时间的训练，肌肉中开放的毛细血管状态比平时大大增加，再加上肌纤维变粗，肌肉自然会变得发达而有力了。

　增进健康，消除脂肪

　因为全身是一个统一的整体，所以每一块肌肉都和体内其他系统紧密相连。经常性地进行器械健身，可以明显地提高循环系统、呼吸系统、消化系统和中枢神经系统的机能水平，从而使体质得以全面增强，健康状况得以全面改善。

　循环系统是由心脏和血管构成的。遍及全身的血管中的血液把氧气和营养物质输送到人体各个部分，同时又把细胞组织活动中产生的废物，运送到肺、肾、皮肤等处排出体外。器械健身不仅能使心腔容量增大，心肌和血管的弹性增强，而且可使心脏收缩力和血管舒张能力提高。

　实践证明，长期从事器械健身的人，每分钟心率可保持在60~70次之间。而一般人的心率多在70~90次之间。由于心跳次数减少，心脏休息时间增多，致使心脏功能的储备能力大大提高。由此不难看出，一颗能承提更大负担量的心脏，对于提高人体的活动能力和适应能力，增强代谢功能和免疫力，具有多么重要地作用。

家用健身器材

　1、韵律哑铃

　你觉得哑铃只是瘦手臂的工具吗那你可就太低估它的功能了!哑铃除了可帮你瘦手臂，对背肌、肩膀线条雕塑都有明显的效果，甚至还可当做你下半身运动时的重力辅助，让下半身运动更有效果。现在有很多专门教导哑铃健身的书，翻开看看，你会发现原来哑铃的功能是如此多啊!

　2、弹力绳

　弹力绳是比较好的健身器材，这种小型健身器材即使是力量小的朋友也可以使用。人体肌肉有大有小，大肌肉可以运用较重的哑铃训练，对于较难训练的小肌肉群(如后手臂)则可使用弹力绳。另外，做完哑铃等重量训练后，也可用弹力绳来做伸展动作。

　3、甜甜圈

　甜甜圈的作用和哑铃一样是多功能的，只是重量更轻，可以直接套在手腕上，除了使用方便以外，做起来也不太容易累。跑步、走路时都可以戴，甚至穿稍长一点的衣服时把它稍稍藏在衣服里，走路时偷偷瘦身也没有人会发现哦!

　4、握力器

　握力器是一种很常见的健身器材，很多男性都比较喜欢使用握力器锻炼，握力器最主要的作用在于训练手掌的握力、强化手肘的肌肉曲线，所以比较适用于男生。如果你需要的是紧实手肘肌肉的话，握力器就是一个很好的选择，但是对于瘦手臂是没有什么明显效果的。

　5、扭扭盘

　用过的人都觉得扭扭盘的瘦腰效果比呼拉圈好，最主要的原因是它几乎不用学就会，又蛮好玩的，所以人比较容易持之以恒。效果很值得推荐的哦!

看过常见室外健身器材有哪些的人会看：

1 室外健身器材有哪些

2 常见健身器材有哪些

3 室外健身器材有什么类型

4 常见的健身器材有哪些

5 健身器材有哪些种类