优秀男子羽毛球运动员后场反手击高远球的运动学分析

海涛 舒伟 李明

摘要：运用三雏运动学测量方法对羽毛球反手击高远球运动技术的分析在国内尚属首例，以北京羽毛球队4名优秀羽毛球男子青少年队员为研究对象，使用2台SONYl080i高清常速摄像机以50帧／s的拍摄频率，采集三维运动影像资料，并采用艾利尔录像解析系统进行图像解析，并采用文献资料法，录像分析、数据统计等研究方法，对他们在完成后场反手击高远球动作有关运动学参数进行分析，以此来微调他们的反手击高远球技术细节、提高击球的质量，同时为教练员的训练提供一些数据参数，增强对青少年的理论和实践意义，也为北京羽毛球青少年反手击高远球技术的发展提供数据参考。结论：1)优秀羽毛球运动员在引拍阶段右肩关节角是依次增大的，而右肘关节呈现不规律变化，其目的是调整击球动作和使其更符合肌肉收缩特性。2)在引拍结束时刻，优秀羽毛球运动员右手的平均线速度呈现出最大值，右上肢运动在球拍与球触及前是符合鞭打动作原理的。3)在击球时刻，优秀羽毛球运动员肩关节角度达到动作全过程最大值，这样是为了争取高的击球点，各关节点的速度变化呈一定的时序性，表现为离躯干最远的环节右手速度最大，其次为右腕关节速度和右肘关节速度，这样能为击球聚集更多的动能。4)优秀羽毛球运动员的后场反手击高远球动作发力集中部位并不相同，我国的3名运动员主要充分地利用转肩和转髋的力量，而国外的Misha是充分借助右脚的蹬伸和躯干的扭转力量。

关键词：羽毛球运动员；后场反手技术；运动学分析

中图分类号：G847

文章编号：1009 783X(2012)02-0151一06

文献标志码：A

羽毛球运动是一项技术要求细腻、灵活多变，集多种能力为一体的全身性隔网对抗型运动项目。现代羽毛球运动随着新规则的实施，对羽毛球运动员提出了更高的要求，由于高远球是球员在防守和被动情况下，较充分地调整场上位置和比赛节奏。在高远球中反手高远球技术是运动员普遍存在的薄弱环节；因此，提高反手击高远球的质量，不但可以完善运动员的技术，填补技术上的弱点，而且在实战中能够使其变被动为主动，最终克敌制胜。通过查阅大量的文献发现，对羽毛球后场反手击高远球这项技术的研究还是一项空白。本文对4名优秀的羽毛球运动员在完成后场反手击高远球动作有关运动学参数进行分析，以此来微调他们的反手击高远球技术细节、提高击球的质量·同时为教练员的训练提供一些数据参数，增强对青少年的理论和实践意义，也为北京羽毛球青少年反手击高远球技术的发展提供数据参考。正因此，对羽毛球后场反手击高远球技术的研究与探讨很有必要。

1研究对象与研究方法

1.1研究对象

本文以优秀羽毛球运动员作为实验对象(运动员具体情况见表1)。其中3名为中国国籍，1名为以色列国籍。他们在多次国内外青年赛和团体比赛中取得过优异的成绩。本研究将拍摄的后场反手击高远球技术动作作为研究对象。

1.2研究方法

1.2.1文献资料法

在本文研究过程的前期，从图书馆体育文献数据库中，检索出有关羽毛球文献30多篇，硕士论文5篇，了解国内外该项日的研究现状；通过被测运动员的运动学参数进行分析比较，找出4名运动员在引拍阶段和挥拍击球阶段的不足和差距。

1.2.2实验法

1.2.2.1仪器设备

本研究采用的实验仪器设备有：2台同规格SONYl080i高清常速摄像机，拍摄频率50HZ、三角架3个，Peak三维标定框架1个。数据处理计算机，艾利尔录像解析系统。三维标定框架：

1.2.2.2实验内容及过程

在什刹海北京羽毛球队场地用2台Sonyl080i高清常速摄像机按照三维摄像测量的要求对3名北京队优秀羽毛球运动员和1名以色列优秀男子羽毛球运动员进行现场模拟比赛同步拍摄。2台摄像机一台放置与所拍摄运动员活动场地的左侧，距离运动员活动中心区域10 m，另一台放置于所拍摄运动员的对而，具体位于场地边线与单打后发球线的交点的延长线处，距离运动员活动中心区域11.8 m。2台摄像机与运动员活动中心区域的连线夹角为110左右，符合拍摄夹角大于60。小于120。的拍摄要求。拍摄频率为50Hz，快门速度为1／425s对运动员场上模拟比赛进行定点拍摄。在拍摄前提前开机，拍摄结束后停机，完整地记录了羽毛球后场反手击高远球技术的全过程，选择4名运动员最好的一次动作作分析。

击球区域的标定及场地回球有效落点区划分，因摄像机拍摄范围的限制，为了取得完整的画面，根据羽毛球后场范围的界定，被测者击球点选定反手区域端线至场内约1m处的范围内，要求运动员在此区域完成击球动作。在被测者对面场地划出距端线1m的场地区域作为有效落点区来记录击球落点。

1.2.2.3录像分析系统

采用美国Ariel分析系统对4名羽毛球运动员后场反手技术动作进行解析，定量分析挥拍击球阶段的动作技术。人体模型采用扎齐奥尔斯基人体模型，按照模型关节点和附加点的方式进行图像采集、标点，用三维标准DLT测量法获得数据。图像经数字化处理后，采用数字滤波法对数据进行平滑处理，截断频率为Fc—10。

1.2.3数理统计法

所得数据在计算机上采用Microsoft Excel2003对收集的数据进行处理分析。

2研究结果与讨论

2.1引拍阶段的分析

2.1.1引拍阶段右肩、右肘、右腕角度参数的分析

引拍阶段肩、肘、腕关节角度大小的变化反映被测者在引拍阶段上肢各关节的动作结构和伸展情况，上肢各关节的协同配合能有效在挥拍击球时刻将动能传给球拍，最后有效地完成击球被测的4名运动员右肩、右肘、右腕3个角度在引拍阶段的变化情况，根据羽毛球后场反手击高远球的引拍动作的要求，要求是一个回环动作，手臂回环并且内旋，手腕稍外展。由表可知，被测对象在引拍阶段右肩关节角都是依次增大的，是手臂回环靠近身体引拍的结果，4人在引拍阶段的右肘角呈现不规律的变化。这种变化可能是因为4名运动员根据自身的特点调整肘关节的角度为达、到有利于击球位置的引拍姿势，前臂在引拍结束前都做了不同幅度的内旋调整，而在引拍结束时刻都达到整个回环引拍阶段的最大值，并且均表现出右肩关节角大于右肘关节角。其中，队员桂彬的肩关节角和肘关节角相差最大，戚双双相差最小，说明桂彬肩肘抬得幅度比较高。理论上讲，当身体绕自身纵轴以一定的角速度带动上臂转动时，环节转动半径越大的位置获得的速度越大，反之越小。上臂的长度是一个不变量，只有通过改变上臂与身体间的角度来增大转动的半径。当上臂外展角为90。同时上臂水平伸角为180。肘角为90。时，身体转动的末端环节(前臂)将获得最大的角动量。在挥拍击球阶段更利于发力，能够为挥拍击球时争取高的击球点储存良好的势能，所以从理论上看桂彬的动作更有利于击球发力。4名被测者差别最大处在于腕关节的变化上。由表2可以看出，戚双双的腕关节变化是先减小后增大(最大值出现在引拍结束前0.02

s)，然后再减小，桂彬腕关节的变化是先增大(最大值出现在引拍结束前0.04 s)然后减小，黄国兴腕关节的变化是先增大(最大值出现在引拍结束前0.04 s)然后减小，Misha腕关节变化是先减小后增大(最大值出现在引拍结束前0.06 s)，然后再减小。腕关节的变化反映了挥拍的方向，最佳的发力状态应是由外展到内收，角度由大变小。从4名被测者腕关节角度变化和结合录像来看，队员桂彬和黄国兴的腕关节比较靠近躯干，利于挥拍击球。戚双双和Misha腕关节在内收一外展一内收之间迂回，这样的话就会在外展过程中产生的动量抵消一部分内收的动量。

2.1.2引拍结束时刻各环节速度参数的分析

羽毛球运动员的下肢要有快速向前、向后、向侧面移动和起跳的能力，最大速度要达到20m／s左右，比一个高水平短跑运动员的平均速度还要大。在场上移动的速度是判断1名优秀的运动员在场上移动好坏的指标之一，运动员引拍结束时刻各关节的速度变化情况直接影响着挥拍击球的效果以及击球时所获得的最大能量。该技术引拍阶段对步伐的要求为右脚前交叉跨到左侧底线，背对网，身体重心在右脚上，当对方来球落到击球者右肩的前上方时将球击出。由表6和表7可知，被测的4名运动员在引拍结束时刻，右手的平均线速度最大，其平均值为(5.07+3.14)m／s，符合鞭打动作原理，主要是通过左脚的蹬地，右脚跨步，躯干的扭转，储备一定的动量，然后传到肢体末端的环节上来实现的。其中桂彬右手的速度呈现最大值，为9.667 m／s，说明桂彬在引拍阶段更好地利用全身地协调用力。在各个关节点上，戚双双各关节的最大速度从大到小排列为：右踝、右肘、右手、右肩、右腕、右膝、左髋、右髋、左踝，左膝。桂彬各关节的最大速度从大到小排列为：右手、右腕、左髋、左膝、右膝、右肩、右髋、右踝、右肘、左踝。黄国兴各关节的最大速度从大到小排列为：右膝、右踝、左髋、右手、右髋、右腕、右肩、左膝、右肘、左踝。队员Misha各关节点的最大速度从大到小排列为：右踝、右腕、右手、右肘、右膝、右肩、右髋、左髋、左踝、左膝。由以上发力顺序可以看出，被测的4名运动员左踝的速度都小于右踝的速度，说明充分利用右脚的蹬地，戚双双、桂彬、黄国兴是左髋的速度大于右髋，说明在发力时都充分利用转髋的力量，戚双双、黄国兴、Misha 3位都是左膝小于右膝，说明在引拍结束时刻，该3位运动员都是通过右膝内旋的活动来降低身体重心。

2.2挥拍击球阶段的分析

2.2.1挥拍击球阶段速度参数分析

挥拍击球阶段，引拍臂(右)各关节动作核心是以极大的速度向前上挥拍。用挥拍幅度和挥拍时间衡量挥拍质量。挥拍幅度用挥拍距离表示，增大挥拍距离和减小挥拍时间可以提高球拍速度代表被测队员的挥拍速度、挥拍距离和挥拍时间，戚双双、桂彬、黄国兴在同一时间内挥拍距离分别为0.8、1.23、0.98 m，挥拍速度分别为13.48、20.55、16.37 m／s。经对比发现，该3名运动员在同一时间内，挥拍距离排序为桂彬大于黄国兴大于戚双双，被测的3名北京队运动员挥拍时间相等，说明该3名运动员在挥拍击球阶段的时间节奏一致，而桂彬的挥拍质量优于黄国兴和戚双双，队员Misha在挥拍阶段0.04 s挥拍距离为0.69 m，在时间和距离上都短于北京队的3名运动员，挥拍的平均速度为17.19 m／s。被测的我国3名队员和被测的国外1名队员出现时间节奏不一致的原因可能与训练方法、训练节奏有关系。

2.2.2挥拍击球阶段的右上肢关节角度参数分析

挥拍击球阶段，对右上肢的要求为：以大臂带动前臂，产生初速度；在肘部上抬一定高度时，转为前臂带动腕部，通过手腕的闪动，向后伸腕，自下而上甩臂将球击出。由表10至表13可以看出，在击球前(迎球挥拍阶段)，被测的4名运动员的肩、肘、腕关节角度均逐渐增大，说明该过程运动员肘关节在做向上抬伸动作、腕关节用拇指的顶力在做外展动作，而肩关节角度的增大是以肘带动前臂向上运动造成的。到击球时刻被测对象的肩关节角度均达到动作全过程最大值，戚双双达到91。桂彬达到115。黄国兴达到97。Misha达到133。显然该过程肘关节引领前臂继续向上运动。由表中的数据可以看出：右肘角发生了明显的变化，在挥拍迎球阶段运动员前臂做外旋动作，

4名被测者的右上肢各关节最大速度都是按照右肩一右肘一右腕一右手球拍的顺序依次出现的并且依次变大的，体现了先加速再制动的特点，符合鞭打动作原理，证明4人的后场反手击高远球动作在挥拍击球阶段都符合鞭打动作原理，其目的是使右上肢运动链末端的手和球拍产生最大的运动速度，以最大力量将球击出。叶伟在《羽毛球杀球动作中上肢技术的运动生物力学分析》一文中认为我国羽毛球运动技术水平处于世界顶尖水平，但至今还没有深入、细致地了解杀球的技术过程。经研究认为杀球动作是一个“鞭打”动作的过程，杀球动作合理与否主要看全身运动的动量能否最终在击球瞬间传到肢体最末端；要提高杀球质量，除重视主动肌力量训练外，更不能忽视对抗肌的训练，在技术上要注意动作节奏的掌握。肘关节迅速伸展，在击球前角度稍变小，在击球瞬间肘关节角度应保持在最大值，反映为肌肉收缩加力的过程，结合录像可以看到在触球瞬间4名运动员肘关节角度分别是94。168。101。163。桂彬和Misha肘关节角度达到挥拍击球阶段的最大值，说明在挥拍阶段前臂外旋的基础上，肘关节更大程度的伸展，这样有利于争取更高的击球点，而戚双双和黄国兴在击球时刻肘关节角度并没有保持在最大值，原因是在迎球挥拍阶段肘关节伸展和上抬得不够。此阶段对右手腕关节的要求为：在迎球挥拍阶段手腕关节应保持更大程度的外展，在击球时手腕由外展至内收快速闪动利用屈指发力将球击出，手腕的外展造成腕关节角度变大。表中数据显示，在挥拍击球时刻被测对象腕关节的角度分别为160。156。165。178。Misha的腕关节角度高于其他3位运动员，也达到了全过程的最大值，说明Misha的腕关节比其他3位运动员更大程度地伸展，从技术上讲Mi—sha在击球过程中，不利于手腕收拍发力。

击球时刻各关节点的速度变化为离躯干最远的环节右手速度最大，其次为右腕关节速度。其中队员戚双双的右手速度大于其他3位运动员。从右肩关节的速度上来分析，北京队的3名队员均表现为右肩的速度大于左肩的速度，说明在击球瞬间，该3名队员快速转动右肩的动作明显；由于桂彬的右肘速度大于其他3位运动员，说明桂彬在前臂充分内旋的基础上，快速以肘带动前臂的挥拍动作比较明显；从髋关节上来看，北京队的3名队员左髋的速度都小于右髋的速度，说明在挥拍击球瞬间都充分地利用转髋、转体的力量，但戚双双的右髋速度略大于其他2名运动员，说明转髋的动作比较明显；从膝关节上来看，戚双双和Misha的右膝速度大于左膝，说明该2名运动员发力更集中于右膝上；从技术上

来讲，此种发力更利于击球，而桂彬和黄国兴右膝速度小于左膝速度，说明该2名运动员发力更集中于左膝关节上。

通过以上的分析可以看出，4名运动员的发力集中部位不同，桂彬的挥拍动作比较明显，而戚双双的转髋速度比较快，在挥拍击球瞬间发力多利用髋部的转动和右腿的蹬伸协调用力。Misha的发力来源主要是右腿的蹬伸上。

2.2.4击球前后球拍速度的变化情况

球速在一定程度上决定于击球力量，运动员击球力量的大小最终体现是球击后球离拍瞬间速度的大小。

被测对象拍速(拍头的速度)的数据，可以看出，被测的北京队3名运动员的拍速最大值出现在击球前0/02s，而Misha则出现在击球瞬间，通过查阅文献发现有研究对羽毛球扣杀动作分析中，球拍的最大速度63％出现在约击球前的0.032 s，并没有出现在击球瞬间，球拍触球瞬间的速度并非是挥拍最大速度时刻，这一现象表明被测者的击球动作并不是在挥拍至最大速度时球拍与球的碰撞。球拍是上肢环节链的末端环节，球拍速度的获得依赖上位各关节的运动速度及配合。这可能与运动员在球拍触球间试图以降低速度来增加球的稳定有关。击球的任务不仅是使球具有较大的线速度，而且要对击出的球飞行的弧度、线路及落点进行一定的控制。而在击球后4名运动员拍速都有下降的趋势，击球后拍速迅速下降的原因是由于拍子在与羽毛球撞击过程中将大部分动量传递给了羽毛球。拍子传给球的动量越多，拍速下降越快。数值下降最大的是Misha，其值为5.88 m／s，下降最小的是黄国兴，其值为2.31 m／s，运动员Misha的球拍在击球时绝对速度大于其他3名运动员，说明Misha的动作力量最大。

2.2.5击球时刻4名运动员躯干扭转角的变化

躯干扭转角描述了在运动中躯干绕身体纵轴扭转的运动幅度。在羽毛球后场击反手高远球的运动中，尤其是在转身击球时，躯干起着承上启下的作用，通过躯干的连接将下肢的蹬伸动作产生的动量传给上肢，再传给球拍，将球以尽可能大的动量击出，躯干在扭转时将自身转动产生的角动量通过上肢传给球拍，使球拍尽可能地获得更大的动量。本研究通过分析击球时刻躯干扭转角的变化情况来说明躯干的运动情况。躯干扭转角越大，说明其躯干扭转越紧，躯干周围的肌肉拉伸程度越大，储存更多的弹性势能，对随后的鞭打动作更有利。

击球时刻的身体姿势图可以看出：Misha的躯干扭转角最大，说明使Misha的躯干扭转的肌肉(腹内斜肌、腹外斜肌、腹直肌、髂腰肌等)拉伸的程度较大，躯干扭转得紧，储存的弹性势能大，对随后的鞭打动作更有利；而黄国兴躯干扭转的角度最小，说明在挥拍击球瞬间，他并没有充分地利用转体的力量，可能是为了尽快击到球，没有把击球点和身体的位置调整好。从另一个层面上来说，躯干扭转情况反映了被测对象的技术特点。由以上分析可见，Misha在挥拍击球瞬间躯干扭转得最紧，说明能够储存更多的能量，更便于击球，而黄国兴在后场反手击高远球动作中存在准备时间不充分的问题，建议加大躯干扭转角的幅度。周润华通过研究发现，羽毛球后场杀球技术躯干的运动包括：躯干扭转角描述整个杀球技术动作过程中躯干绕身体纵轴的运动幅度以及躯干肌群收缩的状态；原地杀球躯干最大扭转角为34。起跳腾空杀球技术躯干最大扭转角为48。起跳腾空杀球技术躯干扭转角比原地杀球动作的躯干扭转角大。3结论

通过对北京队3名优秀羽毛球运动员和1名以色列优秀羽毛球运动员在挥拍击球阶段动作技术的运动生物力学分析得到了如下结论。

名优秀羽毛球运动员在反手击高远球引拍阶段右肩关节角是依次增大的，而右肘关节呈现不规律变化，其目的是渊整击球动作和使其更符合肌肉收缩特性。

名优秀羽毛球运动员在引拍结束时刻右手的平均线速度呈现出最大值，右上肢运动在球拍与球触及前是符合鞭打动作原理的。

在击球时刻，优秀羽毛球运动员肩关节角度达到动作令过程最大值，这样是为了争取高的击球点，各关节点的速度变化呈一定的时序性，表现为离躯干最远的环节右手速度最大，其次为右腕关节速度和右肘关节速度，这样能为击球聚集更多的动能。4建议

加强肌肉的训练，尤其是转腰爆发性用力与腹肌的训练，提高击球时候身体的扭转性发力。

加强腿部向上的蹬伸力量的训练，提高击球过程中下肢动作技术的学习，使下肢在蹬地发力时更加符合鞭打动作技术，为上肢挥拍击球提供最大的力量来源。

提高引拍阶段挥拍臂肘关节的稳定性，提高击球点。参考文献：

[1]林建健，中国优秀男子网球运动员大力发球的运动生物力学分析[D].北京体育大学，2009.