优秀男子举重运动员抓举技术的运动学研究

张 龙,毕志远

(太原师范学院 体育系,山西 晋中 030619)

优秀男子举重运动员抓举技术的运动学研究

张 龙,毕志远

(太原师范学院 体育系,山西 晋中 030619)

通过使用三维运动学测试方法,获得4名优秀男子举重运动员比赛条件下的抓举技术三维运动学参数,根据抓举技术特点划分不同运动阶段,对每阶段运动员与杠铃运动学参数进行研究,探讨运动员抓举过程中踝、膝、髋三个关节角度以及杠铃重心垂直速度随时间变化曲线的规律,揭示优秀举重运动员抓举技术的运动学特点和规律．

举重;抓举;运动学

抓举训练技术日趋完善,训练理论也更加系统化科学化,运动员所能举起的重量也越来越接近于人类的极限重量,所以在极限负荷下运动员必须以最符合生物力学规律的形式完成动作,优秀运动员的技术模式可以作为极具价值的典范[1]．对优秀举重运动员比赛条件下试举大重量成功时的抓举技术进行研究,找出优秀运动员抓举技术的特征及规律,对举重训练和实践有重要参考价值,为提高我国举重抓举成绩提供帮助．

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

研究了伦敦奥运会冠军吕小军和亚军陆浩杰在2011年全国男子举重冠军赛中的抓举技术;伦敦奥运会冠军林清峰和北京奥运会冠军龙清泉在2012年全国男子举重锦标赛暨奥运会选拔赛中的抓举技术(见表1)．

表1 运动员基本信息一览表

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

查阅国内外有关举重抓举技术的相关文献作为参考,重点查阅体育类核心期刊和优秀硕士、博士论文,并阅读有关举重、运动生物力学等方面书籍;研究课题报告、调研报告等相关研究资料,并对举重抓举技术相关文献进行归纳整理分析．

1.2.2 三维定点摄像测量法

在比赛场地使用Panasonic NVGS55和Sony DCR-HC52E数码摄像机各一台,按照三维摄像测量的要求架设摄像机,两台摄像机通过举重台中心的主光轴之间的夹角约为90度,拍摄距离14 m,机高1.5 m,拍摄频率为50帧/s．

摄像机架设完毕后,用PEAK三维标定框架对运动范围进行标定(见图1),运动员在同一区域进行举重比赛,维持两台摄像机的位置及各种拍摄条件不变,选择运动员抓举技术进行拍摄．

1.2.3 simi motion三维运动视频解析法

使用SIMI三维运动解析系统对运动员抓举技术动作影像进行解析分析,解析采样频率为50 Hz,运用截断频率为6 Hz的低通滤波方法对原始数据进行平滑处理,使用DLT方法计算解析点的三维空间坐标(见图2)．

图1 比赛现场PEAK三维标定框架图

图2 三维运动分析直角坐标系示意图

1.2.4 数理统计法

所有原始数据由Microsoft Excel存储,并对数据进行归一化处理、分析,为研究提供数据支持．

1.3 划分动作阶段

根据抓举的运动学特征和研究的目的,本文将抓举动作技术分为:伸膝提铃阶段(即从杠铃离地开始到第一次伸膝最大时刻结束O-A)、引膝提铃阶段(膝关节角从第一次伸膝最大时刻开始到引膝最大时刻结束A-B)、发力阶段(从引膝最大时刻开始到杠铃速度达到最大时刻结束B-C)、惯性上升(从杠铃速度最大时刻开始到杠铃达到最高点时刻结束C-D)、下蹲支撑(从杠铃达到最高点时刻开始到杠铃下降速度达到最大时刻结束D-E)、接铃完成(从杠铃下降速度达到最大时刻开始到杠铃速度为零时刻结束E-F)6个阶段,见图3．

图3 抓举动作各阶段特征画面

2 研究结果与分析

2.1 伸膝提铃阶段

伸膝提铃阶段运动员需要克服杠铃的惯性使杠铃由静止状态以一定的速度达到膝盖位置,并使杠铃重心靠近人体重心,由表2可知,从杠铃离地到第一次伸膝最大时刻膝关节角度变化为:吕小军由45.3°增大到114.2°(伸膝68.9°),陆浩杰由40.1°增大到122.5°(伸膝82.4°),林清峰由53.9°增大到127.9°(伸膝74.0°),龙清泉由49.7°增大到122.2°(伸膝72.5°),四名运动员平均伸膝74.5°．该阶段髋关节角度变化吕小军为:32.0°-67.8°(伸髋35.7°),陆浩杰为:34.9°-78.0°(伸髋43.1°),林清峰为47.9°-82.9°(伸髋35.0°),龙清泉为42.2°-67.8°(伸髋25.6°)．四名运动员在伸膝提铃阶段髋关节、膝关节、踝关节都由屈到伸,伸展幅度分别为34.9±7.2°,74.5±5.7°,19.6±2.3°．由上面数据可知:运动员在伸膝阶段主要靠伸膝关节的力量来提升杠铃,髋关节在该阶段伸展幅度较小,有研究表明髋关节在该阶段过早打开参与提铃是导致抓举技术失败的主要因素[2]．

表2 运动员伸膝提铃阶段运动学参数一览表

该阶段四名运动员平均用时0.54 s,杠铃高度平均提升0.25 m,杠铃速度平均增长1 m/s,其中该阶段铃速增长最大值为吕小军抓举170 kg时的1.09 m/s,最小值为龙清泉抓举133 kg时的0.86 m/s．

2.2 引膝提铃阶段

引膝提铃阶段,四名运动员膝关节和踝关节出现了相同的变化趋势,均由大变小出现了回屈,四名运动员膝关节角度分别回屈:11.3°,8.4°,16.2°,20.3°．踝关节角度分别回屈:13.0°,3.0°,13.8°,17.6°．而4名运动员髋关节角度在此阶段却继续伸展,髋关节伸展角度分别为:28.9°,38.9°,32.5°,43.7°．伸膝提铃阶段结束膝关节角度第一次达到最大(平均为121.7°),腿部力量已经充分被利用,为了继续发挥强有力的腿部伸肌肌群的力量,因此出现了引膝动作即膝关节回屈(平均回屈14.1°),使高度收缩的股四头肌再度被拉长,股四头肌做离心收缩时储存的肌肉弹性势能会在发力阶段充分释放出来,从而为发力阶段提供更好的发力条件[3]．

表3 运动员引膝最大时刻运动学参数一览表

该阶段四名运动员平均用时0.14 s,杠铃高度平均提升0.15 m,据资料统计世界水平优秀运动员引膝提铃阶段杠铃垂直速度很少出现明显下降的现象,因此引膝提铃阶段杠铃垂直速度能够保持持续上升是作为衡量动作技术好坏的标准之一[4]．通过研究发现:4名运动员在引膝提铃阶段杠铃速度均能保持持续上升,4名运动员杠铃速度平均增长0.16 m/s,说明我国优秀男子举重运动员引膝技术较好．

2.3 发力阶段

发力阶段是提铃过程中的最大用力阶段,运动员髋、膝、踝三个关节角度在该阶段同时增大,并在发力结束末达到最大．

表4 运动员铃速最大时刻运动学参数一览表

4名运动员发力阶段髋关节、膝关节、踝关节角度增长分别为:51.0±10.4°,47.0±7.1°,21.0±10.9°．该阶段四名运动员平均用时0.19 s,杠铃高度平均提升0.28 m,铃速增长平均为0.68 m/s,运动员在较短的时间里使杠铃提升了较大的高度,体现了发力阶段爆发式用力的特点,发力阶段结束杠铃速度达到最大,杠铃垂直方向上的最大速度平均为:1.83 m/s．

2.4 惯性上升阶段

惯性上升阶段杠铃高度的提升主要是靠杠铃获得最大速度以后克服重力做上抛运动得到,但是运动员的技术也很重要,在杠铃惯性上升期间提肘拉腕可以延长惯性上升的时间,同时获得杠铃的反作用力更有利于做下蹲支撑,惯性上升高度是影响动作成败的重要因素[5]．惯升上升阶段杠铃重心运动方向与人体重心的运动方向相反,杠铃重心在此阶段保持继续上升,而人体重心则开始朝下运动,运动员的身体各关节角度在此阶段开始减小．

表5 运动员铃在最高点时刻运动学参数一览表

惯性上升阶段四名运动员平均用时0.26 s,杠铃惯性上升高度平均为0.29 m,髋、膝、踝三个关节角度在此阶段分别回屈:64.2±21.2°,97.2±13.9°,33.3±9.7°．

2.5 关节角度随时间变化曲线

由图4-图7可知:我国优秀举重运动员膝关节和踝关节角度随时间变化曲线表现为“双波峰单波谷型曲线”,两次波峰出现所对应的抓举技术阶段为伸膝提铃阶段和发力阶段,而波谷所对应的技术阶段为引膝提铃阶段,当膝角达到最大(第二个波峰)后膝角开始持续减小,对应抓举技术阶段为下蹲支撑阶段．而我国优秀举重运动员髋关节角随时间变化曲线表现为“单峰型曲线”,在整个抓举技术过程中髋关节只出现了一个波峰,并且波峰出现在发力阶段末,说明发力后髋关节已经伸至最大．

图4 吕小军抓举170 kg各关节角随时间变化曲线

图5 陆浩杰抓举170 kg各关节角随时间变化曲线

图6 林清峰抓举157 kg各关节角随时间变化曲线

结合杠铃重心速度——时间曲线发现,在伸膝提铃阶段三条曲线同时上升,但是髋关节角随时间变化曲线上升比较平缓,曲线斜率较小,说明该阶段主要是靠伸膝的力量来提升杠铃,伸髋肌群参与较少．在引膝提铃阶段髋关节角随时间变化曲线和杠铃重心速度——时间曲线保持持续上升,但是膝关节角随时间变化曲线却在这个阶段出现了下降,说明该阶段主要依靠伸髋的力量来提升杠铃,在引膝提铃阶段膝关节角度减小是因为出现了引膝动作,使经过伸膝提铃后已经无能无力的股四头肌再度被拉长,从而让股四头肌重新做离心收缩并储存肌肉弹性势能以便在发力阶段释放更大力量,通过研究4名优秀男子举重运动员抓举技术发现:四名运动员引膝提铃阶段杠铃重心速度均能保持持续上升,是技术较好的体现．在发力阶段三条曲线又开始同时上升,并在发力结束末三条曲线同时达到波峰,发力阶段体现了发力过程爆发式最大用力的特点．

3 研究结论

1)伸膝提铃阶段髋、膝、踝三个关节都由屈到伸,其中膝关节伸展幅度最大,运动员在伸膝提铃阶段主要靠伸膝关节的力量来提升杠铃,髋关节在该阶段不应过早参与提铃．

2)引膝提铃阶段在整个提铃过程中主要起到过渡作用,膝关节和踝关节均由大变小出现了回屈,分别回屈14.1°,11.8°．

3)发力阶段是提铃过程中的最大用力阶段,髋、膝、踝三个关节角度在发力结束时达到最大,体现了发力阶段爆发式用力的特点．

4)我国优秀举重运动员膝关节和踝关节角度随时间变化曲线表现为“双波峰单波谷型曲线”, 而髋关节角随时间变化曲线表现为“单峰型曲线”．

[1] 毕志远,艾康伟.陆浩杰与吕小军举重抓举技术的对比研究[C].第十六届全国运动生物力学学术交流大会论文集,2013:71-72

[2] 王向东,刘梦飞.优秀女子举重运动员抓举技术的生物力学分析[J].中国体育科技,2008,44(6):93-95

[3] 艾康伟,曹文元.中外举重运动员预蹲发力阶段的动作结构比较[J].中国体育科技,1994,30(12):32-34

[4] 任景萍,叶 鸣.对抓举动作技术身体各环节运动特征的研究[J].首都体育学院学报,2008,20(6):104-107

Research on Snatch Technique Kinematics of Male Elite Weightlifters

ZHANG Long, BI Zhiyuan

(Department Physical Education,Taiyuan Normal University,Jinzhong 030619, China)

Using 3D motion analysis method,four male elite weightlifters’ three dimensional kinematics parameter of snatch technique was captured, According to the characteristics of snatch technique divided into different stages, Research on each stage of the athletes and the barbell kinematics parameters, the law of ankle joint angle, knee joint angle, hip joint angle and the center vertical velocity of barbell with change of time curve were analyzed.the characteristics and laws of male elite weightlifter’s snatch technique are pointed out.

weightlifting; snatch; kinematics

2015-10-11

张 龙(1963-),男,河北冀县人,硕士,太原师范学院体育系教授,主要从事体育教育的教学研究．

1672-2027(2015)04-0089-05

G884.1

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