張松巖

1、引言

自行車是我們最熟悉的交通工具，我們用自行車旅行，比賽，健身，它不用電不用油，蹬起來(lái)就走，方便快捷，而且對(duì)自然無(wú)污染，可以說(shuō)自行車是我們生活中的好伙伴，也是將來(lái)節(jié)能無(wú)污染的交通工具發(fā)展方向，然而，當(dāng)我們騎在一輛自行車上時(shí)往往會(huì)感到車子蹬起來(lái)很不舒服，自己感覺(jué)有力氣想快點(diǎn)走卻覺(jué)得有勁使不上，騎在這輛自行車上不但速度慢，而且騎車時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)膝關(guān)節(jié)會(huì)感到明顯不適甚至疼痛。

那么是什么影響了我們的騎車質(zhì)量呢？其實(shí)答案很簡(jiǎn)單，如果車架的結(jié)構(gòu)是一定的，關(guān)鍵是車座的高度，也就是車座與中軸間的距離，車座的高低直接影響的是腿的屈伸程度，腿屈伸狀態(tài)的改變會(huì)直接影響腿部的發(fā)力效果，腿作為自行車的主要?jiǎng)恿?lái)源，它的屈伸程度就直接影響著自行車的運(yùn)動(dòng)效果及腿部關(guān)節(jié)舒適的程度。所以座位的高低對(duì)蹬車效果有很大 的影響，那么車座多高最有利于我們蹬車發(fā)力，而且使膝關(guān)節(jié)所受的損傷相對(duì)減小。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題本研究做了以下探討。

2、研究對(duì)象與方法

研究對(duì)象

運(yùn)動(dòng)員在座位高度為多少時(shí)的蹬車效果最佳以及在最佳高度時(shí)膝關(guān)節(jié)的角度是怎樣的，這個(gè)角度是否有推廣性，能不能為我們?cè)谌粘Ｉ钪兴?，以及是否在自行車比賽中和自行車健身運(yùn)動(dòng)中有指導(dǎo)意義。

并有如下數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)器材

MONARK功率自行車，關(guān)節(jié)角度測(cè)量?jī)x，皮尺，秒表。這些器材和儀器均由河北師大體育學(xué)院實(shí)驗(yàn)室提供。

實(shí)驗(yàn)法

根據(jù)車座的高低不同會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的蹬車效果有很明顯的影響。用MONARK功率自行車記錄其在不同座位高度時(shí)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)用關(guān)節(jié)量角器量出腳踏桿與地面上下垂直時(shí)的膝關(guān)節(jié)角度。本研究制定出了以下方案：為了避免運(yùn)動(dòng)員的體力不足而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使其節(jié)省體力，本研究將實(shí)驗(yàn)分成了兩組，第一組座位的高度每次升高6厘米，第二組的座位高度每次升高2厘米，用6厘米的范圍找出大概的最適高度，然后用2厘米的范圍找出精確的最適高度數(shù)值。

（1）首先讓運(yùn)動(dòng)員騎上自行車熟悉器械并熱身；

（2）自行車車座高度由最低高度起，為了節(jié)省體力，阻力降為最小10N。運(yùn)動(dòng)員坐上自行車后將腳踏桿豎起與地面垂直，然后用關(guān)節(jié)量角器測(cè)量處于高低位時(shí)腿的膝關(guān)節(jié)角度；

（3）運(yùn)動(dòng)員用全力蹬自行車20秒，并記錄下第5，10，15，20各秒時(shí)的轉(zhuǎn)速和在20秒內(nèi)的最大轉(zhuǎn)速；

（4）將車座升高6厘米再進(jìn)行一輪測(cè)試，方法同上，一直升到當(dāng)腳踏桿轉(zhuǎn)到與地面垂直運(yùn)動(dòng)員的腿部關(guān)節(jié)全部展開(kāi)，腳掌剛好踏著腳踏板為止；

（5）圍繞出現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速時(shí)的座位高度的數(shù)值進(jìn)行升降2厘米的測(cè)試，測(cè)試方法同上。

3、結(jié)果

經(jīng)過(guò)對(duì)這位運(yùn)動(dòng)員在不同座位高度時(shí)蹬車的轉(zhuǎn)速和蹬車時(shí)膝關(guān)節(jié)角度的變化的測(cè)量，得到數(shù)據(jù)如下表

4、分析與討論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)在第5秒時(shí)的轉(zhuǎn)速隨著座位的不斷升高而有普遍升高，其中在第2輪的63厘米到69厘米這個(gè)高度范圍內(nèi)的第5秒的轉(zhuǎn)速雖然在67厘米時(shí)有65RPM的出現(xiàn)，其出現(xiàn)原因可能是運(yùn)動(dòng)員注意力下降造成的，但也表現(xiàn)了普遍的升高。

其在5秒時(shí)刻隨著高度的升高而轉(zhuǎn)速也升高的原因在于座位的升高使腿逐漸展開(kāi)，腿的逐漸展開(kāi)使髖膝關(guān)節(jié)骨杠桿的動(dòng)力臂逐漸增大，隨著動(dòng)力臂的逐漸增大，腿在短時(shí)間內(nèi)能爆發(fā)出更大的力，所以隨著座位的逐漸升高在第5秒的速度就增大。如果座位調(diào)的過(guò)高，則表現(xiàn)出一開(kāi)始速度增加非?？於鴽](méi)有“后勁”。

雖然在第5秒內(nèi)的速度隨座位的升高而升高，但最快速度不是隨著座位的升高而升高，它是開(kāi)始隨著座位的升高而升高，而當(dāng)座位升高到一定高度時(shí)最快速度達(dá)到最大，如果繼續(xù)升高座位最快速度就會(huì)逐漸減小。造成這一現(xiàn)象的原因是座位升高的同時(shí)腿的折疊程度逐漸減小，使骨杠桿的動(dòng)力臂逐漸增大，增大到一定程度時(shí)能夠爆發(fā)出最大的力，并且功率也是最大的。當(dāng)達(dá)到最大值后如果再繼續(xù)升高座位，雖然增加了髖膝關(guān)節(jié)的骨杠桿動(dòng)力臂但減小了腿在蹬踏自行車時(shí)的有效工作距離，使功率無(wú)法完全作用于車，致使最終的結(jié)果是隨著車座的升高作用于車上的功率減小，使最快轉(zhuǎn)速下降。

5、結(jié)論

通過(guò)以上對(duì)運(yùn)動(dòng)員蹬車時(shí)座位高度的變化與蹬車轉(zhuǎn)速的研究，得出這樣的結(jié)論：

（1）自行車的結(jié)構(gòu)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的蹬車效果有很大的影響，如果車的結(jié)構(gòu)一定，對(duì)蹬車效果影響最大的就是車座的高度，對(duì)于本運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)要想達(dá)到他的最快蹬車速度就必須在他的最佳發(fā)力狀態(tài)下把所有的功都作用在車上，本運(yùn)動(dòng)員在65厘米達(dá)到最快速度：189RPM，此時(shí)的膝關(guān)節(jié)角度屈腿70度伸腿115度，此高度和膝關(guān)節(jié)的角度為該運(yùn)動(dòng)員的最佳車座高度和最佳膝關(guān)節(jié)蹬車發(fā)力角度。

（2）每個(gè)人的體形都不同，此高度和膝關(guān)節(jié)的角度又與運(yùn)動(dòng)員的身高、腿長(zhǎng)、大腿長(zhǎng)、小腿長(zhǎng)、坐高等因素有關(guān)，顧其應(yīng)該因人而異。但大概比例相同，所以本研究得出一參考值E=[（身高-坐高）/身高*100]/車座高=0.631

如果另一位運(yùn)動(dòng)員的（身高-坐高）/身高*100與本運(yùn)動(dòng)員相等可以用此值求出另一運(yùn)動(dòng)員的最佳座位高度，座高=[（身高-坐高）/身高*100]/E

本研究對(duì)我們?nèi)粘Ｉ钪凶孕熊嚨氖褂煤妥孕熊嚱∩硪约白孕熊嚤荣惖淖桓叨鹊恼{(diào)節(jié)有指導(dǎo)作用，適當(dāng)?shù)淖桓叨炔粌H能使腿部功率得到最大的發(fā)揮而且使我們的膝關(guān)節(jié)得到了有效的保護(hù)?，F(xiàn)在的自行車的腳踏桿長(zhǎng)度都在18到20厘米之間，有很多人反映老式的2-8自行車騎上非常舒適，這是因?yàn)樗能嚰芊浅４笸瑯邮?8厘米長(zhǎng)的腳踏桿，就是因?yàn)檐嚰艽罅耸管囎c中軸的距離遠(yuǎn)了，腿就能夠得到充分的伸展，所以2-8騎起來(lái)就非常舒適。

本研究提醒大家調(diào)整好自己的車座。