速滑蹬冰下肢关节工作顺序分析

蔡冰

(黑龙江省大庆市杜尔伯特县文化广电体育局 黑龙江大庆 166200)

由于受到各种条件的影响,每一个速滑运动员的蹬冰动作都明显不同,这也决定了其速滑的成绩。通过长期研究发现,蹬冰力量、滑跑频率是速滑运动中最关键的技术要点,这两项也与运动员下肢关节的伸展幅度存在着紧密的联系。经过实践证明,速滑运动中优秀选手的蹬冰技术特点主要包括以下四点:(1)在开始蹬冰之前,运动员下肢膝关节弯曲的角度相对较小;(2)在蹬伸的过程中,运动员的中躯干角相对较小;(3)在蹬冰的过程中,运动员的蹬伸角度较大;(4)运动员在每次蹬冰的过程中所耗费的力量相对较大。由此看来,速滑运动员在实施这一运动的过程中,其膝关节的伸展时机极其伸展幅度与速滑运动的效果存在着密不可分的联系。但是我们也需要注意到的是速滑蹬冰动作不仅仅与运动员膝关节有关,还与运动员下肢的髋关节、踝关节存在着密切的关系。为了了解速滑蹬冰运动中与下肢三个关节的协调关系及运动中下肢关节的工作顺序,本文采用了运动生物力学方法与机能解剖学方法,深入分析在速滑蹬冰运动中下肢关节的工作顺序及对运动员中心的作用效果,通过此研究希望能够提高运动员的速滑蹬冰技术。

1 研究方法

在世界杯比赛现场,研究者需要整个大跑道设置8台数码摄像机,尤其是在各个弯道,设计者应采用定焦拍摄的方法注意运动员在弯道的完整动作。为了保证研究的准确性,研究者必须要在速滑蹬冰比赛开始之前启动机器,并将其拍摄的频率设定在50Hz左右,并保证在拍摄期间不停机。等到比赛完毕之后,将摄像机的录像进行分析,并建立一个三维框架模型,再利用相应的解析系统对这一拍摄图像进行全面分析,从中分析运动员在整个动作下的参数。

2 研究结果的分析

2.1 速滑蹬冰运动员在不同滑行阶段下肢关节的角度变化情况

在速滑蹬冰运动过程中,运动员在蹬冰时下肢各个关节角度的变化情况决定了运动员动作结构的特征。一个优秀速滑运动员在开始蹬冰之前,下肢髋关节、膝关节、踝关节都处于相对较低的状态,只有速滑运动员在滑行过程中保持流线型的身体姿势,才能够保持其自身的平衡,减小空气的阻力,从而达到高速度滑跑的目的。运动员在单支撑蹬冰的过程中,其膝关节的伸展角度相对较小,经过解析系统测量分析,其平均角度仅为12.4°左右,在这一过程中,运动员的髋关节的角度会不断增大,其次是膝关节,而运动员此时的踝关节的角度并没有太大的变化。也就是说,在速滑蹬冰开始时,运动员的髋关节是发力的关键部位。而在传统的并且蹬冰运动过程中,其动作顺序是:膝关节、踝关节的伸展角度几乎是同步的,并且运动员在运动过程中,其膝关节的伸展角度要远远超过踝关节。也就是说,传统的蹬冰动作与速滑蹬冰运动项目的用力时机与用力程度都存在着很大的区别。

当运动员从单支撑蹬冰过程转变为双支撑蹬冰过程时,其髋关节的伸展角度依然会不断增大,其伸展角度的最大值为113.6°,而膝关节的伸展角度也开始不断增大,经测定,其伸展的平均角度为67.93°,等到运动员双支撑蹬冰结束之后,膝关节的最大伸展角度为171.4°。另外我们还发现,在运动员在双支撑蹬冰过程中,若运动员使用的是心室并且,那么运动员在滑跑过程中也就相对比较灵活,也就是说运动员踝关节的伸张角度也会不断增大,等到双支撑蹬冰完成之后,其最大的伸展角度达到116.6°。也就是说,在整个运动过程中,并且也会影响到运动员髋关节与膝关节的伸展情况,改变了人们过去下肢关节的运动顺序。一个优秀的速滑蹬冰运动员在整个运动过程中,通过对其下肢关节伸展角度变化情况进行分析,结果发现蹬冰动作具有爆发式的特点。也就是说运动员利用单步滑跑所花费的时间大约在0.40s左右,但若采用爆发式蹬冰,那么其花费的时间也就只有0.14s左右。经过相关分析发现,运动员在单步滑跑的过程中,髋关节、膝关节、踝关节的伸展角度都会有不同程度的增长,然后运动员的踝关节会逐渐降低,等到在转变成双支撑蹬冰的瞬间,髋、膝、踝关节都会急剧增大。也就是说,在整个速滑运动过程中,运动员并不是时时刻刻都处于主动蹬冰的状态,而是在某一时刻存在着消息的滑行状态。具体来讲,运动员在进行单支撑蹬冰初期,运动员主要是依靠自身重力进行蹬冰,即处于一个被动式蹬冰状态;而在单支撑后期或者在转变为双支撑蹬冰的瞬间,运动员也就将被动式蹬冰转变为主动蹬冰方式,这样才能够有效的提高质心的速度,并且此时的蹬冰还具有爆发式特点。

2.2 运动员在蹬冰过程中下肢关节伸展角度的动态变化情况

为了了解运动员在蹬冰过程中下肢关节伸展角度的动态变化情况,我们将整个蹬冰过程中髋、膝、踝关节的角度变化情况绘制成曲线,通过对其分析表明,在滑行阶段运动员的膝关节的伸展角度正在缓慢增加,期间存在有降低的趋势,等到滑行阶段后期,其伸展角度也就会大幅度增加;髋关节与膝关节大多相似,而踝关节则与髋关节、膝关节伸展角度变化情况相反。也就是说,在运动员进行蹬冰的初期,其踝关节伸展角度呈现缓慢降低,在蹬伸的过程中,运动员的整个身体呈现足背屈的现象,等到运动员从单支撑蹬冰转变为多支撑蹬冰的过程中,其伸展角度才会不断增大。由此看来,运动员在蹬冰过程中出现的足背屈现象与膝关节伸展角度存在着十分密切的关系,在理论上我们将这一技术称之为伸膝压踝技术。

从髋、膝、快关节角度曲线变化情况来看,髋关节是最先出现角度变化的,膝关节次之,最后才是踝关节。由此可以看出运动员在速滑蹬冰运动过程中下肢的用力情况是不一致的。并且由于踝关节是运动最后阶段的用力部位,这也就说明踝关节具有鞭打的特点。在该项运动过程中,运动器材的选择对于踝关节自由度的变化存在着一定的影响,如果运动员采用的是传统的冰岛,那么在蹬伸过程中只能够将髋、膝关节的力量充分发挥出来,而踝关节的自由度也就受到了限制,增加了运动员的输出功。而如今,我们将克拉普冰刀应用在其中之后,运动员在蹬冰的过程中可以保持身体重心向前倾,此时踝关节的力量也就得到了充分的发挥,改变了传统冰刀的缺陷,达到了理想的蹬冰效果。在整个滑行阶段,运动员的滑行速度得到了显著的提升,下肢关节工作顺序有条不紊,不仅提高了运动员的滑跑成绩,还提高了运动员滑行的技术。

2.3 运动员蹬冰腿关节角速度的变化情况

为了了解运动员在蹬冰过程中下肢关节的具体发力时机与发力顺序,我们选取下肢关节伸展角度较大的阶段进行深入研究,即运动员在蹬冰过程中下肢关节角度的变化情况。通过分析表明,运动员在蹬冰滑行初期,髋关节的角速度呈现缓慢增长的状态,等到在蹬伸过程中减小之后出现大幅度增长,而膝关节角速度变化趋势与髋关节角速度的变化情况几乎一致,而踝关节在滑行初期一直处于平稳的状态,在蹬伸时其角速度会逐渐减小,而到后期,其角速度也就不断增大。我们将髋、膝、踝关节的发力情况进行相应的比较,结果发现髋与膝关节几乎同时发力,而踝关节则明显趋后,在运动员蹬冰时达到最大限度的伸展角度是,髋、膝、踝关节的发力是在同一时间进行。在整个环节中,运动员在蹬伸过程中,髋关节的角度处于不断上升的状态,而膝关节则会有一段时间内角度不断减小,由此可以看出,速滑蹬冰时,运动员下肢关节的工作顺序为髋、膝、踝。在整个过程中,在最后滑行阶段,由于踝关节是最后的发力关节,因此我们必须要对其产生的足背屈现象加以重视。

3 结语

通过上述相关分析表明,运动员在蹬冰过程中,其下肢关节发力情况具有爆发式特点;髋关节与膝关节具有同步性特点,而踝关节与髋、膝关节恰恰相反,并且在运动员滑行的过程中下肢关节的工作顺序为髋、膝、踝;踝关节在发力的过程中会使运动员出现足背屈的现象,这需要教练以及运动员引起高度重视。

[1]张术学,李萍,陈民盛.速滑选手出弯道衔接技术的生物力学诊断[J].东北师大学报(自然科学版),2003(3).

[2]陈民盛,覃晓红,佟永典,等.关于速滑蹬冰动作的实效性分析[J].东北师大学报(自然科学版),2003(1).