序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的運動鞋對下肢落地沖擊力的影響分析樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。

引言

體育競賽領域，側重于跑跳等運動能力的籃球、排球項目運動過程中，運動員每次接觸地面均需承受大約身體體重３～７倍的地面沖擊力。尤其是籃球三步上籃落地動作時，沖擊力可高達身體體重９倍［１］。在運動員落地動作時承受的沖擊及據此衍生的力傳遞，是造成下肢運動損傷的關鍵原因。長此以往的過度負荷極易導致骨折或者膝關節(jié)內部紊亂等急性運動損傷，甚至是應力性骨折等過渡性運動損傷。而運動鞋的緩沖減震性能研究目的便是期望以所用材料與結構防止運動員下肢承受巨大沖擊力，避免造成運動損傷［２－３］?，F(xiàn)階段關于沖擊力與負荷的研究不再局限于沖擊力與運動損傷之間的關系，而是開始傾向于沖擊力的作用效果和人體骨骼系統(tǒng)的生物力學反應。沖擊力是輸入運動員身體的信號，而下肢軟組織結構可作為承受沖擊力的振動系統(tǒng)，在沖擊信號輸入頻率接近軟組織固有頻率的時候就會引發(fā)系統(tǒng)共振，而人體骨骼系統(tǒng)可基于改變下肢生物力學特征避開共振。而且，沖擊力作為具備振幅與時頻域特征的輸入信號，會同時受到有效質量、觸底速度、著地姿勢及運動鞋硬度、材料等多重因素的影響［４－５］?；诖?，本文對沖擊力是否會受到運動鞋緩沖性能的影響進行了深入研究。

１試驗準備

１.１試驗對象

篩選１２名男性籃球運動員，年齡在２２歲左右，身高在１７６.１～１８２.５ｃｍ，體重在６６.７～７７.７ｋｇ，接受專項訓練６年左右。全部被試者均對試驗情況進行了充分了解，試驗開始之前１ｄ內不可進行劇烈運動，下肢半年之內未發(fā)生任何損傷，體質良好。

１.２試驗設備選用

１０臺ＶＩＣＯＮ光學運動捕捉系統(tǒng)，負責對被試者落地動作時下肢三關節(jié)的運動學參數(shù)進行采集；２塊三維測力臺，負責對地面反作用力數(shù)據進行采集；心率表，負責監(jiān)控被試者在整個測試過程中的心率變化，以評估被試機體運動強度，保護其心率處于正常安全范圍之內；ＱｕａｔｔｏｒＪｕｍｐ縱跳臺，負責測試被試者的最大縱跳高度與干預下的縱跳高度［６－７］。

１.３試驗運動鞋篩選

市場上已經成熟品牌的高緩沖性能運動鞋與無緩沖性能運動鞋，具體如圖１所示。高緩沖性能運動鞋前掌部分與后跟中底部分均配置了具備緩沖減震性能的氣墊；無緩沖性能運動鞋是沒有任何緩沖減震性能的五指鞋［８］。

２試驗設計

２.１試驗流程

（１）被試者熱身活動時穿著不同類型鞋練習并熟悉落地動作。（２）設置標識以拍攝被試靜態(tài)模型，被試者需進行３次成功的落地動作，同時采集其運動學與地面反作用力數(shù)據，再更換運動鞋重新拍攝并采集３次成功落地動作相關數(shù)據。（３）對被試者進行疲勞干預，疲勞之后及時督促被試填寫自感疲勞分級表格，隨后被試者連續(xù)縱跳１０次并迅速基于不同鞋條件再次進行第（２）步。（４）被試者完成全部動作測試任務并采集有效數(shù)據之后，更換被試者重復上述試驗流程。整個試驗測試過程中被試鞋條件選擇均隨機，利用Ｖｉｓｕａｌ３Ｄ處理分析運動學與動力學數(shù)據結果［９－１０］。

２.２落地動作

被試者以起始姿勢站立在６０ｃｍ的跳臺上，平視正前方，腳尖逐漸從翻板的邊緣位置朝向測力臺滑落，需以無垂直初速下落，雙腳落于測力臺，自然落地，落地之后自然屈膝，再恢復于站立狀態(tài)。

２.３疲勞干預

以被試者３次全力垂直縱跳最大值作為最大縱跳高度；疲勞干預要求被試者完成４次１５ｍ的折返跑，再快速以最大能力連續(xù)完成５次垂直縱跳動作，反復折返跑與垂直縱跳過程，直至難以全力促使垂直縱跳高度達到最大垂直縱跳高度的７０％；全過程不間斷使用心率表監(jiān)控被試者心率變化，并以自感疲勞分級表格為載體測試被試者疲勞程度。

２.４數(shù)據分析

利用ＳＰＳＳ軟件的運動鞋、疲勞雙因素重復測試方差分析對比疲勞前后與高緩沖性能運動鞋、無緩沖性能運動鞋對主體參數(shù)變量產生的效應與交互作用。彼此交互時，疲勞前后與緩沖性能運動鞋內部以配對樣本進行ｔ檢驗，而疲勞前后與緩沖性能運動鞋之間以獨立樣本進行ｔ檢驗。基于單因素對疲勞前后的最大縱跳高度進行對比分析，以了解顯著性水平差異。

３試驗結果

３.１落地動作時的下肢沖擊力與負載率以觸底到膝關節(jié)屈曲到最低時的垂直地面反作用力

作為沖擊力評價指標，其參數(shù)為沖擊力第一峰值和第二峰值及達到沖擊力峰值的時間；以前掌部分與后跟部分在不同緩沖性能運動鞋條件下的觸底負載率作為運動鞋減震緩沖能力評價指標，其參數(shù)為負載率第一峰值和第二峰值及達到沖擊力峰值的時間［１１－１３］。疲勞前后不同緩沖性能運動鞋條件下落地動作時的下肢沖擊力與負載率測試結果具體如表１所示。由表１可知，在垂直地面反作用力第一峰值與第二峰值、負載率第一峰值與第二峰值上，運動鞋與疲勞因素之間不存在交互作用，但是運動鞋作為主因素相對顯著，呈現(xiàn)出的狀態(tài)具體為：疲勞干預之前高緩沖性能運動鞋后跟部分負載率明顯比無緩沖性能運動鞋小，但沖擊力層面并不存在顯著性差異；疲勞干預之后高緩沖性能運動鞋后跟部分沖擊力明顯比無緩沖性能運動鞋小，并且高緩沖性能運動鞋在前掌部分與后跟部分的負載率明顯縮小。由表１可知，在垂直地面反作用力達到第一峰值的時間上，運動鞋與疲勞因素之間不存在交互作用，但是運動鞋作為主因素相對顯著，呈現(xiàn)出的態(tài)勢具體為：疲勞干預之后高緩沖性能運動鞋達到第一峰值的時間會明顯延遲。在垂直地面反作用力達到第二峰值的時間上，運動鞋與疲勞因素之間存在交互作用，且事后檢驗得知疲勞干預之后高緩沖性能運動鞋達到第二峰值的時間也會明顯延遲。在負載率達到第一峰值與第二峰值的時間上，運動鞋與疲勞因素之間存在交互作用，其中，負載率達到第一峰值時間的事后檢驗得知不存在顯著性差異，而負載率達到第二峰值時間的事后檢驗得知，疲勞干預之后高緩沖性能運動鞋與無緩沖性能運動鞋的負載率都明顯比疲勞干預之前較高，但不論疲勞前后，無緩沖性能運動鞋均比高緩沖性能運動鞋的負載率達到第二峰值的時間更長。就沖擊力而言，疲勞干預前與疲勞干預后不論是高緩沖性能運動鞋還是無緩沖性能運動鞋，垂直地面反作用力的第一峰值并不存在顯著差異；疲勞干預之后無緩沖性能運動鞋在后跟部分承受的沖擊力比高緩沖性能運動鞋明顯較大。就負載率而言，其既是引發(fā)使用性運動損傷的原因，又是運動鞋緩沖性能的評價指標，在疲勞干預之后高緩沖性能運動鞋在負載率第一峰值與第二峰值上都比無緩沖性能運動鞋明顯較小，這就表明落地動作時高緩沖性能運動鞋可在前掌部分與后跟部分提供強有力的緩沖作用，以此減少甚至避免運動員身體由于巨大沖擊造成運動損傷；高緩沖性能運動鞋疲勞干預之后達到第二峰值的時間比疲勞干預之前明顯較長，這就表明高緩沖性能運動鞋負載率峰值縮小，可能是由于高緩沖性能運動鞋自身延長了緩沖時間。所以運動員身體在疲勞狀態(tài)下高緩沖性能運動鞋的緩沖減震作用更為顯著，可切實縮減沖擊力，以此減少甚至避免運動員身體由于巨大沖擊造成運動損傷。

３.２疲勞前后不同緩沖性能運動鞋條件下落地動作時的踝關節(jié)力矩峰值、下肢剛度、關節(jié)剛度

疲勞前后不同緩沖性能運動鞋條件下落地動作時的踝關節(jié)力矩峰值、下肢剛度、關節(jié)剛度［１４－１５］測試結果具體如表２所示。由表２可知，踝關節(jié)力矩與剛度在運動鞋與疲勞因素下都不存在交互作用，主因素也不存在顯著性，疲勞前后不論高緩沖性能運動鞋或者無緩沖性能運動鞋，踝關節(jié)位置力矩峰值、下肢剛度、關節(jié)剛度都沒有呈現(xiàn)出顯著性變化。疲勞干預之前高緩沖性能運動鞋對于關節(jié)的運動表現(xiàn)產生了作用，疲勞干預之后高緩沖性能運動鞋在踝關節(jié)位置呈現(xiàn)出有效作用；就踝關節(jié)力矩峰值、下肢剛度、關節(jié)剛度等層面而言，疲勞干預前后高緩沖性能運動鞋與無緩沖性能運動鞋之間并沒有呈現(xiàn)出顯著性變化。雖然如此，但疲勞干預之后高緩沖性能運動鞋落地動作時踝關節(jié)力矩第二峰值表現(xiàn)出明顯減小態(tài)勢。

４結語

長時間高強度運動勢必會引發(fā)疲勞，呈現(xiàn)出中樞神經興奮性下降，神經肌肉通路傳入／傳出神經受到影響，造成本體感覺神經系統(tǒng)缺失與肌骨反應延遲等問題，還會影響肌肉活化與動作控制能力等，從而使得運動員身體下肢系統(tǒng)控制力降低，進而引發(fā)運動損傷。而運動鞋作為下肢系統(tǒng)與地面環(huán)境間相互作用的載體，會在疲勞狀態(tài)下直接影響落地動作時下肢沖擊力及動力學特征。據此，本文對不同緩沖性能的運動鞋對落地動作時下肢沖擊力、負載率、動力學特征的影響進行了試驗研究，結果發(fā)現(xiàn)：就沖擊力而言，疲勞干預前與疲勞干預后不論是高緩沖性能運動鞋還是無緩沖性能運動鞋，垂直地面反作用力的第一峰值并不存在顯著差異，疲勞干預之后無緩沖性能運動鞋在后跟部分承受的沖擊力比高緩沖性能運動鞋明顯較大；就負載率而言，運動員身體在疲勞狀態(tài)下高緩沖性能運動鞋的緩沖減震作用更為顯著，可切實縮減沖擊力，以此減少甚至避免運動員身體由于巨大沖擊造成運動損傷；就踝關節(jié)力矩峰值、下肢剛度、關節(jié)剛度等層面而言，疲勞干預前后高緩沖性能運動鞋與無緩沖性能運動鞋之間并沒有呈現(xiàn)出顯著性變化，雖然如此，但疲勞干預之后高緩沖性能運動鞋落地動作時踝關節(jié)力矩第二峰值表現(xiàn)出明顯減小態(tài)勢。

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作者：李宏濱單位：西安思源學院