陳子桐 王碩

(1.江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇句容 212400;2.河北體育學(xué)院 河北石家莊 065001)

隨著自然環(huán)境及生活節(jié)奏的變化，運(yùn)動跑臺已成為健身鍛煉和運(yùn)動訓(xùn)練最主要的器材之一。人們對運(yùn)動跑臺的需求也逐年增加，發(fā)展變化極為迅速，功能也是越來越多。從1969年誕生了全球第一臺心率訓(xùn)練運(yùn)動跑臺至今，發(fā)生了歷史性的改變，把心率監(jiān)測安裝在運(yùn)動跑臺上是全世界的一大創(chuàng)舉，運(yùn)動時心率是人體最好的顯示器，試訓(xùn)人員在使用跑臺訓(xùn)練時可起到身體生理監(jiān)控的作用，可為制訂合理的訓(xùn)練計(jì)劃提供依據(jù)，為此運(yùn)動跑臺在健身鍛煉領(lǐng)域、運(yùn)動訓(xùn)練領(lǐng)域得到廣泛使用，但是隨著訓(xùn)練的科學(xué)化及精細(xì)化，如何正確有效地使用運(yùn)動跑臺，是該設(shè)備備受關(guān)注的話題。

1 運(yùn)動跑臺的概念及原理

1.1 運(yùn)動跑臺的概念

伴隨著體育研究的不斷進(jìn)展，運(yùn)動跑臺（Treadmill）已成為當(dāng)今室內(nèi)最重要的器材之一，配備相關(guān)儀器時可進(jìn)行能量損耗測試、步態(tài)評估[1]及控制訓(xùn)練，是廣泛應(yīng)用于健身鍛煉和運(yùn)動訓(xùn)練領(lǐng)域的運(yùn)動設(shè)備。

1.2 運(yùn)動跑臺的原理

目前，常見運(yùn)動跑臺有主動運(yùn)動模式的有源（電機(jī)驅(qū)動模式）跑臺和被動運(yùn)動模式的無源（非電機(jī)驅(qū)動模式）跑臺[2]。

圖1 電動運(yùn)動跑臺運(yùn)動模式曲線

1.2.1 電動常規(guī)運(yùn)動跑臺原理

1965年誕生了全球第一臺馬達(dá)帶動跑帶運(yùn)轉(zhuǎn)的健身器材，其運(yùn)動模式是主控電機(jī)線性加速并達(dá)到一定的穩(wěn)定的速度，然后再線性減速至靜止，運(yùn)動模式曲線如圖1所示。

電動運(yùn)動跑臺由傳送帶的原理改編而成，移動速度是電機(jī)控制的，跑步者必須調(diào)整跑速來順應(yīng)跑臺的速度。從圖1可以看出，電動運(yùn)動跑臺加速、減速及最高速度區(qū)間都處于直線狀態(tài)，在使用運(yùn)動跑臺時人體跑動速度保持恒定。

1.2.2 無動力跑臺原理

無動力跑臺沒有電機(jī)驅(qū)動，完全依靠練習(xí)者自身蹬伸動作模式，基本不會改變練習(xí)者移動過程中走、跑時的運(yùn)動生物力學(xué)特征。

2 運(yùn)動跑臺的應(yīng)用

2.1 運(yùn)動跑臺在健身鍛煉領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀與分析

走、跑運(yùn)動是人類的一種本能，由于環(huán)境、生活方式等因素的影響，戶外走、跑變得越來越困難。運(yùn)動跑臺占地面積小、操作簡單，已經(jīng)成為最常見的室內(nèi)訓(xùn)練器材。但是由于機(jī)身構(gòu)造、人機(jī)接觸面及場地走、跑步動作模式差異，不同學(xué)者進(jìn)行了針對性的研究并闡述相應(yīng)的觀點(diǎn)。比如，在動作模式方面，電動運(yùn)動跑臺上行走比平地行走穩(wěn)定性差，膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角波動范圍會達(dá)到平地上行走的2～3倍以上[3]。人體的頸部動力學(xué)受步態(tài)周期性的影響，梁昊等學(xué)者根據(jù)運(yùn)動跑臺不同坡度人體頸部力學(xué)參數(shù)辨識結(jié)果進(jìn)行柔性空間的動力學(xué)響應(yīng)建模[4]，頸椎異常的健身愛好者可根據(jù)此尋求適合自己的坡度進(jìn)行鍛煉，避免加劇頸部不適問題。學(xué)者嚴(yán)明提出了一種基于跑臺健身的有效性量化評價(jià)指標(biāo)及運(yùn)動強(qiáng)度自適應(yīng)控制方法，通過訓(xùn)練中對跑者心率的實(shí)時監(jiān)控與反饋，控制運(yùn)動強(qiáng)度，促進(jìn)了運(yùn)動的安全性和有效性[5]，由于跑臺環(huán)境易受控制，通過功能性電刺激與跑臺訓(xùn)練相結(jié)合，可有效改善腦卒中偏癱患者步行功能、平衡功能[6]，電動跑臺可在康復(fù)領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。

電動常規(guī)跑臺在國內(nèi)外家庭、健身房隨處可見，在多數(shù)國家都比較受歡迎。人在電動運(yùn)動跑臺走、跑相較平地沒有蹬伸的動作，減少運(yùn)動強(qiáng)度提高運(yùn)動量，對于使用者的心肺功能、肌肉耐力及脂肪燃燒效果極佳。盡管傳統(tǒng)電動運(yùn)動跑臺存在運(yùn)動過程動作模式差異缺陷等問題，但由于其可設(shè)定速度、坡度，運(yùn)動強(qiáng)度可控制，為健身鍛煉提供了便捷的手段。目前廣泛應(yīng)用于大眾健身、運(yùn)動康復(fù)領(lǐng)域，為健身鍛煉及運(yùn)動康復(fù)提供相應(yīng)的輔助訓(xùn)練。

2.2 運(yùn)動跑臺在運(yùn)動訓(xùn)練領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀與分析

運(yùn)動訓(xùn)練具有周期性特征，專業(yè)運(yùn)動員的訓(xùn)練年度周期中的可持續(xù)性尤為重要，運(yùn)動跑臺不受外界環(huán)境影響，可提供便利的訓(xùn)練條件，因此在競技訓(xùn)練領(lǐng)域廣泛得以應(yīng)用。但全球范圍內(nèi)一些學(xué)者對于運(yùn)動員采用運(yùn)動跑臺進(jìn)行身體訓(xùn)練的態(tài)度并不一致。有學(xué)者提出通過電動跑臺的訓(xùn)練是否對運(yùn)動員跑動技術(shù)產(chǎn)生負(fù)面效果的問題。還有學(xué)者認(rèn)為，由于電動運(yùn)動跑臺先啟動后預(yù)設(shè)速度，跑者需要以相應(yīng)的速度跟隨運(yùn)動，這與運(yùn)動比賽中的“自選速度”或與比賽中所表現(xiàn)出主動的“同樣用力程度”運(yùn)動模式有所差異[7]。在能量消耗方面，在同速度等級條件下，皮劃艇男子運(yùn)動員的場地跑要高于跑步機(jī)跑，而女子運(yùn)動員則相反[8]，基于此可為訓(xùn)練提供相應(yīng)的參考。然而，科技不斷發(fā)展進(jìn)步，運(yùn)動跑臺逐漸升級。無動力跑臺可使運(yùn)動員在室內(nèi)產(chǎn)生最大沖刺速度的訓(xùn)練，以更接近比賽的主動模式，通過無氧能力評測發(fā)現(xiàn)，其訓(xùn)練效果優(yōu)于傳統(tǒng)的電動跑臺和功率自行車[9]。而Bailey.J等學(xué)者在報(bào)告中指出，在運(yùn)動跑臺上相較比場地訓(xùn)練，步長更以線性的方式增加[10]，但是研究發(fā)現(xiàn)主動模式下步長會更大，步頻更低，足跟處的壓力更小，而耗氧量更高，在訓(xùn)練時根據(jù)訓(xùn)練目的進(jìn)行相應(yīng)的功能性訓(xùn)練。

隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，在室內(nèi)使用無動力跑臺可進(jìn)行最大速度的沖刺訓(xùn)練，能最大程度地刺激運(yùn)動員的無氧沖刺能力，同時對步長有一定的提高。但是也有眾多不足與缺陷，訓(xùn)練過程中應(yīng)區(qū)別對待使用，找到適合自己的訓(xùn)練方案。由于使用運(yùn)動跑臺過程中，周邊環(huán)境的變化與運(yùn)動中大不相同（跑臺周圍相對于使用者相對靜止，而在場地上運(yùn)動時周圍的參照物對于使用者發(fā)生相對運(yùn)動），容易造成受試者視覺和心理的偏差，從而導(dǎo)致跑步時運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、肌電及能量消耗參數(shù)或部分參數(shù)的不同，在跑臺運(yùn)動和場地運(yùn)動的多種差異不容忽視。運(yùn)動跑臺可作戶外運(yùn)動的補(bǔ)充，不能完全替代戶外奔跑和場地訓(xùn)練。

3 結(jié)語

運(yùn)動跑臺不受外界環(huán)境的影響，目前廣泛的應(yīng)用于健身鍛煉及運(yùn)動訓(xùn)練領(lǐng)域，使用者可根據(jù)訓(xùn)練目的及現(xiàn)實(shí)條件選擇不同類型的運(yùn)動跑臺。但是，使用運(yùn)動跑臺過程中與場地比賽時的周圍環(huán)境差異性，容易造成受試者視覺和心理的差異，長期使用運(yùn)動跑臺是否對運(yùn)動表現(xiàn)具有負(fù)面影響；青少年處于運(yùn)動技術(shù)發(fā)展的敏感期，使用運(yùn)動跑臺訓(xùn)練是否會影響其運(yùn)動模式發(fā)展等眾多問題，還有待于不斷深入研究。