童勝玢 劉亞楠 王曉娜

（北京體育大學(xué)武術(shù)學(xué)院，北京 100084）

1 引言

太極柔力球運(yùn)動(dòng)是將東方太極拳“借力化力”拳理精華與西方球類運(yùn)動(dòng)形式相互融合，形成的一項(xiàng)具有獨(dú)特中國文化內(nèi)涵的體育項(xiàng)目。21世紀(jì)以來，太極柔力球項(xiàng)目發(fā)展迅速，并逐步從全民健身項(xiàng)目向競技體育項(xiàng)目發(fā)展。但鑒于項(xiàng)目起步時(shí)間晚，要推動(dòng)項(xiàng)目向科學(xué)的競技體育項(xiàng)目前進(jìn)，必須借鑒其他學(xué)科的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，建立太極柔力球運(yùn)動(dòng)的科學(xué)理論依據(jù)，促進(jìn)項(xiàng)目理論、技術(shù)、訓(xùn)練和競賽等各方面的規(guī)范發(fā)展。研究首次在太極柔力球項(xiàng)目中使用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法，對(duì)項(xiàng)目的核心難度技術(shù)進(jìn)行分析，建立規(guī)范的動(dòng)作技術(shù)模型，從而為運(yùn)動(dòng)員、教練員提供有效的、合理的訓(xùn)練參考依據(jù)。

2 研究對(duì)象與方法

2.1 研究對(duì)象

研究應(yīng)用美國的Motion-anlysis紅外光點(diǎn)高速運(yùn)動(dòng)捕捉測試系統(tǒng)（8個(gè)鏡頭）采集運(yùn)動(dòng)過程中下肢環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，根據(jù)本研究速度的要求，采集頻率設(shè)置為200Hz。

實(shí)驗(yàn)測試根據(jù)Helen-Heys模型在受試者體表相應(yīng)位置貼29個(gè)反光標(biāo)志點(diǎn)，位置如表2顯示。

表1 受試人員基本信息表

男子太極柔力球運(yùn)動(dòng)員6名，均獲得過國家級(jí)比賽第一名，6人均采用右手持拍，基本情況見表1。

2.2 研究方法

表2 反光標(biāo)志點(diǎn)位置

另在右肘和腕內(nèi)貼兩個(gè)點(diǎn)，在拍上貼三個(gè)點(diǎn)。

動(dòng)作說明：每名受試者在進(jìn)行相同時(shí)間的熱身后，共完成5次成功地拍頭向下繞翻三周動(dòng)作，根據(jù)研究的需要，并參考教練員和專家意見，選取其中最優(yōu)一次的第二周動(dòng)作，對(duì)右臂（持拍手）肩、肘、腕及球拍4個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。參照2012年版的《柔力球競賽規(guī)則與裁判法》對(duì)運(yùn)動(dòng)員完成技術(shù)是否成功進(jìn)行判斷，出現(xiàn)掉球、停頓、反折等違反規(guī)則的情況均認(rèn)為動(dòng)作不成功。

應(yīng)用Motion Analysis系統(tǒng)的人體運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)和原始數(shù)據(jù)計(jì)算軟件Cortex和excel進(jìn)行各運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算。

根據(jù)人體模型的建立計(jì)算出運(yùn)動(dòng)過程中每個(gè)環(huán)節(jié)中心原始三維坐標(biāo)，再微分求出肩肘腕三個(gè)環(huán)節(jié)的三維角度和角速度。

3 拍頭向下繞翻動(dòng)作階段劃分

拍頭向下繞翻是指運(yùn)動(dòng)員保持拍頭向下正握拍姿勢，通過手臂屈伸和手指捏轉(zhuǎn)使球拍在身前繞環(huán)一周的過程中完成球拍翻轉(zhuǎn)。拍頭向下繞翻是太極柔力球項(xiàng)目競賽中最普遍的難度動(dòng)作，研究選取單周拍頭向下繞翻技術(shù)進(jìn)行分析，并按照球拍的運(yùn)動(dòng)軌跡將動(dòng)作分為離心階段和向心階段。離心階段是運(yùn)動(dòng)員利用手臂的伸運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)球拍在身體前方由最近端按順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)端的動(dòng)作過程；向心階段是球拍由最遠(yuǎn)端按順時(shí)針方向回到最近段，并完成手指捏轉(zhuǎn)翻拍一周的過程。研究將整個(gè)技術(shù)動(dòng)作完成時(shí)間規(guī)定為1，在技術(shù)結(jié)果與分析中出現(xiàn)的時(shí)間單位皆為百分比。

3.1 球拍各階段運(yùn)動(dòng)特征

太極柔力球吸取了太極拳的精髓，利用慣性離心力讓球進(jìn)行弧形引化的反常規(guī)運(yùn)動(dòng)，使球在“圓”的軌跡中不斷運(yùn)動(dòng)；規(guī)則要求：除拋接球外，要求全套動(dòng)作在變化的弧形曲線上連續(xù)不斷地運(yùn)行，不得有停頓、持球和直線運(yùn)動(dòng)。在拍頭向下繞翻技術(shù)中，球受到來自球拍的斜向上的向心力、自身的重力和離心力的作用，要保持球在規(guī)范的軌跡上運(yùn)動(dòng)，不停頓，不掉落，根據(jù)牛頓基本力學(xué)原理，對(duì)球的運(yùn)動(dòng)速度的控制至關(guān)重要。

從測試的結(jié)果來看，6位運(yùn)動(dòng)員完成單周繞翻動(dòng)作的時(shí)間為0.8±0.06S。在運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)作速度呈現(xiàn)出先快后慢的趨勢，離心階段和向心階段的動(dòng)作時(shí)間比為2:3，在動(dòng)作的第一階段，也就是離心階段過程中，球拍的運(yùn)動(dòng)速度明顯快于向心階段，球拍角速度最快可達(dá)到600°/秒。這樣的時(shí)間分配符合拍頭向下繞翻技術(shù)的動(dòng)作特點(diǎn)，在離心階段，運(yùn)動(dòng)員通過手臂的伸展完成球拍的離心運(yùn)動(dòng)，保持球在規(guī)范的弧形軌跡上運(yùn)動(dòng)，手指與球拍之間沒有動(dòng)作，可以通過球拍給球提供較大的向心力，并為下一階段的繞翻動(dòng)作做準(zhǔn)備；而在向心階段，運(yùn)動(dòng)員通過手臂的屈曲，完成繞環(huán)的向心運(yùn)動(dòng)階段，同時(shí)，手指通過捏轉(zhuǎn)球拍，完成球拍繞球的360°翻轉(zhuǎn)，球拍同時(shí)完成繞環(huán)和繞翻的“公轉(zhuǎn)”和“自轉(zhuǎn)”的運(yùn)動(dòng)，占用的動(dòng)作時(shí)間較長，手指的主要運(yùn)動(dòng)在于快速完成球拍的捏轉(zhuǎn)，能夠?yàn)榍蚺奶峁┑南蛐牧^離心階段小，球拍運(yùn)動(dòng)的速度較慢。運(yùn)動(dòng)員科學(xué)的分配了整個(gè)動(dòng)作的完成時(shí)間，尤其是為向心階段具有難度球拍翻轉(zhuǎn)動(dòng)作提供了充足的時(shí)間，動(dòng)作技術(shù)完成規(guī)范而合理。

圖2 球拍向下繞翻技術(shù)球拍角速度變化曲線

進(jìn)一步分析幾位運(yùn)動(dòng)員的角度變化曲線，可以看出，雖然運(yùn)動(dòng)員角度峰值有所不同，但角度變化范圍基本相同，為25.71°±3.18°，在離心階段結(jié)束時(shí)達(dá)到最大值，于此同時(shí)，球拍角速度在這一階段呈現(xiàn)出先快后慢的變化過程。在離心階段，運(yùn)動(dòng)員需要在球拍繞環(huán)動(dòng)作的同時(shí)完成繞翻的動(dòng)作，通過圖3可以看出，運(yùn)動(dòng)員在向心階段動(dòng)作開始后，球拍角速度立即增加，快速完成球拍的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，翻轉(zhuǎn)動(dòng)作幅度小，動(dòng)作速度快，完成動(dòng)作時(shí)間僅占整體個(gè)動(dòng)作時(shí)間的1/10，這對(duì)運(yùn)動(dòng)員的手指配合和熟練度也提出了較高的要求。在離心階段結(jié)束前，角速度出現(xiàn)了一個(gè)突然的變化峰值，這是運(yùn)動(dòng)員在完成了球拍向下繞翻動(dòng)作后，手指重新調(diào)整姿勢，恢復(fù)到初始的翻拍前的姿勢，即所謂的“預(yù)捏拍”，為下一周的動(dòng)作提前準(zhǔn)備，從而提高下一周動(dòng)作的完成質(zhì)量和規(guī)范。

3.2 身體各環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)特征

在柔力球拍頭向下繞翻動(dòng)作中，參與動(dòng)作的主要是持拍手的肩、肘、腕、指等上肢關(guān)節(jié)。通過測試我們可以看出，規(guī)范的動(dòng)作模型由上肢關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)配合，通過手臂的屈伸完成球拍的繞環(huán)動(dòng)作，由手指的擰轉(zhuǎn)完成球拍的繞翻動(dòng)作。在動(dòng)作過程中，盡管上臂有完成部分的屈伸運(yùn)動(dòng)，但活動(dòng)幅度相對(duì)較小，肩關(guān)節(jié)的角度和角速度變化比較平穩(wěn)，變化幅度不大。在這一技術(shù)動(dòng)作中，肩關(guān)節(jié)主要起輔助固定作用，同時(shí)這也符合太極拳“上身中正”的要求。進(jìn)一步分析幾名運(yùn)動(dòng)員肩關(guān)節(jié)的變化曲線和動(dòng)作模型，姜*、賈*的肩關(guān)節(jié)在向心階段有一個(gè)明顯的變化波動(dòng)，結(jié)合錄像分析，發(fā)現(xiàn)這兩名運(yùn)動(dòng)員在向心階段，手臂屈伸方式有別于其他運(yùn)動(dòng)員，在動(dòng)作中出現(xiàn)了明顯的手肘上抬，這是由于在球拍翻轉(zhuǎn)動(dòng)作完成后，對(duì)球拍運(yùn)動(dòng)速度控制能力不夠，從而出現(xiàn)的代償動(dòng)作。此動(dòng)作不僅會(huì)影響整體動(dòng)作模型的穩(wěn)定性，同時(shí)相比其他運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作技術(shù)，在藝術(shù)表現(xiàn)上不夠美觀。

圖3 球拍向下繞翻技術(shù)肘關(guān)節(jié)角速度變化曲線

肘關(guān)節(jié)是完成拍頭向下繞翻動(dòng)作的主要上肢環(huán)節(jié)。在動(dòng)作過程中，肘關(guān)節(jié)角度變化明顯，呈現(xiàn)出先大后小的趨勢。而肘關(guān)節(jié)角速度變化比較平穩(wěn)，維持在269°±53.81°。在球拍翻轉(zhuǎn)動(dòng)作完成后，肘關(guān)節(jié)角速度出現(xiàn)一個(gè)明顯的變化波峰，說明在翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完成后，通過手肘關(guān)節(jié)的彎曲，使球拍在完成“自轉(zhuǎn)”后回到繞環(huán)運(yùn)動(dòng)的軌跡上來，同時(shí)通過肘關(guān)節(jié)的加速運(yùn)動(dòng)，保證球在運(yùn)動(dòng)過程中保持球拍給予的向心力、自身的離心力和重力三者之間的平衡，按規(guī)則要求規(guī)范地完成整個(gè)技術(shù)動(dòng)作。

圖4 球拍向下繞翻技術(shù)腕關(guān)節(jié)角速度變化曲線

從圖4可以看出，腕關(guān)節(jié)角速度變化呈現(xiàn)出平緩的拋物線變化，在離心階段，手腕通過輔助扣拍動(dòng)作，用來保證圓弧的完整性，并在離心階段結(jié)束時(shí)逐漸使角速度降為0°/s。在繞翻動(dòng)作完成后，腕關(guān)節(jié)角速度達(dá)到正峰值，輔助肘關(guān)節(jié)完成繞環(huán)向心階段的動(dòng)作。就整體變化來看，腕關(guān)節(jié)角度變化明顯低于肘關(guān)節(jié)角度變化，這與腕關(guān)節(jié)本身的活動(dòng)范圍小有一定的關(guān)系，同時(shí)，也說明在拍頭向下繞翻技術(shù)動(dòng)作過程中，腕關(guān)節(jié)不是主要發(fā)力環(huán)節(jié)，而是其輔助固定作用，這也有利于手指肌群更加靈活的完成捏轉(zhuǎn)翻拍的動(dòng)作。

4 結(jié)論

在柔力球拍頭向下繞翻動(dòng)作的完成時(shí)間為0.8±0.06S，離心階段運(yùn)動(dòng)與向心運(yùn)動(dòng)所占時(shí)間比為2:3，繞翻動(dòng)作時(shí)間為整體動(dòng)作時(shí)間的10%。在規(guī)范的技術(shù)動(dòng)作模型中，主要由肘關(guān)節(jié)屈伸完成球拍的繞環(huán)運(yùn)動(dòng)，球拍速度先快后慢，為向心階段繞翻動(dòng)作的順利完成預(yù)留充足的時(shí)間。在離心階段結(jié)束后，通過手指的快速捏轉(zhuǎn)，完成球拍繞翻一周的動(dòng)作。在向心階段的最后，手指回復(fù)捏轉(zhuǎn)拍前的姿勢，通過“預(yù)捏拍”動(dòng)作為下一周的拍頭向下繞翻動(dòng)作做準(zhǔn)備。

由于柔力球拍頭向下繞翻動(dòng)作時(shí)間短，尤其是在運(yùn)動(dòng)過程中，還要完成快速的翻轉(zhuǎn)球拍動(dòng)作，因此，在訓(xùn)練中要加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員的球拍控制力的練習(xí)，提高動(dòng)作穩(wěn)定性。翻轉(zhuǎn)球拍動(dòng)作時(shí)間短，對(duì)運(yùn)動(dòng)員捏轉(zhuǎn)動(dòng)作熟練度要求較高，并注意在訓(xùn)練中強(qiáng)調(diào)“預(yù)捏拍”動(dòng)作的重要性。加強(qiáng)上肢關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)配合，保持整體動(dòng)作的最佳化、合理化，按照動(dòng)作模型規(guī)范運(yùn)動(dòng)員技術(shù)動(dòng)作，使球在弧形軌跡上連續(xù)運(yùn)動(dòng)，不停頓、不掉落。

[1]段全偉主編．太極柔力球教程[M]．北京：北京體育大學(xué)出版社，2010.

[2]胡聲宇等主編．運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)[M]．北京：北京體育大學(xué)出版社，2000.

[3]黃漢升主編．體育科學(xué)研究方法[M]．北京：高等教育出版社，2006.

[4]全國體育學(xué)院教材委員會(huì)．運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)[M]．北京：人民體育出版社，2005.

[5]李 輝．對(duì)跳繩三搖技術(shù)的生物力學(xué)分析研究[D]．北京體育大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.