网球平击发球动作的表面肌电分析

钱永东

(浙江师范大学 体育学院，浙江 金华321004)

网球的发球是网球运动基本技术之一，也是最难掌握的技术。通过查阅大量文献资料，发现国内外对网球发球技术的研究较为深入，研究方法也丰富多彩，而采用表面肌电技术对网球特定发球技术动作的研究尚不多见。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

浙师大网球训练队8名男队员，身体均健康，无运动性损伤及其它疾病。技术动作较为全面(见表1)。

表1 受试者基本情况

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

通过查阅大量网球、肌电相关的文献和书籍，并向相关的网球教练及运动解剖学方面的专家咨询与交流。根据发球技术的动作原理和肌肉的解剖学结构特征，以及测试的可行性分析，确定测试表面肌电的肌肉群及测试的方法。

1.2.2 实验法进行现场网球发球动作的肌电测试

1)实验仪器及耗材

表面肌电测试仪(芬兰产8通道Mega6000-T8)及分析软件，一次性电极片，医用胶布，医用绷带，医用酒精棉球，医用细砂纸，毛巾等。

2)测试肌肉

三角肌、肱二头肌、肱桡肌、斜方肌、背阔肌、胸大肌、腹直肌等七个肌肉群。

3)测试平击发球动作

平击发球技术特点:平击发球在各类发球中是球速最快的发球法，平击发球力量大，落地后弹跳低，给对方威胁最大，但同时命中率较低，多采用在第一发球。握拍法:一般采用大陆式握法。站位:前脚与端线约成450角，后脚与端线平行。持球手型:握一个球或两个球。准备姿势:两肩站立与肩同宽，侧对球网，重心在前脚，一手握拍，另一手持球并扶拍颈。抛球:左腿向上登伸，同时左手竖直上抛。抛球和后摆:左手竖向上抛，抛球同时开始后摆球拍，抛球后左手指向球。后引:引拍结束时球拍垂于脑后成搔背姿势。击球部位:球拍垂直击球后中上部。

4)测试方法及步骤

前期准备工作:告知受试者测试时任务(发球动作按标准要求发球30次)及注意事项，记录受试者基本情况并做好安全准备。设置肌电测试仪的采集频率为1000Hz，带通滤波20～500Hz，CM-RR＞130DB，增 益 为1000，噪 声＜1μV，A/D转 换(12bit)。测试前受试者按照正常要求进行20-30min的热身准备活动。

正式测试:利用医用细砂纸拭擦测试部位皮肤表面，之后用75%医用酒精棉球清洁、处理皮肤表面角质层及油脂以利于减小电阻。表面电极沿肌纤维走向平行放置于肌腹处，参考电极放于两电极间，电极间隔2cm，成等腰三角形，用胶布及弹性绷带将电极固定以保证运动时不至于脱落。发球时在自然状态下由被试者将球击出，发球动作重复30次，以便分析时选取较为完整和稳定的动作周期，发球时在对方将球的落点划定范围(以30cm为直径的圆圈为准)，同时记录每次发球的成功和失败的情况。测试过程中注意避免温度、电场及磁场等多肌电的影响。

1.2.3 数理统计法

采集的肌电原始数据通过肌电分析软件整理后导出，利用spss17.0软件和excell软件进行统计处理，并对有关内容进行检验分析。

2 结果与分析

在肌电采集的实验过程中，由于受试者发球时的动作幅度比较大，表面电极片的牢固性受到一定的限制，因此每个受试者发球动作重复进行30-50次(包括失败和成功的发球动作)，选择出成功发球的10次动作进行整理分析，导出数据用SPSS17.0统计软件进行分析处理。根据各个平击发球动作的特点以及便于分析的原则，将所测试肌肉活动时间按每一次发球全过程2秒钟(2000ms)来计算。

图1 发球动作过程中各肌肉sEMG活动直观图

2.1 平击发球动作过程中各肌肉sEMG活动直观图(见图1)

由上图可以较为直观的看出，在每一个发球动作击球过程中，斜方肌、三角肌最先放电，且肌电振幅较高，持续时间较长。绝大多数的直观图均显示出该特点，说明平击发球的整个动作过程中，无论是肌群的力量大小贡献还是肌群的力量耐力长短贡献，斜方肌、三角肌说都是最主要的贡献肌群。肱桡肌、肱二头肌和背阔肌在整个发球动作周期的肌肉活动中亦明显处于放电状态，但其振幅和时长不及斜方肌和三角肌。肌电分析软件中，各受试者的胸大肌和腹直肌的肌电直观图中振幅和时长均最少。

2.2 平击发球动作过程中各肌肉sEMG活动时间顺序

表2 发球动作过程中各肌肉sEMG活动时间情况(单位:ms)

sEMG是从肌肉皮肤表面通过表面电极引导、记录下来的神经肌肉系统活动时的一维时间序列信号。sEMG信号的特点是能够较为实时、准确和非损伤状态下反映肌肉的活动及功能状态的变化，sEMG的变化跟参与活动的运动单位的数量、运动单位的活动模式及代谢状态等多个因素均有关系。因此根据sEMG采集记录下的每块肌肉肌电活动开始和结束的时间，可以确定网球发球时主要用力肌群的发力时间顺序。

从表2中可看出，网球平击发球时，三角肌和斜方肌是最先发力的肌群，各肌肉群sEMG活动的开始顺序为:三角肌—斜方肌—肱桡肌—肱二头肌—胸大肌—腹直肌—背阔肌;三角肌和斜方肌亦是最后结束放电的肌群，肌肉sEMG活动的结束顺序为:胸大肌—腹直肌—肱二头肌—背阔肌—肱桡肌—斜方肌—三角肌;三角肌和斜方肌的sEMG活动持续时间最长，胸大肌和腹直肌的sEMG活动持续时间最短，各肌肉sEMG活动持续时间长短顺序为:三角肌—斜方肌—肱桡肌—肱二头肌—背阔肌—腹直肌—胸大肌。

出现上述现象的原因可能是发球动作符合运动生物力学中“大关节首先产生活动”的原理。当发球挥拍动作过程中需要克服大阻力或表现出快速运动速度时，人体运动链中关节的肌肉需要同时用力，其中大关节总是最先产生活动，其所在肌群亦最先被激活，关节的运动顺序也依次从大到小的产生活动。同时关节所在肌肉肌群激活的顺序也由近端向远端依次进行。网球的平击发球动作中肌肉收缩属于爆发用力，亦基本符合大关节肌群优先激活的原则。这种现象均出现在有一定运动水平的运动员身上，运动水平较低或很少参与相关运动的人，因技术动作不熟练、各肌群用力不协调等原因，肌群的用力顺序则无规律可循。

2.3 发球动作过程中各肌肉贡献率

表3 发球动作过程中7块肌肉的积分肌电(IEMG)及贡献率(单位:mv·s)

由表3可以看出，在平击发球动作过程中，总体来看斜方肌IEMG值(0.78mv·s)最大，依次为三角肌(0.62 mv·s)、肱二头肌(0.45 mv·s)、背阔肌(0.32 mv·s)以及腹直肌(0.31mv·s)，肱桡肌和胸大肌最小。IEMG值的大小反映了肌肉在整个活动过程中用力的大小，因此在平击发球动作过程中，斜方肌肌群用力最大，三角肌肌群次之，其次分别为肱二头肌、背阔肌、腹直肌和肱桡肌，胸大肌用力相对是最小的。数据表明，在平击发球动作过程中，各肌肉群的作用大小依次为斜方肌、三角肌、肱二头肌、背阔肌、腹直肌、肱桡肌和胸大肌。因此在发球动作中各肌肉群贡献率亦依次为斜方肌、三角肌、肱二头肌、背阔肌、腹直肌、肱桡肌和胸大肌。然而就不同运动员来说，各肌肉所作出的贡献率占动作过程中肌肉总贡献率的比例差异较大，一般优秀的运动员因技术动作娴熟，在运动中能够更充分的协调各肌肉群的工作，发挥出最大的力量。因此在网球运动中除加强专项技术训练外，教练应特别加强运动员斜方肌和三角肌的力量爆发力和耐力的训练，才能确保运动中有相关肌群能发挥相应贡献，且要根据运动员的个体差异采取个性化的针对性训练。

3 结论与建议

3.1 结论

1)网球平击发球动作的肌电分析发现，三角肌和斜方肌最先参与肌肉发力，背阔肌最后发力。三角肌和斜方肌的肌电活动持续时间最长，腹直肌和胸大肌持续时间最短;2)用力大小情况为斜方肌最大，三角肌次之，其次分别为肱二头肌、肱桡肌，胸大肌用力最小。

3.2 建议

1)根据网球发球的特点，加强专项爆发力素质训练和腰背柔韧性训练，加强全身各肌肉群的协调性训练;2)网球运动员、教练员、尤其是科研技术人员要更多的利用科学仪器在日常训练指导客观的评价与指导，以减少训练中的主观失误。

［1］严波涛，李早.网球发球动作和基本技术模式［J］.中国体育科技，2001，22(10):36-40.

［2］郭全清.青年男子网球运动员主要动作的肌电分析与应用［D］，北京体育大学，2006.

［3］唐小林.我国网球男子运动员发球技术运用能力现状分析及对策研究［J］.成都体院学院学报，2006，32(1):74-77.

［4］严波涛，吴延禧，苑廷刚，等.网球发球技术的生物力学分析［J］.体育科学，2000，20(7):80-85.