男子板鞋竞速100m途中跑技术运动学分析

冉孟刚

(贵州大学体育教学部，贵州贵阳 550025)

全国少数民族传统体育运动会属于国家大型A级赛事之一，从目前举办的全国民运会板鞋竞速成绩来看，整体成绩水平不高，主要原因是，板鞋竞速作为刚刚开展的竞技项目，还没有引起足够的重视，全国各省市的民族传统体育训练也是在不断的摸索中提高，没有形成较为系统、全面的训练模式;从近年来举办的民运会来看，少数民族传统体育项目的技术特征还没有进行定量与定性分析。本文以第九届全国少数民族体育运动会男子100m板鞋竞速前2名运动员为研究对象，对男子板鞋竞速运动员途中跑关键技术动作进行分析，从运动学的角度分析途中跑每个技术动作的联系及原理，从而不断改进与创新板鞋运动技术，为男子100m板鞋的技术训练提供理论依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

2011年9月贵州第9届全国少数民族传统体育运动会，男子100m板鞋竞速前2名运动员。(比赛中前2名运动员均采用扶腰式搭配)见表1。

表1 男子100m板鞋竞速前2名运动员情况

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料分析法

在贵州大学图书馆检索关于板鞋方面的文献进行了整理，为论文的研究思路提供了可参考的信息;同板鞋教练员进行交流，探讨板鞋竞速运动员途中跑技术动作的变化规律。

1.2.2 比赛现场拍摄

2011年9月13日下午，使用松下AG－DVC－180AMC摄像机，在贵州大学比赛现场进行平面定点、定焦拍摄，摄像机放置在跑道的内侧，拍摄距离为20m，距起点垂直距离50m，主光轴距地面1.2m，拍摄范围9m，比赛前在拍摄范围内设定比例尺，比例尺长度为2.5 m;采用地面黏贴标尺的方法［2］进行标定，解析时以胶布外沿做为标定点进行标定。

1.2.3 图像解析法

选取板鞋运动员的一个复步动作进行研究。采用贵州大学运动生物力学实验室汉纳范(Hananvan)人体数学模型，按照模型关节点和附加点的方式进行图像采集和数据计算，通过做每个环节模型获得有关运动学的参数，并采用低通滤波法对原始数据进行平滑处理，截断频率为8HZ。在途中跑过程中，运动员之间没有相互遮挡，并利用Excel2003软件进行统计学分析;得出各项指标数据对运动员进行比较分析。

2 结果与分析

2.1 左板鞋离地瞬间身体各环节技术指标变化分析

表2 左板鞋离地瞬间环节技术指标 (°)

2.1.1 途中跑过程中躯干前倾角度变化分析

依据﹙表2﹚数据分析，郭云龙前倾角度为18.5°，能够配合其他2名队员两臂协调有力的摆动，有利于发挥两腿做快速的“剪绞”;后两名队员段宏亮和李相磊身体前倾程度分别为33.7°和42.8°，身体前倾的程度依次加大，三人形成合力，同时段宏亮和李相磊上体前倾，面部依次轻贴在前面队员的后背，以此来固定躯干姿势而有利于两腿的肌肉快速用力;中间队员积极送髋，以增大或保持现有的步长，最后面队员则尽全力向前推动，来协同前2名队员完成整个技术动作。

黄标前倾角度是19.7°，相对大于郭云龙前倾角度，导致重心偏低，不利于发挥向前加速的动力，且三人身体稳定性不高，身体的总重心起伏较大，不利于身后陈世虎和吴征东两队员协调配合，很难达到人板合一，产生较大的分力，以至于陈世虎和吴征东两队员跟不上黄标的节奏。因此，在加速的途中跑过程中，躯干前倾程度不能过大，应以三名队员的身高的合理搭配，同时还要根据三个人协调的默契程度来确定。

通过以上分析表明，三名运动员合理的前倾角度，能够合理地使板鞋与人融为一体。郭云龙等三名队员身体躯干前倾角度较为合理，有利于发挥三人整体的向前性发力。也就是说，三人融为一体，靠近板鞋重心，能够反映上体前倾的程度主要是躯干与垂直轴的夹角;如果上体前倾角度增大会阻碍大腿的摆动的幅度和速度，这和短跑有一定的区别，研究表明，适宜的上体前倾角度有利于增加髋关节的灵活性。而黄标等三名队员前倾角度相对较大，身体重心过低，后面的队员不能够合理的跟上节奏，同时，降低了身体向前推进的动力。

2.1.2 途中跑过程中肩、肘关节角度变化分析

从表2可知，郭云龙和黄标肩关节角度为负值，分别为－12.9°和－12.6°，(其身后两名队员肩、肘关节角度可忽略不计)。从郭云龙的肩关节角度可以看出，上臂积极有力的向前摆动，使人板的身体总重心处于相对的动态平衡;这一指标对人体经过腾空后进入到着地缓冲阶段十分重要;支撑腿同侧肩关节角度在着地瞬间缓冲时，肩关节角度为负值时，有利于加大身体重心向前性。因此，郭云龙等三名队员要相对较为合理。

郭云龙和黄标左肘角分别为147.6°和146.9°。摆臂时肘关节角度是影响步频的因素之一。首要条件是缩短摆动半径来提高摆臂频率，因此对摆臂各周期肘角的变化有一定限制，角度过大影响摆速，过小影响步幅。积极向前、向上快速摆动有助于发挥支撑腿后蹬力度，弥补摆动腿快速前摆的不足。从以上的分析原理可知，郭云龙的肘关节的角度较为合理。人体腾空阶段的两臂快速摆动协同下肢的快速的“剪绞”，可保持上体合理姿势的改变。

2.1.3 途中跑过程中髋、膝关节角度变化分析

由表2可知，郭云龙等三名队员左髋角依次分别为:166.7°、165.2°和 167.5°，黄标等三名队员髋关节角度分别为 162.9°、162.1°163.5°，中间的队员左髋角度最小。

在途中跑过程中，三名队员是勾脚尖向前跑进，膝关节和大、小腿肌肉是紧张的，所以在跑动中，大、小腿不能完全折叠的情况下用力地大腿前摆并且积极向前送髋，积极快速顶膝。这样既能提高三人协同配合跑动时带动身体向前的速度和力量，有利于落地时板鞋与地面的支撑从而加大步幅。因此，途中跑过程中，在大腿快速有力地积极前摆、向前顶膝、送髋，有效的增大步幅。

从数据比较得知，郭云龙等三名队员左膝角度相比黄标等三名队员的左膝角度整体要大。左膝角度适宜增大，有一个能较好的向前加速度，以此发挥伸膝肌群的力量，获得向前较大水平的加速度。进入腾空阶段，髋的充分伸展，获得较好的后蹬效果，以此获得最大的后蹬力量;髋关节用力带动使摆动腿积极下压落地，使支撑腿迅速前摆过渡到落地缓冲阶段，主要是为了缩短腾空时间。

研究表明，在途中跑过程中大腿快速有力地积极前摆、向前顶膝、送髋时，郭云龙等三名队员的力量要大于黄标等三名队员，说明这三名队员之间的协调性、摆动腿的力量以及相互之间的默契程度要比黄标等三名队员好，而且髋关节和膝关节角度较为合理。

2.1.4 途中跑过程中板鞋与地面的角度分析

第一、二名板鞋与地面角度(后蹬角)分别为59.1°和58.0°，第一名后蹬角度大说明途中跑过程中蹬地充分积极、力量大、“剪绞”速度快，为支撑后迅速进入前摆提供基础，这是评价板鞋竞速途中跑阶段技术动作合理性指标;因此，第一名三名队员后蹬角度较为合理，能充分发挥三人身体与板鞋融为一体协调性。

2.2 板鞋离地瞬间大腿前摆至下摆和差值指标分析

依据数据统计，在左板鞋离地瞬间各指标﹙见表3﹚。从数据指标可以看出，第一名大腿前摆和下摆的角速度比第二名要快;研究表明，前摆与下摆的峰值差最小，说明运动员髋关节灵活性好，肌肉间协调做工能力强，上下肢的配合默契。［3］

由表3可知，郭云龙等三名队员前摆最大角速度为417°/s，下摆最大角速度为 398°/s，黄标等三名队员前摆最大角速度403°/s，下摆最大角速度387°/s，研究表明，摆动腿动作以支撑腿快速蹬离地面瞬间开始，着地瞬间为摆动腿结束。这个周期过程是影响步幅的主要阶段。这是因为，摆动腿的摆动速度和角速度与支撑时间相关。

综上所述，加快摆动腿的摆动速度能缩短板鞋与地面的支撑时间提高步频。这和短跑有一定的区别，大小腿在没有折叠前进入腾空阶段，此时摆动腿要积极下压着地，使支撑腿快速前摆到下一周期落地缓冲阶段，为的是减少身体在空中的腾空时间。第二名的3个队员摆动腿前摆主要表现在支撑腿后蹬转换前摆的时间比第一名的3个队员长，摆动腿前摆速度相对较慢。所以，支撑后进入摆动前摆是板鞋技术中相互交替重要环节，摆动腿的前摆速度和力量是人板获得向前性的重要因素。在教学与训练中，符合板鞋技术动作的结构特征，采用抗阻力摆腿的练习，增大屈肌群的收缩速度和力量，提高摆动腿前摆的力量、速度作为训练手段。

同时可以看出第一名的3个队员，髋关节灵活性好，肌肉间协调能力较强，上、下肢的配合比较默契。相比第二名的3个队员的身体协调性、身体素质以及身体形态相对均匀，配合默契。

2.3 摆动腿摆至最高点时的各环节角度指标分析

2.3.1 摆动腿摆至最高点膝关节角度指标分析

从膝关节角度大小变化(表4)可知，郭云龙和黄标相比，无论着地瞬间还是摆动腿摆至最高点时膝关节角度均比较大。从变化幅度来看，郭云龙等3名队员的膝关节角度变化幅度大于黄标，且缓冲速度快;相比较而言，黄标在进入支撑阶段时缓冲能力相对较差，根据运动学原理，在板鞋途中跑摆动腿板鞋着地瞬间，形成支撑反作用力，此时产生一定的阻力;同时板鞋的“扒地”动作产生向前的动力。不但有利于3人身体重心快速移动向水平方向，而且还能提高缓冲阶段的速度。建议黄标等3名队员，在训练中注重进入支撑缓冲能力的训练，减少缓冲时的阻力。

膝角过大说明屈膝肌群力量小，伸膝肌群力量较强，拮抗肌群在大腿前摆时出现了对抗，限制了摆动腿的摆动速度。大腿摆动至最高点与地面夹角越小，从力学原理可知大腿抬的越高(与地面平行)，有利于摆动的幅度和速度的增大。

2.3.2 摆动腿摆至最高点大腿与地面的夹角指标分析

由表4可知，第一名的3个队员和第二名的3个队员大腿与地面角度依次减小，黄标等三名队员在途中跑过程中支撑阶段所占比重较大，支撑时间比郭云龙等3名队员长。由于黄标等三名队员在支撑阶段的着地距离偏大、偏小、克服阻力不足造成的，其次，3人合力快速蹬伸力量较差造成的。因为膝关节角度为164°～168°时腿部的长度是最长的。第2名三名队员相对第1名的各个指标角度小，从侧面说明第二名的3个队员的身体素质有差异。

综上所述，黄标等三名队员大腿与地面的角度相对较小、摆动腿的角速度较慢、后蹬距离小、时间长，导致了支撑时间和腾空时间过长，不利于人板运动速度的提高;相对郭云龙等三名队员要比黄标等名队员大腿与地面的角度大，但是，同样后蹬距离偏短、后蹬时间偏长，由于郭云龙等三名队员摆动腿的角速度较快，所以身体重心的水平速度快于黄标等三名队员。所以在摆动腿摆至最高点时大腿与地面合理的角度以及合适的后蹬距离、较短的后蹬时间可以使人体和板鞋融为一体，获得较大向前的水平速度。

2.4 左板鞋着地下肢环节指标分析

表5 左板鞋着地下肢环节指标 (°)

2.4.1 板鞋着地瞬间膝、踝关节指标分析

依数据统计﹙见表5﹚，分析表明，郭云龙和黄标右膝角分别为107.5°和106.3°，在左板鞋着地瞬间，右膝角的增大表明其大小腿的折叠程度相对较小，这对于加快右腿快速前摆，缩短板鞋着地时缓冲阶段时间。郭云龙的左踝角和黄标的角度分别为101.2°和102.7°，左踝角的大小对着地缓冲的时间要求踝关节的力量较为重要，原因是在缓冲阶段踝关节的运动幅度过大，会延长缓冲的时间。因此说明第一名的3个队员各个环节角度相对较为合理。

2.4.2 板鞋着地瞬间板鞋与地面的角度分析

由表5可知，郭云龙等三名队员的板鞋着地瞬间与地面的角度为16.4°和黄标等三名队员板鞋着地瞬间与地面的角度为17.1°，黄标等三名队员板鞋与地面的角度要大于郭云龙，根据生物力学原理，后蹬角过大，将导致在后蹬过程中向前的水平速度减小，重心起伏较大，造成腾空时间过高、过长。建议黄标应尽量减小在后蹬离地瞬间的蹬地角，以提高后蹬过程中的水平加速度。

研究发现，人体总重心到板鞋的垂直距离小，说明人体与板鞋融为一体，距离越短，人体总重心通过板鞋支点的时间则越短，缩短了进入下一阶段的后蹬时间，有利于提高专项成绩。对着地瞬间板鞋与地面角度指标的分析表明，角度在20°范围区间时，人体总重心通过支点垂直面的时间短，反映板鞋竞速运动员途中跑技术动作符合运动生物力学原理的较好指标。

3 结论

3.1 在途中跑过程中摆动腿的前摆速度和力量，是人板获得向前的动力较为重要的因素;因此支撑与摆动是板鞋技术中相互往复循环的两个重要环节动作。

3.2 在途中跑过程中，用力地前摆大腿，积极地做向前的送髋动作、“顶膝”的动作，提高运动员在途中跑时的带动板鞋向前的速度和力量，有利于板鞋与地面的支撑和缓冲，适当加大步幅，防止三人在垂直方向的幅度过大和力量分散。

3.3 板鞋竞速和短跑大小腿折叠前摆是矛盾的，在途中跑过程中，三名队员是勾脚尖向前跑进，膝关节和大小腿肌肉是紧张的，所以在跑动中，大、小腿不能完全折叠的情况下用力地前摆大腿，积极地向前送髋，这就要求在平时训练中加强摆动腿的力量。

3.4 在教学与训练中，符合板鞋技术动作的结构特征，采用抗阻力练习摆腿，增大屈肌群的收缩速度和力量，以此来提高摆动腿前摆的力量、速度作为训练手段。

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