国家优秀女子速滑运动员直道滑行中下肢功率情况分析

王新　夏娇阳

摘要：为了有效评价运动员下肢各环节在蹬冰过程中的贡献情况，借助爱捷三维录像解析系统和CYBEXNORM等动测试装置获得国家健将级女子速滑运动员的运动学和动力学数据，并采用牛顿差值计算方法计算出与实际运动学数据相对应的关节力矩，在此基础上计算出下肢各环节在蹬冰时功率输出值。研究结果表明：髋关节在单支撑阶段适当伸展，有利于增加整个蹬冰阶段的大腿功率输出；高速度、大角度伸膝肌群肌力差，引起两人小腿峰值功率过早出现，减少双支撑蹬冰阶段功率输出；踝关节肌力不足，刻意展踝，加重了伸小腿肌力不足现象，减少小腿在整个蹬冰过程中的作用。

关键词： 女子；速度滑冰； 环节功率；运动学；动力学；力矩；下肢功率

中图分类号： G 862.1文章编号：1009-783X（2012）04-0381-04文献标志码： A

体育运动中很多运动项目的成绩与每次所作功的数量和运动频率的乘积密切相关^[1-3]，运动环节的功率是速度和力量项目的综合评价指标，通过功率分析可以找出运动员在运动学和动力学方面的不足，为训练和提高运动成绩提供定量依据。采用逆动力学法对运动员进行功率输出情况的实验研究^[4-8]，即利用运动解析获得的位移二阶导数—加速度和动力学方法获得的环节末端的一维力矩值，反推各个环节的功率输出情况，计算不仅繁琐，而且误差非常大。因为解析中的加速度，误差是速度的倍数级，而且很多项目的发力特点是不能用一维数据代表的。为了准确找出我国运动员在运动中所存在的问题，并且填补我国在此方面的研究空白，研究尝试用另一种更为合理的环节肌肉力矩方法，将动力学和运动学数据结合起来，利用VB 6.0编程语言计算并分析下肢各环节在运动时的功率输出情况，从而提高分析的方便性和准确性。

1研究对象和研究方法

1.1研究对象和测试方法

受试者为2名女子国际健将级速滑运动员邢爱华和赛娜，且2名受试者均接受过等动测试，测试稳定性较好。人体模型采用四刚体模型 ，分别为躯干（包括头、颈、躯干）、大腿、小腿、足。运动学参数采用2架M 9000高速摄像机，对9运会比赛中2名运动员500 m直道的蹬冰情况进行三维定点拍摄，2名运动员的成绩分别为40 min 23 s和40 min 87 s。2架摄像机一架与滑道相垂直，且架在出换道区处，与滑道距离25 m左右，另一架摄像机为了保证与侧面数据同质，架在运动员滑进的前方滑道外，距侧面拍摄画面25 m左右。用CYBEX NORM等动测试仪测2名运动员髋、膝、踝3关节屈伸肌群向心和离心的力矩。向心一套试验由8种角速度的试验组成，分别为：60°/s，120°/s，180°/s，240°/s，300°/s，360°/s，420°/s，480°/s；实验时，角速度间休息20 s，套间休息30 min。每个人做3套试验，取其最优一次的数据。

1.2计算原理

利用环节肌肉力矩功率计算公式计算下肢功率输出情况：