椭圆机使用前要经过仔细的检查。椭圆机的每个部位都应该细心的检查一次,注意螺丝有没有松动,或者有没有开焊、断裂等问题,有的话要及时的进行修理,保证器材完整。还要检验器材的操作机构、传动系统、变速机构及安全防护、保险装置是否灵敏可靠;并要保持椭圆机的机身干净度。
椭圆机放置环境的空气湿度很重要,保持室内一定的湿度可以避免器材活动部位没有尘土,能够有效的减少器材的磨损。
需要定时为椭圆机的双轨道滑轮加定量的润滑油,保持其运动时的畅顺。
常备一些容易损坏的零部件,如螺丝、接头、钢丝绳、稍子、滑轮和握把等,以备在有需要时能及时地更换。
要按照说明书上的指导方式来使用椭圆机,重量块应该回位轻放,对高速重量的插稍要保存好,不要乱扔乱放。
椭圆机 (elliptical trainer) 也有人叫他CrossTrainer。椭圆机设计概念系模拟人走路时之运动方式,且可进行全身性运动,同时可避免地面对下肢的冲击力。就曾以人体质量中心 (center of mass, COM) 在空间中运动轨迹为评估参数,并加以分析比较出较优良之椭圆滑步机设计,结果发现在两台不同的机台上,COM 在垂直高度与前后距离有显著性差异,则在单一机台之负荷比较情况,只有在轻负荷与重负荷发现COM 左右轨迹有显著性增加。比对人体步态时,COM 的变化趋势较接近走路时的COM 变化时,则椭圆滑步机呈现较舒适。因此,透过人体质量中心参数可以评估出较佳的椭圆滑步机设计。
椭圆机在国内是一个年轻的运动器材。其设计的出发点是模拟人行走时的运动轨迹,也以椭圆机运动与步行相比,不管是运动轨迹、关节角度或关节力矩,两者的表现皆不相同。由于椭圆机运动为闭锁式动力炼,加上踏板限制运动轨迹,为了有效控制质量中心之移动量,将下肢关节维持在弯曲的姿势是必要的,这样的改变会直接影响到关节力矩的表现。
椭圆机运动是藉由摆荡脚来做推进的动作,而步长增加会增加踝关节跖曲角度,转速增加会使髋关节与膝关节维持在更弯曲的姿势,至于阻力的增加则对角度并没有影响,但此三者的改变皆会影响关节力矩的表现。虽然椭圆机运动的设计目的是为了模拟步行,但两者运动学与力动学的表现大不相同,而不同运动参数对关节有不同的影响,因此使用上必须考量使用者关节及软组织的功能,以避免不必要的运动伤害,配合曲柄,在使用中其实是会相当的舒适。
在一般的健身俱乐部中,椭圆机(elliptical trainer)是相当常见的心肺适能运动训练工具,而且也广为使用者喜爱。椭圆机的运动型态类似越野滑雪(cross-country skiing)的动作,因此椭圆机的英文名称也称为elliptical cross-trainer。椭圆机被设计出来的时间虽短,但是由於受到大众的喜爱,因此发展也相当的迅速。可惜,到目前为止,在运动生理学的专业书籍中,介绍这个新运动工具的运动生理反应资讯还不多。
大部分有关椭圆机运动的生理反应研究,是在2000年以后才被发表出来。Mercer, Dufek, and Bates (2001)以5名女性、9名男性,年龄250±46岁、身高178±010公尺、体重715±133公斤的自愿参与者,进行跑步机与椭圆机运动的渐增强度运动测验,跑步机的测验流程是以每1分钟为一阶段,由速度13 m/s、坡度3%开始,第二、第三、第四阶段的坡度为8%,速度分别为16 m/s、18 m/s、22 m/s,第五阶段开始坡度维持8%,速度则每阶段增加02 m/s,一直运动到衰竭。椭圆机的测验流程也是以每1分钟为一阶段,踩踏频率(以右脚踏板为准)由60 rpm开始,每分钟增加5 rpm,四阶段以后阻力增加1个水准(椭圆机机器设定的阻力水准),一直运动到衰竭。研究结果(如下图所示)发现,椭圆机测验到的VO2max为516±107 ml/kg/min、HRmax为1912±115 bpm、RPE(Borg's自觉量表,6-20 scales)为185(没有标准差详细资料)、渐增负荷运动时的VO2与HR相关为 88(p< 05),跑步机测验到的VO2max为530±77 ml/kg/min、HRmax为1934±94 bpm、RPE为187(没有标准差的详细资料)、渐增负荷运动时的VO2与HR相关为 95(p< 05)。由此可见,椭圆机运动时的生理反应情形,与跑步机运动时极为类似。
椭圆机与跑步机最大运动的生理反应(Mercer, Dufek, & Bates, 2001)
Batte, Evans, Lance, Olson, and Pincivero(2003)以8名男性、12名女性,年龄253±34岁、身高1704±90公分、体重676±112公斤的志愿受试者,以Precor EFXTM 544 Elliptical Cross-trainer进行两次不同型态的运动(一次渐增强度的最大运动[测验流程如下表所示]、一次自觉量表为6[以Borg CR-10 scale评量,代表约以60%的强度]的强度进行15分钟的固定强度非最大运动)。
时间 踏踏频率(cadence, strides/min) 阻力(resistance)
0 120 2
1 140 2
2 160 2
3 180 2
4 180 3
5 180 4
6 180 5
7 180 6
8 200 6
9 200 7
10 220 7
渐增强度的VO2max测验结果显示,受试者的平均运动测验时间约7分30秒±1分15秒、平均VO2max为478±92 ml/kg/min、平均HRmax为188±782 bpm。以6的自觉量表强度进行椭圆机运动时的VO2与HR如右图所示,达到稳定状态时的VO2百分表为752±129%,HR则为910±61%。研究结果显示,以椭圆机进行自觉强度的运动时,VO2与HR都会有偏高的现象,特别是心跳率的偏高情形相当明显。
Dalleck, Kravttz, and Robergs (2004)则以10名男性、10名女性,年龄295±71岁、身高1733±126公分、体重723±79公斤、体脂肪173±50%,自愿参与实验的大学生与研究生,进行修正Balke跑步机VO2max测验流程,以及椭圆机的VO2max渐增负荷测验流程。修正Balke跑步机VO2max测验流程,受试者在没有坡度的情况下,在2分钟内自己选择一个适当的跑步速度;在开始测验后的3分钟后,每分钟坡度增加1%,一直跑步到衰竭(下图)。
修正Balke的跑步机VO2max测验流程(Dalleck, Kravttz, & Robergs, 2004)
椭圆机的VO2max渐增负荷测验流程方面,依据受试者的性别与每周参与活动的时间分为训练组(每周3-5小时)与休闲组(每周2-3小时),依据下图所示的方式,随著运动测验时间的增加,踩踏频率与阻力也随著提高,并且以踩踏频率低於目标频率20步(strides/min),做为判定是否达到最大努力的标准。研究的结果显示(下表),椭圆机与跑步机的测量的VO2max、HRmax、RERmax等皆没有显著差异。透过椭圆机进行渐增强度的最大努力运动测验,可以获得与跑步机类似的运动生理反应。
椭圆机的VO2max测验流程(Dalleck, Kravttz, & Robergs, 2004)
椭圆机与跑步机进行最大努力测验的生理反应比较
变项 VO2max
(ml/kg/min) HRmax
(b/min) RERmax 持续时间
(min)
椭圆机
(范围) 473±64
(354-571) 1844±88
(159-197) 125±009
(105-137) 1217±140
(960-1472)
跑步机
(范围) 479±68
(340-615) 1857±77
(163-199) 122±010
(103-134) 1156±160
(831-1325)
Wiley, Mercer, Chen, and Bates (1999)研究发现,PreCor牌的椭圆机,进行渐增强度最大运动测验获得的VO2max与HRmax,与利用跑步机进行VO2max与HRmax测验的结果并没有不同。Larsen and Heath (2002)研究发现,不同踩踏频率(每分钟56, 69, 80转)的椭圆机运动,会有VO2(207±28, 252±34, 302±43 ml/kg/min)与HR(1193±170, 1357±182, 1527±210 bpm)生理反应上的显著差异。Picard等(2002)以PreCor EFX 546型椭圆机,进行椭圆机预测能量消耗与实际消耗的比较,结果发现在较高阻力时的能量消耗预估值,会有显著高估实际能量消耗的现象。Schorner, Treeacciano, Hickner, and McCammon (2004)的研究则再次验证PreCor EFX546型椭圆机高估能量消耗。Browder and Dolny (2002)的研究则发现,椭圆机的活动方向(向前或向后)与不同的步长,会显著影响下肢肌群的活动方式。Dolny, Hughes, Caylor, and Browder (2004)的研究则发现,不仅椭圆机的阻力会显著影响到VO2、HR、RER、RPE的反应,椭圆机步长(45cm, 53cm, 59cm, 65cm)的差异,也会显著影响到VO2与HR,但是RPE与RER则不会受到步长的影响。
尽管大部分的研究发现,最大椭圆机运动的VO2max与跑步机运动没有显著的差别,但是,仍有研究发现,利用椭圆机运动进行最大运动时的VO2max与HRmax皆显著低於跑步机运动(Wallace, Sforzo, & Swensen, 2004);而且,三个自觉强度(RPE,11、13、15)下的VO2、HR与能量消耗(energy expenditure),都有跑步机运动显著高於椭圆机运动的现象,而且在性别上也没有显著的不同。在一般相同自觉运动强度的条件下,跑步机会产生较大的能量消耗,椭圆机则可能因为腿部局部的肌肉负荷较大,让使用者感觉比实际的能量消耗还艰难一些。
事实上,Egana and Donne (2004)的研究显示,椭圆机的训练效果(12周)与踏步机(Stair climbing)、跑步机类似,代表椭圆机已经被证实是有效的有氧适能训练工具。运动生理学的研究者,有必要针对椭圆机踏踏频率快慢(有些文献以两脚的步数计算、有些以单脚完成的圈数计算)、阻力大小、步长幅度(包含身高差异的影响)等变项,进行详细的研究与规范,以便让使用椭圆机的一般社会大众,确实享受到椭圆机运动的效益。
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