高明

摘? 要：旋風(fēng)腳720°接馬步動作是武術(shù)套路運(yùn)動C級動作，技術(shù)難度大，動作要求高，在競技比賽中更是運(yùn)動員的關(guān)鍵得分點，運(yùn)動員只有準(zhǔn)確掌握動作要領(lǐng)，才能完成好整個技術(shù)動作。本研究運(yùn)用三維影像解析和足底壓力測試方法，從運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)角度對健將級運(yùn)動員童通完成的旋風(fēng)腳720°接馬步動作進(jìn)行了運(yùn)動生物力學(xué)分析，旨在揭示其技術(shù)動作特點。旋風(fēng)腳720°接馬步動作復(fù)雜、技術(shù)難度大，在競技比賽中更是運(yùn)動員的關(guān)鍵得分點，同時該動作對運(yùn)動員的專項素質(zhì)、身體自控能力有較高要求，運(yùn)動員只有準(zhǔn)確掌握動作要領(lǐng)，才能完成好整個技術(shù)動作。

關(guān)鍵詞：武術(shù)套路? C級難度? 運(yùn)動生物力學(xué)? 三維解析? 足底壓力

中圖分類號：G852? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-2813（2020）01（c）-0244-02

目前，國內(nèi)外學(xué)者針對武術(shù)套路運(yùn)動中C級跳躍動作多采用通過高速攝影方法取得數(shù)據(jù)，而后進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，或?qū)幼鬟M(jìn)行定性分析，而對此類動作進(jìn)行動力學(xué)與運(yùn)動學(xué)聯(lián)合分析尚為數(shù)不多。隨著國家對傳統(tǒng)文化的重視程度日益提高，武術(shù)套路運(yùn)動的快速發(fā)展，武術(shù)套路競賽的日益激烈，高難度動作的訓(xùn)練至關(guān)重要。采用科學(xué)的方法和手段指導(dǎo)訓(xùn)練，才能不斷提高動作難度的穩(wěn)定性，減少武術(shù)運(yùn)動員的運(yùn)動損傷。

1? 研究對象和方法

1.1 研究對象

本研究以湖北省武術(shù)代表隊健將級運(yùn)動員童通為研究對象，其基本情況如下。童通，男，年齡20歲，身高175cm，體重67kg，鞋號41，運(yùn)動年限11年，運(yùn)動級別為健將。

1.2 研究方法

1.2.1 影響分析法

利用2臺日產(chǎn)松下NV—MD9000攝像機(jī)采用定點、定焦、定距的方式進(jìn)行同步（外同步）拍攝，曝光時間為1/500s，頻率為50幀/s。其攝影框架為愛捷009-D，并設(shè)23球13球為X軸。采用美國ARIEL三維圖像解析系統(tǒng)對運(yùn)動員的技術(shù)動作進(jìn)行解析，其中選用漢納范人體模型，數(shù)字低通濾波平滑系數(shù)為5。

1.2.2 足底壓力測試法

在標(biāo)準(zhǔn)武術(shù)訓(xùn)練場地，應(yīng)用比利時RSscan footscan insol足底壓力測試系統(tǒng)獲取相關(guān)技術(shù)動作的參數(shù)及圖像。

2? 分析與討論

2.1 運(yùn)動學(xué)分析

在研究過程中，根據(jù)旋風(fēng)腳720°接馬步技術(shù)動作特征，按照兩髖關(guān)節(jié)連線圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)角度將整個動作劃分為4個階段，即第一階段從開始0～0.34s為起跳階段;第二階段從0.34～0.78s為完成第一周轉(zhuǎn)體時間;第三階段從0.78～1.10s為完成轉(zhuǎn)體第二周時間，此階段中1.06s雙腳同時落地，因此將1.04～1.10s間時間同時計入落地階段以便分析研究;第四階段從1.04～1.9s為落地階段。運(yùn)動員兩髖關(guān)節(jié)連線共圍繞垂直軸Z軸轉(zhuǎn)體754.02°，符合動作轉(zhuǎn)體角度要求。

旋風(fēng)腳720°的起跳階段從0s開始到0.34s結(jié)束，身體重心在X、Y軸方向位移幅度分別為0.8582m和0.1447m;在Z軸方向上，在助跑結(jié)束瞬間身體重心相對高度為0.3251m，重心于0.1s到達(dá)最低相對高度0.3047m，繼而雙腿依次著地、蹬伸，身體重心不斷上升，0.14s右腳蹬離地面，身體重心相對高度為0.3105m，0.34s雙腳離開地面瞬間身體重心相對高度為0.7350m。以身體重心處于最低點開始至雙腳離開地面為蹬伸階段，共持續(xù)0.24s，總蹬伸距離為0.4303m。

起跳過程中身體重心在水平方向上速度明顯降低，同時身體重心垂直速度不斷增加，這說明在起跳階段運(yùn)動員采取快速制動的方式有效地使身體的水平速度轉(zhuǎn)化為垂直速度。其中左腳從0s開始著地至0.14s離開地面。從0～0.14s身體重心的三維加速度不斷增大至0.11s達(dá)到相對穩(wěn)定，而此時身體重心垂直加速度快速增大，說明左腿開始蹬伸直至0.14s左腳離開地面;根據(jù)試驗數(shù)據(jù)坐標(biāo)系設(shè)置可知，水平方向兩坐標(biāo)軸正向加速度方向與運(yùn)動員身體運(yùn)動方向相反，因此可知，在左腿支撐階段身體重心水平方向速度是不斷減小的。0.14s在左腳離開地面的同時，右腳著地，運(yùn)動員身體進(jìn)入右腿支撐階段。此刻右腿膝關(guān)節(jié)角度為129.18°。右腳著地之后，0.14～0.22s右膝關(guān)節(jié)角度由129.18°增大為139.67°，變化速度明顯變慢，同時身體重心Z軸方向加速度增大速度明顯加快，說明運(yùn)動員在此身體姿態(tài)下能夠發(fā)揮下肢最大蹬伸力量，取得最佳蹬伸效果。在0.22～0.34s時間段內(nèi)，隨著膝關(guān)節(jié)角度繼續(xù)增大，身體重心Z軸方向加速度不斷減小，至0.34s加速度為-11.755m/s2，運(yùn)動員身體進(jìn)入騰空階段。

運(yùn)動員在旋風(fēng)腳720°起跳階段，左腿主要起到制動作用，使水平方向的速度轉(zhuǎn)化為垂直方向的速度，同時使身體繞左腳支撐點轉(zhuǎn)體，產(chǎn)生一定轉(zhuǎn)體力矩;右腿在垂直方向起到進(jìn)一步加速的作用，為動作的成功提供足夠的騰空高度，同時在蹬伸過程中右腳腳尖內(nèi)扣偏心用力，加大由左腳制動產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩。

旋風(fēng)腳720°完成空中轉(zhuǎn)體第二周，從0.78s開始到1.10s兩髖關(guān)節(jié)連線圍繞Z軸轉(zhuǎn)體720°結(jié)束，共用時0.32s。身體重心在X、Y軸方向位移幅度分別為0.4250m和0.0030m;在Z軸方向上，0.78s完成第一周轉(zhuǎn)體運(yùn)動身體重心相對高度為1.0404m，1.34s身體完成第二周轉(zhuǎn)體身體重心相對高度為0.1753m，身體重心相對高度下降0.8648m。

在完成空中轉(zhuǎn)體第一周之后，隨著身體重心高度的不斷下降，運(yùn)動員必須使身體各個環(huán)節(jié)盡量靠近身體縱軸，減小身體圍繞縱軸的轉(zhuǎn)動慣量，加快轉(zhuǎn)體速度，才能在較短的時間內(nèi)完成動作要求的轉(zhuǎn)體720°。身體在進(jìn)入轉(zhuǎn)體第二周之后轉(zhuǎn)動速度明顯加快。

1.04～1.16s雙腳著地之后，身體重心在Y軸方向上存在一個速度方向改變的過程，身體重心Y軸速度方向由指向運(yùn)動員身體前方變?yōu)橹赶蜻\(yùn)動員身體后方;此時間段也是Z軸加速度最大的一段時間。1.16～1.25sY軸方向出現(xiàn)與1.04～1.16s方向相反的加速度，使指向身體后方的Y軸方向速度逐漸減小，Y軸方向身體重心趨向穩(wěn)定，但是直至1.25s指向身體后方的Y軸方向速度也并沒有減小至0m/s，而是開始了新一輪的加速過程。由以上分析過程可知，自1.10s身體重心Y軸方向速度變?yōu)橹赶蛏眢w后方之后，至1.25s身體一直向后方運(yùn)動。1.25～1.36s，隨著身體不斷向下運(yùn)動，下肢由于軟組織受到牽拉和壓縮，力量開始增大，使身體重心Z軸加速度再次增大，同時由于身體重心向后運(yùn)動幅度過大，造成重心偏后，使身體再次出現(xiàn)向后加速的過程，指向身體后方的Y軸方向速度再次增大，加劇了身體向后方的不穩(wěn)定性。1.36s身體重心達(dá)到最低點，在肌力和軟組織彈性力共同作用下，身體開始向上加速運(yùn)動。由于身體重心向后運(yùn)動幅度過大，使重力與地面的支持力產(chǎn)生力偶，造成身體向后翻倒，運(yùn)動員為了維持身體平衡不得已向后跳動。

2.2 動力學(xué)分析

起跳階段，左腳先于右腳0.16s產(chǎn)生壓力，而左腳離開地面的同時右腳產(chǎn)生壓力，顯示運(yùn)動員動作連貫性好。左腳足底壓力分布顯示，足底跟部首先著地，產(chǎn)生沖擊力，形成沖擊波形，最大沖擊力為1204.7N，隨著壓力滾動變化，壓力主要分布于左腳前部內(nèi)側(cè)第一、二、三腳趾及跖骨處，最大壓力為908.6N。左腳的整個壓力變化過程明顯體現(xiàn)了制動和支撐兩個過程，制動過程是身體水平方向動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能儲存在身體軟組織當(dāng)中，支撐過程則以左腳著地點為支點，使身體圍繞左腳著地點發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動能量。

右腳足底前部外側(cè)首先著地，逐漸過渡至足底前部中間部分，然后是足底前部內(nèi)側(cè)，在過渡到足底前部內(nèi)側(cè)的同時壓力滾動至足底中后部，形成整個右腳壓力分布的最大值1137.1N，經(jīng)過最大壓力值后，壓力主要分布在足底前部內(nèi)側(cè)，第一、二、三腳趾及跖骨處，直至右腳離地，足底壓力消失。右腳的足底壓力變化過程充分體現(xiàn)了右腳著地時內(nèi)扣的特點，右腳由外至內(nèi)的滾動過程，很好地將左腳制動過程產(chǎn)生的身體的彈性勢能轉(zhuǎn)化為垂直向上的動能，同時通過右腳內(nèi)側(cè)的蹬伸進(jìn)一步加大了身體轉(zhuǎn)動的能量，提高了轉(zhuǎn)體的速度。

落地階段，左右腳幾乎同時記錄到數(shù)據(jù)，右腳僅先于左腳0.014s。右腳足跟部內(nèi)側(cè)首先落地，形成明顯沖擊波形，沖擊力最大值為1673.3N，繼而壓力中心向足跟內(nèi)側(cè)移動，足底壓力主要分布于足跟部內(nèi)側(cè)，足底其他部分壓力不明顯，直到右腳再次離開地面。右腳再次落地后，足底壓力依然是主要分布在足跟部內(nèi)側(cè)。

雙腳在落地后壓力中心迅速滾動至足底前部，而后隨身體運(yùn)動緩慢移動至足跟部。右腳主要是足跟部受到壓力作用，而左腳足底內(nèi)側(cè)受到壓力作用，說明在落地過程中，右腳主要起到緩沖和支撐作用，而左腳主要起到平衡轉(zhuǎn)體力矩的作用。

3? 結(jié)語

旋風(fēng)腳720°接馬步動作起跳階段，體現(xiàn)了運(yùn)動員踝關(guān)節(jié)出色的穩(wěn)定性和整個動作的連貫性。踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性是制動效果的保證，提高運(yùn)動動員踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，增強(qiáng)踝關(guān)節(jié)周圍肌肉力量，能夠有效提高運(yùn)動員起跳速度和騰空高度。旋風(fēng)腳720°接馬步動作落地階段，運(yùn)動員應(yīng)于雙腳觸地前調(diào)動全身肌肉進(jìn)入緊張狀態(tài)，從而有效地進(jìn)行緩沖，并能夠及時地調(diào)整重心運(yùn)動方向，保證動作的成功完成。

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