第四節 最大地面反作用力與支撐期步態的比較
競走的下肢膝關節動作從過度伸展至腳尖離地時的屈曲動作的過程，盡量要求身體 重心形成一條較為平穩的軌跡線，下肢動作於後支撐期至前擺腿的過程，不只是一般走 路的鐘擺形式，競走的垂直軌跡線必須相對平穩，動作型態不同於一般走路反而會類似 於跑步的形式(Pavei et al., 2014)。優秀競走選手於支撐期階段，下肢膝關節呈現完全伸 展的狀態，腳尖離地前提供有用的向前動力，減少身體重心的垂直推進力。長距離項目，
選手越平穩的向前推進力使得行進間較為省力，且有利於加速度的發揮。此外，擁有良 好技術的選手可以有效率的減少騰空的機會。
圖5- 1 最大地面反作用力(Hanley & Bissas, 2016)
Tucker and Hanley (2017)針對 35 名世界級優秀競走選手分成 Senior 和 Junior 兩個 群組做分析，Senior 組平均受試者的速度為 3.6±0.7 公尺/秒，Junior 組平均受試者的速 度為3.4±0.9 公尺/秒，發現兩個組間在地面反作用力（GRF）的 Loading Force 階段，出 現顯著差異（P<.05）。Senior 組的 GRF（Loading Force）為體重的 1.9±0.2 倍，Junior 組的GRF（Loading Force）為體重的 1.9±0.1 倍，在最大地面反作用力方面 Senior 組略 大於Junior 組。本研究在最大地面反作用力方面則發現，高速時，右腳的最大地面反作 用力為體重的 1.8±0.3 倍，左腳的最大地面反作用力為體重的 1.7±0.3 倍 ; 低速時，右 腳的最大地面反作用力為體重的1.7±0.3 倍，左腳的最大地面反作用力為體重的 1.6±0.3
倍，高速的最大地面反作用力皆大於低速，右腳的最大地面反作用力皆大於左腳，故推 論選手速度越快，於支撐期的地面反作用力越大，至於左右腳的施力情形可能與選手的 慣用腳有關係。
根據表 5-1 所示，地面反作用力的最大峰值通常出現於前支撐期(Hanley & Bissas, 2016)，約莫 20-35 百分比，適當的力量用於垂直支撐階段能利於減少波動而影響速度的 發揮。其他相關研究則提出，垂直支撐階段盡量減少較大的垂直力量在後支撐期 (Lafortune et al., 1989)。反觀，本研究的最大地面反作用力的峰值，高速時為 41.50 至 41.8819 百分比，低速時為 35.5 至 37.63 百分比，且左腳在時間點略晚於右腳。推論其 造成的原因可為，國內優秀青少年競走選手在速度、頻率、技術能力還不及國外的競走 選手，肌肉力量仍屬發展階段導致支撐腿觸地的時間較慢，力量較小。
圖5- 2 步態支撐期的單峰和雙峰圖
一般來說，依據每個人走路的特性或習慣，支撐期的步態可分為單峰和雙峰兩種形 式（如圖 5-2），本研究針對八名國內優秀青少年競走選手作分析，研究中發現多數受 試者在支撐期的步態中，呈現單峰之狀態，而且峰值曲線高速比低速時更為清晰、明顯。
其中有兩位受試者在支撐期的步態中，呈現單峰和雙峰兩種狀態，普遍低速較高速更容 易呈現雙峰之情形，本研究推論此一現象有可能與受試者本身步態特性相關聯，建議未 來針對此一議題深入探討。
第五節 比較支撐期和擺盪期的時間比
競走的過程中，速度越快，雙腳支撐期於步態中逐漸消失且支撐期的時間隨之縮短，
擺盪期的時間開始增加。隨著速度的上升，足底接觸地面的時間亦會持續減少，直到類 似跑的型態出現。這意味著支撐期的時間縮短，相對地擺盪期則是逐漸的增長。在過去 許多走跑研究中發現，人體在走路時有較長的著地時間，以及較短的擺盪時間，但隨著 速度增加，著地時間減少，而擺盪時間增加。Murray et al. (1983)於一篇奧林匹克競走選 手的研究中發現，兩位優秀競走選手在支撐期與擺動期的比例分別為51:49 和 50:50，在 競走的步態過程中，支撐期與擺動期各佔一半。Hanley et al. (2011)分析二十三屆 IAAF 世界盃競走錦標賽，發現競走選手在支撐期與擺動期的比例男生為45 : 55; 女生為 47 : 53，研究中發現，隨著技術能力的不斷突破，選手們為了獲得更快的走速，通常縮短步 態支撐期的時間，取而代之的是擺盪期的時間增加。本研究高速時呈現49.0 : 51.0，低 速時呈現51.9 : 48.1，明顯得到與過去文獻相符之結果。
第陸章 結論與建議
第一節 結論
一、國內優秀青少年競走選手於步態支撐期的腳跟觸地階段，下肢踝關節執行背屈動 作，呈現高速時踝關節背屈角度大於低速。腳尖離地階段踝關節執行蹠屈動作，
高速時踝關節蹠屈角度小於低速。步態支撐期的腳跟觸地階段，下肢膝關節伸展 角度，呈現低速大於高速之情形，選手於低速時較能完全伸展膝關節。因此對於 競走初學者而言，以低速進行長距離的訓練，選手的下肢關節在支撐期有較佳的 關節角度控制，並使其能完全伸展下肢動作，進而有效增加關節活動度的使用。
二、競走步態支撐期的地面反作用力，左、右腳的最大峰值，呈現高速顯著大於低速 之情形。隨著速度增快，有效率的使用踝關節力量能幫助身體的向前帶動，然而，
不正確或過度的施力方式則容易造成選手於長距離過程中能量之耗損。
三、競走步態支撐期與擺盪期的時間比例，高速時，支撐和擺盪期的分期比例為48.9：
51.1，而低速呈現 51.9：48.1。競走選手隨著速度提升，支撐期的時間減少，擺 盪期的時間隨之增加，以獲得更快的速度。然而，短時間的支撐過程，選手執行 下肢動作的確實性將會影響裁判的肉眼判定。
第二節 建議
一、本研究的受試對象為國內優秀青少年（14-16 歲），專項訓練年齡至少二至三年以 上，期望未來可針對國內競走選手，分為最優級（曾參與國際或全國性賽會）、
次優級（曾參與大運會或全國性錦標賽）以及初學者等三組別，參與相關之動作
撐期的步態中，呈現單峰之狀態。其中有兩位受試者在支撐期的步態中，呈現單 峰和雙峰兩種型態，普遍發現低速較高速更容易呈現雙峰之情形，本研究推論此 一現象有可能與受試者本身步態特性相關聯，建議未來針對此一議題深入探討。
三、礙於實驗室的空間限制，本研究將高速設為選手賽季最佳成績的 90 百分比，建 議未來的實驗之設計能突破空間的限制，將高速設為選手賽季最佳成績的100 百 分比，或於跑步機進行實驗，將高速設為選手賽季最佳成績的103 至 105 百分比
（過去文獻建議），對比相關性研究，進而探討分析其差異。
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聯絡電話：0983-731-013
受試者簽名 : 聯絡電話:
填 表 日 期：中華民國 年 月 日
Ankle angle（°）
S1 99.8 97.3 103.4 103.6 127.9 134.5
Knee angle（°）
S1 173.0 173.4 173.2 171.8 138.3 136.1
附錄六
三、高速和低速支撐期的下肢關節角度（右腳）
分期 Heel Strike Mid-Stance Toe-off
速度 HS LS HS LS HS LS
Ankle angle（°）
S1 102 100.5 102.4 104.7 132.1 134.8
Knee angle（°）
S1 175.2 174.8 175.6 174.0 133.4 139.3
Ankle angle（°）
S1 97.6 94.1 104.3 102.4 123.6 134.2
Knee angle（°）
S1 170.7 172.0 170.7 169.6 143.2 132.9
附錄八
受試者實驗所得之運動生物力學參數 五、高速和低速擺盪期的下肢關節角度（右腳）
受試者 編號
後擺 垂擺 前擺
腳尖離地（°）
Toe-Off
最大折疊角度（°）
Maximum Flexion
觸地（°）
Initial Contact
速度 HS LS HS LS HS LS
S1 133.4 139.3 96.6 96.7 176.0 174.8 S2 138.7 138.5 94.9 100.5 177.8 177.1 S3 137.5 132.0 91.9 90.6 178.9 178.8 S4 142.0 143.3 99.1 96.1 171.7 172.0 S5 141.6 143.8 106.8 111.4 176.1 176.1 S6 140.2 134.8 91.6 91.8 174.7 171.5 S7 133.6 131.5 89.0 91.1 172.7 173.3 S8 126.1 129.5 92.9 94.6 172.3 172.9 註 : HS-高速 ; LS-低速
附錄九
受試者實驗所得之運動生物力學參數
六、高速和低速最大地面反作用力
Right foot 受試者
附錄十
受試者實驗所得之運動生物力學參數
七、高速和低速支撐期與擺盪期的時間比
HS受試者編號 Stand Phase Swing Phase
S1 52.1 47.9
S2 49.9 50.1
S3 49.1 50.9
S4 48.6 51.4
S5 44.3 55.7
S6 48.7 51.3
S7 48.2 51.8
S8 50.9 49.1
Ls
受試者編號 Stand Phase Swing Phase
S1 51.9 48.0
S2 52.0 47.9
S3 53.9 46.0
S4 54.5 45.5
S5 48.5 51.5
S6 50.4 49.6
S7 54.2 45.8
S8 49.8 50.2