張俊峰，仲 宇，馬保雷

1 前言

近年來(lái)，國(guó)際游泳規(guī)則對(duì)游泳出發(fā)臺(tái)規(guī)格進(jìn)行了調(diào)整，使得蹲踞式出發(fā)技術(shù)被世界廣大游泳運(yùn)動(dòng)員采用。但在我國(guó)國(guó)內(nèi)游泳比賽中，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員采用蹲踞式出發(fā)技術(shù)的依然不多。由于出發(fā)技術(shù)在完成過(guò)程中動(dòng)作速度快、動(dòng)作變化大，因此，運(yùn)動(dòng)員難以細(xì)致體會(huì)不同技術(shù)動(dòng)作的差異，使得運(yùn)動(dòng)員和教練員都缺乏對(duì)蹲踞式出發(fā)與原有技術(shù)效果之間差異的科學(xué)評(píng)價(jià)。以往開(kāi)展的對(duì)游泳運(yùn)動(dòng)員出發(fā)技術(shù)的診斷多采用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法進(jìn)行研究，此類(lèi)研究只是對(duì)運(yùn)動(dòng)員出發(fā)技術(shù)的現(xiàn)象進(jìn)行描述，而并不能完全準(zhǔn)確揭示運(yùn)動(dòng)員出發(fā)技術(shù)存在的實(shí)質(zhì)性問(wèn)題。

游泳出發(fā)的特點(diǎn)是，運(yùn)動(dòng)員聽(tīng)到槍聲快速啟動(dòng)，速度達(dá)到最大值，入水后受水阻力影響速度又快速遞減。所以，除了研究運(yùn)動(dòng)員快速啟動(dòng)能力之外，更重要的是要對(duì)出發(fā)起跳三維力的大小、起跳角度、空中身體運(yùn)行軌跡、入水角度以及入水后相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究。

目前，我國(guó)在其他體育項(xiàng)目中開(kāi)展過(guò)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相結(jié)合的研究，取得了一定的成果。如：部分田徑項(xiàng)目備戰(zhàn)2008年北京奧運(yùn)會(huì)科技攻關(guān)與科技服務(wù)中，采用美國(guó)PULNIX高速攝像系統(tǒng)、芬蘭的ME6000無(wú)線(xiàn)遙測(cè)表面肌電測(cè)試系統(tǒng)、瑞士KISTLER9287C測(cè)力臺(tái)以及把這三種儀器聯(lián)合起來(lái)的同步信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)，使運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中肌肉放電與其動(dòng)作圖像、力量大小一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，從而獲得完成動(dòng)作的技術(shù)圖像、參與完成動(dòng)作的主要肌肉的EMG以及對(duì)應(yīng)動(dòng)作的力量值。

如何借鑒相關(guān)研究成果與方法在游泳項(xiàng)目中開(kāi)展應(yīng)用研究，是本研究的主要思路。經(jīng)過(guò)不斷努力，終于研制出游泳出發(fā)技術(shù)生物力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)。使用該系統(tǒng)，可以得到精確的力學(xué)和影像數(shù)據(jù)，真實(shí)地反映運(yùn)動(dòng)員出發(fā)技術(shù)的特點(diǎn)；可以對(duì)出發(fā)技術(shù)進(jìn)行生物力學(xué)研究從而達(dá)到對(duì)運(yùn)動(dòng)員全面的技術(shù)診斷，為游泳出發(fā)技術(shù)提供了全新的、全面的綜合性研究手段。

2 游泳出發(fā)生物力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)

2.1 動(dòng)力學(xué)測(cè)試

動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的采集使用KISTLER9287C三維測(cè)力臺(tái)，測(cè)力臺(tái)為長(zhǎng)方形（60cm×110cm×10cm），數(shù)據(jù)采集頻率為600Hz，由踏板和底座兩部分構(gòu)成，兩者間由安裝在4個(gè)角的圓柱形傳感器支撐著，每個(gè)圓柱形傳感器又由3片環(huán)狀的石英壓電晶體疊加在一起。這3片壓電晶體由于其切割方向各不相同，分別對(duì)X、Y、Z這3個(gè)不同方向的力產(chǎn)生壓電效應(yīng)。由于電荷量和力的大小成正比，通過(guò)對(duì)電荷量的測(cè)定，就可以得到相應(yīng)方向力的數(shù)值。

游泳出發(fā)測(cè)力臺(tái)是根據(jù)三維測(cè)力臺(tái)的特殊結(jié)構(gòu)，合理安裝了特制的游泳出發(fā)臺(tái)。實(shí)驗(yàn)前，對(duì)測(cè)力臺(tái)進(jìn)行校準(zhǔn)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員站在測(cè)力出發(fā)臺(tái)上做好預(yù)備姿勢(shì)，首先進(jìn)行體重?cái)?shù)值清零，然后，把運(yùn)動(dòng)員從出發(fā)信號(hào)開(kāi)始至離臺(tái)瞬間的力學(xué)參數(shù)采集下來(lái)，獲取運(yùn)動(dòng)員出發(fā)離臺(tái)階段動(dòng)力學(xué)參數(shù)。對(duì)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的分析分為兩部分，可以測(cè)定運(yùn)動(dòng)員出發(fā)前后的反應(yīng)時(shí)間、水平和垂直方向的用力情況。測(cè)力臺(tái)對(duì)出發(fā)技術(shù)具體動(dòng)力學(xué)測(cè)試參數(shù)如下：水平方向和垂直方向力的反應(yīng)時(shí)間（T1）、水平方向和垂直方向力達(dá)峰值時(shí)間（Ty 2、Tz 2）、水平方向和垂直方向作用力時(shí)間（△t）、水平方向和垂直方向力的最大值（Fymax、Fzmax）、離臺(tái)瞬間水平和垂直方向沖量（Py、Pz），以及離臺(tái)瞬間重心角度、離臺(tái)重心水平速度和垂直速度。

我們對(duì)獲取的力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步解析，在Excel軟件中將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)制圖，將游泳出發(fā)技術(shù)在離臺(tái)階段的受力情況做成f－t曲線(xiàn)圖。對(duì)曲線(xiàn)圖進(jìn)行描述分析，以便更直觀(guān)地了解游泳出發(fā)離臺(tái)階段的受力情況。

2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)試

通過(guò)影像解析軟件對(duì)高速攝像拍攝的運(yùn)動(dòng)員出發(fā)技術(shù)不同階段的關(guān)節(jié)角度、位移、速度、時(shí)間等指標(biāo)的變化情況進(jìn)行解析，獲得出發(fā)技術(shù)各技術(shù)時(shí)相運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)試參數(shù)如下：

預(yù)備階段：膝關(guān)節(jié)角度（抓臺(tái)式出發(fā)）、前膝角與后膝角（蹲踞式出發(fā)）、手臂與水平面夾角、重心投影點(diǎn)到臺(tái)前沿距離、重心高度、兩腳間距離（蹲踞式出發(fā)）；

離臺(tái)階段：離臺(tái)時(shí)間、起跳角度、離臺(tái)瞬間重心投影點(diǎn)到臺(tái)前沿距離、離臺(tái)瞬間重心高度、離臺(tái)瞬間重心水平速度、離臺(tái)瞬間重心垂直速度、臺(tái)上重心水平位移；

騰空階段：騰空時(shí)間、運(yùn)行軌跡、入水距離；

入水階段：入水角度、入水重心水平速度、入水重心垂直速度。

2.3 同步測(cè)試系統(tǒng)

同步測(cè)試系統(tǒng)就是把游泳出發(fā)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)測(cè)試的儀器同步起來(lái)用于進(jìn)行測(cè)試應(yīng)用，使運(yùn)動(dòng)員出發(fā)技術(shù)的動(dòng)作圖像與三維力量大小一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，使科研人員和教練員能客觀(guān)地對(duì)運(yùn)動(dòng)員的出發(fā)技術(shù)做出評(píng)價(jià)。

當(dāng)按動(dòng)測(cè)力臺(tái)數(shù)據(jù)采集按鈕的同時(shí)，也發(fā)出了聲和光的同步信號(hào)，聲音信號(hào)為運(yùn)動(dòng)員啟動(dòng)使用；光信號(hào)為攝像拍攝使用，作為記錄運(yùn)動(dòng)員出發(fā)時(shí)起動(dòng)的參考點(diǎn)。

3 游泳出發(fā)技術(shù)生物力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法

3.1 文獻(xiàn)資料調(diào)研

根據(jù)研究需要，廣泛查閱國(guó)內(nèi)、外有關(guān)游泳出發(fā)技術(shù)測(cè)試系統(tǒng)研發(fā)和游泳出發(fā)技術(shù)評(píng)價(jià)的相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)所查閱研究成果的研究方法和研究?jī)?nèi)容進(jìn)行分析，對(duì)游泳出發(fā)技術(shù)生物力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)的工作原理與設(shè)備研制進(jìn)行論證，同時(shí)，掌握出發(fā)技術(shù)測(cè)試的相關(guān)知識(shí)和操作步驟，為研究提供理論基礎(chǔ)。

3.2 實(shí)驗(yàn)法

3.2.1 游泳出發(fā)的動(dòng)力學(xué)測(cè)試

對(duì)運(yùn)動(dòng)員完成出發(fā)技術(shù)過(guò)程中臺(tái)上用力情況進(jìn)行力學(xué)參數(shù)采集，測(cè)力臺(tái)采樣頻率為600Hz，每次測(cè)試的數(shù)據(jù)采集時(shí)間是3min。根據(jù)游泳出發(fā)技術(shù)特征，研究?jī)H選取第1min的600個(gè)力值數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)描述分析。

圖1 游泳出發(fā)技術(shù)測(cè)試系統(tǒng)工作示意圖Figure 1. Diagram of Testing System of Swimming Start

3.2.2 游泳出發(fā)的運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)試

使用一臺(tái)Fastec500高速攝像機(jī)（圖1中的1號(hào)機(jī)位），拍攝頻率為120fps，對(duì)受試者進(jìn)行定點(diǎn)拍攝。鏡頭中心距地面1.15m，主光軸對(duì)準(zhǔn)出發(fā)臺(tái)前沿1m處，拍攝距離為17.5m。使用一臺(tái)常速攝像機(jī)（2號(hào)機(jī)位），拍攝記錄整個(gè)出發(fā)過(guò)程。拍攝前，設(shè)置調(diào)整并記錄攝像機(jī)主光軸與出發(fā)臺(tái)距離、鏡頭高度、取景范圍、拍攝角度等。設(shè)置參考體比例尺，比例尺長(zhǎng)1m，用黑白漆出界線(xiàn)，將它置于出發(fā)臺(tái)上方水平和豎直兩個(gè)位置分別取景。高速攝像機(jī)從側(cè)面定點(diǎn)拍攝受試者臺(tái)上預(yù)備姿勢(shì)、起跳角度、身體騰空和運(yùn)動(dòng)軌跡、入水角度等動(dòng)作。要求主光軸與出發(fā)臺(tái)中線(xiàn)垂直，并對(duì)準(zhǔn)出發(fā)臺(tái)前1m距離。常速攝像機(jī)用于從泳池側(cè)上方跟蹤拍攝受試者出發(fā)至入水后10m的全過(guò)程，以便對(duì)運(yùn)動(dòng)員入水后頭部到達(dá)5m、7m、10m的時(shí)間進(jìn)行比較。

3.2.3 技術(shù)圖像解析

采用Ariel三維影像解析系統(tǒng)APAS（Ariel Performance Analysis System），對(duì)收集到的資料進(jìn)行量化處理，完成運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)解析，在解析過(guò)程中，采用解析系統(tǒng)提供的人體慣性參數(shù)模型，選取研究所需的19個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員整個(gè)出發(fā)技術(shù)完成過(guò)程進(jìn)行解析。對(duì)解析數(shù)據(jù)通過(guò)低通數(shù)字濾波法進(jìn)行平滑處理，平滑系數(shù)為8。

3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法

將實(shí)驗(yàn)采集到的游泳出發(fā)技術(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，并通過(guò)Microsoft Excel 2003軟件將運(yùn)動(dòng)員出發(fā)技術(shù)的水平、垂直和左右方向的動(dòng)力學(xué)參數(shù)繪制成f－t曲線(xiàn)圖。

4 游泳出發(fā)技術(shù)生物力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用案例

2011年3月，國(guó)家游泳隊(duì)二線(xiàn)運(yùn)動(dòng)員在陜西省游泳訓(xùn)練中心集訓(xùn)時(shí)，對(duì)部分優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行出發(fā)技術(shù)測(cè)試。拍攝運(yùn)動(dòng)員完成抓臺(tái)式和蹲踞式出發(fā)技術(shù)的完整過(guò)程。測(cè)試過(guò)程中，每名運(yùn)動(dòng)員以個(gè)人擅長(zhǎng)的出發(fā)技術(shù)完成兩次拍攝，并留取受試者主觀(guān)感覺(jué)較好的一次進(jìn)行登記，以便決定用于圖像解析。

根據(jù)游泳出發(fā)各技術(shù)階段的時(shí)序特征，按照預(yù)備階段、離臺(tái)階段、騰空階段、入水階段和水下滑行階段的順序?qū)Τ霭l(fā)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行呈現(xiàn)。

表1 本研究對(duì)象基本情況一覽表Table 1 Basic Information of Swimmers

4.1 抓臺(tái)式出發(fā)測(cè)試案例

4.1.1 抓臺(tái)式出發(fā)運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)試結(jié)果

游泳出發(fā)技術(shù)生物力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)抓臺(tái)式出發(fā)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)共涉及5個(gè)技術(shù)階段的19個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，案例的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)表2。

表2 本研究抓臺(tái)式出發(fā)運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)試結(jié)果一覽表Table 2 Kinematic Testing Result of Swimming Grab Start

預(yù)備階段是指發(fā)出“各就各位”口令至出發(fā)信號(hào)發(fā)出時(shí)的時(shí)段。抓臺(tái)式出發(fā)技術(shù)預(yù)備階段運(yùn)動(dòng)員兩腳的腳趾勾住出發(fā)臺(tái)前沿，同時(shí)，雙手抓住出發(fā)臺(tái)前沿，屈膝，身體成折疊形狀。膝關(guān)節(jié)角度成鈍角（116.7°）；手臂與水平面夾角則為銳角（79.64°）；重心高度為0.51m；重心投影點(diǎn)距出發(fā)臺(tái)前沿距離為0.1m。

離臺(tái)階段是指發(fā)出出發(fā)信號(hào)至腳離臺(tái)（壁）瞬間的這一時(shí)段。由于離臺(tái)后運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)軌跡就一定形成，因此，離臺(tái)階段是影響出發(fā)技術(shù)效果的重要技術(shù)階段。本案例運(yùn)動(dòng)員抓臺(tái)式該階段離臺(tái)角度為29.95°，重心投影距前沿距離由預(yù)備階段臺(tái)上的0.1m移至0.97m；重心距水面高度為0.56m；重心水平位移為1.07m；離臺(tái)瞬間重心水平速度達(dá)到4.45m／s，顯著高于離臺(tái)瞬間重心垂直速度（0.63m／s）。

騰空階段是腳離臺(tái)瞬間至手指觸水瞬間的這一時(shí)段。抓臺(tái)式出發(fā)案例騰空階段的騰空時(shí)間為0.35s，入水距離為3.22m，而離臺(tái)角度和離臺(tái)速度和入水角度等因素是影響騰空時(shí)間和入水距離的主要因素。

入水階段是手指觸水瞬間的動(dòng)作時(shí)相。抓臺(tái)式出發(fā)案例的入水角為37.468°；入水瞬間重心水平速度和垂直速度分別為3.6m／s和3.37m／s。通常入水角的大小同入水方式直接相關(guān)，如“平板式入水”的入水角度通常小于“洞式入水”。較大的重心水平入水速度有利于水下快速滑行，利于水中滑行階段保持良好的速度；而過(guò)大的重心垂直入水速度則會(huì)影響入水深度，增加滑行階段的減速可能。

水下滑行階段是評(píng)價(jià)出發(fā)效果的重要指標(biāo)。5m是運(yùn)動(dòng)員入水后速度遞減較小的一個(gè)距離評(píng)定指標(biāo)。7m是運(yùn)動(dòng)員從入水階段到水下滑行階段速度明顯變化的距離評(píng)定指標(biāo)。10m則是運(yùn)動(dòng)員從入水速度基本過(guò)度到水中游進(jìn)速度的距離評(píng)定指標(biāo)。本研究運(yùn)動(dòng)員入水后到達(dá)5 m、7m 和10m 處時(shí)間分別為：1.87s；2.8s和4.73s。

4.1.2 抓臺(tái)式出發(fā)動(dòng)力學(xué)測(cè)試結(jié)果

以往對(duì)游泳出發(fā)技術(shù)的評(píng)價(jià)研究，多以運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)員出發(fā)技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于受游泳出發(fā)技術(shù)特征和泳池環(huán)境的限制，多年來(lái)，對(duì)游泳出發(fā)同時(shí)開(kāi)展動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究設(shè)想一直未能實(shí)現(xiàn)。本研究通過(guò)對(duì)游泳出發(fā)技術(shù)測(cè)試系統(tǒng)的研制與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)動(dòng)員出發(fā)技術(shù)同時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)測(cè)試的突破，為全面科學(xué)地對(duì)出發(fā)技術(shù)進(jìn)行診斷和分析提供了可能（表3）。

表3 抓臺(tái)式出發(fā)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果一覽表Table 3 Dynamic Data Testing Result of SwimmingGrab Start

對(duì)反應(yīng)時(shí)的測(cè)試是從同步信號(hào)發(fā)出，測(cè)力臺(tái)開(kāi)始數(shù)據(jù)采集到力值發(fā)生明顯變化所用的時(shí)間。統(tǒng)計(jì)過(guò)程發(fā)現(xiàn)，在測(cè)力臺(tái)測(cè)得水平方向和垂直方向的力值變化幾乎是同時(shí)的，并且由于統(tǒng)計(jì)誤差的存在，故將出發(fā)反應(yīng)時(shí)統(tǒng)一用T1表示。抓臺(tái)式出發(fā)案例的反應(yīng)時(shí)為0.50s，測(cè)試運(yùn)動(dòng)員該參數(shù)水平較高。如果反應(yīng)時(shí)過(guò)長(zhǎng)，易造成滯臺(tái)時(shí)間延長(zhǎng)，應(yīng)在訓(xùn)練中予以改進(jìn)。

運(yùn)動(dòng)員離臺(tái)階段，從發(fā)力開(kāi)始即測(cè)力臺(tái)開(kāi)始數(shù)據(jù)采集到力值發(fā)生明顯變化至力量達(dá)到最大值的這段時(shí)間為力達(dá)峰值時(shí)間。案例水平方向力達(dá)峰值的時(shí)間為0.68s；垂直方向力達(dá)峰值的時(shí)間為0.62s。出發(fā)技術(shù)從發(fā)力到達(dá)峰值的時(shí)間越短，說(shuō)明該技術(shù)便于快速發(fā)力，能夠在動(dòng)作完成過(guò)程中使力量快速增加從而利于快速啟動(dòng)和獲取較大的離臺(tái)沖量和速度。

離臺(tái)階段測(cè)力臺(tái)開(kāi)始數(shù)據(jù)采集到力值發(fā)生明顯變化至力值消失的時(shí)段為出發(fā)臺(tái)上力的作用時(shí)間。而力的作用時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)還將提供水平和垂直方向的最大力值。案例中，臺(tái)上力的作用時(shí)間為0.75s；離臺(tái)階段水平方向的最大力值達(dá)到768.74N，垂直方向最大力值為157.93N。物體的運(yùn)動(dòng)方向與該物體所受合力的方向一致，游泳出發(fā)動(dòng)作是一個(gè)斜上拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程，主要對(duì)水平速度、水平方向沖量和力值要求較高，垂直方向的力主要用來(lái)創(chuàng)造良好的離臺(tái)角度，擺脫重力影響，故此力的作用時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員水平方向的力值水平通常明顯高于垂直方向。

力學(xué)研究中將作用于物體的外力與外力的作用時(shí)間的乘積定義為力的沖量，即：I＝F×△t。本研究通過(guò)對(duì)離臺(tái)階段F－t圖中曲線(xiàn)和橫坐標(biāo)圍成面積的計(jì)算獲得離臺(tái)瞬間的沖量值。出發(fā)案例離臺(tái)瞬間水平方向沖量為259.26N·s；垂直方向的沖量為－92.34N·s。由于游泳出發(fā)是由靜止到運(yùn)動(dòng)的一個(gè)過(guò)程，離臺(tái)瞬間沖量大小直接影響離臺(tái)速度，相同條件下，離臺(tái)瞬間水平方向沖量值最大離臺(tái)速度越大。

為了更加直觀(guān)地對(duì)離臺(tái)階段的用力情況進(jìn)行直觀(guān)了解，我們利用已測(cè)得的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)繪制了抓臺(tái)式出發(fā)案例的F－t曲線(xiàn)圖（圖2）。F－t曲線(xiàn)圖中呈現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)員離臺(tái)階段水平方向、垂直方向和左右方向的力值變化情況。由于游泳出發(fā)主要依賴(lài)于水平方向和垂直方向沖量，因此可以發(fā)現(xiàn)，案例F－t曲線(xiàn)圖中，左、右方向的沖量基本可以忽略不計(jì)，不予分析。

圖2 抓臺(tái)式出發(fā)案例F－t曲線(xiàn)圖Figure 2. F－t Curve of Swimming Grab Start

通過(guò)對(duì)圖2F－t曲線(xiàn)的觀(guān)察可以發(fā)現(xiàn)，抓臺(tái)式出發(fā)技術(shù)的水平方向力值的變化過(guò)程是一個(gè)坡度較緩的平滑曲線(xiàn)，類(lèi)似臺(tái)階形，說(shuō)明抓臺(tái)式出發(fā)技術(shù)離臺(tái)動(dòng)作的力值遞增相對(duì)較緩慢。水平力值在達(dá)到峰值之后迅速下降，導(dǎo)致波峰頂部形態(tài)尖銳，反映出該技術(shù)的水平力值最大水平出現(xiàn)離臺(tái)瞬間，力值峰值出現(xiàn)后運(yùn)動(dòng)員離臺(tái)，力值消失。水平力值變化同垂直力值變化存在一定協(xié)同一致性。由于抓臺(tái)式出發(fā)技術(shù)是雙腳平行至于出發(fā)臺(tái)前沿，雙腳發(fā)力具有協(xié)同效應(yīng)，因此，合理的力值曲線(xiàn)應(yīng)僅出現(xiàn)一個(gè)波峰，但該運(yùn)動(dòng)員的力值曲線(xiàn)出現(xiàn)臺(tái)階形狀的現(xiàn)象，說(shuō)明離臺(tái)動(dòng)作存在二次發(fā)力現(xiàn)象，發(fā)力不集中。所以，通過(guò)測(cè)力臺(tái)可以診斷運(yùn)動(dòng)員出發(fā)技術(shù)的蹬臺(tái)發(fā)力情況。

4.2 蹲踞式出發(fā)測(cè)試案例

4.2.1 蹲踞式出發(fā)運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)試結(jié)果

由于蹲踞式出發(fā)技術(shù)同抓臺(tái)式出發(fā)技術(shù)的技術(shù)差異，因此，在預(yù)備階段技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)也存在不同。同抓臺(tái)式出發(fā)技術(shù)預(yù)備階段雙腳置于出發(fā)臺(tái)前沿的準(zhǔn)備姿勢(shì)不同，蹲踞式出發(fā)的預(yù)備階段運(yùn)動(dòng)員雙腳前、后分開(kāi)，僅一只腳置于出發(fā)臺(tái)前沿，動(dòng)作同田徑比賽中的短跑起跑相似。因此，預(yù)備階段對(duì)該動(dòng)作的研究不僅增加了對(duì)前膝角、后膝角計(jì)算，而且還增加了對(duì)前、后兩腳間距的測(cè)量。游泳出發(fā)技術(shù)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)蹲踞式出發(fā)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)共涉及5個(gè)技術(shù)階段的各運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)（表4）。

表4 蹲踞式出發(fā)運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)試結(jié)果一覽表Table 4 Kinematic Testing Result of Swimming Crouching start

4.2.2 抓臺(tái)式出發(fā)動(dòng)力學(xué)測(cè)試結(jié)果

圖3顯示，F(xiàn)－t曲線(xiàn)圖中，呈現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)員離臺(tái)階段水平方向、垂直方向和左右方向的力值變化情況。雖然游泳出發(fā)主要依賴(lài)于水平方向和垂直方向沖量，但通過(guò)觀(guān)察蹲踞式案例F－t曲線(xiàn)圖中，左、右方向的沖量也隨時(shí)間變化存在細(xì)微的波動(dòng)特征，這應(yīng)與蹲踞式出發(fā)技術(shù)雙腳前、后支撐的技術(shù)特征有關(guān)。

圖3 蹲踞式出發(fā)案例F－t曲線(xiàn)圖Figure 3. F－t Curve of Swimming Crouching Start

表5 蹲踞式出發(fā)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果一覽表Table 5 Dynamic Testing Result of Swimming CrouchingStart

蹲踞式出發(fā)案例的水平方向力值的變化過(guò)程是一個(gè)坡度較緩的平滑曲線(xiàn)，證明案例運(yùn)動(dòng)員離臺(tái)動(dòng)作的力值遞增相對(duì)較緩慢。水平力值曲線(xiàn)和垂直力值曲線(xiàn)呈現(xiàn)雙峰特征，同時(shí)，力的峰值出現(xiàn)在第一波峰，這符合蹲踞式出發(fā)技術(shù)特點(diǎn)。雙峰現(xiàn)象主要是由于蹲踞式出發(fā)雙腳前后站立，啟動(dòng)時(shí)雙腿非同時(shí)發(fā)力所致。水平力值變化同垂直力值變化在存在一定協(xié)同性。垂直方向力的峰值出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)員離臺(tái)前，水平方向力值在達(dá)到峰值之后經(jīng)歷下降和再上升并最終消失，力值消失。通過(guò)對(duì)圖2F－t曲線(xiàn)的對(duì)比，顯示案例運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)時(shí)較理想，但臺(tái)上用力時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，水平方向力值峰值水平還有待提高。

5 結(jié)論與建議

1.游泳出發(fā)技術(shù)生物力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)工作原理合理，測(cè)試系統(tǒng)準(zhǔn)確，能夠完整地提供游泳出發(fā)技術(shù)的生物力學(xué)參數(shù)和出發(fā)技術(shù)效果指標(biāo)；

2.該測(cè)試系統(tǒng)不僅能夠發(fā)現(xiàn)游泳運(yùn)動(dòng)員出發(fā)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)現(xiàn)象，還能夠?qū)\(yùn)動(dòng)員出發(fā)過(guò)程的用力過(guò)程進(jìn)行揭示，并準(zhǔn)確評(píng)價(jià)水下滑行階段與途中游的銜接效果；

3.建議在游泳出發(fā)技術(shù)的生物力學(xué)研究中，測(cè)試方法和測(cè)試手段應(yīng)不斷更新，特別是運(yùn)動(dòng)信息能夠?qū)崟r(shí)快速反饋，為教練員提供最佳的訓(xùn)練方案。

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