我国优秀直道栏运动员跨栏步摆动动作运动学参数对比研究

葛 青

(天津体育学院 田径教研室，天津 河西区 300381)

我国优秀直道栏运动员跨栏步摆动动作运动学参数对比研究

葛 青

(天津体育学院 田径教研室，天津 河西区 300381)

运用影片解析等方法对我国部分优秀男女直道栏运动员跨栏步摆动动作相关运动学参数进行对比研究。结果表明,着地时我国男、女直道栏运动员摆动腿大腿已摆过或接近身体重心投影点的垂直面，大腿前摆的时机与幅度符合过栏的要求，且男子高栏运动员摆腿幅度、攻栏意识均优于女子百米栏运动员。摆动腿下压动作始于身体重心位于栏前、摆动腿摆到最高位时，女运动员略早于男子高栏运动员。下栏着地时女运动员身体重心高于男子。

直道栏运动员；跨栏步技术；摆动动作；对比研究

1 引言

随着刘翔在直道栏上的突破，人们越来越重视直道栏的技术细节和科学地选用训练手段。然而在查阅大量文献后，我们发现关于跨栏步摆动动作的相关定量研究相对薄弱，已成为制约跨栏跑理论深入研究的瓶颈。

本文通过对我国部分优秀男、女直道栏运动员跨栏步摆动动作的一些运动学参数进行对比研究，探寻男、女直道栏运动员摆动动作异同点及规律，为体育工作者、教练员、运动员正确理解跨栏步摆动腿技术提供运动学依据及分析思路。

2 研究对象与方法

2.1研究对象

女子100m栏运动员3人次(13.31-13.54s)，男子110m栏运动员4人次(14.05-14.23s)。

2.2研究方法

2.2.1高速摄影及影片解析

运用国产“春风”牌16mm高速摄影机，固定镜头、焦距，定点拍摄女子100m栏第五栏跨栏步技术。摄影机位于跑道外正侧面，距跑道内突沿13.80m，机高1.00m，主光轴正对第5栏。拍摄频率每s100格，校正频率每s96格。

采用华航TP-3型运动分析仪进行运动图片解析，选用松井秀治人体模型参数，原始数据经5点3次平滑处理与常规统计学计算。

本研究采用的主要生物力学指标及其定义如下：

摆动腿大腿前摆角——通过髋关节中心的水平线与同侧髋、膝关节中心连线的后夹角(顺时针夹角)。

摆动腿大腿最大前摆角——最大前摆时大腿的角度。

小腿最大折叠角——摆动时膝角的最小值。

两大腿夹角——右膝、髋连线与髋、左膝连线所构成的夹角。

大腿前摆时平均角速度——摆动腿大腿前摆阶段平均角速度。

大腿下压时平均角速度——摆动腿大腿下压阶段平均角速度。

2.2.2对比分析法

查阅相关文献资料60余篇，在此基础上获取与本研究有关的跨栏跑及短跑的相关技术参数，进行对比研究。

3 研究结果与分析

3.1支撑阶段摆动动作技术特征

3.1.1大腿摆动的技术特征

摆动腿大腿前摆角是衡量摆腿技术优劣的重要指标，该角度的变化表明了大腿摆动的技术特征。

当起跨脚踏上起跨点时，摆动腿大腿前摆角女子为89°±3.53，比男子小3°；两大腿夹角女子较男子大6°。说明我国男、女直道栏运动员着地时大腿已摆过或接近身体重心投影点的垂直面，摆动腿大腿前摆的时机与幅度符合过栏的要求。

表1 我国部分优秀直道栏运动员起跨腿支撑阶段相关角度参数(单位：度)

表1数据显示，我国直道栏运动员起跨腿着地角女子较男子大4°；支撑腿膝、踝角分别比男子小6°-2°；躯干前倾角较男子小3°。从上述数据可以推断，我国女子百米栏运动员栏前身体重心距支点的水平距离较男子近，起跨腿着地瞬时身体重心位置相对较高，起跨攻栏动作较为积极。该姿势有利于保持栏前水平速度，为快速过栏创造了条件。此结果或许与女运动员身材较高，栏架相对较低有关。

最大缓冲瞬时，我国女子直道栏运动员摆动腿大腿前摆角为122°±9.27，比男子小18°；躯干前倾角男、女分别减少了6°和5°。这种上体积极跟进动作有助于加快过栏速度，减少栏上水平速度的损失，是跨越一定高度栏架所必需。

蹬离地瞬时，摆动腿大腿前摆角女子为166°±3.79，小于男子高栏运动员(184°±3.3)；两大腿夹角男、女均呈急剧增加的趋势，但女子增幅略小于男子。从着地到蹬离地，摆动腿大腿绕髋关节转动的扇形角度男子为92°，女子为77°，说明男子高栏运动员的摆腿幅度、攻栏意识均大于女子百米栏运动员，与跨越不同高度栏架吻合。起跨蹬地角女子大于男子，由此可以推断我国优秀女子百米栏运动员起跨点较男子高栏运动员近，与《田径运动高级教程》论述吻合。

3.1.2小腿摆动的技术特征

摆动腿膝角的变化表明了小腿摆动的技术特征。表2为我国部分优秀男、女直道栏运动员起跨腿支撑阶段摆动腿膝角变化情况。

表2我国部分优秀直道栏运动员起跨腿支撑阶段摆动腿膝角变化情况(单位：度)

摆动腿膝角男子女子差值起跨着地瞬时81±9．985±20．6-4最大缓冲瞬时39±1．235±3．744蹬离地瞬时55±9．244±4．211

从着地到蹬离地，摆动腿小腿绕膝关节转动的扇形角度男、女分别为26°与41°，膝关节角度从着地至最大缓冲时的变化幅度大于最大缓冲至蹬离地时,男、女直道栏运动员均呈前大后小的特征。与短跑运动员前小后大的变化特征相反。这种规律是否与跨越一定高度的栏架有关，有待进一步研究。从最大缓冲至蹬离地，男子摆动腿膝角的变化幅度大于女子，除与栏架高度有关以外，还可说明男子的攻栏意识强于女子。

3.1.3摆臂技术特征

从八个时相(1.着地缓冲、2.最大缓冲、3.离地、4.摆动腿摆到最高位、5.身体重心在栏上、6.摆动腿下栏着地、7.最大缓冲、8.蹬离地)分析跨栏步大臂和小臂的摆动动作特征。肩角变化表明了跨栏步大臂摆动的技术特征。从起跨脚着地到摆动腿摆到最高位，起跨腿同侧大臂角呈增加趋势，女子大臂向前摆动的扇形角度为71°±7.52，较男子小23°；最大肩角女子为114°±12.29，较男子小17°，出现在摆动腿摆到最高位时相。随摆动腿下压，大臂回摆肩角变小至摆动腿着地瞬时肩角达最小。之后肩角增大至摆动腿蹬离地时男、女分别为96°和86°。从摆动腿着地到离地，起跨腿同侧大臂向后摆动的扇形角度男、女分别为37°和56°。

摆动腿同侧肩角的变化规律：起跨脚着地缓冲瞬时最小，男女分别为7°和6°，之后向后摆至摆动腿摆到最高位时达最大，分别为54°和55°。大臂向后摆动的扇形角度为47°和49°。随摆动腿下压同侧大臂回摆，肩角变小至摆动腿下栏着地瞬间肩角达最小。之后肩角增大至摆动腿蹬离地时，女子较男子大9°。从着地到离地摆动腿同侧大臂向前摆动的扇形角度男、女分别为12°-24°。肘角变化表明了跨栏步小臂摆动的技术特征。但从测量数据我们发现，男、女直道栏运动员个体间肘角差异较大，较难寻求共性规律。

3.2腾空阶段摆动动作技术特征

表3 我国部分优秀直道栏运动员腾空阶段摆动动作角度参数(单位：度)

表3为我国部分优秀直道栏运动员腾空阶段摆动动作技术参数。进入腾空过栏阶段，人体转入无支撑状态，摆动腿大腿顺惯性继续向前上方摆动，在摆动腿摆到最高位时，男、女分别达最大前摆角。摆动腿从蹬离地至前摆到最高位用时男、女分别为0.161s±0.004和0.123s±0.058。摆动大腿绕髋关节转动的扇形角男、女分别为21°±0.5与32°±6.16。上述数据说明女子百米栏运动员的摆腿速度和幅度均快于男子高栏运动员。这或许与栏架高度和运动员身高有关。资料显示，中外优秀男子高栏运动员栏高与身高比值为1∶1.74，而我国部分优秀女子百米栏运动员栏高与身高比值在1∶2.04以上。

研究数据显示，我国优秀直道栏运动员其摆动腿的下压动作始于身体重心位于栏前、摆动腿摆到最高位时，女运动员略早于男子高栏运动员。我们从摆动腿摆到最高位到身体重心在栏上的相关角度变化便可得以证实。从摆动腿摆到最高位到身体重心位于栏上，躯干前倾角男、女分别减小了9°-4°，而躯干与摆动腿的夹角却分别增大了4°-13°；大腿前摆角减小了18°-20°；两臂肩角迅速减小，起跨腿同侧臂肩角变化尤为明显，男女分别减小了87°-55°；摆动腿同侧臂肩角分别减小了23°-17°。从上述数据我们推断出摆动腿摆到最高位之后，即开始快速下压、起跨腿积极向前提拉的并腿剪绞动作。栏上躯干较大程度的前倾，有利于降低栏上身体重心，减小跨栏步与栏间跑身体重心的波动差，有助于加快摆动腿下压速度。

表4 我国部分优秀直道栏运动员摆动腿支撑阶段相关角度参数(单位：度)

表4为我国部分优秀直道栏运动员摆动腿支撑阶段相关角度参数。下栏着地瞬时，男、女运动员摆动腿着地角均大于起跨攻栏时的着地角，说明我国男、女直道栏运动员摆动腿下栏着地积极，支点更接近身体重心投影点。且女子摆动腿的膝、踝角大于起跨攻栏时的膝、踝角，男子相反；说明我国女子直道栏运动员栏后身体重心高于男子。躯干前倾角男、女均小于起跨脚踏上起跨点瞬时，两大腿夹角均大于起跨脚踏上起跨点瞬时，从一个侧面反映出我国男、女直道栏运动员跨、跑衔接较为紧密、连惯，为快速转入栏间跑奠定了基础，符合现代跨栏跑的发展趋势。

3.3跨栏步支撑与摆动时相结构特征

整个跨栏步女子直道栏运动员摆动腿大腿前摆时间(0.198±0.045) 与下压时间(0.198±0.038)相同，男子高栏运动员摆动腿大腿前摆时间(0.268s±0.014)较下压时间(0.213s±0.014)长，该结果与短跑摆动动作的研究结果相似。

跨栏步摆动腿的摆动动作，其动作时相的划分与短跑摆动动作稍有区别，即摆动大腿分为前摆与下压两个亚时相(短跑为后伸，前摆及下压三个亚时相)，男、女分别占各占摆动时间(跨栏步时间)的55.4%、44.6%与52.7%、47.3%。摆动小腿折叠时间不足短跑四分之一，小腿打开与相对稳定的时间很接近。

4 结论与建议

1)我国男、女直道栏运动员着地时摆动腿大腿已摆过或接近身体重心投影点的垂直面，大腿前摆的时机与幅度符合过栏的要求。且男子高栏运动员的摆腿幅度、攻栏意识均优于女子百米栏运动员。

2)起跨腿支撑阶段，我国男、女直道栏运动员摆动腿小腿绕膝关节转动的扇形角度从着地至最大缓冲膝角变化幅度大于最大缓冲至蹬离地时,呈现出前大后小的特征，与短跑运动员前小后大的变化特征相反。

3)摆臂技术特征：最大肩角分别出现在摆动腿摆到最高位和摆动腿蹬离地瞬时，且起跨腿同侧臂肩角均大于摆动腿同侧臂肩角；起跨腿同侧臂向前摆动的扇形角度大于向后摆动的扇形角度，而摆动腿同侧臂相反。

4)摆动腿下压动作始于身体重心位于栏前、摆动腿摆到最高位时，女运动员略早于男子高栏运动员。下栏着地时女运动员身体重心高于男子。

5)支撑时期，女子百米栏运动员摆动腿大腿前摆时间与下压时间相同，小腿打开时间是小腿折叠时间的4.9倍；男子高栏运动员摆动腿大腿前摆时间长于下压时间，小腿打开时间是折叠时间的4.6倍。

6)女子百米栏运动员摆动大腿前摆的平均角速度快于大腿下压时的平均角速度，男子相反。而摆动小腿折叠平均角速度男、女均快于小腿打开的平均角速度，与短跑的研究结果差异较大。

建议在跨栏跑训练中，应加强摆动腿伸髋、伸膝肌群的快速力量及动作速度训练和上肢、躯干力量训练，以达到缩短过栏时间，加快“剪绞”速度，提高跨栏跑成绩的目的。

[1] 郭俊人，冯敦寿.女子100m栏优秀运动员全程技术研究[J].田径指南，1998(7)：63-75.

[2] 冯敦寿，郭俊人.中国女子百米优秀运动员途中跑技术研究[J].田径指南，1998(7)：8-13.

[3] 冯敦寿.七届全运会女子100m栏技术分析[J].田径指南，1998(7)：191-198.

[4] 李诚志，黄宗成.百米技术研究之二——摆动的生物力学分析[J].四川体育科学，1986(4)：25-27.

AStudyontheKinematicsParametersoftheSwingingMotionofSomeExcellentStraightTrackAthletes

Ge Qing

(The Teaching Research Office of Athletics,Tianjin University of Sport,Hexi，300381，Tianjin，China)

This article delves in conducting a comparative study on the relevant kinematics parameters of the swinging motion of hurdle strides of some excellent straight track athletes,by using film analysis.The result denotes when touching the land,the swinging thigh has passed or approached the perpendicular phase of the projection of center of body,and the forward swing of thigh fits the request of hurdling.Besides the men athletes have better consciousness in hurdling than women.When landing center of body of the women athletes is higher than men's.

straight track athletes;hurdle-striding technique;swinging motion;comparative study

2010-12-08；

2011-02-10

葛青(1961-)，女，天津人，副教授，硕士研究生导师，研究方向：体育教育，运动训练理论与方法。

G822.6

A

1672-1365(2011)03-0048-03