为什么90%跑者脚步声沉重高精度跑姿测试揭秘轻盈跑步的真相
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如今跑者面临的最大问题之一仍然是跑步伤痛，导致伤痛的原因有很多：
跑姿问题、体重较大、跑量过多、缺乏力量、不重视恢复等等不一而足，其实这些都是导致伤痛的诱因。
最终这些因素都会以生物力学的形式呈现出来，跑步是单一动作不断重复的运动，上述因素最终可能导致应力在身体局部。
比如?
膝关节过于集中的现象，并且超出身体自身修复能力和承受能力，从而导致慢性劳损。
跑步伤痛最终都可以从力学上加以解释
跑步过程中，人体主要受力来源于腾空落地时人体受到的冲击力，跑步与步行的最大区别是跑步存在双脚腾空期，这样人体在落地时，会给予地面一个撞击力。
根据牛顿第三定律，地面这时也会给予人体一个大小相等、方向相反的反作用力，这就是我们通常所说的地面冲击力，冲击力的大小以及产生快慢与速度、体重、人体缓冲能力高度相关。
跑步时速度越快，体重越大，缓冲能力能差，当然所受到的力的加载速率越大，反之则越小。
只要是跑步，就有一定的速度，同时体重一般来说在短期内也不会发生大的变化，所以假定速度和体重这两个因素不变，跑步时着地所受到的冲击力在很大程度是取决于人体的缓冲能力。
这种缓冲能力本质上来说是一种技术加上能力的体现，所谓技术就是指跑姿，所谓能力主要是指肌肉表现，既然跑步时人体受力主要在着地阶段，所以我们仔细来看一下在着地过程中究竟发生了什么。
跑步时，腿交替往前迈出，所以着地时，一般来说，着地点位于重心前方，着地时膝关节伸得越直（如下图所示），同时又不注意积极弯曲下压，这种跑姿对于下肢关节伤害极大，也是导致跑步伤痛的关键。
这是因为着地时，如果膝关节伸得越直，屈膝越少，在着地时，地面反作用力会因为缺乏缓冲作用直达下肢各关节特别是膝关节，你试试看从高处跳下，着地时膝关节伸直和弯曲两种方式，那个震动冲击会更大？
所以着地瞬间的屈膝角度和着地阶段屈膝幅度，就成为决定跑步时人体受到地面冲击力的关键指标。
南京体育学院运动健康学院戴剑松副教授团队对于大众跑者跑姿进行了深入研究，这其中就包括对于跑步时着地阶段人体关键跑姿的分析。
《无伤跑法》作者∣该研究负责人戴剑松老师
这项研究是如何做的？
首先，我们从南京本地跑团比如南京悦跑S战队、莱斯跑团等招募了一批不同水平跑者，最终有16名高级跑者（男性8名，女性8名），19名中级跑者（男性17名，女性2名）、23名初级跑者（男性12名，女性11名）加入本次研究。此外，我们还测试了40名平时不跑步的普通人。
高级组跑者
男子全马在3小时30分钟内完成，半马在1小时30分钟内完成；女子组全马在4小时内完成，半马在2小时内完成。
经过问卷调查，高级组男性跑者全马平均完赛成绩为252，女性跑者全马平均完赛成绩为341。
中高级组跑者
中级组跑者
男子全马在3小时30分钟到4小时30分钟以内完成，半马在1小时30分钟到2小时内完成；
女子组全马在4小时到6小时内完成，半马在2小时到2小时30分钟以内完成。
经过调查，中级组男性跑者全马平均完赛成绩为339，中级组女性跑者人数较少，两名女性跑者全马平均完赛成绩为324。
初级跑者
刚开始跑步锻炼的人群，跑步经历为半年以内，没有跑马经验。
初级组跑者
实验测试在南京体育学院步态实验室进行，该实验室拥有价值120万的美国产Bertec力台跑步机、价值100万的瑞典产Qualisys三维动作捕捉系统，可以精确测量人体在跑步的动力学、运动学参数以及时空参数，是测量跑步技术的金标准方法，精度高于现有所有运动手表。
测力台采样频率可以达到2000Hz，也即每秒钟采集2000个数据，而动作捕捉的精度则是毫米级。
南京体育学院步态实验室
所有志愿者完成了10个速度的测试，也即测试了800、730、700、630、600、530、500、430、400、330共计10个配速下的跑姿（没有跑步经验的40名普通人以及少量跑者由于能力有限，未进行400以及330两个速度测试），每个速度测试大约15-20秒左右。
后期处理分析时，截取受试者各速度下稳态跑姿进行步频和步幅计算分析。
一名跑者在进行测试
跑姿测试
如何评价大众跑者着地技术？
由于着地技术在很大程度上决定了对于受力的缓冲能力，所以本研究重点分析了衡量缓冲能力的三个指标，分别是：着地瞬间屈膝角度、着地阶段屈膝最大角度、着地阶段屈膝幅度。
所谓着地瞬间屈膝角度是指脚刚刚着地时，大腿延长线与小腿的夹角，这个角度一般为10来度。
这个角度越小，说明膝盖伸得越直，此时着地点距离重心相对比较远，
显然这个角度越小，越不利于缓冲，而这个角度相对越大，说明着地时膝关节保持弯曲越明显，越有利于缓冲。
着地瞬间屈膝角度示意图
所谓着地阶段屈膝最大角度则是指脚着地后，膝关节下压缓冲能达到的最大角度，一般为三四度左右，通常将整个着地阶段分为缓冲期和蹬伸期，而划分的依据就是屈膝最大角度。
屈膝角度从着地刚开始的10来度逐渐变大到40来度的过程代表缓冲阶段，该角度从40多度逐渐变小则代表蹬伸阶段，转折点就是着地阶段屈膝最大角度。
着地阶段屈膝幅度计算则很简单，该指标等于着地阶段屈膝最大角度减去着地瞬间屈膝角度，这个角度这代表着着地后膝关节下压缓冲能力。
着地阶段屈膝最大角度示意图
我们根据大众跑者测试数据，共研究了这批不同水平大众跑者将近3万步有效数据（根据生物力学研究一般约定俗成，每一步的数据可以代表一个人，也即虽然本研究只测试了不到100名大众，但事实上可以近似理解完成了3万人的数据测试），因此本研究从逻辑上说是一个大数据研究。
测试结果揭秘了
大众跑者着地技术究竟好不好
从下表可见，没有跑者在跑步时膝关节处于完全伸直状态，都会保持一定屈膝，只不过屈膝程度不同，当然这也代表了缓冲能力大小。
随着速度加快，着地瞬间屈膝角度呈现逐渐变大的趋势，但总体变大的幅度不大，从最慢的800配速，到最快的330配速，着地瞬间屈膝角度也就仅仅增加了几度，基本上可以忽略不计。说明着地时无论速度快慢，屈膝角度都是差不多的。
但女性跑者屈膝角度大于男性，这跟女性步频比男性快有一定关系（阅读慧跑公众号2019年12月8日文章《深度解读步频与步幅：看完数据你就明白合理跑姿应该是这样的》）。
因为步频快时，腿来不及充分往前伸，就要着地，所以往往导致着地瞬间屈膝角度更大，这也提示女性从跑姿角度而言，腾空刚落地的跑步姿态可能比男性更好一些，但女性肌肉本身的缓冲能力不占优势，此处埋下伏笔。
表1 不同性别大众跑者着地瞬间屈膝角度对比
表2的结果非常有意义，越是水平高的跑者着地瞬间屈膝角度越大，并且高级跑者在各个速度下，屈膝角度均显著大于中级跑者。
而中级跑者大于初级跑者，说明初级跑者着地时膝关节伸得比较直，屈膝不足，这就导致了他们缓冲能力不足，自然受力就比较大容易受伤，这也部分解释了为什么初级跑者容易受伤，而高级跑者受伤概率其实没那么高。
那么为什么初级跑者着地时屈膝不足，也许与他们跑步技术不熟练，步频慢有关，同等速度下步频慢步幅就会增大，这就容易引发跨大步现象，随之引发着地时膝盖容易伸得比较直的现象。
表2不同水平大众跑者着地瞬间屈膝角度对比
初级跑者容易着地时膝关节伸得比较直
从表3可见，随着速度加快，着地阶段最大屈膝角度也随之增加，但增加幅度不大，也仅仅只增加几度，几乎可以忽略不计。
但当速度达到400以内时，最大屈膝角度反而减小，可能与这时速度较快，着地时间明显缩短导致屈膝缓冲时间不足，也即来不及屈膝缓冲有关，这也提示即使高级跑者也要适当控制速度训练，因为速度训练时，屈膝缓冲角度变小，受力就会明显增大。
此外，女性由于着地瞬间屈膝角度本身就比男性大，在缓冲期屈膝角度进一步增加，所以自然最大屈膝角度也比男性略大。
表3不同性别大众跑者着地阶段屈膝最大角度对比
表4则显示由于高级跑者着地瞬间屈膝角度比初中级跑者大，所以自然屈膝最大角度也比他们大。
表4不同组别大众跑者着地阶段屈膝最大角度对比
由于着地阶段最大屈膝角度与着地瞬间角度有关，所以需要采用变化幅度来代表真正在着地缓冲期，膝关节弯曲了多少度，这个度数相对越大，则提示膝关节下压越多缓冲越好。
从表5可见，虽然女性着地瞬间屈膝角度和最大屈膝角度都大于男性，但真正代表屈膝缓冲能力的屈膝幅度指标，却是男性大于女性，这说明虽然女性在着地瞬间跑姿这个技术环节上略优于男性，但男性由于肌肉力量强，实际表现出来的缓冲能力要优于女性。
此外，从该表我们还可以发现，随着速度加快，屈膝缓冲幅度并没有明显加大，也即各个速度下，屈膝幅度基本没有太大差别，但当速度较快，比如达到400以内时，缓冲幅度明显减小，这显然跟速度加快着地期缩短来不及缓冲有关。
表5 不同性别大众跑者着地阶段屈膝幅度对比
从表6可见，各组间屈膝幅度差别不大，初级组屈膝幅度还要略大于中高级组，由于角度差异很小，所以这种差异也可以认为没有实际意义，但这从某种意义上也说明即便是中高级跑者也应当加强自身着地缓冲能力的训练。
表6 不同组别大众跑者着地阶段屈膝幅度对比
所以，综合不同性别以及不同组别跑者着地缓冲时的跑姿表现，我们可以总结女性着地瞬间屈膝角度和最大屈膝角度都略大于男性。
但真正代表屈膝缓冲能力的屈膝幅度指标，却是男性优于女性，水平越高的跑者着地瞬间跑姿控制越好，表现为屈膝角度较大，这样有利于缓冲。
落地缓冲能力是由着地时跑步姿态（着地瞬间屈膝角度）和缓冲能力（着地阶段屈膝幅度）共同决定的，高级跑者虽然着地时跑步姿态控制还不错，但他们乃至所有大众跑者着地之后的缓冲动作都显得不足，这也解释了为什么大众跑者伤痛高发。
所以大众跑者仍然需要很好的跑姿训练，特别是要加强肌肉离心训练。
看看格布雷西拉西耶的着地技术你就知道什么叫缓冲量好了，格布雷西拉西耶大步幅很明显，但落地之前明显在收腿扒地。
加强跑步着地技术的
两个主要方法
正如前文所说，合理着地、学会缓冲、减小受力是预防伤痛的关键跑姿，那么怎样才是合理着地呢？
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其实你只有在着地时保持了膝关节弯曲，才能更加积极地下压缓冲，如果着地时膝关节伸得比较直也不利于接下来积极缓冲。
对于大众跑者而言，合理缓冲的技术掌握要通过适当加快步频和训练肌肉缓冲能力两方面加以训练。
大众跑者掌握合理跑步着地技术是预防伤痛的关键
1、为什么在速度不是太快的情况下提倡快步频小步幅？
步频×步幅=速度，在速度不是足够快（配速400以外）的情况下，如果步频较慢，那么就意味着步幅较大，也即跨大步跑。
跨大步容易使得着地点距离重心较远，膝关节伸得更直，一方面不利于缓冲，另一方面刹车效应更加明显。
基普乔格着地时小腿几乎与地面垂直缓冲好刹车少
所以慢步频大步幅对于大众跑者而言，不是一种效率比较高的跑姿，它会导致着地点过于靠前，制动增加，缓冲不足。
此外，慢步频大步幅还意味着身体重心起伏增加，跑步是水平方向运动，把过多能量消耗在垂直方向做功也大大降低跑步经济性。
而通过适当加快步频，会使得着地时腿来不及前伸，落地点更靠近重心，更有利于缓冲，同时步频加快身体重心起伏也更小，跑步的效率将会大大提高。
刚开始你可以用节拍器提醒自己，待适应之后，你就能养成相对高步频的好习惯。
因此，对于大众跑者而言，快步频小步幅是相对更加合理的跑姿，虽然可能牺牲了一定步幅，但却能带来增加缓冲、减少制动、控制重心起伏的作用。
一般而言，速度越快步频越快，但这并不等于速度慢时，步频就应该慢，慢速跑步比如600-730配速，步频也要尽可能加快到至少170步/分，主流观点认为步频达到180步/分最佳，这当然也是相对而言的。
如果速度特别慢，比如800配速，太快的步频（190-200步/分）也会导致后蹬不足，过度频繁地倒脚也会增加能耗，所以大众跑者要客观看待步频。
总体而言，快步频小步幅对于绝大多数大众跑者而言，都要优于慢步频大步幅。
合理的跑步着地技术改变不了冲击力大小但可以缓冲受力
2、训练肌肉，加强缓冲能力
光有快步频也不足以缓冲着地时的冲击力，跑者还需要适当增加着地屈膝幅度来促进缓冲，这也是中长跑运动员的的关键技术——着地后膝关节要积极下压，这就对于肌肉能力提出的了一定要求，这种缓冲能力从专业术语上说就称为离心性力量。
首先要跟大家科普两个名词，向心收缩（concentric contraction）和离心收缩（eccentric contraction），这两者都是最常见的肌肉工作方式。
简单来说，向心收缩是指肌肉收缩产生张力的同时肌肉是缩短的，比如说提踵动作中脚跟提起的过程，就是小腿肌肉的向心收缩过程；
离心收缩是指肌肉在收缩产生张力的同时肌肉被拉长了，比如说提踵后，脚跟还原回放的过程就是小腿肌肉的离心收缩过程，也就是说肌肉又拉长又处于收缩状态的一种收缩形式。
离心收缩是制动缓冲阶段肌肉的主要工作形式。肌肉离心力量的不足，容易导致跑步落地时，缓冲不足，导致关节受到更大冲击力，从而造成损伤的发生。
因此，通过离心训练提高着地缓冲能力对于预防跑步损伤有着重要的意义。
离心训练的重点就是强调“离心”二字，离心收缩的时间要到长达3~5秒，也就是 “快起慢落”，这样就可以有效提高肌肉缓冲能力。
3、提升跑者跑缓冲能力的离心训练方法
离心性下蹲
下蹲过程用时约5秒，站起用时约1秒。强调下蹲过程中大腿前侧肌肉又用力又被拉长的感觉。
一组12~16次，完成2-3组
离心性单腿下蹲
单腿离心下蹲对于腿部力量要求较高，是离心下蹲的进阶动作。
腿部力量较差的跑友、女性跑友可以扶墙进行这一动作，动作过程中要求快起慢下，下蹲过程用时约5秒，站起用时约1秒。
进行2~3组，一组8~12次
离心性提踵
立踵过程1秒，下落过程5秒左右。记得找一固定物扶住以保持身体的平衡。
进行2~3组，一组12~16次
跳起落地缓冲
注意落地后屈髋屈膝缓冲，保持良好力线。
2~3组，一组8~12次
高处跳下缓冲
从一个台阶或者凳子上跳下，前脚掌着地，积极屈髋屈膝缓冲，保持身体平衡至少2秒钟，落地声音越轻越好。
2~3组，一组8~12次
高处跳下单脚缓冲
这是前述动作的进阶训练，从一个台阶或者凳子上跳下，单脚前脚掌着地，积极屈髋屈膝缓冲，保持身体平衡至少2秒。
由于是单脚落地，难度大大增加，可以选择稍微矮些的凳子，落地声音越轻越好。
2~3组，一组8~12次
单脚起跳缓冲落地
单脚起跳后，缓冲落地，要尽可能保持身体平衡，维持至少2秒，落地声音越轻越好。
可进行2~3组，一组8~12次
弓步缓冲跳
这个动作要求较高，适合中高级跑者训练，要学会积极下压缓冲。
进行2~3组，一组8~12次。
总结
通过针对大众跑者的着地缓冲技术进行测试发现，高水平跑者着地姿态优于初级跑者，表现为着地瞬间膝屈角度较大，但着地后膝关节下压缓冲仍然存在不足。
女性跑者着地瞬间姿态略优于男性跑者，但女性由于肌肉力量不足，着地屈膝幅度不如男性跑者。
加强缓冲是预防跑步伤痛的关键，针对性的解决方法是训练步频和肌肉缓冲能力，跑者最终可以通过脚步声音来判断自己着地技术好坏。
正所谓慧跑反复提倡的“轻如羽、跑无伤”，轻盈成为着地技术良好的最终表现。
本文是从跑步技术角度而言进行分析，接下来我们将根据测力台的测试结果分析大众跑者着地阶段由于不同缓冲技术所带来的真正的受力问题，敬请期待~