里约奥运会亚军蔡泽林竞走技术特点及突破点的运动学研究

2017-10-25 13:18李厚林谭正则敬艳高聪周晓龙仝瑶瑶任越
首都体育学院学报 2017年5期
关键词:运动学技术

李厚林 谭正则 敬艳 高聪 周晓龙 仝瑶瑶 任越

摘 要:為促进我国男子竞走项目在伦敦世锦赛和东京奥运会上取得更大突破,以里约奥运会男子20 km竞走亚军——我国运动员蔡泽林的竞走技术为研究对象,运用专家访谈法和生物力学测试法等对蔡泽林的竞走技术进行运动学分析。认为:蔡泽林步长大、步频低,具有幅度型运动员的技术特征;常速走单步时间比较均衡,高速走右脚时间短;左腿支撑阶段身体上下起伏距离和腾空距离过大;蔡泽林动作结构变化大,常速走先全脚掌着地后大腿重叠,高速走先大腿重叠,后全脚掌着地;蔡泽林存在腾空和转换时间长,前支撑时间和后蹬时间短,转换速度慢,躯干前倾过大的技术问题;高速走后摆大,常速走后摆不足;前摆大小臂夹角偏小;高速走两腿夹角增大,但常速走摆动腿屈曲,导致两腿夹角不足;常速走重叠膝关节角度合理,高速走膝关节角度过小,摆动腿放松不足。着地阶段脚掌着地角过小,造成躯干前倾,身体上下起伏过大,降低技术稳定性。建议训练中加强技术结构稳定性,提高躯干直立水平,加大常速走动作幅度,增大支撑腿着地角,延长前支撑时间,加快转换速度,降低身体起伏距离,减小腾空距离和时间,改进竞走技术。

关键词:竞走;运动学;技术;蔡泽林

中图分类号:G 821 文章编号:1009-783X(2017)05-0451-08 文献标识码:A

Abstract: In order to further promote the Chinese men's race walk to make greater achievement in London World Championship and the Tokyo Olympic Games, taking silver medal winner CAI Zelin in men's 20km in Rio Olympic Games as research subject, using the methods of expert interview and biomechanical testing, this paper makes kinematic analysis on the techniques of CAI Zelin. The result shows that CAI Zelin walks with long step length and low frequency, with technical characteristics of amplitude type athletes; right step time is shorter in high speed and balanced in normal speed; fluctuate and flight distance is large during left leg support; movement structure is not stability, the whole foot land on the ground is behind swing thigh overlap support thigh in normal speed and the swing thigh overlap support thigh is behind the whole foot land on the ground time; the time of flight and conversion is longer, while the time of front support and push in takeoff is short, and the low conversion stage speed and big trunk forward are the key technical problems; the characteristics of elite race walker swing is large, and the back swing is large in high speed and is small in normal speed; the angle of the elbow front swing is deficient; the angle of walking legs increases the high speed, but normal speed walking swing leg buckling, leading to lack of constant speed walking legs angle; the angle of knee joint is reasonable in normal speed walking and knee angle is too small in high speed, with the swing leg not relaxed. The angle of the foot landing on the ground is too small, resulting in forward-leaning body, large fluctuation of body and the reduction of technical stability. It is suggested to strengthen the stability of movement structural of race walk, elevate the erecting level of the body, increase the range of motion of normal speed walking, expand the supporting leg landing angle, prolong leg support time, speed up the conversion stag speed, reduce the fluctuation of body distance, reduce the flight distance and time and improve race walking technique.endprint

Keywords: race walk; kinematics; technique; CAI Zelin

自2012年伦敦奥运会以来,蔡泽林连续参加2届奥运会和多次竞走世界杯比赛,由伦敦奥运会的第4名到里约奥运会的亚军,2个奥运周期中成绩一直稳步前进;但是,蔡泽林在成绩取得的过程当中依然遭遇技术瓶颈,比赛中多次被裁判警告。那么,在伦敦世锦赛和东京奥运会上面临强大的日本对手时,他能否取得更大突破,其技术的改进与提高将成为其能否在客场克敌制胜的关键因素;因此,本研究通过对蔡泽林在不同速度下的竞走技术进行分析,找出关键技术的改进之处,试图探索其进一步突破的方向,从而为教练员和运动员的训练提供参考依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以我国男子20 km运动员蔡泽林竞走技术为研究对象,以2015年世界锦标赛男子20 km竞走蔡泽林比赛技术为测试对象,对他的竞走技术进行分析研究,找出技术不足之处,为奥运会备战训练提供参考(见表1)。研究中的比较对象为西班牙运动员洛佩兹(Miguel Angel Lopez),该运动员获得北京世锦赛冠军和太仓世界杯第四,国际重大比赛过程中没有被国际竞走裁判警告和严重警告的判罚记录,其竞走技术比较规范,符合竞走定义,具有参照意义。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

根据本研究的关键问题,搜索《中国期刊全文数据库》和《中国硕博论文数据库》,以竞走技术为关键词查阅文献,共查阅论文432篇。另外,查阅国家图书馆、首都体育学院图书馆和中国田径协会备案材料,查阅有关竞走技术方面的训练研究成果,为本研究提供理论参考依据。

1.2.2 专家访谈法

针对蔡泽林主要技术问题,与竞走项目的教练员、国家队科研人员和国际竞走裁判等相关专家进行咨询与探讨,参考他们的观点,深入对竞走技术数据进行量化分析,提高研究成果的客观性和针对性。

1.2.3 生物力学测量法

1)录像拍摄法。2015年8月23日08:30—10:07对北京世锦赛男子20 km比赛技术进行定点定位录像拍摄,使用CASIO-FH25摄像机进行2台现场拍摄。拍摄以竞走运动员主要通过点为中心面积约(4×6 )m2范围,比赛开始前、第14圈和比赛结束后3次拍下Peak三维标定框架,机高1.10 m,摄像机距离比赛路线的中心为14.5 m,拍摄频率为120场/s,快门速度为1/1 000 s,2台摄像机主光轴夹角约为100 °。

2)影像解析法。根据日本松井秀治人体惯性参数模型,使用美国ARIAL公司的 APAS三维运动技术运动学解析系统,选取21个人体关节点,科研团队负责人对蔡泽林比赛技术视频图片逐帧进行打点,通过3D进行数字化处理,运用低通滤波法平滑处理,在数据平滑过程中,根据关键技术环节的数据变化趋势选取平滑系数,平滑系数为7,获取研究所需参数的原始运动学数据。

1.2.4 比较分析法

通过蔡泽林与西班牙运动员洛佩兹同场比赛技术对比研究,在比赛中选取段落为2名运动员同步通过拍摄区域,保证速度相同,使比赛技术研究条件更为客观,并结合国内外优秀运动员的研究成果,探讨蔡泽林技术的改进之处。

1.2.5 统计学方法

针对蔡泽林竞走技术分析的主要问题,根据运动时刻采集运动学原始数据,使用Microsoft Excel 2003进行平均数、标准差等运算。对运动员竞走技术运动学指标进行统计整理,为分析技术提供运动学依据。

2 结果与分析

2.1 竞走技术阶段的选取与界定

2.1.1 竞走技术阶段的选取

运动员在比赛过程中,不同运动员相同速度腾空时间和双支撑时间都有差异[1],因此,比赛速度和阶段都会影响比赛技术。为了提高研究的客观性,本研究選取前半程的第7 km和后半程第13 km阶段比赛技术进行研究。前14 km蔡泽林与洛佩兹同步比赛,速度节奏相近。第7 km蔡泽林和洛佩兹比赛单圈耗时都是4 min 4 s,蔡泽林前半程有4个单圈(1 km/圈)时间为4 min 4 s,代表了比赛的正常速度(简称常速)技术。蔡泽林最高速度在第13 km出现,蔡泽林与洛佩兹比赛速度相同,单圈时间都是3 min 53 s/km,代表了蔡泽林比赛的最高速度(简称高速)技术,而且蔡泽林在13 km受到国际竞走裁判的警告,比赛技术表现受到质疑,也能反映出蔡泽林的技术问题。通过第7 km拍摄标定范围即刻速度蔡泽林为4 min 4 s/km、洛佩兹为4 min 2 s/km,速度基本相当;通过第13 km拍摄标定范围速度蔡泽林和洛佩兹都是3 min 48 s/km。

2.1.2 竞走技术阶段界定

根据研究需要,结合竞走的运动时项,选择对蔡泽林一个复步技术进行分析,根据前苏联专家班费洛夫研究[1],主要对前支撑阶段、后支撑阶段、双支撑腾空阶段和转换阶段进行研究。

2.2 竞走时间变化特征

2.2.1 竞走单步时间、步频变化特征

2.2.1.1 单步时间变化特征

步长和步频相互影响相互制约,二者组合关系影响运动员比赛速度[2]。单步时间决定了竞走的步频。运动员受生活方式和训练习惯的影响,左右单步时间往往出现差异,因此,结合复步进行单步时间来评价更为客观。

从复步时间(见表2)来看,蔡泽林常速走(4 min 4 s/km)复步时间与世锦赛冠军运动员洛佩兹复步时间都为0.6 s,左右腿单步时间都是0.3 s,蔡泽林常速走左右单步时间都比较均衡。高速走蔡泽林复步时间与世锦赛冠军洛佩兹复步时间都为0.592 s,平均单步时间为0.296 s。蔡泽林右腿单步时间为0.292 s,左腿单步时间为 0.300 s,左右腿单步时间差0.008 3 s,高速走左右腿时间不均衡。由此可见,蔡泽林与世锦赛冠军洛佩兹在单步时间上相同,但左右腿不均衡需要进一步改进与完善。endprint

从常速走和高速走单步时间变化(见表2)来看,蔡泽林单步时间随着比赛速度的提高而缩短,与(俄)奥卓林等研究成果有一致性[1],单步时间与速度呈现负相关[2]。

2.2.1.2 步频变化特征

从步频(见表2)来看,蔡泽林常速走平均步频为200 步/min,左右腿步频都是200步/min,与世锦赛冠军相同,常速走蔡泽林左右腿步频相对均衡。高速走时,蔡泽林平均步频为202.7步/min,左腿步频为205.5步/min,右腿步频为200步/min,左腿比右腿步频快5.5步/min,与世锦赛冠军洛佩兹相同,高速走出现左右腿步频不一致的技术问题。

从步频最大值(见表2)来看,蔡泽林高速走单步最高步频为205.5步/min,略小于2014年太仓世界杯206步/min的步频[2],小于太仓世界杯冠军乌克兰运动员迪亚川科212步/min的步频,也低于我国传统“小步快频”时代优秀竞走运动员平均212步/min的步频[4],蔡泽林常速走最小步频为200步/min,略高于我国优秀运动员参加太仓世界杯比赛的平均199步/min的平均步频,蔡泽林的步频范围相对合理。

从步频变化(见表2)来看,蔡泽林从常速走到高速走,比赛速度提高了6.09%,步频由200步/min提高到了202.8步/min,步频提高了1.35%。在蔡泽林比赛速度的提高中,步频加快不是速度提高的主要因素,蔡泽林不再是中国传统的快频的技术风格;但是,高速走左右腿不平衡的问题是高速走的关键技术问题,与蔡泽林上体前扒,髋部运动自由度受限,灵活性不足有关。

2.2.2 竞走技术时相变化特征

2.2.2.1 技术结构变化特征

不同技术水平的运动员具有不同的技术动作結构表现,也影响了竞走技术规范性。从蔡泽林动作过程顺序(如图1所示,见表2)来看:常速走前支撑阶段,蔡泽林技术动作是先全脚掌着地,1/120 s后大腿重叠,1/60 s后完成垂直支撑技术;洛佩兹常速走大腿重叠与全脚掌着地同时完成。蔡泽林先全脚掌着地,后大腿重叠的动作,身体重心在支撑点后面。根据B·乌霍夫研究结果,竞走前支撑阶段支撑反作用力的垂直分力相当大,可以达到88~150 kg[1],相当于优秀竞走运动员1~2倍的体重[3]。当全脚掌着地后,身体水平方向运动动量向旋转惯量的转化结束,运动惯量变成了着地阻力,增大了前支撑阶段支撑腿负荷力量;不但水平速度损耗增大,而且下肢受伤风险提高,造成比赛消耗过大,也是导致蔡泽林第14 km折返点出现呕吐,比赛降速的原因之一。

从高速走来看,蔡泽林技术动作是先大腿重叠,1/120 s后全脚掌着地,1/60 s后完成垂直支撑技术。洛佩兹常速和高速走都是大腿重叠与全脚掌同时完成,然后1/60 s形成垂直支撑,世界优秀运动员博尔钦是大腿重叠、全脚掌着地和垂直支撑同时完成[4]。蔡泽林动作节奏与竞走模型运动员博尔钦还有差距,常速走到高速走竞走动作结构变化过大,技术节奏稳定性明显不足。

2.2.2.2 腾空时间变化特征

腾空判罚是竞走项目定义中2个关键指标之一。由于竞走技术定义的原因,教科书中竞走项目避讳描述腾空阶段,但是,腾空在高水平比赛中客观存在的。前苏联维别尔研究认为:当步频达到175次/min步频时,双支撑技术就会消失,出现腾空[1]。依据生理学的实验,人眼睛成像的时限需要1/24 s的时间,也就是约0.042 s下为最合适的腾空时限,若超过0.042 s则腾空动作将在裁判员眼中成像,从而可能导致判罚[5]。国内很多学者和科研人员将裁判员判罚腾空的时限分为:0.042 s以下为合理腾空时限,0.042~0.08 s为模糊腾空时限,0.08 s以上为犯规腾空时限[6]。国际上有学者De Angelis and Menchinelli等认为腾空时间低于0.04 s时,肉眼难以察觉[7];因此,世界大赛高水平运动员出现腾空是客观存在,但是,优秀竞走运动员都会把腾空时间控制裁判肉眼可见的范围以内,符合竞走技术规则定义。

从腾空时间(见表2)来看:蔡泽林常速走腾空时间平均为0.071 s,左腿腾空时间为0.075 s,右腿腾空时间为0.067 s;左腿腾空时间比右腿长0.008 s,常速走蔡泽林腾空时间都处于0.042 s~0.008 s的模糊判罚时间的范围[6],在常速走中腾空时间相对安全。结合速度来看与世锦赛冠军相对比,蔡泽林左右腿腾空时间都大于洛佩兹0.05 s的腾空时间。由此可见,蔡泽林常速走腾空时间还有改进空间。高速走时,蔡泽林腾空时间平均为0.083 s,左右腿腾空时间都是0.083 s,尽管蔡泽林两腿的腾空时间相同,左右腿腾空时间均衡;但是腾空时间已经超过肉眼的可见判罚0.042 s~0.008 s腾空时间上限[6],且大于洛佩兹(0.058 s)和迪亚川科的腾空时间[2]。蔡泽林腾空时间百分比为28.6%,比洛佩兹18.57%百分比大10%,蔡泽林高速走存在腾空时间过长的技术问题。

从腾空时间百分比变化(见表3)来看,蔡泽林常速走百分比平均为23.61%,高速走腾空时间百分比平均为28.6%,常速走比高速走腾空时间百分比提高了5%,是洛佩兹常速走的16.67%,高速走的18.57%,腾空时间百分比增大1.9%,腾空时间随着速度的提高会增大,但是,常速走到高速走蔡泽林腾空时间百分比增加明显。

2.2.2.3 支撑阶段时间变化特征

从支撑时间(见表2和表4)来看:蔡泽林常速走右脚支撑时间为0.233 s,百分比为77.8%,左腿支撑时间为0.224 s,百分比为74.6%,平均支撑时间为0.229 s。快速走右脚支撑时间为0.217 s,百分比为72.2%;左腿支撑时间为0.208 s,百分比为71.4%,平均为0.213 s;百分比为71.8%。蔡泽林由常速走的4 min 4 s/km提高到高速走3 min 48 s/km,支撑时间百分比下降了4.4%,世锦赛冠军洛佩兹支撑时间百分比下降了1.6%;因此,在步频较低的情况下,支撑时间的减小,必然导致腾空时间的延长,容易导致腾空犯规,其主要原因还是在于支撑技术节奏的不合理。endprint

从支撑阶段时间(见表2和表3)来看:蔡泽林前支撑时间百分比从常速走0.033 s(12.5%)增大到高速走0.042 s(14.09%),增大了1.59%。转换常速和高速走时间都是0.008 s,但转换时间百分比从常速走的5.56%,增大到5.63%;洛佩兹常速走和高速走前支撑时间都是0.050 s,前支撑时间受速度影响不大,稳定的前支撑时间是洛佩兹技术稳定的保证。蔡泽林在高速走中前支撑时间由0.033 s增大为0.042 s,为了满足完成高速走技术需要,被动延长前支撑时间,否则会导致躯干前旋倒地。蔡泽林常速走前支撑时间短与躯干前倾较大有关,导致摆动腿下肢放松动作不能完成,破坏动作节奏;因此,蔡泽林的常速走动作还要注意躯干直立姿势,为前支撑合理技术创造条件。

从转换时间(见表2和表3)来看:蔡泽林在常速走和高速走的转换时间都是0.016 s,在速度提高后,转换速度没有提高,与运动速度提高不同步,也是导致速度损耗大,下肢训练后反应大的主要因素。洛佩兹转换阶段时间常速走右腿支撑转换时间由0.058 s减小到0.017 s,左腿支撑转换时间由0.033 s缩短为0.008 s,转换速度提高。洛佩兹转换时间百分比由常速的11.11%减小为5.63%,减小了6.48%;而蔡泽林转换时间由常速走的5.56%增大为5.63%,突显蔡泽林转换技术的不合理。

从支撑阶段百分比来看,蔡泽林常速走平均后支撑时间百分比为58.34%,高速走平均后支撑时间百分比为52.11%,后支撑时间百分比比常速走缩小6.23%,随着速度提高,后蹬时间缩短。世锦赛冠军洛佩兹则不同,洛佩兹高速走,后蹬时间百分比较常速走(51.39%)提高了9.21%,洛佩兹随着速度提高,后蹬时间百分比增大。蔡泽林高速速走后蹬时间百分比为52.105%,小于洛佩兹后蹬时间百分比(60.595%)。由此说明,蔡泽林后蹬时间百分比小,时间结构不合理。

本研究将后支撑分为垂直后蹬阶段和后蹬阶段:垂直后蹬阶段从垂直支撑到脚跟离地阶段;后蹬阶段从脚跟离地到脚尖蹬离地面瞬间。从后支撑时间结构(见表2和表4)来看:蔡泽林高速走右腿垂直后蹬时间由常速走的0.058 s缩短为0.042 s,缩短了0.016 s;左腿垂直后蹬时间由常速走的0.033 s缩短为0.025 s,缩短了0.008 s,高速走垂直后蹬时间明显缩短。蔡泽林高速走右腿后蹬阶段时间由常速走的0.125 s缩短为0.117 s,缩短了0.008 s;左腿由常速走的0.133 s缩短为0.125 s,缩短了0.008 s,高速走蔡泽林后蹬时间明显缩短。从技术表现(如图2和图3所示)来看,蔡泽林支撑腿脚跟离地时刻摆动腿脚仍在支撑腿的后面,而洛佩兹支撑腿脚跟离地时刻摆动腿脚部处于支撑腿前部,显然蔡泽林的动作限制了摆动腿髋部放松惯性摆动,破坏了技术动作动力链,导致腾空时间延长,犯规风险增大。

蔡澤林后支撑阶段时间在垂直后蹬和后蹬阶段都出现了缩短(见表2)。与洛佩兹不同,洛佩兹表现在垂直后蹬阶段右腿后蹬时间由常速走的0.025 s增大到高速走的0.058 s,用力时间延长了0.033 s,比蔡泽林右腿垂直后蹬时间(0.042 s)长0.012 s;左腿高速走垂直后蹬时间由常速走的0.050 s增大到0.067 s,用力时间延长了0.017 s,比蔡泽林左腿垂直后蹬时间(0.025 s)长0.042 s,垂直支撑时间延长提高了水平方向上后蹬加速效果。洛佩兹常速走和高速走左右腿后蹬时间都是0.117 s,表现为后蹬时间的稳定性,与蔡泽林右腿后蹬时间(0.117 s)相同,小于左腿的后蹬时间(0.125 s)。蔡泽林与洛佩兹相对比,后支撑阶段右腿表现为后蹬早,后蹬时间短,左腿表现为后蹬早,后蹬时间长的技术特征,左腿主动用力明显。

2.3 竞走线性指标特征

2.3.1 步长

步长是竞走技术和速度的决定因素。合理的步长与步频组合达到最大运动速度。从步长(见表5)来看,蔡泽林常速走平均步长为1.23 m,比世锦赛冠军洛佩兹步长短0.01 m;蔡泽林左腿步长为1.21 m,右腿步长为1.25 m,右腿步长比左腿长0.04 m;洛佩兹左右腿步长都为1.24 m,蔡泽林步长均衡性不足。高速走平均步长为1.30 m,比洛佩兹步长大0.005 m;蔡泽林左腿步长为1.28 m,右腿步长为1.32 m,右腿步长比左腿长0.04 m。洛佩兹左腿步长为1.29 m,右腿步长为1.30 m,右腿步长比左腿长0.01 m;2014年世界杯冠军左腿步长为1.28 m,右腿步长为1.26 m,左右腿步长差异为0.02 m,蔡泽林步长与世界顶级运动员相当,甚至略大于洛佩兹和迪亚川科的步长[2]。研究报道2014年太仓世界杯上,蔡泽林在4.63 m/s的速度下,最大步长为1.36 m[2],在身高低于世界冠军的情况下,蔡泽林的步长已经占有优势,具有了“步幅型”动作特点,但是,左右腿步长不均衡是影响技术的主要问题。

2.3.2 身体起伏距离

竞走规则定义涉及有“腾空”和“屈腿”2种性质的犯规。比赛中裁判员对运动员的“腾空”技术犯规判罚通过远距离“预判”和近距离“确认”的过程。远距离预判过程中主要通过头顶的起伏对比捕捉犯规嫌疑运动员,因此,头顶起伏距离成为评价竞走技术规范性的指标,俄罗斯伊万尼基研究认为优秀运动员在4~6 cm(1938年)比较好[1]。由于比赛成绩不断被刷新,近年的研究成果世界优秀竞走运动员起伏距离在5~8 cm范围[6,8]。

从头顶起伏距离(见表5)来看:蔡泽林常速走头顶起伏距离平均为8.5 cm,比洛佩兹大1.5 cm。左腿后蹬起伏距离为9 cm,超过优秀竞走运动员合理范围的上限;右腿后蹬起伏距离为8 cm,处在优秀竞走运动员合理范围的上限。常速走蔡泽林头顶起伏距离基本合理。高速走蔡泽林头顶平均起伏距离为10 cm,比洛佩兹大2 cm;蔡泽林左腿后蹬起伏距离为11 cm,右腿后蹬起伏距离为9 cm,左侧比右侧起伏距离大2 cm,超过优秀竞走运动员合理范围的上限水平。洛佩兹常速走和高速走头顶起伏距离分别为7 cm和 8 cm,左右腿均衡。蔡泽林总体起伏距离偏大,而且左右侧有差异,尤其是在高速走中蔡泽林头顶起伏距离左侧为11 cm,高速走头顶起伏距离明显偏大,而且左右侧起伏距离有差异,容易引起裁判的关注。endprint

2.3.3 腾空距离

前苏联维别尔研究认为当步频达到175次/min步频[9]时,双支撑阶段消失,出现腾空现象。男子竞走运动员步频都在190次/min以上[2],因此,国际比赛出现腾空是必然的现象。根据竞走规则定义[10],竞走运动员腾空距离能够控制在肉眼不可辨识的范围。

从腾空距离(见表5)来看,蔡泽林常速走腾空距离平均为29 cm,比洛佩兹平均长9.5 cm,相当于洛佩兹1.5倍距离,腾空距离明显过长;蔡泽林右腿腾空距离为27 cm,左腿腾空距离为31 cm,左右腾空距离差为4 cm,洛佩兹左右腿差异为3 cm,左右腿腾空距离不均衡,空间上容易让肉眼识别腾空问题,高速走中蔡泽林腾空距离平均为30.5 cm,比洛佩兹长8.5 cm;左腿腾空距离为32 cm,右腿腾空距离为29 cm,左右腾空距离差为3 cm。结合步长左右腿4 cm差异来看,蔡泽林左右腿步长不平衡主要是由腾空距离差异造成的。

从蔡泽林技术来看,蔡泽林高速走左腿离地时刻,右腿出现了明显的屈膝高摆,摆动腿离地时刻膝关节角度为157 °(见表6),没有形成竞走的长摆运动,导致前摆不足,抬腿过高,从而导致垂直方向速度提高,增加了腾空距离,视觉上腾空更为明显,也是被裁判警告的原因。

2.4 竞走角度变化特征

2.4.1 躯干角度

髋部是寰枢关节[11],躯干姿势直接影响了髋部的运动自由度,因此,躯干姿态对于竞走技术具有重要影响。根据竞走技术“复合钟摆”运动生物力学原理[12],躯干的正直是规范竞走技术的基础,另外,研究认为竞走运动员上体保持正直或稍前倾,在2 °~3 °以内 [1]。

从离地躯干倾角(见表6)来看,蔡泽林常速走离地躯干倾角平均为5.4 °,右脚着地躯干倾角为5.6 °,左脚离地躯干倾角为5.2 °,离地瞬间躯干角度明显大于3°的临界值。高速走离地躯干倾角平均为4.9 °,右脚着地躯干倾角为5.3 °,左脚离地躯干倾角为4.5 °。高速走离地瞬间躯干角度明显大于3 °的临界值,但是,与常速走相比,躯干倾角得到了控制。蔡泽林躯干倾角与洛佩兹的正直的躯干相比,出现了明显的躯干前趴姿势。过大的躯干前倾,导致蔡泽林髋部摆动不足,使肩部出现代偿性旋转动作。另外,由于右脚离地髋部运动自由度受到限制,导致大腿抬高,破坏了动作的规范性,也是导致蔡泽林在左侧后蹬时间延长的主要因素;且此种后蹬的延长方式破坏了竞走技术的规范性。

从着地瞬间躯干倾角(见表6,如图4和图5所示)来看,蔡泽林常速走着地躯干倾角平均为3.75 °,右脚着地躯干倾角为3.9 °,左脚着地躯干倾角为3.6 °,蔡泽林常速走离地瞬间躯干角度接近躯干3 °的临界值。高速走着地躯干倾角平均为3.2 °,右脚着地躯干倾角都是3.2 °。尽管离地明显大于3 °的躯干临界值;但是,由于在着地时刻躯干直立水平提高,避免了着地技术的过度变形,控制了着地沖击力量,也是蔡泽林经常具有腿部疼痛反应,但仍然能坚持训练的原因。

从离地和着地瞬间躯干倾角变化(见表6)来看,蔡泽林常速走着地躯干倾角比离地减小1.65 °,高速走着地躯干倾角比离地减小了1.7 °,蔡泽林着地瞬间躯干倾角小于离地瞬间的躯干倾角,着地支撑腿冲击力量得到一定的控制,也是蔡泽林在躯干倾角较大情况下没有造成严重损伤的原因。

从躯干倾角最大值(见表6)来看,蔡泽林离地躯干倾角最大为5.6 °,接近躯干倾角合理范围的2倍,着地躯干倾角最大为3.9 °,也超过了允许的范围。从最小角度来看,蔡泽林离地躯干倾角最小为4.9 °,着地躯干倾角最小为3.2 °,躯干前倾过大这个问题的确存在,从技术表现来看的确造成了不良影响。从着地技术(如图4所示)来看,蔡泽林高速走腾空过程对前倾过大躯干进行了调整;但是,由于离地躯干倾角太大,在躯干直立水平改善后,肩部还是出现了水平旋转代偿动作,限制了摆动腿的摆动,也是蔡泽林转换阶段速度不足的主要原因。另外,摆动腿的摆动受到明显的限制,摆动中无法充分打开,造成离地时刻摆动腿屈曲,离地过程缺少双支撑动作结构,垂直方向速度增大,高速走腾空距离右腿比左腿明显增大,导致摆动腿屈曲运动视觉近似跑的动作结构,被裁判判罚腾空警告;因此,蔡泽林需要加强立腰能力的练习,提高离地躯干直立能力的训练,改进离地技术,改善着地技术。

2.4.2 上肢摆动技术

竞走由于特殊的技术要求,上下肢协调配合尤为重要,因此,上肢的摆动动作也成为影响技术的关键因素。

大臂后摆角度指大臂后摆最大时大臂与身体垂直面的夹角,反映动作幅度。从大臂后摆平均角度(见表7)来看,蔡泽林常速走大臂后摆角度平均为59.7 °,比洛佩兹(65.1 °)小5.4 °;高速走大臂后摆角度平均为66.25 °,比洛佩兹大1.7 °。蔡泽林高速走大臂后摆角度比常速走增大了6.55 °,蔡泽林的大臂后摆幅度随着速度提高而增大。洛佩兹大臂后摆角度高速走比常速走小了0.55 °,常速走和高速走基本持平,洛佩兹表现出大幅度后摆的技术风格,也是我们在看世界优秀运动员比赛中整体比赛技术相对稳定的原因。蔡泽林随着速度的提高摆动幅度增大,但是,这种技术变化方式影响技术的稳定性,也是蔡泽林常速走和高速走动作节奏变化的主要因素。从左右大臂后摆角度(见表7)来看,蔡泽林常速走左右大臂后摆角度都是59.7 °,比较平衡。高速走左臂后摆角度为64.4 °,右臂为68.1 °,左臂比右臂后摆角度大3.7 °,高速走左臂用力更为明显。而且,大幅度后摆与1.32 m步长大步长相一致,常速进一步提高摆动幅度,也是解决蔡泽林技术不稳定的方法。

大小臂夹角指大臂前摆最大时大小臂之间的夹角,反映动作幅度和放松水平。俄罗斯研究认为两臂大小臂夹角的程度取决于走速:速度越高,大小臂夹角越大[1,12];Brian Hanley研究认为脚尖离地时刻大小臂夹角67 °[13]。蔡泽林常速走前摆大小臂夹角平均为61.15 °,比洛佩兹72.05 °小了10.9 °,左右侧差异为0.9 °,左右摆臂比较均衡;但是,大小臂夹角偏小。蔡泽林高速走前摆大小臂夹角平均为57.65 °,比洛佩兹68 °的角度小了10.35 °,比世界优秀运动员小了10 °。右臂前摆大小臂夹角为54.3 °,左臂前摆夹角为61 °,左臂大小臂夹角比右臂大6.7 °,两臂大小臂夹角均衡性不足。蔡泽林基本符合速度越快,大小臂夹角越小的变化趋势,表现出总体大小臂夹角过小,从而造成其表现出身体紧张和身体重心高的技术特点。endprint

2.4.3 两腿夹角

本文两大腿夹角为离地时刻大转子与摆动腿脚跟和后蹬腿脚尖连线确定,客观地反映了竞走运动员下肢长摆技术特性,有效评价竞走技术的规范性。

常速走蔡泽林两腿夹角平均为47.55 °,比洛佩兹小2.15 °;高速走平均为50.2 °,其超过2007年竞走国际挑战赛外国优秀运动员48.2 °的大腿夹角[14],与洛佩兹的50.85 °相当[8],小于奥运会亚军澳大利亚运动员塔伦特53. 29 °的大腿夹角[9]。洛佩兹常速走和高速走都表现出较大的大腿夹角,动作幅度开阔;蔡泽林常速走动作幅度小,高速走动作幅度增大,但仍有改进空间。

从左、右腿后蹬大腿夹角(见表7)来看,蔡泽林常速走左腿后蹬大腿夹角为42.7 °,右腿后蹬大腿夾角为52.4 °,左右腿后蹬大腿夹角差异为9.7 °;高速走左腿后蹬大腿夹角为50.9 °,右腿后蹬大腿夹角为49.5 °,左右腿后蹬大腿夹角差异为1.4 °,蔡泽林高速走左右腿后蹬大腿夹角比常速走均衡性提高,常速走左右腿差异较大。

从大腿夹角变化(见表7)来看:左腿后蹬大腿夹角从常速走的42.7 °增大到高速走的50.9 °,增大了8.2 °;右腿后蹬大腿夹角从常速走的52.4 °减小到高速走的49.5 °,减小了2.9°。洛佩兹高速走比常速走右腿后蹬大腿夹角增大0.4°,左腿后蹬增大了1.9 °,表现出大幅度稳定增大的技术节奏,而蔡泽林大腿夹角多样,表现很不稳定。

2.4.4 大腿重叠膝关节角度

摆动腿与支撑大腿重叠时刻摆动腿膝关节角度反映了下肢放松水平,后摆阶段身体越放松,摆动腿膝关节角度越大。,从大腿重叠膝关节角度(见表8)来看:蔡泽林常速走大腿重叠膝关节角度平均为105.6 °,比洛佩兹小3.55 °。右腿大腿重叠膝关节角度为106.2 °,比洛佩兹小5.9 °;左腿大腿重叠膝关节角度为105 °,比洛佩兹小1.2 °,蔡泽林左右腿小腿后撩比洛佩兹大。宗华敬对世界优秀男子运动员研究认为大腿重叠膝关节角度在100 °~110 °比较合理[5],蔡泽林虽然处于这个范围,但与世界顶级运动员还略有差距。

蔡泽林高速走大腿重叠膝关节角度平均为96.35 °,比洛佩兹大腿重叠膝关节角度小6.15 °。右腿重叠膝关节角度为96.6 °,比洛佩兹小6.1 °;左腿重叠膝关节角度为96.1 °,比洛佩兹小6.2 °。高速走蔡泽林重叠膝关节角度都处于100 °以下,比太仓世界杯左腿(95.2 °)和右腿(94.7 °)的角度有了增大[2],相比之下有一定改进,但是仍低于下限水平;因此,小腿后撩依然是蔡泽林的主要技术问题。

2.4.5 着地角度

从脚掌着地技术角度(见表8)来看:蔡泽林常速走着地角度平均为19.3 °,比洛佩兹(26.9 °)小7.6 °;高速走着地角度平均为21.85 °,比洛佩兹(25.25 °)小3.4 °,蔡泽林着地角低于洛佩兹,也低于世界优秀运动员25 °着地角,蔡泽林着地角过小是关键技术问题。着地角过小导致着地后运动惯量向转动惯量转化不足,从而引起着地阻力增大。着地角过小,导致蔡泽林前支撑时间过短,完成前支撑技术动作的时间不足,进一步影响技术稳定性。

蔡泽林最大值出现在高速走左腿着地时刻,角度仅21.9 °,与优秀运动员合理角度具有差距。蔡泽林左脚脚掌着地角最小,左侧支撑阶段头顶起伏最大,着地角过小,增大了头顶起伏高度,降低了竞走技术规范性,也是技术不稳定的主要因素,成为蔡泽林技术的主要问题。

3 结论与建议

3.1 结论

1)蔡泽林左右单步时间常速走比较均衡,高速走右脚时间短;步长大、步频低,具有步幅型运动员的技术特点。

2)蔡泽林动作结构不稳定,常速走先全脚掌着地,后大腿重叠,然后通过垂直支撑,高速走先大腿重叠,后全脚掌着地。

3)蔡泽林腾空和转换时间长,前支撑时间和后蹬时间短,转换速度慢,后蹬左腿主动用力明显。

4)蔡泽林步长大、步频低,左右腿步长差异大,影响技术规范性,存在左腿支撑身体上下起伏距离和腾空距离大的技术问题。

5)蔡泽林躯干前倾过大是主要技术问题,离地躯干倾角过大,着地躯干倾角变小,需要进一步加强立腰和直立能力。

6)世界优秀运动员高速和常速走保持了大臂大幅度,蔡泽林高速走后摆增大,但常速走后摆不足,前摆大小臂夹角偏小,身体紧张也是造成躯干前倾大的因素;蔡泽林高速走两腿夹角增大,但是,常速走摆动腿屈曲,导致两腿夹角不足。

7)蔡泽林常速走重叠膝关节角度合理,高速走膝关节角度过小,摆动腿放松不足。着地阶段脚掌着地角过小,造成躯干前倾大,头部上下起伏过大,降低技术稳定性,成为技术犯规的主要因素。

3.2 建议

提高躯干直立水平,提高常速走动作幅度,增大支撑腿着地角,延长前支撑时间,加快转换速度,降低身体起伏距离,减小腾空距离和时间,提高技术的规范性和实效性。

参考文献:

[1] 奥卓林·沃隆金.田径运动下册[M].卢建功,周成之,译.西安:西安体育学院学报编辑部,1995:305.

[2] 周浩翔,王国伟.中外优秀男子20km竞走运动员技术动作对比分析[J].体育学刊,2015,22(6):100.

[3] HANLEY B,BISSAS A,DRAKE A.Analysis of lower limb internal kinetics and electromyography in elite race walking[J].Journal of sports science,2013,31(11):1225.

[4] 张勇.第29届奥运会我国20 km竞走集训及参赛运动员竞走技术的运动学分析[J].西安体育学院学报,2009,26(5):589

[5] 宗华敬.对世界冠、亚军刘宏宇、王妍竞走技术的研究[J].体育科学,2000,30(7):39.

[6] 苑廷刚.十运会男、女20 km 竞走前5 名运动员运动技术分析[J].体育科学,2006,26(8):45.

[7] HANLEY B, BISSAS A, DRAKE A. Kinematic characteristics of elite men's and women's 20 km race walking and their variation during the race[J]. Sports Biomechanics, 2011, 10(2):110.

[8] 敬龙军,王鹏,苑廷刚,等.中、外优秀20km竞走运动员运动技术分析[J].中国体育科技,2011,47(1):25.

[9] 卡拉廖夫.竞走运动:培养高水平竞走运动员的理论与方法[M].田克敉,译.北京:人民体育出版社,2009:93-97.

[10]国际田径联合会.竞走技术规则[EB/OL].[2017-03-18]. https://www.iaaf.org.

[11] 全国体育院校教材委员会.体育院校通用教材运动解剖学[M].北京:人民体育出版社,1998:187-189.

[12] 李厚林.“复合钟摆”运动生物力学原理在竞走技术创新中的应用研究[J].西安体育学院学报,2013,30(2):198.

[13] BRIAN H,ATHANASSIOS B,ANDREW D.Kinematic characteristic of elite mens 50 km race walking[J].European Journal of Sport science,2013,13(3):275.

[14] 贾谊,严波涛,李厚林.对中、外优秀竞走运动员关键动作技术特征的运动学分析[J].中国体育科技,2011,47(4):10.

[15] 苏明理,严波涛,许崇高.我国部分田径优势项目专项技术生物力学分析与诊断[M].北京:北京体育大学出版社,2011:25.endprint

猜你喜欢
运动学技术
基于MATLAB的工业机器人运动学分析与仿真
内平动齿轮传动运动学分析
内平动齿轮传动运动学分析
例析运动学中STS类信息题
探讨电力系统中配网自动化技术
移动应用系统开发
北京市中小企业优化升级
“必修1”专题复习与训练
运动学与光学
直线运动的常用解题方法