步態模式與速度改變對不同坡度下身體質量中心與下肢運動學之影響

Yi-Chih Lin; Wei-Han Chen; Yi-Hsin Lin; Tsung-Han Liu; Tzyy-Yuang Shiang

doi:10.53106/207332672025032201002

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P12 - 27

社会科学 > 体育学

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步态模式与速度改变对不同坡度下身体质量中心与下肢运动学之影响

Effects of Gait Patterns and Speed Variation on Body Mass Center and Lower Limb Kinematics under Different Slope Conditions

林羿志(Yi-Chih Lin) ；陈韦翰(Wei-Han Chen) ；林怡欣(Yi-Hsin Lin) ；刘宗翰(Tsung-Han Liu) ；相子元(Tzyy-Yuang Shiang)

华人运动生物力学期刊； 22 卷 1 期 (2025 / 03 / 01) ， P12 - 27

繁体中文;英文 DOI： 10.53106/207332672025032201002

快走；慢跑；步态转换；动作策略； walking ； running ； gait transitions ； movement strategy

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摘要 │ 参考文献 (36)

摘要〈TOP〉

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Purposes: This study aims to investigate and compare the effects of different gait and speed on the body's center of mass (COM) and lower limb kinematic parameters in flat, downhill, and uphill exercise scenarios. Methods: Twelve male participants who exercise regularly were involved in the experiment, which consisted of two phases: the first was to determine their preferred transition speed (PTS) between walking and running; the second involved performing tasks with different gait patterns (walking, running) and speeds (75%, 100%, 125% PTS) on a treadmill simulating flat, 10% downhill, and 10% uphill conditions. Their COM and dominant lower limb kinematic parameters were collected during the two phases. Statistical analysis was conducted on the changes in gait parameters, COM, and lower limb joint angles under different slopes (flat, downhill, uphill), gait patterns (walking, running), and speed conditions (75% PTS, 100% PTS, 125% PTS). A two-factor repeated measures ANOVA was used to analyze different gait patterns (walking, running) and speeds. If a significant interaction effect was found, a dependent samples simple main effect test was conducted, with post-hoc comparisons using the Tukey HSD test (significance level: α=.05). Results: Both walking and running increased hip flexion and ankle plantar flexion to enhance movement speed, but running majorly relied on knee extension; walking used more hip flexion and ankle plantar flexion to increase stride length, so the vertical displacement of the COM during walking was less than running (p < .05). When walking uphill, there was a significant increase in hip and knee flexion angles at foot contact (p < .05), but when the gait changed to running, there was a significant decrease in hip flexion angle at foot contact and an increase in knee extension angle at take-off (p < .05). Conclusion: Walking mainly adjusts speed through the regulation of the hip and ankle joints, while running relies more on the control of the knee joint. In response to the movement demands brought about by changes in slope angle, gait patterns are adjusted accordingly. Uphill conditions exhibit greater variability (lower PTS), and to enhance movement efficiency, the transition from walking to running occurs earlier.

参考文献 ( 36 ) 〈TOP〉

林羿志,林怡欣,陈韦翰,刘宗翰,相子元(2020)。不同坡度与速度下走跑对下肢肌肉活化的影响。华人运动生物力学期刊，17(1)，33-44。
连结：
辜瀞仪,孙苑梅,简伟全,王令仪(2018)。疲劳对耐力跑的下肢生物力学与着地型态之影响。华人运动生物力学期刊，15(2)，16-24。
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刘宗翰,陈韦翰,李尹鑫,林羿志,子元(2020)。下肢肢段参数与自主转换速度的相关分析。体育学报，53(4)，429-438。
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Aerts, P.,Van Damme, R.,Van Elsacker, L.,Duchêne, V.(2000).Spatio-temporal gait characteristics of the hind-limb cycles during voluntary bipedal and quadrupedal walking in bonobos (Pan paniscus).American Journal of Physical Anthropology,111(4),503-517.
Alcantara, R. S.,Edwards, W. B.,Millet, G. Y.,Grabowski, A. M.(2022).Predicting continuous ground reaction forces from accelerometers during uphill and downhill running: a recurrent neural network solution.PeerJ,10,e12752.

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