梁海丹，潘慧炬，林輝杰

(1.臺(tái)州學(xué)院 體育學(xué)院，浙江 臨海 317000；2.浙江師范大學(xué),浙江 金華 321004)

0 前 言

運(yùn)動(dòng)技術(shù)測(cè)量與分析是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科中一個(gè)重要的研究方向，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)技術(shù)特征則是該方向上的一個(gè)核心研究?jī)?nèi)容[1]。鑒于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)技術(shù)特征的研究成果，就能夠?yàn)閮?yōu)秀運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)技術(shù)的診斷、訓(xùn)練提供科學(xué)的依據(jù)，從而促進(jìn)其專項(xiàng)技術(shù)水平提高。對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員擲鐵餅動(dòng)作特征的研究也是如此。目前，對(duì)此的研究較多涉及到鐵餅出手參數(shù)[2-8]、速度[3,7,9-11]及位移[4,5,7,12,13]、人體重心速度[14-16]與位移[3,13,15,17]、重要?jiǎng)幼鲿r(shí)刻點(diǎn)人體姿態(tài)[4-5,14, 18,19]、人體主要關(guān)節(jié)點(diǎn)速度[3,5,11,20]等的探討；少數(shù)也涉及到了對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員擲鐵餅動(dòng)作中肌肉活動(dòng)[21,22]、關(guān)節(jié)力矩[23]以及地面反作用力[23,24]的探討。然而，鮮有對(duì)擲鐵餅動(dòng)作中各肢體環(huán)節(jié)間互動(dòng)關(guān)系的研究。即便存在一些各肢體環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)或是肌肉活動(dòng)時(shí)序間關(guān)系的研究報(bào)道，但是，由于研究方法等的局限，此方面研究針對(duì)性不強(qiáng)，未能夠展現(xiàn)出全面的肢體環(huán)節(jié)或是肌肉活動(dòng)間有益的互動(dòng)信息，并且?guī)缀醵际轻槍?duì)最后用力階段鞭打動(dòng)作效果。

從表面上看，運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)是為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)任務(wù)運(yùn)動(dòng)器官各元素間共同活動(dòng)關(guān)系[25]。人體運(yùn)動(dòng)涉及到大量運(yùn)動(dòng)器官的活動(dòng)，越是復(fù)雜的動(dòng)作，參與的運(yùn)動(dòng)器官數(shù)量就越多。中樞神經(jīng)系統(tǒng)并非漫無(wú)目的地單獨(dú)控制每個(gè)運(yùn)動(dòng)器官完成刻畫好的運(yùn)動(dòng)軌跡，而是充分考量運(yùn)動(dòng)任務(wù)后同時(shí)控制一批運(yùn)動(dòng)器官的活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種子任務(wù)[1,26]?？梢?jiàn)，肢體環(huán)節(jié)或其它運(yùn)動(dòng)器官間的共同活動(dòng)關(guān)系與運(yùn)動(dòng)任務(wù)間聯(lián)系密切，這些關(guān)系的優(yōu)化程度無(wú)疑也與運(yùn)動(dòng)水平存在密切關(guān)聯(lián)。vector coding方法以其簡(jiǎn)易、明確、易于解釋等特點(diǎn)經(jīng)常應(yīng)用至運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)診斷與評(píng)價(jià)的研究中，呈現(xiàn)出較好的研究效果[27]。在擲鐵餅動(dòng)作單腿支撐旋轉(zhuǎn)階段中各肢體環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜，特別體現(xiàn)在下肢各環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)中。據(jù)此，本研究應(yīng)用vector coding方法對(duì)該階段中各下肢關(guān)節(jié)間運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式進(jìn)行量化，從而探討其對(duì)運(yùn)動(dòng)水平的影響，旨在為優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員擲鐵餅動(dòng)作中人體運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)的診斷提供參考。

1 研究方法

1.1 單腿支撐旋轉(zhuǎn)階段及下肢關(guān)節(jié)角度界定

單腿支撐旋轉(zhuǎn)階段，又稱為第一單支撐階段，從右腳離地后開始至左腳離地前結(jié)束(以右手持餅)。

踝關(guān)節(jié)角：小腿與足夾角的補(bǔ)角(θ1)，變大為屈曲，變小為伸展。

膝關(guān)節(jié)角：大腿與小腿夾角的補(bǔ)角(θ2)，變大為屈曲，變小為伸展。

髖屈伸角：大腿在矢狀面上投影與垂直軸的夾角(θ3)，變大為屈曲，變小為伸展。

髖展收角：大腿在額狀面上投影與垂直軸的夾角(θ4)，變大為外展，變小為內(nèi)收。

1.2 樣本

本研究在2011年國(guó)際田聯(lián)鉆石聯(lián)賽(上海站)和全國(guó)田徑錦標(biāo)賽中共采集了16個(gè)國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員擲鐵餅動(dòng)作，以?shī)W運(yùn)會(huì)B標(biāo)(59.5m)將其平均分成兩組，B標(biāo)以上組稱之為精英組(n=8)，B標(biāo)以下組稱之為普通組(n=8)。精英組的成績(jī)平均為62.6(±2.9)m，普通組平均成績(jī)?yōu)?5.2(±1.2)m。

圖1 下肢關(guān)節(jié)角度界定示意圖

1.3 測(cè)量

用2臺(tái)Casio fh25的高速攝像功能，采用三維定點(diǎn)定焦拍攝方法對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員擲鐵餅動(dòng)作進(jìn)行拍攝。如圖2所示，攝像機(jī)分別置于鐵餅場(chǎng)地的后方、右側(cè)面(投擲方向?yàn)榍?，主光軸的夾角約為90°。攝像機(jī)的拍攝頻率設(shè)置為120幀/s，快門設(shè)置為1/1 500s，架機(jī)高度約為1.2m左右，取景范圍約為4×4m，機(jī)子置于約15m的距離。在比賽后，采用輻射式三維標(biāo)定框架對(duì)拍攝空間進(jìn)行標(biāo)定，框架的型號(hào)為F-24。隨后，采用Ariel運(yùn)動(dòng)解析系統(tǒng)，對(duì)所拍攝的視頻進(jìn)行解析，采用數(shù)字濾波進(jìn)行“噪音”處理，截止頻率選擇為8Hz。

圖2 比賽中三維定點(diǎn)定焦拍攝示意圖

1.4 vector coding方法

vector coding方法是量化運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)常用方法之一[1]，該方法以其簡(jiǎn)易、明確、易于解釋等特點(diǎn)經(jīng)常應(yīng)用至運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)診斷與評(píng)價(jià)的研究中[27]。該方法主要是以二維空間中一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)移動(dòng)后的向量方向來(lái)量化描述兩個(gè)元素間的相對(duì)關(guān)系[28]，在本研究中以此來(lái)量化表示擲鐵餅動(dòng)作中兩側(cè)下肢對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)間、左下肢各關(guān)節(jié)兩兩間、右下肢各關(guān)節(jié)兩兩間角度變化的相對(duì)關(guān)系。vector coding方法的具體計(jì)算公式如下[28]：

公式中θvc為向量方向角，θ1與θ2分別表示兩個(gè)關(guān)節(jié)角度，i為時(shí)刻點(diǎn)(1,2,…,n-1)。

依據(jù)Chang等[27](2008)的定義(如表1所示)，本研究中以此方法量化的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式分為四種，分別為逆相、正相以及兩種單關(guān)節(jié)主導(dǎo)，例如左、右髖運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式包括逆相、正相、左髖主導(dǎo)以及右髖主導(dǎo)。

表1 基于vector coding方法的各種運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式定義

1.5 數(shù)理統(tǒng)計(jì)

采用獨(dú)立樣本“t”檢驗(yàn)對(duì)精英組與普通組間的差異進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，顯著性設(shè)置為0.05與0.01水平。

表2 擲鐵餅動(dòng)作中兩側(cè)下肢對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)間各種運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重一覽表

注：關(guān)節(jié)1包括右踝、右膝、右髖屈伸、右髖展收，關(guān)節(jié)2包括左踝、左膝、左髖屈伸、左髖展收；“*”、“**”分別表示精英組與普通組運(yùn)動(dòng)員具有顯著性與非常顯著性差異

2 研究結(jié)果

2.1 兩側(cè)下肢各對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)間運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)

表2所示，在擲鐵餅動(dòng)作中，兩組運(yùn)動(dòng)員在兩側(cè)踝關(guān)節(jié)、兩側(cè)髖關(guān)節(jié)屈伸肩部分運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式中存在顯著性差異，在兩側(cè)膝關(guān)節(jié)以及兩側(cè)髖展收各運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式上均無(wú)顯著性差異。其中，精英組運(yùn)動(dòng)員左、右踝間逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重高于普通組(0.26∶0.16)，正相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重低于普通組(0.12∶0.25)；左、右髖屈伸間逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重高于普通組(0.32∶0.23)。

2.2 左側(cè)下肢各關(guān)節(jié)間運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)

表3 擲鐵餅動(dòng)作中左側(cè)下肢各關(guān)節(jié)間各種運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式的比重一覽表

注：關(guān)節(jié)1包括左膝、左髖屈伸、左髖展收、左髖屈伸、左髖展收，關(guān)節(jié)2包括左膝、左踝、左踝、左膝、左踝；“*”、“**”分別表示精英組與普通組運(yùn)動(dòng)員具有顯著性與非常顯著性差異

表3顯示，在擲鐵餅動(dòng)作中，兩組運(yùn)動(dòng)員在左踝-左髖展收、左膝-左髖展收部分運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式中存在顯著性差異，在左踝-左膝、左踝-左髖屈伸、左膝-左髖屈伸各運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式中均不存在顯著性差異。其中，精英組運(yùn)動(dòng)員左踝-左髖展收間逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重高于普通組(0.39∶0.22)，正相和左踝主導(dǎo)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重低于普通組(0.09∶0.19;0.11∶0.28)；左膝-左髖展收間逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重高于普通組(0.28∶0.14)，左膝主導(dǎo)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重低于普通組(0.09∶0.19)。

2.3 右側(cè)下肢各關(guān)節(jié)間運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)

表4 擲鐵餅動(dòng)作中右側(cè)下肢各關(guān)節(jié)間各種運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式的比重一覽表

注：關(guān)節(jié)1包括右膝、右髖屈伸、右髖展收、右髖屈伸、右髖展收，關(guān)節(jié)2包括右踝、右踝、右踝、右膝、右膝；“*”表示精英組與普通組運(yùn)動(dòng)員具有顯著性差異

表4顯示，除右踝-右髖屈伸、右踝-右髖展收、右膝-右髖展收各運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式外，在擲鐵餅動(dòng)作其它各右側(cè)下肢關(guān)節(jié)間部分運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式中存在顯著性差異。其中，精英組運(yùn)動(dòng)員右踝-右膝間逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重高于普通組(0.27∶0.17)，正相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重低于普通組(0.16∶0.28)；右膝-右髖屈伸間正相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重均低于普通組(0.18∶0.28)。

3 討 論

不同運(yùn)動(dòng)水平之間在兩側(cè)下肢關(guān)節(jié)間、左側(cè)下肢關(guān)節(jié)間以及右側(cè)下肢關(guān)節(jié)間運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式中均有顯著性差異存在，這些運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式的差異對(duì)運(yùn)動(dòng)水平提高的作用途徑需要探討。

3.1 兩側(cè)下肢關(guān)節(jié)間運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)與運(yùn)動(dòng)水平的關(guān)系

研究結(jié)果顯示，精英組運(yùn)動(dòng)員在兩側(cè)下肢對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)間運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)中兩側(cè)踝、兩側(cè)髖屈伸間逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重較高，兩側(cè)踝間正相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重較低。通過(guò)對(duì)比可見(jiàn)(如圖3所示)，精英組運(yùn)動(dòng)員主要在該階段的0%～20%以及70%～80%持續(xù)時(shí)間內(nèi)采用兩側(cè)踝逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式的比重較高，主要在其70%～80%持續(xù)時(shí)間采用兩側(cè)踝正相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重較低；主要在其40%～70%持續(xù)時(shí)間內(nèi)采用兩側(cè)髖屈伸間逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重較高。

圖3 李艷鳳(左)與布拉斯科(右)

擲鐵餅(67.80m∶56.84m)單腿支撐旋轉(zhuǎn)階段中具有顯著性差異的兩側(cè)下肢對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)間角度以及運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式變化比較圖。

注：圓形表示左踝、左髖；三角形表示右踝、右髖；灰色方塊表示各種運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式，其中，1指逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式，2指正相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式，3指“三角形”表示的關(guān)節(jié)主導(dǎo)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式，4指“圓形”表示關(guān)節(jié)主導(dǎo)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式。

在該階段0%～20%持續(xù)時(shí)間內(nèi)，精英組運(yùn)動(dòng)員右踝伸展、左踝屈曲同步運(yùn)動(dòng)比重較高(見(jiàn)圖3)，這體現(xiàn)出在該階段初始精英運(yùn)動(dòng)員同步的右足后擺與左踝被動(dòng)屈曲。此時(shí)，右足積極后擺能夠?qū)ζ淝皵[相關(guān)肌群進(jìn)行牽拉，增加其前擺幅度，為隨后前擺動(dòng)作提供有利條件；左踝被動(dòng)的屈曲同樣也能通過(guò)改善其伸展肌肉發(fā)力初始條件，提高左踝伸展幅度，有利于提高隨后蹬伸發(fā)力的效果?？梢?jiàn)，此時(shí)右足后擺與左踝屈曲的同步活動(dòng)能夠?yàn)殡S后右小腿、右足擺動(dòng)和左下肢蹬伸配合提供較好的初始條件。

在該階段40%～70%持續(xù)時(shí)間內(nèi)，精英組運(yùn)動(dòng)員左髖伸展與右髖屈曲同步運(yùn)動(dòng)比重較高(見(jiàn)圖3)。這體現(xiàn)出此時(shí)精英組運(yùn)動(dòng)員同步的右下肢繞左側(cè)軸擺動(dòng)以及左髖伸展發(fā)力，兩腿間擺、蹬動(dòng)作銜接緊密。此時(shí)，左髖伸展發(fā)力使人體受到地面反作用力的作用，這時(shí)人體重心往往偏離地面反作用力的作用方向，從而導(dǎo)致人體轉(zhuǎn)動(dòng)[29]；同時(shí)，右下肢繞左側(cè)軸擺動(dòng)能夠使其具備較大的角動(dòng)量，由于解剖位置上相連，使其能夠帶動(dòng)軀干與上肢繞人體左側(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)[30]。兩者同步運(yùn)動(dòng)能夠使它們所產(chǎn)生的人體繞垂直軸角動(dòng)量得以疊加。普通組運(yùn)動(dòng)員往往傾向于右下肢的擺動(dòng)，未能較好地同步進(jìn)行左髖伸展發(fā)力，這不利于較高人體繞垂直軸角動(dòng)量的獲得。

在該階段70%～80%持續(xù)時(shí)間內(nèi)，精英組運(yùn)動(dòng)員右踝屈曲與左踝伸展同步運(yùn)動(dòng)比重較高(見(jiàn)圖3)，普通組運(yùn)動(dòng)員則兩側(cè)踝同步屈曲動(dòng)作比重較高(見(jiàn)圖3)。此時(shí)正處于為人體離地做積極準(zhǔn)備的時(shí)期，這時(shí)人體需要形成一個(gè)合適的起跳角，在不影響騰空階段移動(dòng)距離條件下使人體獲得較多的向前線動(dòng)量[30]。這時(shí)，左踝伸展有助于左下肢蹬伸發(fā)力，使人體獲得較多地面反作用力的作用；同時(shí)，右踝屈曲有助于右下肢轉(zhuǎn)動(dòng)半徑下降，使右大腿迅速前擺，促進(jìn)人體重心快速的處于一個(gè)合適位置。因此，同步的左踝伸展與右踝屈曲有助于使人體獲得較多向前的線動(dòng)能。可見(jiàn)，普通組運(yùn)動(dòng)員采用較多的兩側(cè)踝同步屈曲運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式略顯劣勢(shì)。

3.2 左側(cè)下肢關(guān)節(jié)間運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)與運(yùn)動(dòng)水平的關(guān)系

研究結(jié)果顯示，精英組運(yùn)動(dòng)員左膝與左髖展收間、左踝與左髖展收間逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重較高，左踝與左髖展收間正相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重較低。通過(guò)對(duì)比可見(jiàn)(見(jiàn)圖4)，精英組運(yùn)動(dòng)員主要在該階段50%～90%持續(xù)時(shí)間內(nèi)左髖內(nèi)收與左膝伸展同步運(yùn)動(dòng)比重較高，主要在該階段70%～90%持續(xù)時(shí)間內(nèi)左髖內(nèi)收與左踝伸展同步運(yùn)動(dòng)比重較高，以及左髖外展與左踝屈曲同步運(yùn)動(dòng)比重較低。左膝與左踝積極伸展體現(xiàn)出左下肢積極的蹬伸發(fā)力，能夠使人體所受到較高地面反作用力的作用，特別是體現(xiàn)在70%～90%持續(xù)時(shí)間內(nèi)，此時(shí)踝、膝共同伸展。同時(shí)，左髖內(nèi)收使人體重心與地面反作用力作用方向的距離越來(lái)越近，這將會(huì)在地面反作用力一定的條件下使人體轉(zhuǎn)動(dòng)效果增幅下降，平動(dòng)效果增幅提高。兩者同步運(yùn)動(dòng)能夠增加人體的線動(dòng)量，提高人體平動(dòng)效果。因此，左膝、左踝與左髖間逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式較高比重能夠使精英組運(yùn)動(dòng)員獲得較好的人體平動(dòng)效果，這有助于增加在第一單支撐后期與騰空階段中鐵餅的運(yùn)動(dòng)軌跡，以及在騰空階段結(jié)束時(shí)使右下肢獲得較高地面沖擊力，這些有助于運(yùn)動(dòng)成績(jī)的提高[4,16,23,30]。此時(shí)普通組運(yùn)動(dòng)員左踝則未體現(xiàn)出積極蹬伸動(dòng)作，而是被動(dòng)屈曲，從而在該階段70%～90%持續(xù)時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)較高的左踝與左髖運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重，這不利于較好人體平動(dòng)效果的獲得。

研究結(jié)果顯示，精英組運(yùn)動(dòng)員左踝、左膝各自與左髖展收運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式中左踝、左膝占主導(dǎo)比重較低，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)(見(jiàn)圖4)，主要體現(xiàn)在30%～50%該階段持續(xù)時(shí)間內(nèi)。此時(shí)，普通運(yùn)動(dòng)員主要表現(xiàn)為左踝、左膝伸展，而左髖展收運(yùn)動(dòng)未產(chǎn)生明顯改變。左踝、左膝積極的伸展體現(xiàn)出左下肢蹬伸發(fā)力，左髖內(nèi)收至幾乎最大程度體現(xiàn)出偏心力臂較高，此時(shí)左下肢積極蹬伸能夠使人體產(chǎn)生較高繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量，然而，人體向前的線動(dòng)量將會(huì)受到影響，從而影響該階段中人體平動(dòng)的效果。

圖4 李艷鳳(左)與布拉斯科(右)

擲鐵餅動(dòng)作(67.80m∶56.84m)單腿支撐旋轉(zhuǎn)階段中具有顯著性差異的左側(cè)下肢關(guān)節(jié)間角度以及運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式變化比較圖。

注：灰色方塊表示各種運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式，其中，1指逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式，2指正相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式，3指“三角形”表示的關(guān)節(jié)主導(dǎo)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式，4指“圓形”表示關(guān)節(jié)主導(dǎo)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式。

3.3 右側(cè)下肢關(guān)節(jié)間運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)與運(yùn)動(dòng)水平的關(guān)系

研究結(jié)果顯示，精英組運(yùn)動(dòng)員右踝與右膝間逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重較高，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)(見(jiàn)圖5)，主要體現(xiàn)在0～40%該階段時(shí)間內(nèi)，這時(shí)先是右踝伸與右膝屈同步運(yùn)動(dòng)，隨后是右踝屈與右膝伸同步運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，右小腿與右足擺動(dòng)是人體獲得繞垂直軸角動(dòng)量的主要途徑，精英組運(yùn)動(dòng)員此右踝與右膝運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式有助于右小腿和右足獲得更好擺動(dòng)效果。在右腳離地時(shí)右小腿與右足迅速后擺能夠帶動(dòng)使其前擺的相關(guān)肌群受到牽拉，隨后這些肌肉在向心收縮中產(chǎn)生更大的作用力，使這兩個(gè)環(huán)節(jié)快速、大幅度地前擺。由于右小腿與右足緊密相連，它們同步的后擺與前擺有助于避免相互間的約束，使擺動(dòng)效果得以疊加。普通組運(yùn)動(dòng)員往往右足擺動(dòng)動(dòng)作的不夠積極，這也在一定程度上影響右小腿的前擺速度與幅度，進(jìn)而影響較高角動(dòng)量的獲得。

研究結(jié)果顯示，精英組運(yùn)動(dòng)員右膝與右髖正相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重較低，主要體現(xiàn)在55%～70%該階段時(shí)間內(nèi)，此時(shí)，右膝與右髖同步屈曲(見(jiàn)圖5)。此時(shí)左髖屈曲體現(xiàn)出右下肢繞左側(cè)軸積極擺動(dòng)，使人體獲得繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量。這時(shí)，右膝同步屈曲將會(huì)使右下肢擺動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有所下降，從而影響到較高角動(dòng)量的獲得。此外，精英組運(yùn)動(dòng)員右踝與右膝正相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式比重較低，主要體現(xiàn)在70%～80%該階段時(shí)間內(nèi)，此時(shí)，右踝與右膝同步屈曲(見(jiàn)圖5)。此時(shí)處于人體準(zhǔn)備離地階段，精英組運(yùn)動(dòng)員較少的右踝與右膝同步屈曲比重能夠防止右下肢轉(zhuǎn)動(dòng)慣量下降過(guò)多，使其前擺過(guò)高，從而有助于壓住重心，使其受到較多的地面反作用力向前分量作用，提高其向前的線動(dòng)能。

圖5 (左)李艷鳳與布拉斯科(右)擲鐵餅動(dòng)作

(67.80m∶56.84m)單腿支撐旋轉(zhuǎn)階段中具有顯著性差異的右側(cè)下肢關(guān)節(jié)間角度以及運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式變化比較圖。

注：灰色方塊表示各種運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式，其中，1指逆相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式，2指正相運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式，3指“三角形”表示的關(guān)節(jié)主導(dǎo)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式，4指“圓形”表示關(guān)節(jié)主導(dǎo)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)方式。

4 結(jié) 論

擲鐵餅單腿支撐旋轉(zhuǎn)階段中下肢各環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)是比較復(fù)雜，然而這些環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)具有其內(nèi)在的結(jié)構(gòu)，后者與其所發(fā)揮的功能(運(yùn)動(dòng)任務(wù))密切關(guān)聯(lián)。本研究則在一定程度上反映了這些肢體環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)適應(yīng)性改變引起其功能更加優(yōu)化。本研究認(rèn)為，隨著高階段中運(yùn)動(dòng)水平的提高，在該階段早期傾向于較多的進(jìn)行右小腿與右足同步后擺，同步的右踝伸展與左踝屈曲，這些能夠?yàn)殡S后人體角動(dòng)量的獲得提供有利初始條件；在該階段中期更傾向于右小腿與右足同步后擺，同步的左髖伸展與右下肢繞人體左側(cè)軸擺動(dòng)，左踝、左膝伸展分別與左髖內(nèi)收同步的運(yùn)動(dòng)，較少地進(jìn)行相對(duì)左髖展收的左踝、左膝主導(dǎo)運(yùn)動(dòng)，右膝和右髖同步屈曲，這些有助于人體獲得較多角動(dòng)量與線動(dòng)量；在該階段的后期較多地進(jìn)行同步的左踝伸展與右踝屈曲，較少地進(jìn)行兩側(cè)踝同步屈曲，右膝與右踝同步屈曲，這些有助于在人體離地前獲得較多的向前線動(dòng)量以及合適的起跳角度。

[1] 林輝杰,嚴(yán)波濤,劉占鋒，等.運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)的定量方法以及在專項(xiàng)技術(shù)分析領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J].體育科學(xué)，2012,32(3):81-91.

[2] Bartlett R.M. The biomechanics of the discus throw: A review[J].Journal of sports sciences.1992,10(5):467-510.

[3] 王國(guó)偉,韓敬.我國(guó)優(yōu)秀女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員宋愛(ài)民投擲鐵餅技術(shù)的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J].西安體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2011(1):112-117.

[4] 李厚林,蘇明理,許崇高，等.我國(guó)女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員李艷鳳擲鐵餅技術(shù)特征的研究[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2010(7):119-124.

[5] 李厚林,蘇明理,許崇高,等.女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員馬雪君擲鐵餅技術(shù)特點(diǎn)與未來(lái)突破點(diǎn)的研究[J].西安體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(6):734-739.

[6] Leigh S., H. Liu, M. Hubbard, et al. Individualized optimal release angles in discus throwing[J].Journal of Biomechanics.2010,43(3):540-545.

[7] 王效紅,張英波.我國(guó)優(yōu)秀女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員投擲過(guò)程中鐵餅的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分析[J].武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2007(3):42-46.

[8] Chiu C.H. Estimating the Optimal Release Conditions for World Record Holders in Discus[J].International Journal of Sport and Exercise Science.2009(1):9-14.

[9] 董海軍,蘇明理,韓敬等.國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀女子鐵餅選手旋轉(zhuǎn)節(jié)奏及環(huán)節(jié)特征對(duì)比研究[J].山東體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(6):54-61.

[10] 張良.我國(guó)優(yōu)秀女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員最后用力階段速度變化對(duì)成績(jī)影響的相關(guān)分析[J].山東體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(2):78-80.

[11] 李建臣,肖濤.我國(guó)優(yōu)秀女子鐵餅選手旋轉(zhuǎn)階段肩髖餅速度變化的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)特征[J].廣州體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2003(5):69-70.

[12] Hubbard M.,K.B. Cheng. Optimal discus trajectories[J]. Journal of Biomechanics. 2007,40(16):3650-3659.

[13] 劉建國(guó),崔冬雪,劉衛(wèi)彬，等.旋轉(zhuǎn)擲鐵餅技術(shù)中肩、髖、鐵餅及人體重心的時(shí)空特征研究[J].中國(guó)體育科技，2004，40(4).

[14] 王廣楠.我國(guó)優(yōu)秀男子鐵餅運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)技術(shù)中肩髖線角度與身體重心移動(dòng)速度的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J].山東體育科技，2010(1):22-25.

[15] 張良.我國(guó)優(yōu)秀女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員最后用力階段身體重心運(yùn)動(dòng)節(jié)奏特征分析[J].天津體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(3):265-268.

[16] 林輝杰,梁海丹,嚴(yán)波濤，等.國(guó)內(nèi)、外優(yōu)秀女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員擲鐵餅技術(shù)的比較研究[J].中國(guó)體育科技，2013,49(1):71-77.

[17] 賈文彤,李建臣.我國(guó)優(yōu)秀女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)過(guò)程中身體重心變化的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J].中國(guó)體育科技，2002，38(7).

[18] Leigh S., M.T. Gross, L. Li, et al. The relationship between discus throwing performance and combinations of selected technical parameters[J]. Sports Biomechanics. 2008,7(2):173-193.

[19] Leigh S.,B. Yu. The associations of selected technical parameters with discus throwing performance: A cross-sectional study[J]. Sports Biomechanics. 2007,6(3):269-284.

[20] 王鋒,游江波.我國(guó)優(yōu)秀女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員最后用力階段肩、髖速度變化特征分析[J].山東體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(10):80-82，90.

[21] 王琨,張俊峰,周靜，等.我國(guó)高水平女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員擲鐵餅肌肉用力特征的分析[J].中國(guó)體育科技，2010，46(5):8-11.

[22] 董海軍,馮海濤,郝選明，等.我國(guó)優(yōu)秀女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員投擲技術(shù)肌肉用力 RMS 特征的肌電研究[J].首都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2013,25(1):84-89.

[23] Yu B., J. Broker,Jl Silvester. A kinetic analysis of discus throwing techniques[J].Sports Biomechanics. 2002(1):25-46.

[24] 董海軍,蘇明理,王琨.我國(guó)女子鐵餅優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員過(guò)渡和最后用力階段技術(shù)動(dòng)力學(xué)及運(yùn)動(dòng)學(xué)的特征[J].體育學(xué)刊，2010(3):70-76.

[25] Irwin G.,D.G. Kerwin. Inter-segmental coordination in progressions for the longswing on high bar[J].Sports Biomechanics.2007,6(2):131-144.

[26] Temprado J., M. Della-Grasta, M. Farrell, et al. A novice-expert comparison of (intra-limb) coordination subserving the volleyball serve[J]. Human movement science. 1997,16(5):653-676.

[27] Chang R, R Van Emmerik,J Hamill. Quantifying rearfoot -forefoot coordination in human walking[J].Journal of Biomechanics. 2008, 41(14):3101-3105.

[28] Miller Rh, R Chang, Jl Baird, et al. Variability in kinematic coupling assessed by vector coding and continuous relative phase[J]. Journal of Biomechanics. 2010,43(13):2554-2560.

[29] Dapena J. New insights on discus throwing[J].Track Technique.1993,125:3977-3983.

[30] Neighbour Bryan. The Discus Technique[J].Modern Athlete & Coach. 2009,47(2):31.