背景:肌肉力量训练一直以来都在业余健身人群和运动员们占据着重要地位,增强肌肉力量是业余健身人群塑造身体形态、运动员提高竞技水平的重要手段。当前,在健身、体育领域中大多数肌肉力量训练内容更多的是强调关节屈伸肌群的训练,却忽视了强化关节旋转肌肉的训练。虽然关节的屈伸肌群是人体使用最多、实用性、功能性最强的肌群,但是对于一些具有较大范围关节运动的身体活动来说,膝、肩、前臂关节旋转肌群对整体动作稳定性以及预防运动损伤具有重要的作用,然而由于膝、肩、前臂关节旋转功能对训练器械的要求较高,目前市面上大多数训练器械缺少对膝、肩、前臂关节旋转肌群进行训练的功能。目的:研制一种能够训练膝、肩、前臂旋转肌群力量的一体化训练器械。方法:研究采用文献资料法、逻辑分析法、计算机辅助设计、功能独立结构一体设计等研究方法。采用文献资料法查阅人体解剖学、运动训练学、机械学、物理学等学科知识,整理出膝、肩、前臂三个部位关节的相关资料作为器械设计的理论依据。运用逻辑分析法深入分析膝、肩、前臂相关关节的解剖学特征、关节旋转运动以及旋转肌群的特征,依据关节运动特征确定本器械的具体训练形式,最终确定器械的支撑结构、阻力结构、连接结构等结构的一体化设计方案;通过推理演绎验证器械载荷状态下与使用者承受负荷的关系。运用计算机辅助设计软件SOLIDWORKS 2018进行器械2D草图绘制、零件建模以及器械整体的装配3D模型,最终形成器械的工程图纸。结论:研发了一种能够训练膝、肩、前臂旋转肌群的一体化力量训练器械,并介绍了该器械的工作原理、组成以及结构,分析和验证器械载荷状态下与使用者承受负荷的关系。该训练器械可以方便地对上述三关节的旋转肌群肌肉力量进行有针对性的抗阻训练,有利于健身人群的身体塑型、运动损伤人群的康复训练以及运动员竞技体育能力的提升。