网球技术动作的运动生物力学研究综述

高妮娜，牛健壮，于雪梅，邵妮娜，张承意

（西安电子科技大学体育部，陕西 西安 710071）

1 国内有关网球运动生物力学研究的现状

运动生物力学一般研究运动项目涉及到多学科领域，运动学、动力学、生物学等。电子信息设备在运动生物力学的研究中的运用也是非常重要的一项，目前比较成熟的几种测量仪器，如三维测力台，肌电仪，高速摄像机、拉力传感器等，比较多用于实验状态时的动作技术分析及诊断研究。由于实验设备及其他条件的限制原因，在运动员比赛时对其进行运动生物力学的实验数据采集是极其困难的。本文通过中国知网以网球、运动生物力学为关键字进行高级检索，查阅1997—2017年国内相关的文章共6001篇。这些文章大多研究网球运动的教学与方法、网球运动的损伤、网球的职业化转变、网球文化的推广与发展等，涉及到与网球技术分析的运动生物力学相关的文章只有85篇，仅占20年来发表的网球相关科研文章总数的1.4%。期刊类研究论文共1468篇，从2003—2017年，运动生物力学的研究成果保持一个稳定的上升趋势，在2017年发表的论文成果最多。

2 国内有关网球技术动作运动生物力学研究分析

本文在中国知网上对1997—2017年网球运动技术与运动生物力学相关的中文文献进行检索，查阅国内体育类核心期刊、博士论文、硕士论文、重要会议，经过对文章内容的阅读与反复筛选，最终共得到相关内容43篇，并对这些文献进行归纳分类，如表1所示。发球技术是网球基本技术中研究数量最多的一项，其中握拍、准备姿势并未发现有关生物力学方面的研究，其多为理论研究。高压技术与挑高球技术暂未发现有相关生物力学方面的研究成果。所以本文将从网球基本技术的发球技术、抽球技术、截击技术、削球技术和接发球技术来进行阐述。

2.1 发球技术

杨楠认为，应直臂抛球，抛球臂关节角度变化过大会直接影响到球员发球的质量。在球离手高度和球被抛起的高度方面，应根据球员自身身高和击球点来调整这两方面的距离，让其保持在一个合理的范围之内。抛出球与身体的水平距离应保持在一个相对运动员自身合适的距离，方便球员在击球时发力。肖思源认为，在发球时肩关节与髋关节的活动关系着下肢与上肢的动量转换是否高效，最终是否利于击球的发力。在对男女相同阶梯的运动员与不同阶梯的运动员在击球时肩髋上升高度与角度分别进行了试验与数据对比后得出，因为女队员的力量弱于男队员，所以要通过增加肩髋扭转角度，加大动作幅度，保证击球时的力量与发球时球的旋转来提高发球的成功率。蒋川将我国优秀运动员的发球动作与国际名将的发球动作从身体重心的位移、速度和运动时间，以及持拍手与球拍的角度、速度和运动时间进行了详细对比及情况说明。网球发球一系列连贯动作的最后就是为了获得最后击球时极大的速度，身体各个关节的最大速度的配合影响着动量的传递。发球动作的节奏应是身体从下肢各关节开始到上肢关节各个部位速度的递增，保证最后整个鞭打动作的合理性及击球的速度。

2.2 抽拍技术

2.2.1 正手 于晓东对正手平击球与上旋球进行详细阐述。正手击球使用击球方式的不同，所对应的上臂前臂的夹角，大臂与躯干的夹角，拍面与地面的夹角都影响着挥拍的速度。在2种击球动作形成的过程中，各主要关节达到最大速度的时间顺序是相同的，最主要就是从下肢踝关节、膝关节和髋关节再到上肢肩关节、肘关节和腕关节。胡启权在此方面认为肘关节与腕关节的主动发力对球速的提高具有重要意义，并且在正手大力击上旋球的动作过程中，身体的重心，球拍与球应保持一个合理的动量距，以保证击球动作达到更好的控制。

表1 网球技术动作运动生物力学分析研究

2.2.2 反手 张月对双手反拍击打上旋球进行了详细阐述。准备姿势时重心的降低，击球时上臂的内收与内旋，上肢的外展程度及旋外肌群的收缩，影响着触球时球拍的速度和最终呈现出的上旋球的速度和力量。付健对网球单手反拍技术进行了详细的阐述。球速与拍头速度对网球反拍的上旋球、平击球、下旋球来说是有差异的，不同的击球方式在肌肉不同的工作条件下，表现出的击球效果也存在差异。在肌肉不出现松弛的情况下，在瞬间对抗击球时可以充分利用此时的肌肉弹性势能与和牵张反射使击球效果更好。

2.3 截击技术

董方杰对网前正手截击技术进行了详细的阐述。截击技术的准备动作阶段应表现出左脚踝角度大于右脚踝角度，让身体重心必须放在右脚上。球拍速度在增加的同时，膝关节速度能否增加，球拍位移，身体能否跟进，是否能处理好两者之间的关系，是运动员对其控球能力，以及截击水平的高低的重要体现。

2.4 削球技术

姜雁雁对网球反手削球技术进行了详细阐述。想要提高击球的力量和回球速度及球旋转的力量，就必须要借助转髋增加身体转动的半径来增大做功距离，调动腹外肌、腹内斜肌以腹直肌，通过牵拉来提高此部分肌肉的预张力和蓄积能量。同时，保持肩关节与肘关节的稳定，其角度基本保持不变，加强挥拍动作的连贯性，增加在触球前的挥拍距离。

2.5 接发球技术

富仁杰对网球接发球技术进行了详细阐述。在执行网球接发球技术时，握拍的方式，正反手握拍的位置，双脚开立距离与肩宽的关系，膝关节的弯曲角度，重心的高度，对方在发球的同时，运动员的反应动作都是关键性问题。在对方将球抛至最高点，此时应开始通过分腿垫步调动身体，分腿垫步让肌肉产生牵张反射，增大下肢的蹬伸力。在准备接发球时要做到重心降低，迅速反应，引拍距离尽可能小，预判时观察对方抛球位置及出球线路，快速分腿垫步，小幅度引拍，主动向前迎球。

3 网球技术的运用与运动损伤

方小强在研究网球运动中网球肘的成因时，从多个角度进行了分析。在网球技术动作方面，持拍方式不得当，击球时身体用力不协调，将力量集中在前臂及肘关节；击球时单纯的靠手臂，或手臂直臂发力大力击球，长此以往，就有很大的可能发生运动损伤。在大力击球时发生漏球现象，击球点位置不正确，导致技术动作的变形。并且现在网球技术上有些与运动生物力学和生理学原理相违背的动作被运用，如反手抽杀技术，这也是造成运动损伤的一个原因。廖苏对网球肘阐述到，初学者与专业运动员相比挥拍距离短，击球前肘关节的屈伸角度略小，击球时，持拍臂关节与身体距离较远，旋后肌群保持前旋状态，初学者高度紧张的肌肉状态，使其动作已经在随挥阶段时还处在比较高的肌肉放电状态，成为患网球肘的危险因素。身体各关节与相关肌肉的协调用力及注重上肢力量的平衡发展是预防网球肘的有效方法。

4 从仪器设备上分析我国20年网球运动生物力学研究

有关运动生物力学方面的研究大部分所采用的仪器为高速摄像机，在试验中运用高速摄像机是为了回放运动员在实验中所采用的技术，以便对其进行运动学与动力学的分析，但是作为运动生物力学的研究来说数据显然单一。有部分研究者在研究网球技术时采用高速摄像与肌电测试仪同步的方法，肌电测试仪的加入有效的反映受试者肌肉的活动与功能状态。很少一部分研究者在研究网球技术时采用三机同步的方法，即高速摄像、肌电测试仪与三维测力台同步测试。董方杰在测试网球运动员网前截击时采用两部高速摄影机，分析球拍与踝关节、膝关节之间的关系，及它们之间互相的跟进动作；于晓东在测试网球正手击上旋球与平击球时，采用PULNIX高速摄像机2台，便携式遥控肌电测试仪1套型号为MegaWin600，分析正手击上旋球与平击球，拍面与地面的夹角、上臂前臂的夹角及大臂与躯干的夹角，在击球过程中肌肉的放电顺序得出主要用力的肌肉及其用力顺序；张月在测试网球运动员双手反拍底线击上旋球时采用三机同步的测试方法得出，哪些主要运动肌肉对使用技术时对球起到加速及增大球的力量，以及肌肉发力先后顺序。林建健在中国男子优秀运动员大力发球的研究中采用了QUALISYS—MCU500红外远射测试系统和Kistler测力台对运动员发球动作的过程进行了测试。红外远测系统与传统的高速录像相比可以对测试的结果快速反馈，省去了人工逐帧、逐点解析，避免了在人工解析过程中产生的误差。

5 结 语

在有关网球技术运动生物力学的研究实验中，常用的仪器多为高速摄像机与肌电测试仪，极少数研究者使用了红外远测系统。本文在收集资料过程中所了解到的足部压力鞋垫也极少看到有相关研究者使用，说明网球在运动生物力学研究方面所使用的仪器比较单一，改良及相对更高端研究仪器的普及率较低。在网球测量仪器方面，希望有更多样的测量仪器及现有的相关高端测量仪器普及率的增加。此外，网球基本技术的研究、相关运动技术与运动损伤之间的关系、身体素质对网球技术的影响及制约网球技术发展的原因等方面的科研内容应增多一些，使网球在科研成果上的范围更大，让网球在国内更好的发展。