运动生物力学研究方法在举重科研中的应用

徐海卫

中图分类号：G804 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2017）03-000-02

摘 要 本文采用文献资料法、归纳分析对目前举重科研中使用的运动生物力学原理进行综述，为丰富发展举重教学和科研提供参考价值。

关键词 举重 运动学 动力学 生物学

在CINK以举重、挺举、生物力学为关键词，查阅了国内外文献资料并进行归纳总结发现，大多数学者以研究抓举为主，挺举的文献相对较少。方法学上，有运动学三维录像解析、红外光点的测试分析；动力学的三维测力台分析以及足底压力系统在举重项目中的应用等；生物学有表面肌电分析法等。我们试图从举重的运动学研究、举重的动力学研究、举重的生物学研究三个方面对举重中涉及到的生物力学科研进行综述，为更好的进行举重运动生物力学科研提供参考价值。

一、举重的运动学研究

目前，对于举重的运动学研究主要有两个方面，分别是经典的三维录像解析和红外光电的测试。其主要目的是获取举重过程中的关节角度、速度、加速度、位移等运动学参数，从定量的数据中反映出运动员动作特点、规律以及优缺点，从而提高运动员的水平。

国外学者通过三维运动学分析对比赛中的6名男子和6名希腊女子举重运动员的抓举技术进行了比较。在过渡阶段和下蹲支撑阶段女子和男子相比，屈膝幅度明顯较小，动作也慢。此外，男子在第一发力阶段施加在杠铃上的功明显要大于第二发力阶段。相反，女子在两个动作阶段表现出近似的机械功。约翰·加汉姆尔提出了抓举技术“杠心”（杠铃横杠中心点，即杠铃重心所在位置）的最佳轨迹成明显的“S”形轨迹。张跃通过分析我国优秀运动员抓举技术在不同动作阶段“两心”在矢状面和水平面上的偏移，结合“杠心”最佳轨迹的特点，揭示动作技术的稳定性。单信海等通过研究崔文华抓举200.5公斤超世界记录的技术分析，也发现杠心轨迹穿越重心轨迹的特点。而Wolf等通过研究发现运动员的杠铃轨迹均没有穿越垂直参考线，而是表现为杠铃向身体的后方运动，最终导致运动员在发力后的后跳。Vorobyev认为是动作技术不稳定的表现。从杠铃的轨迹及膝关节角的变化上看，抓举动作存在两次最大伸膝过程和一次屈膝过程。

Enoka指出举重的屈膝过程在确定身体姿势，使杠铃的运动轨迹更靠近髋关节和背部肌肉具有一定意义，允许在一个更加适宜的阶段充分利用膝关节伸肌的力量。Garhammer指出抓举技术的优秀运动员在过渡阶段仍能保持杠铃垂直速度的继续上升。伯迪特比较10名世界水平的举重运动员与26名一般水平大学生运动员的抓举技术，表明世界水平的运动员比一般水平的运动员举起杠铃度都相对较低，世界水平的选手举起杠铃的平均相对高度为其身高的0.62±0.05倍。而大学水平的选手为其身高的0.69±0.05倍。举重运动员的动作结构主要是由髋关节角、膝关节角、躯干与水平面的夹角所决定的。引膝动作是正确提铃技术极其重要的组成部分，这个技术是举重运动所独有的，它与原地纵跳的缓冲阶段有相似的原理。用力顺序是蹬腿和伸髋同时进行，接着伸展躯干、耸肩、提肘和提踵，所有这些连续协调的用力动作都必须在瞬间完成。

二、举重的动力学研究

对于举重动力学研究的文献，集中在三维测力台和足底压力系统两个方面。其主要目的是获取人体在抓举过程中，动力学参数，如X、Y、Z方向上力、力矩等力学参数，论证运动员发力的特点，为优化和改进动作技术提供动力。王云德将抓举蹬地垂直力曲线的波形分成：提铃、失重、着地、撑铃和站立五个波段，分别描述了25名优秀运动员各波段平均时间和力值变化趋势。国外学者通过摄像和测力台同步测试对10名男子举重运动员的抓举技术的60%和70%强度进行了测试，结果表明在抓举60%和70%的强度时，受试者在第二发力阶段的地面反作用力明显大于第一发力阶段和失重阶段。随着杠铃重量从60%增加到70%，第一发力阶段和失重阶段的峰值力增加，第二发力阶段的峰值力却减小。艾康伟通过应用逆向动力学的分析方法对抓举的技术动作各关节的受力和净矩进行计算分析，更加深入地了解技术动作的结构以及力量的特点，并可作为力量诊断和评定的方法。这种方法与实验室常用的等长、等动等力量诊断和评定的方法相比，与运动实际更加吻合。他们对抓举动作髋关节净力矩分析表明，对于抓举，髋关节最大净力矩与对应此时刻的髋关节角度呈负相关。

刘平等指出：抓举技术失败动作分为杠铃前掉和后掉，前掉主要和发力效果因子及接铃调整因子有关，后掉主要是接铃调整失败。杠铃最大速度、惯性上升高度和发力最大力量是监控发力效果的主要指标，接铃Fy力变化、跳步距离、引膝Fy力变化是监控接铃的主要指标。跳步是影响动作成败的关键因素，它与杠铃的横向运动趋向、接铃成败高度相关，引膝Fy力、发力弹杠时杠铃前向运动和发力杠铃后向运动是决定跳步距离的主要因素。

Yung等得出在抓举过程中的两种典型的地面反作用力曲线：两种曲线在杠铃离地前0.2秒到杠铃离地瞬间这段时间都呈现稳定的增长趋势。Carlock等人通过运动测试系统对64名美国国家举重运动员的纵跳能力进行了测试研究，通过统计学分析发现运动员的纵跳能力和举重表现呈高度相关。Funato等人通过三维测力台测试了不同等级举重运动员抓举时的地面反作用力与运动表现方面的关系。结果发现高水平运动员与一般运动员相比，在抓举时的地面反作用力有两个明显特征：1.失重时间较短，能够更好的利用肌肉收缩弹性能；2.在失重期间表现出更大的向前的水平力，说明更好的利用了伸髋肌群的力量。

三、举重的生物学研究

一般对举重进行过表面肌电的分析，多数涉及到主要参与肌群的激活顺序、肌肉参与百分比等的研究。陆爱云等通过对一般运动员抓举不同重量的技术进行运动学及肌电测试分析和比较，从外部的动作技术结构和内部的肌电活动的角度进行研究，从肌肉的活动顺序上来看，股直肌、竖直肌、胫骨前肌是较早动员的肌肉，尔后才是肱三头肌、三角肌、前臂屈肌及肱二头肌等，反映出举重项目是大肌肉先活动再带动小肌肉的特点。卢德明对曾国强、马文广等的抓举、挺举技术进行摄影测力遥测肌电的同步测试与分析。使用八导遥测肌电仪测试了股四头肌（内、外、直肌），臀大肌、股二头肌、小腿三头肌、骶棘肌和背阔肌等8块肌肉的肌电图。各动作阶段肌电图曲线的电压值以校准信号的电压值为标准进行测量、计算得到，各动作阶段肌电的振动频率由该动作阶段的时间与振动次数求得。

针对江苏省女子举重队的现役队员，运用肌电测试仪对抓举的技术动作进行分析。研究选取8块在抓举过程中具有代表性的浅层骨骼肌做同步肌电测量。运用相关软件得出8名运动员在3个不同重量的抓举全过程中8块骨骼肌活动的先后顺序（时序）。运用相关统计学软件对其中的任意两块骨骼肌的发力时间进行比较，从而得出改进技术动作的方法的理论依据。

四、小结

综上所述，目前，对于举重项目的研究，以抓举为主，挺举相对较少。特别对于挺举的运动学研究文献相对匮乏，其中还以女子挺举为主，对于优秀男子举重运动员的挺举研究不多。同时运动学、动力学及肌电学敏感数据之间相关性研究尚未发现，未来以期为突破口，这将丰富和发展运动生物力学在举重科研中的理论。

参考文献：

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