我国优秀男子跳远运动员起跳过程中送髋技术的三维运动学分析

李雪梅，杨合适

髋关节是连接人体上肢和下肢的核心，起着联系躯干和下肢的纽带作用，躯干和下肢之间的运动衔接和力量传递必须依赖于以髋关节为主的核心部位，可以说大多数运动项目中，大部分体育动作都是以髋关节为主的核心部位为力量源，强大的核心肌群对运动中的身体姿势、运动技能和专项技术动作起着稳定和支持作用［1－2］。研究跳远起跳过程中髋关节的技术特征，对提高与改进跳远起跳技术有着重要的影响。但是针对跳远起跳过程中髋关节技术特征的研究较少，特别是专门针对髋关节的三维运动学研究更显不足。因此，本研究采用美国Ariel Dynamics 三维运动录像解析系统、瑞士DartFish DartTrainer 现场录像分析系统对近三年来参加全国田径锦标赛8 名男子跳远运动员进行录像解析。主要从送髋这一技术环节对整个起跳过程的影响及之间相互关系出发，针对不同运动员个人技术特点，分析我国优秀男子跳远运动员起跳过程中送髋技术特征。

1 研究对象与方法

选取近三年来参加全国田径锦标赛8 名男子跳远运动员，均为国家级健将，我国现阶段男子跳远最高水平。采用文献资料法、访谈法、调查法、三维运动录像解析法、数理统计法、逻辑分析法等研究方法。采用索尼190P 摄像机对运动员进行现场定点拍摄，记录跳远起跳前一步至腾空过程，频率为50 帧/秒，快门速度为每秒1/500。1 号机高度1.25 米，距起跳点16.5 米，置于动作平面垂直，记录助跑最后一步和起跳至腾空过程;2号机高1.25 米，距起跳点16.5 米，置于沙坑前方12 米。两摄像机主光轴约成90°，与摄像机主光轴垂直放置25个标志点的PEAR 框架，为3D－DLT 运动学分析系统定标，坐标采用XYZ 直角坐标系，X，Y 轴是水平空间，X轴与踏板垂直，Y 轴与X 轴垂直，Y 轴代表助跑道方向，Z 轴垂直于地面(如图1、图2)［5］。

2 结果与分析

2.1 送髋技术运动生物力学分析

髋部是由髂骨、坐骨、耻骨组成的，俗称“胯骨”［6－7］。髋关节、脊柱与骨盆处于身体上下肢的结合部位，具有承上启下的枢纽作用。从解剖学的角度来看处于人体的中心部位，髋、脊柱和骨盆及其周围的肌群也被称为人体的核心肌群。这些肌肉群在人体运动中起到稳定脊柱、保持平衡、传导力量、发力减力等作用。

2.2 跳远起跳阶段送髋技术的三维运动学分析

2.2.1 着板阶段送髋技术的三维运动学分析

由图3 和表1 可以看出，8 名优秀男子跳远运动员起跳过程中着板瞬间起跳腿髋关节角最小值是王敏生的149°，最大值是蔡鹏的163°，平均值是159°±4°，略低于世界优秀运动员平均值(162°)，只有唐功臣、蔡鹏、苏雄锋起跳腿髋关节角与世界优秀运动员水平接近。这说明我国跳远运动员在起跳着板时起跳腿髋关节前送不积极，送髋时机晚于着板瞬间且送髋幅度不够大，这样会影响着板角度及腾起高度。着板瞬间摆动腿髋关节角最小值为150°，最大值为173°，平均值为166°±8°，与世界优秀运动员相比略大。表明起跳时摆动腿侧髋关节滞后于腿的前摆，摆动腿侧髋关节没有起到以髋带腿的作用，导致摆动腿的前摆不能适应起跳节奏，影响下一阶段的技术水平。

图3 起跳过程不同时相髋关节角度统计结果

表1 着板瞬间起跳腿关节髋角、摆动腿髋关节角、两大腿夹角、着板角、躯干倾角统计结果

由表2 可以看出，着板角与运动成绩有很大相关性(r=0.431)，与躯干倾角呈高度相关(r=0.858)，而我国运动员起跳时着板角平均值为62°±4°，与世界优秀运动员平均水平(66°±3°)还有一定差距。同时由表1、表2 可以看出，我国优秀运动员的躯干倾角平均值在92°±2°左右，与世界优秀运动员相比较大，这都是由于着板时起跳腿与摆腿上板时髋关节上顶不到位，导致躯干落后与下体出现较大的身体后倾角，这样不利于技术动作的衔接与发力。如果着板角过小、躯干倾角过大会使身体重心远离起跳脚，产生过大的制动冲量，导致身体水平速度损失太多。如果单纯追求过大着地角，虽然保持较大的水平速度，但总冲量减少(因缓冲阶段的冲量占总冲量的87%)，则影响垂直速度，使腾起角过小。总之，在起跳着板阶段，我国多数运动员不能根椐自身情况很好调控髋关节动作，分析主要原因是由于以髋关节为主的核心部位肌群肌肉力量弱，导致运动员在腾空与落地之间的身体自控能力不足，不能充分利用髋部肌肉力量有效完成技术动作。

表2 成绩与着板角、躯干倾角相关性统计结果

2.2.2 缓冲阶段送髋技术三维运动学分析

跳远起跳整个过程只有0.1～0.3 秒的时间，身体重心向前移动近1 米，向上约0.25 米，同时身体重心移动轨迹呈抛物线。在快速助跑下起跳腿着板的一瞬间起跳腿会受到巨大的冲击力力，这一巨大力量迫使起跳腿的髋、膝、踝以及脊柱发生快速的条件反射式退让性收缩进行缓冲，在膝关节弯曲的同时身体重心随之有所下降。因此，需要髋关节快速向前移动来带动身体迅速向前移动，使身体重心很快由支撑点后方移到支撑点前上方，这样既减小了起跳腿着地时的阻力，又为起跳腿肌肉收缩、贮存能量，为下一步蹬伸时发挥更大的爆发力创造条件。送髋技术是否合理是起跳腿蹬地的反作用力能否通过身体重心快速向前向上移动的关键，也是能否将这股合力凝聚在一起，协助身体重心的交换由下向上向前转移的关键。

表3 最大缓冲瞬间起跳腿髋关节角度、着板瞬间摆动腿髋关节角、着板角、躯干倾角统计结果

由表3 可以看出，我国8 名优秀男子跳远运动员在最大缓冲瞬间起跳腿髋关节角最小为146°，最大值为165°，平均值为157.7°±7°。从图4 可以看出唐功臣在最大缓冲瞬间起跳腿髋关节角度与着板瞬间相比数值有所降低，而丁杰、翁永锋、蔡鹏、高宏伟等起跳腿髋关节角度数值在缓冲瞬间比上板瞬间数值增大，最小的起跳腿髋关节角度数值出现在垂直支撑时相之前。这说明他们在在起跳缓冲阶段起跳腿一侧的髋关节前移不够迅速，起跳腿侧髋关节缓冲幅度较小。

由表3 可以看出，我国男子跳远运动员在最大缓冲瞬间起跳腿髋关节角最小为146°，最大值为165°，平均值为157.7°±7°。从三维录像系统中发现，在最大缓冲瞬间起跳腿髋关节角度与着板瞬间相比数值有所降低，说明他在缓冲过程中起跳腿侧髋关节前移不够迅速。在摆动腿髋关节角在缓冲至垂直支撑时相的均值为124°±6°，较国外运动员数值偏小。说明我国优秀男子跳远运动员在缓冲阶段没有充分利用以髋带腿的摆动技术，只是一味强调加快摆腿而没有认识到髋关节这一发动机的重要性，忽略了以髋带动摆动腿的加速前摆动作。而起跳腿最大缓冲瞬间摆动腿髋关节角度平均值为148.3°±9°，与国外优秀跳远运动员基本一致，说明运动员在此阶段注意到了髋关节发力，但是还是稍微有些迟钝。

图4 缓冲阶段各关节角度与缓冲时间

2.2.3 蹬伸阶段送髋技术三维运动学分析

跳远起跳蹬伸阶段就是起跳腿膝关节达到最大弯曲(膝关节角度最小时)至起跳脚蹬离地面瞬间之间的动作过程，它是起跳过程的最后一个技术环节，蹬伸速度越快，动作越充分，向上腾起的高度越高，腾起初速度和腾起角度就越大，成绩也就越好。此时，摆动腿大腿接近水平，小腿自然下垂，双臂前后摆动，并注意提肩、拔腰用力向上顶，尽可以快速有力地使人体蹬离地面，使人体获得较大的腾起初速度和较适宜的腾起角度。在蹬伸阶段，腿部肌肉继续做克制性工作，同时身体重心点已经超过支撑垂直面，支撑反作用力的水平分力已不再产生水平制动冲量，而是一种驱动冲量。所以适当增加此过程的时间对起跳远度很有利。从技术上看，运动员腾起角度小，垂直速度低主要是蹬伸开始过晚所致，只有在起跳脚着地攻板的同时，加快摆动腿和双臂的摆动，以促成缓冲过程的完成，才能获得最佳蹬伸时机来提高跳远的起跳效果［11］。

跳远成绩可以用L=L1+L2+L3表示，其中L1 即踏板前沿至起跳离地时身体重心在水平面投影点间距离，它的大小取决于踏板准确性、身高和腾起瞬间身体姿势，在蹬伸阶段积极前送髋可以加大L1 的距离。因为，在蹬伸阶段起跳脚的一端固定于地面，要使髋、膝、踝三关节充分蹬伸，就要求蹬地腿的另一端充分前移，这样不但可以利用髋关节屈伸力量，也可以有效减少力在传递过程中的损耗和分解。积极向前送髋可以使蹬伸的髋、膝、踝关节伸直成一直线，同时，由于髋部前移充分拉长了工作距离，故其肌肉张力也随之加大，并强化蹬地动作的条件反射，刺激中枢神经系统兴奋性，使其爆发式用力，加大了蹬伸肌群的收缩力值，从而能提高起跳力量。由图5 可以看出，我国男子跳远运动员离板瞬间起跳腿髋最小值是丁杰的152°，最大值是高宏伟的170°，平均值为161°，与国外运动员相比较略小，说明了我国多数优秀跳远运动员在蹬伸阶段，起跳腿侧向前送髋速度慢、幅度小、蹬地不够充分，从而使起跳腿在离板瞬间膝关节角较小(均值为158.4°)。

图5 离板瞬间起跳腿髋关节、摆动腿髋关节、摆动腿膝关节角、两大腿夹角统计结果

由图6 可以看出，我国跳远运动员离板瞬间的蹬地角均值为66°，与国外运动员数值相比偏小，这主要是因为我国运动员在蹬伸阶段的最后离板瞬间髋部过度向前伸展造成的。虽然在蹬伸阶段的快速向前送髋对成绩的提高起着重要的作用，但由于我国运动员在向上向前送髋的比例不均衡(向前的小于向上的)，因为积极送髋要求是由下向上向前的快速移动过程，这里强调首先在向上移动前提下再带动向前的移动，我国跳远运动员正是由于过度的追求髋部前移而忽视髋部垂直向上用力，才使离板瞬间身体重心投影点到身体重心支撑点的距离增大，根据运动生物力学原理可以得到，身体重心在支撑点前时，身体重心起到向前的动力作用，身体重心距支撑点的距离越远，人体的向前沿横轴旋速度就越大，这对提高身体重心的垂直速度是大大不利的。

图6 8 名运动员蹬地角统计结果

3 结论与建议

3.1 跳远起跳过程中送髋技术与身体重心腾起初速度、起跳垂直速度和水平速度、离地瞬间身体重心腾起高度等都有一定的相关性，对跳远成绩也有一定影响。我国优秀男子跳远运动员虽有自己的技术特点与风格，但与世界优秀跳远运动员相比，在起跳技术上尤其是送髋技术上还有一定的差距。建议加强核心肌群(髋关节、脊柱、骨盆及其周围的肌肉等)的力量训练，尤其是在高速或极不稳定状态下对身体自我控制能力的训练，才能保证运动员在特殊条件下充分发挥以髋关节等为主的核心肌群这一“发动机”作用，对上下肢体的协同工作及整合用力起着承上启下的枢纽作用。

3.2 起跳着板瞬间，我国优秀男子跳远运动员起跳腿髋角较小，向上向前送髋不积极;摆动腿髋角较大，摆动腿侧以髋带腿的摆动幅度小、摆动速度慢;摆动腿侧髋关节明显滞后于腿的前摆，导致摆动腿的前摆不能适应起跳节奏，同时影响到着板瞬间着板角较小、两大腿夹角偏大、躯干倾角较大，身体重心在地面的投影点与支撑点的距离较大，支撑反作用力的水平分力增加，水平速度利用率下降。建议专门发展髋关节肌肉的力量，以及髋关节灵活性，有意识地运用髋关节动作协调用力。针对我国优秀男子跳远运动员起跳过程中送髋技术特征，在训练中要加强上肢摆动技术练习，及上肢与下肢协调配合练习。

3.3 起跳缓冲阶段，我国优秀男子跳远运动员不能合理掌握送髋时机，有些运动员送髋略有迟钝，也有运动员只是一味加快摆腿而没有意识到髋关节这一发动机的重要性，忽略了以髋带腿加速前摆动作。

3.4 起跳蹬伸阶段，起跳腿侧向前送髋速度慢、幅度小、蹬地不够充分、不能将起跳时蕴积的力量凝聚在一起，与送髋、蹬地和伸膝的运动方向保持一致，协助身体重心的交换由下到向上向前转移;摆动腿侧送髋角度较小，导致腾起角度较小。另外，由于我国跳远运动员过度追求髋部前移而忽视垂直向上用力，导致离板瞬间身体重心投影点到身体重心支撑点的距离增大，腾起高度降低，而影响跳远成绩。

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