我国优秀男子撑竿跳高运动员助跑起跳技术的运动学研究

王 鹏，王继艳，严波涛

1 前言

撑竿跳高是包括跑、跳以及体操技术于一体的田径项目，对运动员的技术要求非常高，在金属竿时代，我国男子运动员曾经接近世界最好成绩。然而，从20世纪90年代开始，我国男子撑竿跳高的发展处于停滞不前的状态，由于撑竿材质的原因，撑竿跳高的技术也相应发生了一些变化，我国运动员往往是撑竿换了但是技术没有相应进行改进，从而导致运动成绩并没有明显提高。因此，本文对我国现役最好成绩在5.60 m以上的3名男子撑竿跳高运动员的助跑起跳技术进行系统分析，并将部分重要数据同世界优秀运动员进行对比，找出我国运动员的技术差距和存在问题，以期为改进我国优秀男子撑竿跳高运动员的技术提供有意义的建议，提高训练的科学化水平，并且总结现阶段比较先进的“自由起跳”起跳方式的技术特征。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

本文研究对象为参加2008年全国室内田径锦标赛（上海站）的前3名撑竿跳高运动员，他们是现阶段国内男子撑竿跳高最好的运动员，在第11届全运会上包揽了前3名（表1），并对2005年田径世界锦标赛男子撑竿跳高决赛的运动员（文中的 Elite运动员）和布勃卡的部分技术指标进行对比分析。通过对BM I进行显著性检验，P＞0.05，中、外运动员的身体条件无统计学显著性差异。

表1 研究对象的基本情况一览表

2.2 研究方法

2.2.1 文献资料研究

主要通过查阅期刊和书籍了解并分析国内、外有关撑竿跳高的研究现状，获得相关的文献资料。

2.2.2 专家访谈

根据研究的目的和任务，访问了撑竿跳高的教练员及运动生物力学专家，为研究指标的确定和研究方法的运用提供了准确依据。

2.2.3 平面定点摄像

采用松下 AG-DVG180摄影机 1台和 2台美国PULN IX公司生产的 CCD高速扫描摄像头（TM-6710CL），松下摄像机置于跑道右侧20 m处，机高为1.2 m，拍摄频率为50帧/s，主光轴垂直于运动平面正对起跳点位置，拍摄运动员倒2步至过杆落垫的完整技术；高速摄像头机高为1.2 m，拍摄频率为120帧/s，拍摄距离为20 m，其中一台机位同松下摄像机，另一台置于起跳点后6 m处，比赛前后分别拍摄标尺（图1）。

图1 拍摄平面示意图

2.2.4 影像解析

解析采用Dartfish 4.5和APAS软件，根据研究需要选取19个关节点，经过数字化转化，并采用低通数字滤波法对原始数据进行平滑处理，平滑系数常速为6，高速为8。

2.2.5 数理统计

运用SPSS 10.0软件的数据分析模块对所得原始数据通过描述行统计和单因素方差分析，获得平均数、标准差等统计学数据。

2.2.6 本文研究阶段划分及相关说明

助跑阶段：倒3步脚着地时刻至起跳脚着地时刻的阶段，即TD3至TD。

起跳阶段：起跳脚着地时刻至起跳脚离地时刻的阶段，即TD至TO。

TD1，2，3：助跑阶段倒1步，倒2步，倒3步脚着地时刻。

TO1，2，3：助跑阶段倒1步，倒2步，倒3步脚离地时刻。

take off-dist：起跳距离，即起跳点距离穴斗的水平距离。

图2 撑竿跳高技术阶段划分示意图

3 结果与分析

3.1 助跑技术

德国运动生物力学专家Falk SCHADE认为，助跑阶段的目的是为人体作用于撑竿时提供动能，有两点是最重要的：1）运动员必须在以最大可控速度完成起跳和插穴技术的前提下，充分利用起跳腿起跳和上肢及躯干在撑竿插穴时的能量转移[14]；2）只有准确地踏上起跳点时才能实现， 8 cm左右基本不会影响到起跳和插穴动作[15]。本文主要从助跑速度、助跑步长、助跑时运动员控制撑竿的技术3个方面分析助跑技术。

3.1.1 助跑速度

助跑速度是动能获得主要阶段[3，5，6，8]。在 7～2 m阶段（表2），助跑速度与成绩并没有呈明显的正相关，但是3名运动员在最高试跳高度上都是助跑速度最快，说明较快的助跑速度是获得好成绩的基础；从助跑平均速度的对比来看，大部分运动员都表现出加速的状态，阶段平均速度差值为正值。助跑速度我国运动员比世界级运动员慢，考虑到试跳的平均高度，速度差距并不大。刘飞亮试跳5.62 m时（表3），平均速度快于世锦赛前4名试跳5.65 m时的速度。从最后4步的助跑速度变化来看，刘飞亮除倒1步的平均速度比上一步表现出增速以外，其他都表现出减速的趋势，杨泉表现出不断增速的状态，杨雁盛则是增—减—增的趋势。从原理上来说，杨泉助跑速度的变化趋势是正确的，刘飞亮和杨雁盛需要控制后4步的平稳性；杨雁盛最后一步的重心平均速度最慢，这与不稳定的重心速度变化有关系，需要改进最后4步的节奏，提高重心速度。

表2 2005年世界田径锦标赛男子撑竿跳高决赛前9名运动员助跑速度一览表 （m/s）

表3 研究对象最后4步重心速度一览表 （m/s）

3.1.2 助跑阶段最后3步的步长

助跑最后几步步长对助跑速度以及速度的损失程度有重要的影响，通常认为倒1步步长较倒2步步长要小[11，13]。但在本研究中除杨雁盛以外（表4），其他2名运动员都是倒2步步长短于倒1步步长，按照常规理解，这2名运动员在倒1步出现了“拉大步”的现象，布勃卡的倒2步步长差值达到了12 cm，我国运动员的步长变化与世界优秀运动员有差异。刘飞亮在成功试跳5.62 m时，倒1步比倒2步步长长21 cm。可见，最后2步步长之差和成绩的相关性并不明显。主要因为倒1步步长受限于起跳点，如果踏上起跳点的误差超过±8 cm，基本上不会试跳成功。倒2步步长比倒3步步长减少明显，除杨雁盛外，减少距离都大于20 cm，这个阶段是翻竿、举竿技术开始的时机会，对运动员的步长产生影响。

3.1.3 助跑阶段撑竿和人体的关键特征

现代撑竿跳高技术在助跑阶段的最大变化是强调上握手在同侧髋附近，即便降竿时也尽量不后移，主要靠高抬大腿、加快步频去“追赶”或平衡撑竿的前翻[9]。我国前三名运动员助跑后段（图3），倒二步翻竿之前，上握手都是在同侧髋附近，但是撑竿与地面的夹角出现明显不同，刘飞亮的持竿角度最大（表5），其次是杨泉，杨雁盛的最小，差异明显，这说明杨雁盛和杨泉降竿更早一些，过早的降竿对助跑速度会有一定影响（表3）。

握竿高度是评价运动员水平的重要指标，一般水平越高，握竿高度也越高，握竿高度占试跳高度的 84％左右[12]。刘飞亮和杨雁盛的握竿高度较为相似，杨泉只有4.85 m，而 Elite运动员的握竿高度为4.89 m左右，说明在握竿高度上同世界级运动员并不存在差距。在握宽这个指标上，刘飞亮较杨雁盛和杨泉都要宽，达到了0.85 m，另2名运动员较为相似。

表4 研究对象最后3步步长一览表 （m）

表5 研究对象倒4步和倒3步阶段撑竿和人体关键特征一览表

图3 研究对象持竿助跑示意图

图4 研究对象开始翻竿瞬间示意图

从持竿技术的外形上看，刘飞亮不同于另2名运动员，应该属于两种对持竿助跑技术的理解。刘飞亮的持竿角度较大，可以更好控制自己的速度，而较小的持竿角度可以更好利用撑竿的前翻拉力，但是角度较小的技术在控制最后几步的助跑速度时会出现困难。刘飞亮较大的肘关节角度和握宽能够更好的控制撑竿，上手更靠近同侧髋关节，在进入倒2步翻竿、举竿环节，较大持竿角度可以获得更大的前翻拉力，缩短降竿的时间，有利于后面起跳技术的完成。在翻竿时机的选择上，现在国际上男子撑竿跳高运动员大部分都是采用两步起跳[7]。布勃卡举竿插穴动作始于倒2步着地之前，这样会有足够的时间做好插穴起跳动作[9]。刘飞亮翻竿更早（图4），在倒2步脚还没着地就已经开始翻竿技术了，杨泉是在倒2步摆动腿前摆阶段开始，杨雁盛是在倒2步摆动腿后摆阶段开始。翻竿时机同起跳方式有着很大的关系，它对完成插穴起跳技术有着重要的影响，更早的翻竿会使竿头更快触及穴斗，而后沿穴斗斜面滑行到达底部，保证较远的起跳点，翻竿过晚会影响起跳距离以及撑竿对人体的阻力，不利于保持起跳速度。

3.2 起跳技术

3.2.1 起跳方式

撑竿跳高的起跳技术主要有两种方式，一种是传统的“跑进竿下，逼压撑竿”的起跳方式，另一种是较先进的“自由起跳”。我国撑竿跳高研究者认为，“自由起跳”方式的实质是起跳时机的相对提前，在起跳腿蹬伸时竿头才抵及穴斗底端，摆脱撑竿阻力的限制，尽量维持身体重心的水平速度[3]。笔者认为，“自由起跳”对运动员起跳距离的要求较高，近距离肯定达不到先跳后插的要求。从动作外形上看，最明显的是上手投影点距离起跳点的距离要近，刘飞亮平均值远小于另外2名运动员（表6）；上握手与水平面的垂直距离要高，可以充分举竿，刘飞亮上握手与地面的距离最大，杨泉的最小，考虑到杨雁盛的身高，说明他举竿不充分。如果要减小撑竿的阻力，需要运动员尽快地完成翻竿、举竿的动作，使撑竿沿着穴斗的斜坡向前滑行，这段距离可以让运动员在完成着地缓冲技术时不受撑竿的约束，加上撑竿刚接触穴斗时产生向下的惯性力，在视觉上撑竿会形成明显的“反弓”，刘飞亮最为明显（图5），而且持续的时间也更长，通过叠加对比看到，刘飞亮还在保持“反弓”时，其他2名运动员已经出现了“正弓”。杨泉和杨雁盛的反弓持续时间短，说明竿头触及穴斗的时间较晚，原因是翻竿时机较晚（图4），举竿、插穴完成的仓促。撑竿的“反弓”特征出现的时机和持续时间可以用来判断运动员的起跳方式，出现的“反弓”越大就代表着运动员这个阶段受到水平向后的反作用力越小，是指导训练和比赛的重要指标。3名运动员的撑竿出现最大反弓的时刻不同，杨雁盛和杨泉基本上是在起跳脚着地瞬间，而刘飞亮则出现的更晚一些，这和起跳点的远近有密切关系，起跳点近，撑竿触及穴斗所用的时间越短，出现反弓的弧度也较小，反弓不明显，反作用力出现的也会越早，因为正弓的出现意味着反作用力的增大。

表6 研究对象起跳阶段部分距离一览表

起跳距离国内研究的较少，但它是非常重要的指标，起跳距离的远近主要是由运动员的起跳方式决定的，“自由起跳”起跳距离远，对助跑速度和握竿高度要求较高。刘飞亮的起跳距离最远（表6），试跳5.62 m的起跳距离远高于世界级运动员的平均值，但是杨泉和杨雁盛的起跳距离则低于世界级运动员。杨雁盛的握竿高度同刘飞亮接近，而起跳距离远小于刘飞亮，这会导致起跳时上握手投影点与起跳点的距离加大，他的距离达到了0.21 m以上。在起跳脚离地瞬间，刘飞亮的撑竿刚开始弯曲（图6），而另2名运动员撑竿已经出现一定的弯曲度，从这个姿势可以看出，刘飞亮水平速度的损失肯定要小于另外2名运动员，起跳离地瞬间正弓弧度也越小。笔者认为，刘飞亮的起跳方式属于典型的“自由起跳”，杨雁盛和杨泉属于“跑进竿下，逼压撑竿”。杨雁盛由于握点较高，需要增加自己的起跳距离，改变自己的起跳方式。杨雁盛和杨泉都需要提前翻竿时机，使插穴时间更充裕，减小由于插穴时间紧迫产生的重心水平速度损失。从动作形态上看，刘飞亮向前性是最好的，躯干前倾明显，整个用力方向是向前上方的，而杨雁盛和杨泉的躯干，特别是杨雁盛后仰明显。观察图6还可以看到，2名山东运动员摆动腿的大小腿折叠紧密，可以获得较快的摆动速度，而杨泉大小腿折叠不充分，影响他摆动腿的摆动速度，对摆动效果会有一定的影响。

3.2.2 起跳阶段重心的速度特征、时间特征和腾起角度

离地时刻的重心速度是衡量起跳技术的好坏的指标。跳过5.80 m以上的运动员最后5 m助跑速度都在9.6 m/s以上，布勃卡在跳过6.01 m时的最后5 m助跑速度高达9.77 m/s[9]。我国运动员起跳着地瞬间重心的平均速度为9.034 m/s，仅从助跑速度来说，不具备5.80 m的水平。在起跳着地阶段，失败高度上的重心速度都要小于成功高度（表7），这说明起跳着地瞬间的重心速度对能否成功试跳有很大影响，成绩最好的刘飞亮，在起跳着地瞬间的重心速度远大于另外2名运动员，这都证明重心基础速度的重要性。

图5 研究对象撑竿的“反弓”与叠加对比示意图

图6 研究对象起跳离地瞬间技术示意图

起跳离地时刻刘飞亮重心合速度最大（表7），重心水平速度的着离差和损失率最小，甚至比世界优秀运动员的平均值都要低，这说明他的起跳技术较好。杨雁盛和杨泉速度损失率较大，杨泉两跳的损失率都超过了20％，从查阅的资料来看[3]，1992年我国男子前4名运动员的平均损失率为22.14％，说明现阶段速度损失率有所减小。值得关注的是，刘飞亮的速度损失率按照现有数据和“自由起跳”的观点来看，已经达到甚至超越世界级水平，不过，刘飞亮在失败高度上速度损失率要小于成功高度，成功高度上的重心垂直速度要大于失败高度。笔者认为，更低的速度损失率要以一定的垂直速度作为基础，才不会影响竿上技术的完成。

表7 研究对象起跳阶段重心速度特征一览表 （m/s）

插穴时间可以反映运动员插穴时机，刘飞亮的插穴时间最长（表8），2个跳次都超过了0.06 s，说明翻竿越早，运动员插穴的时间越长。插穴时间同起跳距离有很大的联系，起跳点近，因为有握竿高度固定，撑竿不可能在穴斗的斜坡上滑行，只有加大起跳距离，才能获得撑竿和穴斗斜坡较长的接触时间，而这段时间是形成撑竿“反弓”最主要的时期，杨泉最近的起跳距离和最短插穴时间证明起跳距离对插穴时间和撑竿“反弓”的重要性。

起跳时间与插穴时间差是由起跳时间减去插穴时间得到的，一般优秀撑竿跳高运动员的起跳时间相差不大，起跳时间同插穴时间呈反比，差值越短越好。因为插穴时间越长，所受的阻力较小。我国学者经常说的“先跳后插”是一种误解，撑竿跳高中不会出现这种起跳方式，本文通过分析高速技术录像，认为应该是“跳插同时”型，在插穴时间上较长，起跳与插穴差值较短，插穴结束时就是起跳即将结束时。国外优秀运动员的起跳与插穴时间差的平均值为0.02 s[2]。我国运动员远高于国外运动员，其中，杨雁盛和杨泉的差异较大，刘飞亮差异不明显。

国外优秀运动员的腾起角度平均为18.3°[3]。我国运动员略大于国外运动员（表8），刘飞亮和杨雁盛个别跳次的腾起角度处于17°～18°之间，差别不明显。杨泉的腾起角度最大，加上水平速度损失率和起跳腿离地瞬间的膝关节角度，说明杨泉起跳时更注重向上，他应适当调整自己的起跳方向，获得更快的向前速度。起跳时间是运动员从起跳脚着地到起跳脚离地瞬间的时间间隔，起跳越快越好，我国运动员起跳时间的平均值要快于布勃卡（表8）[1]，但是考虑到研究方法的不同，可比性不大。本文的起跳时间是通过分析拍摄频率为120帧/s的高速摄像机获得的，精确度较高。杨泉的起跳时间最快，说明杨泉的起跳是比较迅猛的，但是从图6摆动腿的膝关节角度来看，他起跳动作不规范，也不够充分，影响了起跳效果，因此，需要改进摆动腿的摆动技术，提高起跳技术的规范性。

4 结论

1.我国优秀男子撑竿跳高运动员7～2 m阶段的重心平均速度同世界级运动员差距不明显。最后4步杨泉的助跑速度呈良好的递增趋势，刘飞亮的助跑速度在倒1步出现了增加，其他3步呈递减趋势，杨雁盛则是增-减-增的变化趋势。

2.撑竿跳高最后2步步长呈递减的趋势是最理想的状态，倒1步步长受限于跳点，倒2步步长同翻竿时机有很大的关系，刘飞亮和杨泉最后2步的步长没有呈现出逐步递减的趋势，说明最后2步的步长比例还需要优化。

3.我国运动员在握竿高度上同世界级运动员差异不明显，杨雁盛和杨泉的翻竿时机过晚会影响起跳距离以及增大撑竿对人体的阻力，不利于起跳阶段水平速度的保持。

4.刘飞亮采用“自由起跳”的起跳方式，其主要技术特征是起跳距离远，握竿高度较高，插穴时间充分，撑竿表现为“反弓”弧度明显，“正弓”开始于起跳离地瞬间，属于“跳插同时”型。撑竿正反弓出现时机和弧度大小是评判起跳技术的重要指标。

5.在起跳阶段，刘飞亮重心水平速度保持较好，而杨泉和杨雁盛在起跳阶段的重心水平速度损失率较大，是制约起跳效果的主要原因。

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