朱厚伟,刘 金,常鹏飞,马俊阳,潘慧炬
奥运冠军石智勇与廖辉抓举技术特征的对比分析
朱厚伟,刘 金,常鹏飞,马俊阳,潘慧炬
运用三维运动学的方法,对2016年全国男子举重锦标赛暨里约奥运会选拔赛中,石智勇、廖辉抓举技术特征进行对比分析。研究认为,在杠铃上举过程中,与廖辉相比,石智勇引膝阶段时间较短,膝关节回屈角度小,伸膝提铃阶段时间所占比例较大;在发力阶段,其杠铃重心与身体重心间距过大,上举过程中廖辉的各阶段技术优于石智勇;在接铃各阶段,与石智勇相比,廖辉存在身体重心高度过低、膝关节角度较小以及“两心”间距过大等不足;在接铃各阶段,石智勇的技术要优于廖辉。但整个抓举过程中,与廖辉相比,石智勇杠铃重心的冠状轴存在较大偏移,应进行深入分析。
举重;里约奥运会;选拔赛;抓举;技术特征
举重项目是我国主要的奥运夺金项目之一,优秀的人才储备是我国在大赛中屡次夺得金牌的秘诀[4]。廖辉是男子69 kg抓举、挺举和总成绩的世界纪录保持者,但近年来浙江年轻运动员石智勇异军突起,2016年里约奥运会获得男子举重69 kg金牌。虽然石智勇在里约奥运会中获得金牌,但是其抓举成绩以162 kg排在第二,且与廖辉保持的抓举世界纪录166 kg相差4 kg。本研究通过对石智勇以及廖辉抓举技术特征数据进行对比,分析石智勇抓举的技术特点[1,10,15]。
1.1 研究对象
以2016年全国男子举重锦标赛暨里约奥运会选拔赛中,石智勇和廖辉抓举技术动作为研究对象。
1.2 研究方法
1.2.1 三维定点摄像测量法
2016年4月17日,采用2台SONY DCRHC52E摄像机拍摄整个比赛过程,拍摄频率为25帧/s。预先在比赛场地采用PEAK三维标定框架进行空间三维坐标标定,2台摄像机分别位于举重台前的左右两侧,通过举重台中心的主光轴之间的夹角约90°,定标后保持摄像机位置和拍摄条件不变(图1)。
表1 运动员基本信息Table 1 The Basic Situation of the Athletes
图1 摄像机设置示意图Figure 1 Cartesian Coordinate System
1.2.2 三维录像解析
采用德国SIMI°Motion7.50三维运动分析系统对抓举视频进行分析,采用的解析采样频率为50 Hz,平滑处理中采用6 Hz低通滤波平滑,使用DLT计算空间坐标(图2)。
图2 三维运动分析直角坐标系示意 图Figure 2 Experimental Setup of Three-Dimension Motion Analysis
1.2.3 对比分析法
廖辉是目前抓举(166 kg)、挺举(198 kg)、总成绩(359 kg)3项世界纪录的保持者,本研究对廖辉(158 kg、161 kg)和石智勇(157 kg、160 kg)抓举的技术特征进行对比分析。
在抓举技术的研究中,为便于分析抓举的运动生物力学原理,揭示优秀运动员的力学特征,通常会将抓举技术分为5个或6个阶段[2,3,6,11,17,18]。本文将其分为6个阶段(图3):第1阶段,伸膝提铃阶段(a~b):从杠铃离开地面到膝关节角度持续上升至最大阶段;第2阶段,引膝提铃阶段(b~c):从引膝开始膝关节角度最大时刻降至最小时刻;第3阶段,发力阶段(c~d):从引膝结束到杠铃速度达到最大;第4阶段,惯性上升阶段(d~e):从杠铃速度最大到杠铃垂直上升至最高;第5阶段,下蹲支撑阶段(e~f):从杠铃达到最高点时开始到杠铃下降速度达到最大时结束;第6阶段,接铃完成阶段(f~g):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[2]。
本研究对廖辉和石智勇3次抓举进行分析,分别命名为:廖辉A(抓举158 kg成功)、廖辉B(抓举161 kg第1次失败)、廖辉C(抓举161 kg第2次失败)、石智勇A(抓举157 kg成功)、石智勇B(抓举160 kg第1次失败)、石智勇C(抓举160 kg第2次失败)。
抓举动作技术按顺序分为伸膝提铃、引膝提铃、发力、惯性上升、下蹲支撑及接铃完成6个动作阶段。整个动作互相衔接连贯,尽管动作方法不同,运动员的特点各异,但必须遵循一些共同性的技术原则,即“近”,要求在上举杠铃的过程中,尽量做到使杠铃贴近身体运行;“快”,要求发力要快;“低”,要求发力结束时要迅速降低身体重心以缩短杠铃的运动路线,体现了用力地经济性;“准”,要求在举杠铃的过程中,肌肉的用力应具有高度的协调性[5,8,9,13]。
3.1 抓举阶段时间与空间技术特征分析
3.1.1 提铃阶段时间与上升高度所占比值分析
时间位移参数是分析举重运动技术较为重要的参数之一,能够较好地反映提铃过程中的用力节奏[10]。
由于运动员自身特点的差异,提铃阶段时间与上升高度可能存在差异。通过表2、图4和图5中廖辉A与石智勇A的抓举比较,发现廖辉A杠铃上升各阶段时间比与上升高度比与同级别其他优秀运动员[10,14]相似,石智勇A的伸膝提铃的时间比和上升高度比分别比廖辉A高5.88% 和5.12%;石智勇A的引膝提铃的时间比和上升高度比分别比廖辉A低5.89% 和4.10%。石智勇的引膝提铃阶段与伸膝提铃阶段的技术特征与廖辉存在较为明显的差异,其他级别的优秀运动员[10,12]也出现与石智勇类似的表现。
铃速最大时杠铃高度是评价提铃及发力效果的重要指标。发力阶段结束时,杠铃获得最大速度,此时伸膝伸髋肌群已经最大用力。此后,杠铃增至最大高度的作用力,此作用力主要源于运动员甩臂翻腕的力量,并且运动员利用杠铃的反作用力促使身体迅速下蹲接铃[2]。虽然石智勇在发力阶段的相同时间内使杠铃上升的高度高于廖辉,但惯性上升阶段杠铃上升的高度比廖辉要低2.30 cm。
3.1.2 接铃各阶段时间与上升高度比较分析
表2显示,石智勇A和廖辉A的杠铃回落距离(杠铃回落距离能够较为直接的反应运动员的接铃技术,杠铃回落距离越短,说明运动员接铃技术更优秀[2])非常接近,仅相差1 cm。在接铃完成时石智勇的身体重心高度比廖辉高3 cm,且石智勇的膝关节大于廖辉,说明石智勇接铃各阶段的技术特征有利于完成上举动作。
图3 抓举动作各阶段特征画面Figure 3 The Characteristic Picture Divided at Every Phase of Snatch
表2 石智勇和廖辉抓举各阶段数据比较Table 2 Corresponding Data of Snatch Characteristics Frames of Shi Zhi-yong and Liao Hui
续表2
图4 廖辉、石智勇抓举各动作阶段技术时间(s)参数的比较Figure 4 Comparison of the Parameter of Technical Time (s) at Each Stage of Snatch
图5 廖辉、石智勇抓举各动作阶段技术垂直位移 (m) 参数的比较Figure 5 Comparison of the Parameter of Technical Vertical Shift (m) at Each Stage of Snatch
通过对石智勇B、石智勇C的视频资料进行分析,2次失败均为下蹲支撑—接铃完成阶段。通过对其分析,发现石智勇B在杠铃脱离正常轨迹时,杠铃的支撑高度为101.40 cm,且杠铃重心在垂直方向的速度为-0.33 m/s,而在抓举157 kg时其在相同速度下杠铃重心垂直高度为107.90 cm。说明在接铃完成阶段,杠铃制动不足是石智勇2次抓举160 kg失败的主要原因之一,廖辉存在同样的问题,体现出“接铃下砸因子”[7]是影响优秀运动员试举成功的关键因素之一。
3.2 身体角度变化分析
图6 、图 7 中廖辉和石智勇抓举技术膝关节角度(曲线较细的为膝关节角度变化曲线)随时间变化曲线表现为“双波峰单波谷型曲线”。波谷对应的即为引膝阶段,运动员在此阶段会出现膝关节角度减小,这主要是便于在发力阶段充分发挥腿部用力。
图6 廖辉抓举158 kg髋关节与膝关节角度变化Figure 6 Variations of Hip Joint and Knee-joint Angle of Liao Hui in 158 kg Snatch
从表2可以看出,石智勇与廖辉在引膝提铃阶段的技术特征存在差异,两者引膝阶段的髋关节角度差异较小,均在27°左右。廖辉A引膝时间为0.16 s,引膝提铃阶段膝关节的变化角度为18.01°;石智勇A引膝时间仅为0.10 s,膝关节角度变化为10.42°。廖辉抓举引膝提铃阶段膝关节的变化与相关研究[16]的范围(关节变化角度在12°~20°左右)一致。石智勇A抓举引膝提铃阶段的膝关节变化只有10.42°,其余2次试举160 kg的画面数据显示,其引膝过程中的膝关节角度变化幅度更小,仅为7.88°与4.46°,膝关节回屈角度不足会影响二次发力[11]。建议教练员对石智勇的引膝提铃和伸膝提铃阶段的技术进行修正。
图7 石智勇抓举157 kg髋关节与膝关节角度变化Figure 7 Variations of Hip Joint and Knee-joint Angle of Shi Zhi-yong in 157 kg Snatch
3.3 杠铃重心与身体重心的运动轨迹分析
3.3.1 石智勇与廖辉抓举时杠铃重心的运动轨迹
图8是将石智勇抓举157 kg与廖辉抓举158 kg提铃过程中,杠铃重心与身体重心在X轴与Z轴的坐标平移形成轨迹图,将石智勇A与廖辉A的杠铃重心的X轴坐标平移于同一个点。
图8 石智勇A与廖辉A杠铃重心与身体重心的轨迹图Figure 8 Trajectory Diagram of Center of Gravity of Barbell and Body Center
由于各阶段出现相对于垂直参考线(离地前通过杠铃重心的竖直线)的适度偏移,杠铃重心的运动则呈“S”形轨迹,这是抓举技术“杠心”的最佳轨迹[10,18]。从图8可以看出,石智勇的杠铃轨迹更加接近垂直参考线,反而是廖辉的偏移量更大。理想情况下,杠心偏移垂直参考线越小,运动员的接铃越顺利,但有研究表明,优秀运动员抓举成功和抓举失败的杠铃重心运行轨迹基本上一致,而运动员之间的杠铃重心运行轨迹却各不相同[2]。所以,单纯的分析杠铃重心轨迹的偏移不足以说明运动员的整个抓举过程。
3.3.2 “两心”在矢状轴上的距离
在整个抓举过程中,杠铃重心在垂直轴、矢状轴、冠状轴均存在移动。尽管过多的杠铃矢状轴移动会降低垂直轴的作用力,但是,一定的杠铃水平移动却有利于充分发挥人体的杠杆原理优势[3,5,8,9]。从图8和表3中可以明显看出,石智勇抓举157 kg上升阶段的“两心”(杠铃重心与身体重心)在发力阶段的矢状轴间距比廖辉大。
“近”要求在上举杠铃的过程中,尽量做到使杠铃贴近身体运行[8]。结合图 9、图 10 以及表 3 分析廖辉和石智勇的3次抓举“两心”(杠铃重心与身体重心)在矢状轴的间距变化。廖辉3次抓举“两心”在矢状轴的差异主要体现在惯性上升时相,廖辉B和廖辉C惯性上升阶段末的“两心”在矢状轴的间距分别比抓举158 kg时大5.30 cm和3.90 cm;石智勇3次抓举“两心”在矢状轴的间距在各个阶段均有变化,但是在惯性上升阶段尤为明显,惯性上升阶段末,石智勇B和石智勇C“两心”在矢状轴的间距分别比抓举157 kg时大4.80 cm和3 cm。石智勇抓举157 kg发力末的 “两心” 间距比廖辉抓举158 kg大3.70 cm,石智勇在发力阶段“两心”间距过大可能与引膝不足存在关联。廖辉A在接铃完成末的“两心”为7.90 cm,比石智勇大5.50 cm,接铃完成阶段“两心”间距过大会提高运动员完成接铃动作的难度,这说明廖辉下蹲接铃阶段的技术还存在不足,应加强其接铃各阶段的训练。
图9 廖辉抓举158 kg“两心”x轴运动轨迹Figure 9 Movement Trail of X Axis of Two Gravity”when 158 kg Snatch by Liao Hui
3.3.3 杠铃重心冠状轴上的距离
杠铃在冠状轴上的位移能反映运动员的技术稳定性[10]。从表 4 可以看出,廖辉3次抓举杠铃重心的偏移量均非常小,说明其技术稳定性较好。相比较而言,石智勇抓举杠铃重心在冠状面的偏移量较大,说明其技术稳定性仍有提升空间,肌肉的协调控制能力需要加强。抓举过程中杠铃的偏移量是否会对整个抓举过程产生较大影响,仍需研究的进一步深入。
图10 石智勇抓举157 kg“两心”x轴运动轨迹Figure 10 Movement Trail of X Axis of Two Gravity”when 157 kg Snatch by Shi Zhi-yong
综上,廖辉抓举过程中其伸膝阶段、引膝阶段、发力阶段和惯性上升阶段的时间分配、作用于杠铃的力(体现在杠铃重心上升高度比)、膝关节角度变化与大部分优秀运动员[14,16,17]的技术特征较为一致;石智勇抓举过程其伸膝提铃阶段和引膝提铃阶段的时间分配与相关研究存在差异,且由于其引膝阶段时间较短导致膝关节回屈角度较小,不利于下阶段的腿部发力,“两心”在矢状面的间距过大可能与引膝不够充分有关。
石智勇A与廖辉A在发力阶段和惯性上升阶段所用时间一致,与廖辉A相比,其发力阶段杠铃重心的垂直位移大,惯性上升阶段杠铃重心的垂直位移小;石智勇发力阶段,杠铃重心与身体重心间距过大,这不符合举重中“近”的原则[8], “两心”间距越大,背部肌肉张力越大[10]。有研究[2]指出,抓举发力结束杠铃获得的速度不足以使其达到惯性上升的最大高度,运动员在惯性上升阶段通过甩臂、提肘、翻腕等一系列技术动作对杠铃继续施加了一个向上的力,同时获得杠铃的反作用力更有利于其做下蹲支撑。由于石智勇A发力阶段的“两心”在矢状轴的间距过大,在惯性上升阶段石智勇需要通过甩臂、提肘、翻腕等动作控制杠铃贴近身体重心,增大其下蹲支撑阶段接铃的难度。同时,双臂用力地不协调可能是石智勇抓举过程中杠铃重心稳定性(冠状面偏移)差于廖辉的原因所在。建议教练员有必要对其发力阶段和惯性上升阶段的技术动作进行适当调整,减少发力阶段身体重心与杠铃重心的间距,同时增强肌肉的控制能力减少杠铃重心在冠状轴的偏移。
表3 石智勇、廖辉抓举时杠铃重心与身体重心在矢状轴上的距离 (cm)Table 3 Spacing of Center of Gravity of Barbell and Body in Sagittal Axis when Shi Zhiyong and Liao Hui Making a Snatch (cm)
表4 石智勇、廖辉抓举时各动作阶段杠铃重心在冠状轴上的偏移量 (cm)Table 4 Displacement Quantity (mm) of Center of Gravity of Barbell at Movement Phase of Shi Zhi-yong and Liao Hui in Coronal Axis (cm)
对接铃各阶段技术进行分析,发现石智勇A在接铃完成时身体重心高度和膝关节角度均大于廖辉A,且石智勇身高低于廖辉。说明与廖辉A相比,在接铃阶段石智勇A表现出的技术特征更有利于杠铃上举完成。
1.相比较杠铃上举各阶段,廖辉的优点是提铃各阶段的时间分配、膝关节角度变化以及杠铃各阶段的上升高度合理,同时在提铃各阶段“两心”的间距较为合理,杠铃上举阶段不存在明显的技术缺陷。石智勇的优点是发力与惯性上升阶段的时间分配、膝关节角度变化以及上升高度较为合理。但石智勇的缺点是其引膝阶段时间较短、膝关节回屈角度较小,同时其发力阶段“两心”间距过大可能是引膝不足引起的。“两心”间距过大,这不符合举重中“近”的原则,同时也会增大惯性上升阶段其对杠铃的控制难度。石智勇应调整其提铃节奏,改变引膝提铃和伸膝提铃阶段的时间分配,进而减少杠铃重心与身体重心在矢状轴的间距。
2.相比较接铃各阶段,石智勇的优点是在接铃完成时刻,其身体重心高度与膝关节角度均小于廖辉,且石智勇身高低于廖辉,说明石智勇的接铃技术更有利于杠铃上举完成。廖辉的缺点是在接铃完成时刻身体重心高度与膝关节角度较小,且“两心”间距过大,说明在接铃完成阶段石智勇的接铃技术要优于廖辉,廖辉需加强其接铃完成阶段的训练。
3.在整个抓举过程中,与廖辉相比,石智勇的杠铃重心在冠状轴存在较大偏移,造成其较大偏移的因素以及是否会对其抓举过程产生影响还有待深入研究。
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A Comparative Study on the Snatch Techniques of Olympic Champions SHI Zhi-yong and LIAO Hui
ZHU Hou-wei, LIU Jin, CHANG Peng-fei, MA Jun-yang, PAN Hui-ju
The method of 3D motion analysis has been adopted to make a comparative analysis on the snatch technique of Shi Zhiyong and Liao Hui,athletes from Zhejiang,in the 2016 National Men’s Weightlifting Championships and also the Olympic trials for Rio,Results showed that compare with Liao Hui,Shi Zhiyong is endowed with more signif i cant technical features at every weight rising phase. As Shi Zhiyong spends less time in the transition phase,has smaller angles of knee joint and takes more proportion in First pull phase. Furthermore,in Second pull phase of Shi Zhiyong,the distance between the barycenter of barbell and the center of body weight is too far,so the technique of Liao Hui is better than Shi Zhiyong at weight rising progress. At weight decent progress,the higher center of body weight and lager angles of knee joint of Liao Hui than Shi Zhiyong,in the Catch phase of Liao Hui,the distance between the barycenter of barbell and the center of body weight is too far,so the technique of Shi Zhiyong is better than Liao Hui at weight decent progress. Moreover,in the snatch process of Shi Zhiyong,the barycenter of barbell has a greater shift in the y axis. It should be analyzed deeply.
Weightlifting;Rio Olympics;trials;snatch;techniques
G884
A
1002-9826(2017)03-0127-07
10. 16470/j. csst. 201703018
2016-09-06;
2017-03-02
朱厚伟,男,在读硕士研究生,主要研究方向为运动技术测量与评价,E-mail:zhuhouwei8888@163. com。
通迅作者简介:潘慧炬,男,教授,硕士研究生导师,主要研究方向为运动生物力学,Tel:(0579)82283883,E-mail:panhuiju@zjnu.cn。
浙江师范大学 体育与健康科学学院,浙江 金华321004
Zhejiang Normal University,Jinhua 321004,China.