可变阻力训练的原理和方法

蒋 毅,王艳玲

（1.贵州大学，贵州 贵阳 550025；2. 贵州师范学院，贵州 贵阳 550018）

传统训练大多以自由重量为基础提供相对恒定的阻力进行力量、爆发力或专项力量练习，然而这些力量训练方法却不能很好地适应人体生物力学发力方式，从而限制了力量训练的发展。为解决这些问题，可变抗阻训练（VRT）应运而生，它既符合人体运动过程中的力学原理，又能有效提高力量素质。目前，国内关于可变抗阻训练的实践应用研究相对较少。本文从可变阻力训练的原理和运用方法的角度出发，对其进行梳理和阐释，为我国力量训练的进一步发展提供支持。

1 抗阻训练与可变阻力训练

力量素质是身体素质中最基础的素质,几乎所有竞技体育项目运动员都要进行力量训练。传统力量训练大多以抗阻训练进行，但随着训练和竞技水平的提高，传统力量训练手段很难满足运动员对运动能力和成绩提高的需求，力量训练进入一个多维与多方法并存发展的新阶段，面临的困境和难点也越来越多，这就需要寻找更好的力量训练方法。可变抗阻训练就是一个不错的选择。

我国对可变阻力训练的研究较少，大部分研究都借鉴国外的训练方法和手段。可变抗阻训练是一种比传统抗阻练习更有效的训练手段，在过去20年越来越受欢迎，其采用弹力带或铁链连接到杠铃两端，可以根据关节活动灵活地改变运动过程中的负荷。研究表明，VRT可以提供比传统自由重量阻力训练更大的训练刺激，是一种可以用于增强力量的训练方法，并且越来越多的运动员运用此方法提高成绩和康复。 VRT设备通常分为3类，包括基于橡胶的电阻（RBR）、铁链和弹力带、凸轮和杠杆系统，但训练中通常采用凸轮系统（基于机器的阻力练习）、铁链阻力、弹性带3种。

2 可变阻力训练原理

运动成绩取决于运动员能否发挥出高水平肌肉力量的能力，传统阻力训练在增加肌肉力量方面得到大量运用。力量和速度是2个关键因素，传统的阻力练习在向心阶段后半段会出现减速，导致速度丢失，力量也随之减小，因此有必要进行力量与速度同时保持的练习，以保证力量训练的效果。可变阻力训练成为一种替代方式，通过增加整个运动中向心阶段的负荷来增强肌肉的功率。在VRT中，弹性带或铁链产生的阻力抵消了向心运动中的部分力量，并在运动过程中对抗肌肉活动而产生更大的阻力。在生物力学不利的位置阻力降低，意味着阻力增加后会刺激更多的肌肉纤维。所以，通过可变阻力训练运动员能够在变量的阻力练习中维持快速力量，这种训练具有很好的强度功率适应能力。神经-肌肉机制研究发现，下蹲时肌肉活动程度较高，但仅在离心早期阶段和向心阶段末期与最大阻力相吻合。所以，在肌肉力量训练过程中实施可变阻力训练是一种不错且有效的方法。

3 可变抗阻训练与力量强度曲线的关系

为了最大限度地提高肌肉的强度和力量，训练中会采取多种多样的抗阻训练方法，国外越来越多的训练者倾向于VRT，用以改变升降过程中重量随之变化的运动方式。在任何具有上升强度曲线的运动中，提升过程接近向心部分的末端会出现减速阶段，此期间肌肉很难达到最佳收缩。可变阻力提供一定负荷的阻力，使运动员能够克服该减速阶段，并在运动过程中输出功率接近最大水平，从而提供更大的负荷和训练刺激，可以有效促进运动员的速度素质和力量素质。由图1可知，强度曲线可分为上升、下降和钟形3类，都由肌肉骨骼系统的力-角（扭矩）关系所决定。人体力量的产生会随关节角度的改变而改变，所以训练过程应与强度曲线相匹配。

图1 力量强度的3种曲线——力的产生与关节角度变化[9]

从图1可以看出，力量曲线的3种表达形式包括直线上升、直线下降和钟形强度曲线。直线上升强度曲线是指肌肉在整个向心运动过程中产生扭矩的能力逐渐增加，下降强度曲线则恰好相反，钟形强度曲线过程则存在上升、平台和下降3种情况：在肢体上升过程中扭矩随关节角度增加而增大；在平台阶段关节角度到达扭矩最大阶段，通常是接近关节运动的中段；下降过程扭矩随角度增加到终端延伸而下降。可见，VRT对增强肌肉爆发力和肌肉力量效果较好。

4 可变阻力训练之凸轮系统

凸轮系统是一种可以随运动者运动而逐渐产生阻力，通过引导器将作用力输送到凸轮，并在凸轮轴上产生扭矩补偿的系统，可反映不同肌肉、骨骼、杠杆系统的扭矩生产能力，并运用凸轮和杠杆系统创建一个不同的扭矩进行相应补偿。也可理解为机器的电阻扭矩尝试匹配关节运动的扭矩，如腿部伸展、腿部卷曲、肌肉的收缩和拉升等。其遵循方程式：扭矩=力×距离。根据方程式可以得出改变扭矩的方式有2种：一是通过改变力的大小来改变扭矩，二是通过改变距离来实现扭矩的改变。

凸轮系统的电阻扭矩与凸轮半径成正比关系，也就是说半径越大，阻力越大，半径越小阻力越小。凸轮系统具有相对固定的电阻负载，可以通过改变运动距离或半径长度来改变“不规则形状凸轮”的半径。在运动过程中肌肉力量随关节角度的变化而变化。肌肉最理想的训练状态是在运动过程中时刻产生接近最大功率/扭矩值，而不是恒定的外部阻力模式。

凸轮系统广泛运用在力量、爆发力、运动康复等领域，主要用来提供不同的训练刺激，同时保障其是一种安全控制的阻力形式。但凸轮系统相对固定的运动形式使神经肌肉的协调发展受到一定阻碍，对抗和协同肌肉的活跃程度较低，设备成本及维护资本支出较高。综上所述，凸轮系统对运动康复和训练有一定效益，但在运动过程中凸轮系统不符合人体力量曲线，存在一定的设计缺陷，且成本和维护费用较高，因此运动训练中不建议使用此方法。

5 可变阻力训练之铁链

从动力学角度来看，在杠铃两端添加铁链，当铁链从地面抬起向上移动时，重量逐渐增加，阻力随之变大，反之当铁链落下时，重量逐渐减小，阻力则降低。铁链的重量通过离开地板的铁链的质量×重力得出。所以，铁链的重量由铁链的密度、长度和直径决定。训练过程中采用由低到高的方式增加铁链重量，从而匹配钟形强度曲线，更好地刺激肌肉，促进肌肉力量的增长。这取决于练习者本身的高度和对重量的承受度，并且还需考虑到铁链的整体长度应不短于3m。因为练习过程中每个人的高度都不一致，且训练方式不尽相同，因此需要一定的额外长度与地面保持接触，以保证训练过程中的安全。由于铁链通过重力来提供阻力，所以铁链应在垂直平面上进行，以最大限度地提高铁链阻力和保障最佳训练效益。

实践中运用“恒定阻力”+铁链的组合，如在杠铃两端附加铁链。国外试验显示，受试者下肢训练时使用85%的1 RM，铁链占总负荷的35%进行训练，有较好的训练效果。也有数据表明，铁链占总阻力的15%～20%，杠铃占总阻力的80%～85%，可促进最大力量的发展。这2种方式对爆发力和力量的增加都是有效的。训练中最佳强度增益建议使用 1 RM 的 80%～100%，铁链占总阻力的10%～15%，杠铃占85%～90%，每周2～3次。

6 可变阻力训练之弹力带

弹力带是利用其形变产生的张力结合“恒定阻力”的一种训练方式，弹力带所呈现出的长度与负荷的张力变化是曲线变化，所以，弹力带的质量、刚度、密度、直径和拉伸强度是其主要影响因素。弹力带的阻力计算可以使用胡克定律，即张力=刚度系数（）×形变（），变形张力曲线的弹性区域与刚度系数成正比。研究指出，弹性带能在关节肌肉活动期间增加负荷，从而促进肌肉力量的增加。Berg Quist等将哑铃与弹性带的练习结果进行比较，在肌肉的激活中也观察到类似结果。弹力带在训练过程中可激活神经肌肉系统，用于提高身体机能。所以，弹力带在可变阻力训练中存在一定的优势和可操作性。

实践中常采用“恒定阻力”+弹力带的方式，或直接使用弹力带。弹力带的变形和张力关系与钟形强度曲线的力-关节角度关系相似，因此可变阻力训练可以有效用于具有钟形强度曲线的练习中。弹力带允许在多个平面上进行可变抗阻练习（如在水平面、垂直面或倾斜），组合方式多样且可以在这些平面上保持阻力不变，这有利于训练方式的灵活多变。弹力带与“恒定阻力”相结合，可以在一定范围内用于改善各种运动和动能变量，也可更好地适用于各类体育运动项目的训练中。练习时以1 RM为例，每周训练2～3次，弹力带提供的可变阻力占20%，另外80% 的阻力由“恒定阻力”提供。

7 小结

与传统抗阻训练相比，可变阻力训练提供了一种新的训练方式。无论使用铁链还是弹性带，可变阻力强度都有显著增加。可变阻力训练属于抗阻训练的一种，其相对于传统的抗阻训练发展时间较短，国内对其研究和实践也较少。可变阻力训练有3种方法，即凸轮系统、链阻力和弹性带阻力，每种方法都各有优势和缺陷，综合考量下来，铁链阻力和弹力带阻力具有设备简易、操作性强、项目契合、简单便捷等优势，可在训练中大量实施。可变抗阻训练对力量和爆发力训练效果较好，对提高运动成绩和促进身体素质发展有良好的运用前景。