高校排球男子高水平运动员强攻起跳的运动力学分析

魏琳洁　万绪鹏

摘 要：运用文献资料法、专家访谈法，以及选用遥测肌电测试仪、常速DV摄像机及同步信号发生器对参加中国大学生排球联赛的5名优秀男子排球运动员4号位强攻起跳技术进行现场测试，综合运用运动解剖学、训练学及运动生物力学等多学科知识，通过解析及数据分析，客观地揭示出有利于排球4号位强攻起跳缓冲与蹬伸技术诸多运动学参数及参与活动肌肉的基本规律：4号位扣球起跳过程重心最低点时刻，膝关节角度在135°左右最有利于伸膝肌群发力；应适当增大髋关节折叠幅度；适当减小肩角。排球扣球过程中并步式起跳已成为主流；过短的起跳时间会削弱双臂的摆动幅度，在4号位扣球起跳时上下肢蹬摆配合充分的前提下尽量缩短蹬伸时间。在4号位强攻起跳环节尤其蹬伸时要格外加强对上肢的充分利用，积极配合下肢完成大幅度蹬摆；力量训练中要对肱二头肌进行针对性加强。以期为高校排球高水平运动队的训练提供有益参考。

关键词：高校；排球；4号位强攻；起跳；缓冲；蹬伸；运动学；肌肉力学

Abstract： Use of literature， expert interviews， This study selects the telemetry myoelectricity tester， constant velocity DV cameras and synchronous signal generator for field test five male Chinese university volleyball players in 4 location storm take-off technology. Objectively reveals the active muscles basic rules of volleyball player in 4 location storm take-off buffering and pedaling use sports anatomy， training and sports biomechanics： 4-bit spike off Process focus lowest point in time， the knee angle of about 135 ° most conducive extensor muscle force； be necessary to increase the amplitude of the hip fold； appropriately reduced shoulders. Volleyball spike jump-step process and has become the mainstream； too short take-off time will undermine arms swings， in the 4th position when Spike Jumping on the lower extremities with pedal swing kicking to shorten the time the full premise. When 4-bit storm starts kicking in particular sectors to be extra strengthen the full utilization of the upper limb， lower limb and actively cooperate with the completion of a substantial swing kicking； strength training should be targeted to strengthen the biceps. The aim of this paper is provide some useful reference for university volleyball high level sports teams training.

Keywords： university； volleyball； 4 location storm； take-off； buffering； pedaling； kinematics； muscle mechanics.

1 研究对象

多次参加CUVA的西北工业大学特招男子排球运动员（一名国家一级运动员，四名国家二级运动员），专业训练均在五年以上，健康状况良好，实验前24h内无剧烈运动，肌肉没有疲劳现象。测试队员平均年龄为21.4±2.19岁，平均身高为1.93±0.06m，平均体重为83.6±6.11kg，详情见表1。

2研究方法

2.1测试法

2.1.1仪器与器材

（1）两部日产索尼DCR-HC90DV摄像机，采样以50场/秒进行解析；

（2）一部芬兰产MEGWIN6000 16通道遥测肌电仪，频率为1000HZ；

（3）一台同步信号发生器；

（4）直角标尺、弹性绷带、剃刀、75%酒精溶液等。

2.1.2特征画面及时相

特征画面：a—右脚着地时刻；b—重心最低点时刻；c—幷步脚着地时刻；d—双脚离地时刻。

时相：A—缓冲阶段；B—蹬伸阶段

2.1.3数据处理

运动学：采用松井秀治（日本）的人体模型，选取人体关节点19个与静止参考点1个，运用Ariel公司APAS录像解析系统对起跳动作进行数字化处理；

肌肉力学：采用MegaWin2.4软件进行处理、分析。

2.2文献资料法

通过查询中国知网及图书资料，对有关排球4号位强攻起跳缓冲与蹬伸技术相关知识进行分类整理。

2.3专家访谈法

就本研究中测试肌肉的选取、仪器的操作及数据的处理等问题，与西安体育学院及西安电子科技大学的专家教授进行深入探讨，并就排球4号位强攻起跳技术特征向运动队教练进行细致的咨询。

3结果与分析

3.1 运动学与肌肉力学同步处理的方法

通过回放摄像及动作特征分析找到到同步点和四个特征画面（右脚着地时刻；重心最低点时刻；幷步脚着地时刻；双脚离地时刻）的时间，并通过此时间在肌电图上准确落位四个特征画面，以虚线为标示供同步研究。

3.1.1 4号位强攻起跳技术运动学分析

文章以重心最低点为临界点，将起跳全程分为肌肉完成离心收缩的缓冲阶段及肌肉完成向心收缩的蹬伸阶段。

3.1.2左右下肢参与缓冲和蹬伸时间比较

从表2给出的时间对比结果可知：在运动员4号位扣球起跳阶段，仅王**左侧下肢参与缓冲，且该缓冲时间较短，仅0.02s，另外，其左侧下肢参与蹬伸全过程；其他四名测试者的左侧下肢不参与缓冲过程，且仅部分时间参与蹬伸；通过对比发现：测试者王**在扣球起跳时，其左侧下肢参与缓冲和蹬伸的程度较高，这在一定程度上不利于水平速度的保持，影响起跳效果；所有测试者起跳时均呈现右脚先着地、左脚后着地，且同时离开地面，该特征表明：受试者4号位扣球起跳时采用并步式，而不是跨步式。

3.1.3起跳阶段时间参数

从表3可以看到，整体而言，测试者的蹬伸时间稍长于其缓冲时间，差值为0.02s，说明测试者在扣球起跳时蹬伸过程较为充分；张清华等[4]认为：扣球起跳时，缩短缓冲时间， 一定程度上可减少水平速度的损失。因此，运动员在4号位扣球起跳时， 应尽可能缩短缓冲时间 ；就蹬伸技术而言，张清华等[4]认为：起跳蹬伸时间与起跳高度呈中度负相关（R=-0.58，P<0.05），即起跳蹬伸时间以短为宜。不过，切不可一味缩短起跳时间，因为过短的起跳时间会削弱双臂的摆动幅度，上下肢的蹬摆配合如果不充分，会直接影响起跳效果。

3.1.4重心最低点时刻的角量参数

通过表4中重心最低点时刻的角量参数比较，发现起跳过程中的测试者在重心最低点时刻，除孙**左侧膝关节角度值明显小于右侧，杜**左右膝关节角度差异小以外，其他测试者右膝的弯曲程度大于左膝，数值为134.9、149.1，何玲等人[5]认为依据解剖学原理，运动员缓冲下蹲，膝关节处于135°时，最有利于伸膝肌群的发力。即膝关节角度控制在135°最有利于发挥蹬伸力量，通过测试数据可以发现本文的测试者在扣球起跳缓冲阶段右膝的缓冲幅度较理想；由于测试者仅右侧下肢参与缓冲，而左脚着地便直接进入蹬伸过程，所以，表现为右脚着地瞬间便进入屈膝缓冲阶段，直至最大缓冲幅度，而左腿恰好处于前迈腾空阶段，因此右侧膝关节角度数值小于左侧；杜**和密**尤其是前者的左右髋角较小，分别为129.3°和124.1°，髋关节弯曲幅度的大小表现为身体的折叠程度，髋关节折叠幅度大，此时助跑所获得的水平速度的损失便相对较小，扣球起跳时可以保持较大的水平速度与合适的垂直速度，进而发挥冲跳扣球效果，因此在日常的训练过程中可以尝试增加髋关节折叠幅度，以期获得更好的冲扣威力；测试者杜**和孙**的肩角较小，数值为7.1°、9.1°，下肢蹬地过程中上肢的配合摆动技术直接影响起跳效果，重心最低点时刻肩角绝对值越小则蹬摆配合的效果越好，越有利于起跳，因此在排球扣球训练过程中，运动员在其重心最低点时刻需适当减小肩角，以提高起跳效果。

3.1.5起跳阶段右脚着地与双脚离地时刻速度值

表5中的速度值比较可知：运动员密**水平速度损失率比其他四位测试者小，结果为53.57%，这就意味着密**起跳时对水平速度的利用效果相对较好；运动员王**水平速度损失率数值为75.91%，说明起跳时对水平速度的保持与利用欠佳。测试数据表明：排球运动员在扣球起跳过程中应适当减小重心腾起角，以尽可能减小水平速度的损失，从而发挥冲跳扣球威力。

3.2 4号位强攻起跳技术的肌肉力学分析

2.2.1起跳缓冲阶段各肌群肌电活动直观图

通过图1可以发现：“重心最低点时刻”肌肉大都表现出积分肌电值趋于零线位置特征，特殊的放电特征意味着肌肉正处于等长收缩工作状态；除了腹直肌的波形较为平缓外，其他被测肌肉均呈现较高的兴奋性，右侧下肢肌群表现更为显著，符合扣球技术特征要求：屈膝缓冲时，为了抵抗身体继续下蹲，右侧下肢伸肌群步入被动拉长工作状态，这提醒排球教练员和运动员在日常训练过程中需重视肌肉力量特别是下肢肌群力量训练。

3.2.2起跳蹬伸阶段各肌群肌电活动直观图

为便于观察图2中被测肌肉活动兴奋性的差异与规律，将肌肉电波所对应的积分肌电值予以梳理，以更为直观的柱形图作以阐述。

备注：图3中1—12依次代指：1-腓肠肌（右侧）；2-股直肌（右侧）；3-股二头肌（右侧）；4-臀大肌（右侧）；5-腓肠肌（左侧）；6-股直肌（左侧）；7-股二头肌（左侧）；8-臀大肌（左侧）；9-竖脊肌（右侧）；10-腹直肌（右侧）；11-肱三头肌（右侧）；12-肱二头肌（右侧）。

从图3中可以发现，起跳蹬伸阶段，右侧肱二头肌的积分肌电值最大，数值为516uvs，右侧腹直肌的积分肌电值最小，数值为184uvs。何玲等人 [5]认为：起跳蹬伸是借助下肢在髋、膝关节处伸直，在踝关节处屈足，且由两臂积极配合上摆共同完成的，因此，起跳蹬伸时，配合下肢蹬地积极完成“屈臂夹肘上摆”动作的肱二头肌兴奋性最强，放电量最大，是主要作用肌肉。测试数据说明上肢肌群在4号位扣球起跳阶段的重要性，这就要求排球教练员在日常训练时不可忽视上肢肌群的力量练习，同时在扣球技术指导时需提醒运动员加强上下肢蹬摆配合，以提高扣球质量。

4结论

4.1重心最低点时刻

4号位扣球起跳过程重心最低点时刻，膝关节角度在135°左右最有利于伸膝肌群发力；为了尽可能减少水平速度的损失，应适当增大髋关节折叠幅度；适当减小肩角，提高上下肢蹬摆配合效果。

4.2起跳阶段

测试者采用并步式，且双脚同时跳离地面的起跳技术，说明排球扣球过程中并步式起跳已成为主流；缓冲时间过长不利于水平速度的保持，影响冲跳扣球效果；蹬伸时间也不宜过长，不过，过短的起跳时间会削弱双臂的摆动幅度，上下肢的蹬摆配合如果不充分，则会直接影响起跳效果，因此，在4号位扣球起跳时上下肢蹬摆配合充分的前提下尽量缩短蹬伸时间。

4.3重心最低点时刻

此刻被测肌群正在进行等长收缩工作，直观表现为表面肌电曲线图趋向接近零线特征。

4.4缓冲阶段

被测肌群均呈现较高的兴奋性，特别是下肢伸肌群步入被动拉长工作状态，兴奋性更为显著，这提醒排球教练员和运动员在日常训练过程中需重视肌肉力量特别是下肢肌群力量训练。

4.5蹬伸阶段

积极完成“屈臂夹肘上摆” 动作的肱二头肌最为兴奋，意味着在4号位扣球起跳阶段上肢肌群具有重要作用，这就要求排球教练员在日常训练时不可忽视上肢肌群的力量练习，同时在扣球技术指导时需提醒运动员加强上下肢蹬摆配合，以提高扣球质量。

4.6右肱二头肌兴奋性程度较强的分析

本研究被测12块肌肉中右肱二头肌强烈的兴奋性，客观的揭示出双臂的积极大幅度配合摆动在排球4号位强攻起跳技术里的重要性，然而，在高校排球选修课教学中，特别在扣球技术教学时，教师往往注重对扣球击球技术的讲解与示范，却忽视起跳过程中双臂的有效利用，致使学生在扣球助跑起跳过程中不能合理利用双臂，出现双臂不摆动，或摆动不协调等现象，直接影响扣球效果。本研究显示：在4号位强攻起跳环节尤其蹬伸时要格外加强对上肢的充分利用，积极配合下肢完成大幅度蹬摆；力量训练中要对肱二头肌进行针对性加强。

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