陈式太极拳“懒扎衣”动作下肢关节活动特征研究

周丽娟,樊永安

(1.广州体育学院，广东 广州 510500；2.广州民航职业技术学院，广东 广州 510000)

陈式太极拳以中国传统文化中的阴阳五行之理为指导，其独特的技术风格受到众多习练爱好者的青睐，陈式太极拳运动注重“螺旋缠绕”、“节节贯穿”、“松活弹抖”等核心技术，其身法灵活多变，行拳走架节奏分明。刚则“起势磅礴”，柔则“行云流水”，不仅是中华武术的代表，更是中华文化的象征。“懒扎衣”动作是陈式太极拳运动的经典动作之一，技术内涵丰富。其劲别包括“掤劲”、“挒劲”“螺旋劲”、“腰裆劲”等；技法包括“拿”、“肩靠”、“肘击”、“掌击”、“引”、“进”、“下扣上翻”、“引劲落空”、“上引下进”等技术。

运动过程中,关节变化是描述动作形式的重要指标,它反映了运动各环节间相对的位置关系。关节是连接两个不同部位的枢纽,控制好关节的协调运动，可以使动作的整体功能发挥得更好。太极拳运动讲究“周身一家”“完整一气”,“一动无有不动，一动百骸皆随”的整体观，说明各个关节高度协同运动是实现这些技术理论的基础。本研究借助Vicon三维运动捕捉系统获得运动学参数，选取有分析意义的数据，结合太极拳、运动学、生物力学理论，根据X、Y、Z三个轴的关节运动方向、运动时间、运动幅度的数据变化，将下肢关节变化的先后联系、上下联系、左右联系进行细致分析，剖析其运动过程中相互之间的关联，以期能清晰呈现太极拳运动内在联动关系，为提高拳理拳法的易操作性、更深层次理解和掌握太极拳运动技术提供参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

陈式太极拳“懒扎衣”动作下肢关节活动特征。

1.2 研究方法

本研究借助Vicon三维运动捕捉系统，对陈式太极拳传承人王西安老师“懒扎衣”动作进行数据采集、归纳、统计、制图。实验设计和数据分析过程中，得到了生物力学、运动学、陈式太极拳传承人、太极拳研究等领域诸多人员的帮助与指导。

1.2.1 测试对象

国家级非物质文化遗产陈式太极拳第十一代十九世传承人，当代陈式太极拳代表人物—王西安。王西安老师习练和传授陈式太极拳50余载，其技术的规范性建立在丰富的实战和习练经验基础上。因此，其研究结果具有代表性。

1.2.2 测试时间与地点

预测试按照预定方案，分别安排在2016年10月12日、13日和15日，在广州体育学院生物力学实验室进行。对受试者数据采集时站立位置、动作类别测试顺序、Vicon 光学捕捉 8台MX 捕捉摄像机、计算机及 Marker 标志点、标定杆及其软件等其它设备运行情况做预测试。正式测试于2016年10月18日，对受试者进行了数据的采集。采集“懒扎衣”动作10次，最终选取5次的平均数进行数据分析。

1.2.3 测试仪器

Vicon 光学捕捉它由 8台MX 捕捉摄像机(英国产)、计算机及 Marker 标志点、标定杆及其软件等其它设备，建立起的三维运动捕获系统，其基本工作原理为:受试者贴上反射标志物Marker 球，在测试范围内，镜头将捕捉由 Marker 球反射的红外光线,系统计算反射标志物 Marker 球的空间的位置，将所拍摄的的图像转换成 3D 立体图像。仪器设施包括 MX摄像机、Mark 球、系统校准标定杆,本研究的实验采样频率设置为100Hz(见图1)。

2 研究结果与分析

2.1 “懒扎衣”动作划分

为了便于深入细致的分析“懒扎衣”动作,根据“懒扎衣”动作的技击特点，将其划分为“左引”、“右进”、“揽扎衣定式”三个技术动作阶段(见表1)和A、B、C、D四个特征画面(见图1)。动作从一个特征画面到下一个特征画面为一个技术动作阶段。

图2 王西安老师”揽扎衣”动作4个特征画面

阶段(时间)定义第一阶段“左引”阶段(A-B)左弓步—重心左移结束第二阶段“右进”阶段(B-C)重心左移结束—重心右移结束第三阶段“揽扎衣定式”阶段(C-D)重心右移结束—动作结束

2.2 “懒扎衣”动作踝关节角度变化分析

“踝关节的狭窄形状为踝部的自然稳定性提供了主要来源，以承受腿部与足部之间传递的力”，同时也控制应力的幅度或速度，达到控制稳定性的最佳化。

图3 踝关节跖屈、背屈角度—时间变化

图3 踝关节内翻外翻角度—时间变化

表2 踝关节特征画面关节角度及对应时间(°)

2.2.1 “懒扎衣”动作AB阶段踝关节运动特征

在“揽扎衣”动作的AB阶段，左踝关节跖屈背屈角度曲线呈上升的变化趋势，右踝关节跖屈背屈角度曲线呈下降的变化趋势(见图2)，说明踝关节在此阶段做左跖屈、右背屈运动，平均活动范围分别为10.11±1.99°、10.77±1.80°(见表2)。同时，在此阶段左踝关节内翻外翻角度曲线呈上升的变化趋势，右踝关节内翻外翻曲线呈下降的变化趋势(见图3)，说明左右踝关节在此阶段做左内翻、右外翻运动，平均活动范围分别为3.65±1.05°、10.66±1.75°(见表2)。其特征(1)踝关节做左伸、右屈运动；(2)踝关节做左内翻、右外翻运动，右踝关节活动范围明显大于左踝关节。

2.2.2 “懒扎衣”动作BC阶段踝关节运动特征

在“揽扎衣”动作的BC阶段，左踝关节跖屈背屈角度曲线继续上升，至1.58s(图1虚线处)时达到跖屈最大值，随后由跖屈变化为背屈。右踝关节跖屈背屈角度曲线继续下降并达到该阶段最小值(见图2)，平均活动范围分别为8.05±1.93°、8.69±3.06°(见表2)。同时，在此阶段左踝关节内翻外翻角度曲线呈下降的变化趋势，右踝关节内翻外翻角度曲线呈上升的变化趋势(见图3)，说明踝关节做左外翻、右内翻运动，平均活动范围分别为7.10±3.13°、17.80±4.44°(见表2)。其特征(1)踝关节继续做左伸、右屈运动，左踝关节蹬伸角度达到了最大值；(2)踝关节做左外翻、右内翻运动，右踝关节活动范围明显大于左踝关节。

2.2.3 “懒扎衣”动作CD阶段踝关节运动特征

在“揽扎衣”定式动作的CD阶段，左踝关节跖屈背屈角度曲线保持相对平稳的变化趋势，平均活动范围仅1.91±0.82°。右踝关节跖屈背屈角度曲线呈现微下降的变化趋势(见图2)，说明右踝关节在此阶段做微背屈运动，平均活动范围为6.74±1.20°(见表2)。同时，左踝关节内翻外翻角度曲线呈上升的变化趋势，右踝关节内翻外翻角度曲线呈下降的变化趋势(见图3)，说明踝关节在此阶段又转为左内翻、右外翻运动，平均活动范围分别为16.07±1.96°、10.98±1.91°。其特征(1)左踝关节继续维持在BC阶段的运动状态，右踝关节做背屈运动；(2)踝关节做左内翻、右外翻运动，左踝关节活动范围大于右踝关节。

2.2.4 “懒扎衣”动作踝关节运动特征分析

(1)“跖屈”与太极拳运动中“蹬伸、蹬地”技术要点相同，既通过脚掌和脚跟“蹬伸”或“蹬地”与地面产生反作用力的运动过程。(2)“内翻、外翻”与太极拳运动的“逆缠、顺缠”技术吻合，即以小脚趾催劲向大脚趾侧过度形成“逆缠”运动；以大脚趾催劲向小脚趾侧过度形成“顺缠”运动。(3)在“懒扎衣”动作的整个运动过程中，左右踝关节内翻外翻的运动关系呈负相关。(4)左右踝关节在三个不同阶段之间的运动关系呈负相关，即AB阶段左顺缠，右逆缠；BC阶段左逆缠、右顺缠；CD阶段左顺缠、右逆缠。

2.3 “懒扎衣”动作膝关节角度变化分析

膝关节是承载转换身体重量的主要关节。陈式太极拳运动中膝关节的屈伸与旋内旋外,关系到运动中“起承转合”、“节节贯穿”的技术质量。

图4 膝关节屈伸角度—时间变化

图5 膝关节内旋外旋角度—时间变化

表3 各阶段膝关节角度活动范围(°)

2.3.1 “懒扎衣”动作AB阶段膝关节运动特征

在“懒扎衣”动作AB阶段，左膝关节屈伸角度曲线呈上升的变化趋势，右膝关节屈伸角度曲线呈下降的变化趋势(见图4)，说明膝关节在此阶段做左伸、右屈运动，活动范围分别为7.95±3.31°、8.23±1.86°(见表3)。同时，左膝关节内旋外旋角度曲线呈上升的变化趋势，右膝关节内旋外旋曲线呈下降的变化趋势(见图5)，说明膝关节在此阶段做左外旋、右内旋运动，平均活动范围分别为8.84±1.98°、3.94±1.75°(见表3)。其特征(1)膝关节做左伸、右屈运动；(2)膝关节做左外旋、右内旋运动，左膝关节活动范围明显大于右膝关节。

2.3.2 “懒扎衣”动作BC阶段膝关节运动特征

“揽扎衣”动作BC阶段，膝关节继续做左伸、右屈运动，并在1.58s(图4虚线处)左膝关节屈伸角度曲线上升达到最大值，右膝关节屈伸角度曲线继续下降至C点时达到最小值(见图4)，平均活动范围分别为22.60±6.05°、11.99±2.62°(见表3)。同时，左膝关节内旋外旋角度曲线呈上升的变化趋势，右膝关节内旋外旋角度曲线呈下降的变化趋势(见图5)，说明膝关节在此阶段做左内旋、右外旋的方式运动，平均活动范围分别为17.19±2.61°、16.34±3.41°(见表3)。其特征(1)膝关节继续做左伸、右屈运动，左膝关节活动范围明显大于右膝关节；(2)1.58s时左膝关节蹬伸角度达到最大值；(3)膝关节做左内旋、右外旋运动。

2.3.3 “懒扎衣”动作CD阶段膝关节运动特征

在“揽扎衣”动作的CD 阶段，左右膝关节屈伸角度曲线都呈现下降的变化趋势，说明在此阶段左右膝关节都做屈膝运动(见图4)，且平均活动范围数值接近，分别为14.24±3.90°、15.22±3.72°(表3)。同时，在此阶段左右膝关节内旋外旋角度曲线都呈下降的变化趋势，说明左右膝关节同时向外旋方向转变(见图5)，平均活动范围分别为15.21±1.83°、5.54±2.99°(表3)。其特征(1)左、右膝关节均做屈膝运动；(2)左、右膝关节均做外旋运动，(3)左、右膝关节有两次幅度较明显的外旋运动，左膝关节外旋幅度明显大于右膝关节。

2.3.4 “懒扎衣”动作膝关节运动特征分析

(1)膝关节“内旋、外旋”与太极拳运动的“逆缠、顺缠”技术吻合，与膝关节的“伸”“屈”结合发挥着“起承转合”的重要作用。(2)AB-BC阶段，左右膝关节始终在做左伸、右屈运动，在1.83s时左膝关节蹬伸角度达到最大值，两个阶段左右膝关节屈伸活动范围分别为7.95°、22.60°和8.23、11.99°。(3)膝关节在AB阶段的“左顺缠、右逆缠”和BC阶段的“左逆缠、右顺缠”运动形成了“螺旋缠丝劲”。(4)CD阶段，在4.71s～5.61s时，左膝关节有个明显的外旋幅度变化，活动范围为7.99°，随后至6.65s～7.67s时又一明显的外旋幅度变化,活动范围为4.53°。通过两次左膝关节快速且幅度变化较明显的外旋运动，与右膝关节外旋形成了对称的“双顺缠”运动，活动范围分别为15.21°和5.54°。

2.4 “懒扎衣”动作髋关节角度变化分析

腰髋对平衡身体重心以保障身体各关节协调配合完成运动具有非常重要的作用。髋关节在陈式太极拳运动中称为“胯”，太极拳理论重点强调“刻刻留意在腰间”、“腰为主宰”“腰如车毂”。因此，髋关节运动是不同“劲别”变化时承上启下、维持平衡的关键所在。

图6 髋关节屈伸角度—时间变化

图7 髋关节内收外展角度—时间变化

图8 髋关节内旋外旋角度—时间变化

表4 各阶段髋关节角度活动范围(°)

2.4.1 “懒扎衣”动作AB阶段髋关节运动特征

在“揽扎衣”动作的AB阶段，左髋关节屈伸角度曲线呈下降的变化趋势，右髋关节屈伸角度曲线呈上升的变化趋势(见图6)，髋关节即做左屈，右伸运动，平均活动范围分别为3.95±0.96°和4.73±1.63°(表4)。左右髋关节内收外展曲线上下对称(见图7)，活动范围同为6.86±1.30°(见表4)。同时，左髋关节内旋外旋曲线呈下降的变化趋势，右髋关节内旋外旋曲线呈上升的变化趋势(见图8)，即左髋关节外旋，右髋关节内旋。平均活动范围同为6.65±1.05°(见表4)。其特征(1)髋关节做左屈、右伸运动；(2)髋关节做左内收外旋，右外展内旋运动；(3)左右髋关节内收外展、内旋外旋活动范围相同。

2.4.2 “懒扎衣”动作BC阶段髋关节运动特征

在“揽扎衣”动作的BC阶段，左髋关节屈伸角度曲线呈上升的变化趋势，右髋关节屈伸角度曲线呈下降的变化趋势(见图6)，平均活动范围分别为48.58±5.31°和26.34±6.05°(见表4)，髋关节即做左伸，右屈运动。左髋关节内收外展角度曲线呈下降的变化趋势，右髋关节屈伸角度曲线呈上升的变化趋势(见图7)，即髋关节做左外展，右内收运动，左右髋关节平均活动范围同为37.46±8.37(见表4)。同时，左髋关节内旋外旋角度曲线呈上升的变化趋势，右髋关节内旋外旋角度曲线呈下降的变化趋势(见图8)，即髋关节做左内旋，右外旋运动，平均活动范围同为23.10±3.13°(见表4)。其特征(1)髋关节做左伸、右屈运动；左髋关节屈伸角度的活动范围明显大于右髋关节；(2)左右髋关节内收外展、内旋外旋变化对称，活动范围相同；(3)髋关节做左外展内旋，右内收外旋运动。

2.4.3 “懒扎衣”动作CD阶段髋关节运动特征

在“揽扎衣”动作的CD阶段，左右髋关节屈伸角度曲线都呈下降的变化趋势(见图6)，平均活动范围分别为35.34±4.94°、16.37±5.63°(见表4)，说明髋关节均做屈髋运动。左髋关节内收外展曲线呈上升的变化趋势，右髋关节内收外展曲线呈下降的变化趋势(见图7)，说明髋关节做左内收，右外展运动，左右髋关节平均活动范围同为12.38±4.58(见表4)。同时，左髋关节内旋外旋曲线呈下降的变化趋势，右髋关节内旋外旋曲线呈上升的变化趋势(见图8)，即髋关节做左外旋，右内旋运动，左右髋关节平均活动范围同为12.07±1.96°(见表4)。其特征(1)左右髋关节同时做屈髋运动，左髋关节屈髋幅度明显大于右髋关节。(2)髋关节做左内收外旋，右外展内旋运动，左右髋关节平均活动范围相同，形成左顺缠,右逆缠运动。(3)左髋关节在4.64s时，蹬伸运动达到最大值。

2.4.4 “懒扎衣”动作髋关节运动特征分析

(1)髋关节AB阶段左屈右伸，BC阶段转变为左伸右屈，左髋关节在4.64s时，蹬伸角度达到最大值。两个阶段左右髋关节活动范围分别为3.95°、48.58°和4.73°、26.34°。(2)在CD阶段，左髋关节通过快速且幅度变化较明显的屈髋运动，与右髋关节保持了对称的屈髋运动。活动范围分别为35.34°和16.37°。(3)在“懒扎衣”动作的整个运动过程中，左右髋关节之间的内收外展、内旋外旋的运动关系呈负相关；三个不同阶段之间运动关系也呈负相关，即AB阶段左顺缠，右逆缠，BC阶段左逆缠、右顺缠，CD阶段左顺缠、右逆缠。(4)CD阶段，右侧踝、膝、髋形成了一个上下负相关运动，即踝、膝关节做“顺缠”，髋关节做“逆缠”运动。

2.5 “懒扎衣”动作下肢关节运动特征的拳理解析

2.5.1 在AB阶段，左右踝关节屈伸活动范围均达到最大值(见图9)，通过左右踝关节屈伸蹬地和顺缠逆缠运动的相互作用，使之与地面产生的反作用力形成了“力源”。既是太极拳运动所强调的“起于脚”的力，体现了太极拳理论“其根在脚”的技术特点。

2.5.2 左右踝、膝、髋关节在A-C阶段的关节屈伸变化反映出(见图13、图14)，左右髋关节屈伸与左右踝、膝关节的负相关运动，上下左右形成了“开中寓合，合中寓开，升中有沉，沉中有升”的技术形态。同时，左右下肢内旋外旋的负相关运动也使“圆裆松胯”“裆走后弧”的技术得以实现。

2.5.3 结合左右踝、膝、髋关节的变化分析，左踝关节屈伸曲线在0.01s时开始上升，在1.58s处蹬伸达到最大值(见图2)；左膝关节屈伸曲线在0.42s时开始上升，在1.83s处蹬伸达到最大值(见图4)；左髋关节屈伸曲线在0.78s时开始上升，在4.64s处蹬伸达到最大值(见图6)。内旋外旋活动范围最大值产生的时间先后有序(见图9、图10、图11、图15)。从时间与关节活动范围最大值两个特征来分析，这种踝、膝、髋之间的依次运动关系，充分体现了太极拳“根于脚，发于腿，主宰于腰”，“节节贯穿”的拳法理论。

2.5.4 左右踝、膝、髋关节“顺缠逆缠”的负相关运动，以及三个阶段之间的负相关运动形成了“螺旋缠丝劲”(见图9、图10、图11)。从踝、膝、髋关节活动范围最大值依次产生的时间来推断，A-C点呈螺旋上升阶段，此时是左腿向右腿传导发力阶段。而C-D点，左右踝、膝、髋均做屈曲运动呈现了螺旋下沉运动特征。这个变化细节，体现了太极拳每招式运动终了的“中定劲”、“下沉劲”，即是将起于脚的力再落于脚，印证了太极拳“气沉丹田”“力注涌泉”理论指导的可操作性。

2.5.5 CD阶段，左膝关节通过快速且幅度变化较明显的外旋运动，与右膝关节保持了“双顺缠”运动状态(见图16)，形成下盘的“外掤劲”。同时，右侧踝、髋关节内旋与膝关节外旋形成了一个上下“螺旋缠丝劲”(见图12右侧关节)。两种“劲别”相互作用加固了两腿之间“外掤劲”的支撑力度，也自然形成了“圆裆松髋”的技术形态。使“阴阳互为其根”维持身体“中定”的拳理拳法得以实现。

2.5.6 关节活动范围最大值大都集中产生在BC阶段(见图10)。此时，是“懒扎衣”技法“引劲落空”、“上引下进”的技术环节，也是下肢由“引”变“进”技术的关键时刻。从下肢关节这一活动特征反映出，整个“懒扎衣”运动过程，BC阶段是发力或施力的重点技术环节。此时，下肢的螺旋张力达到了整个运动过程的最大化。

3 结论

3.1 通过左右踝关节屈伸蹬地和顺缠逆缠运动的相互作用，使之与地面产生的反作用力形成了“力源”，体现了太极拳理论所强调的“起于脚”的力和“其根在脚”的技术特征。左右踝关节屈伸活动范围分别为10.11°和10.77°；顺逆缠活动范围分别为3.65°和10.66°。

图9 关节活动特征及范围最大值产生阶段(A-B)

图10 关节活动特征及范围最大值产生阶段(B-C)

图11 关节活动特征及范围最大值产生阶段(C-D)

图12 “懒扎衣”定式(D)

图13 “开合”“升沉”关节活动特征(A-B)

图14 “开合”“升沉”关节活动特征(B-C)

图15 “节节贯穿”左右关节对应关系特征(A-C)

图16 双膝顺缠的“外掤劲”

3.2 左右下肢关节活动的负相关运动形成了“螺旋缠丝劲”。踝关节螺旋运动范围最大值17.80°，最小值3.65°，左右螺旋运动范围不均等；膝关节螺旋运动范围最大值17.19°，最小值3.94°，左右螺旋运动范围不均等；髋关节螺旋运动范围最大值23.10°，最小值6.65°，左右螺旋运动范围均等。

3.3 从时间与关节活动范围最大值两个特征来分析，踝、膝、髋关节之间的依次运动关系与太极拳“根于脚，发于腿，主宰于腰”，“节节贯穿”的拳法理论高度契合。

3.4 在A-C阶段，左右踝、膝、髋关节之间屈伸和顺逆缠的负相关运动，使上下左右形成了“开中寓合，合中寓开”，“升中有沉，沉中有升”的技术形态。同时，也体现出了“圆裆松髋“裆走后弧”的技术特征。活动范围在10°左右。

3.5 在CD阶段，从左右膝关节双顺缠运动形成的下盘“外掤劲”，与右侧踝、膝、髋形成的上下“螺旋缠丝劲”，以及和左右踝、膝、髋同时屈曲运动产生的“下沉劲”。即反映出，在一个“变劲”技术环节，同时有三个运动特征相互作用。

3.6 关节活动范围最大值大都集中产生在BC阶段。此时，下肢的屈伸螺旋张力达到了整个运动过程的最大化，下肢这一关节活动特征是“懒扎衣”动作整体发力或施力的重点技术环节。

3.7 运用生物力学的运动学原理剖析“懒扎衣”拳法技术，发现其形态变化过程暗含着数个技术技法，其内在的关节联动与做工虽然复杂，但是有序。关节变化与拳法理论如影随形，且环环相扣。验证了太极拳运动“开中寓合，合中寓开”，“升中有沉，沉中有升”，“阴阳互为其根”、“一动百骸皆随”的拳法精髓以及关节高度协同的运动机制。