“挠羊赛”双抱腿技术动作三维力学分析

2019-08-26 11:29朱彦青
四川体育科学 2019年4期
关键词:发力踝关节髋关节

朱彦青,赵 丽

“挠羊赛”双抱腿技术动作三维力学分析

朱彦青1,赵 丽2

1.忻州市体校,山西 忻州,034000; 2.忻州师范学院,山西 忻州,034000。

通过三维力学分析、Vicon系统测试法,对“挠羊赛”双抱腿技术动作进行实验测试,从运动学角度分析“挠羊赛”双抱腿技术动作在进行过程中的肩、肘、髋、膝主要关节的活动变化和活动顺序,重心高度变化,以及发力腿的脚蹬力强度、蹬力方向。结果表明在进行“双抱腿”技术动作中髋、膝关节在发力抱摔阶段为主要的活动关节,发力腿的脚蹬因素方向和强度也是影响发力的重要因素,重心是整个动作的重要决定因素。因此,在进行“挠羊赛”双抱腿技术动作的训练中应该着重对重心高低、远近的调整有一个适度的把握,注重身体的各个关节的协调发力,特别是髋、膝关节的发力,同时也要加强发力腿的腿部肌肉的力量训练和踝关节的活动角度。

挠羊赛;双抱腿技术;运动学分析;三维力学;民族体育

“挠羊赛”是流行于山西省忻州地区忻州、原平、定襄一带民间摔跤活动。一个民族的强大,离不开传统文化的维系。因摔跤文化作为忻州文化的重要构成,定会在一个恒久的时空强健人的体魄,启迪人的心智,昭示人的精神,引起广大体育届、文化届专家与学者的关注。山西忻州被誉为“摔跤之乡”,“挠羊赛”就是其千百年流传下来的文化样式。“挠羊赛”在2006年被山西省批准为山西省首批非物质文化遗产,2008年被国家批准为国家级非物质文化遗产。

摔跤不同于其他武术,作为冷兵器时代徒手相搏的游戏,首先凭的是力气,在角力中,跤手们开始琢磨技巧,逐渐便形成了一定的招数。在摔跤过程中,练习者不仅要掌握动作的规格和动作要领,还要对动作的技击含义、相关技术动作的理论有所了解。因为在此过程中劲力特征和关键环节掌握不对,这就会使得练习者难以掌握摔跤技术动作的动作要领,从而影响动作的发挥效果。目前三维力学研究被广发地应用于医学和一些体育运动项目方面,绝大多数是针对竞技体育某些项目的某些运动项目技术动作和一些医学方面的技术进行分析。运用vicon运动捕捉系统测试分析高水平运动员肩部主要肌肉群对发球技术过程的影响,建立多刚体动力学模型,推出了肩部负荷和力矩数据[1]。胡宗祥较全面地进行了慢跑中下肢运动学、动力学分析,表明慢跑中膝关节是最重要的缓冲部位[2]。刘卉通过对棒球、标枪等运动项目出手动作的三维运动学、动力学的测量,得出对上肢鞭打类动作末端环节速度的主要因素[3]。张勇通过三维力学系统分析了咏春拳的典型动作,研究表明膝关节、肩关节和肘关节三者的角度变化是影响咏春拳冲拳动作整体发挥效果的重要因素[4]。本研究课题通过对“挠羊赛”双抱腿技术动作实验测试、分析,对“挠羊赛”双抱腿技术动作进行深入探讨,使双抱腿技术动作更加准确。

1 实验对象与方法

1.1 实验对象

选取忻州李**、石*两名挠羊汉进行测试,实验对象二者实力、身高、身材体格相当,实验前24h未从事剧烈运动,身体无损伤。

表1 研究对象基本情况

查阅与“挠羊赛”双抱腿技术动作运动三维力学有关的各种文献资料,了解双抱腿技术动作的主要环节、主要发力关节的活动程度、主要发力腿等方面的知识。

1.2 实验方法

1.2.1 主要仪器及设备 采用英国产VICON 硬件及其配套软件系统,16 台 MX_F40 摄影头,直径为14mm 的 Mark 球,采用频率设为300HZ。

1.2.2 测试步骤 让受试者进行实验:受试者做双抱腿技术动作,双抱腿技术动作分为3个阶段[5]:(1)预备姿势:身体呈半蹲,两足平行站立;(2)上步抱腿:突然起身,脖颈紧贴对方腰侧,身体前倾抱住对方膝盖,胸部紧贴对方小腹;(3)发力抱摔:后腿蹬地发力同时双手提拉对方膝盖,利用前冲力和反方向的牵拉力将对方摔倒在地,在整个双抱腿技术动作中起重要作用。每次测动作重复3次,收集有效数据。

1.3 数据处理

完成双抱腿技术动作过程中,结合计算机中同步的动作画面,分析完成该动作的重要影响因素以及与各关节活动角度的关系。通过Nexus软件进行信号采集与处理软件导出数据并进行分析,将所要研究部位的数据录入SPSS软件,采用SPSS统计软件进行统计学处理。

2 实验结果

2.1 关节角度变化

2.1.1 髋关节角度变化

图1 挠羊汉李**髋关节角度变化

髋关节角度进行双抱腿技术动作过程中的变化幅度较小。如上图呈现的是左髋关节角度变化,预备姿势阶段,髋关节角度大于140°;上步抱腿阶段,左腿向前一步,左髋关节角度逐渐减小,稳定在90°左右;发力抱摔阶段,上体仍是弯曲,但是身体又向前倾的趋势,所以髋关节角度再次增大,大于100°,此时,角度由小变大。

右髋关节角度变化,预备姿势时,右髋关节度稳定在150°左右;上不抱腿时,角度变化趋势有所下降,发力抱摔时,右髋关节角度继续下降,降至80°左右,随后又有所上升。在前两个阶段,无论是预备姿势还是上步抱腿,都是左脚在前,右髋关节角度要比左髋关节角度大,降低时间相对迟。并且,发力时是右腿发力,所以右髋关节角度在此阶段会低于左髋关节角度。

2.1.2 膝关节角度变化

图2 挠羊汉李**膝关节角度变化

在做双抱腿技术动作过程中,膝关节角度有一定变化。如上图呈现出了左膝关节角度变化,准备姿势时,左腿膝关节角度趋势比较平稳,稳定在150°左右;上步抱腿时,角度有波动起伏:在启动身体时,左膝关节角度下降;当左脚向前迈出时,左膝关节角度增大;左脚迈出之后,稳定抱腿动作时,左膝关节角度再次减小;发力抱摔时,左腿需用力蹬地,身体会先向下对地面产生一个力,此时,左膝关节角度会有所下降,但下降幅度不大,然后地面才会对身体产生反作用力使身体上起,左膝关节角度变大。

右膝关节角度变化:预备姿势时,左脚在前,右脚在后,所以右膝关节角度要大于左膝关节角度,但是右膝关节角度趋势也有下降;上步抱腿时,身体向下用力时,右膝关节角度有所下降,下降至90°左右;发力抱摔时,身体在给地面一个力时,右膝关节和左膝关节一样看,关节角度有所下降,当地面给身体一个反作用力,身体上起时,右膝关节角度再次增大,但是,在收腿时,右小腿还是会习惯性地收一下,尽管,右膝关节角度会变大,角度仍然比左膝关节角度小。

2.1.3 踝关节角度变化

图3 挠羊汉李**踝关节角度变化

在进行双抱腿技术动作过程中,踝关节也有一定的变化。如上图呈现了左踝关节角度变化,预备阶段,踝关节角度有所增加,呈上升趋势,在上步抱腿开始之前,身体稍有前倾,膝关节有弯曲,左踝关节角度有所下降;上步抱腿阶段,关节角度仍有下降,在左脚向前迈出时,左踝关节角度增加。落地之后有所下降;发力抱摔阶段,身体向前倾,左腿有后伸动作,左踝关节角度有所增加。在发力之后,左脚落地,左踝关节角度再次减小。

右踝关节角度变化预备阶段,在做准备动作时,右踝关节角度有下降的趋势,上步动作开始之前,身体前倾,同时右腿有后蹬的动作,这时,踝关节角度又有所增加;上步抱腿阶段,右踝关节角度仍继续增加。在上体紧贴对方的腿部时,身体重心下降,踝关节角度有所减小;发力抱摔阶段,抬右腿向前迈出时,右踝关节角度迅速增加,右脚落地后,身体前倾,重心降低,右踝关节角度呈下降趋势,角度减小。

2.2 重心高度的变化

图4 挠羊汉李**重心起伏变化

预备姿势时,李某的重心逐渐下降;上步抱腿时,左脚向前迈出,为了更稳更快速更有效地抱腿,李某重心仍继续降低;发力抱摔时,由于身体要上起,并且要顶肩,将对手顶起,此时,李某重心逐渐上升,上身逐渐上起。

3 结果分析与建议

3.1 重心变化

两人的重心高度相当;上步抱腿时,做双抱腿技术动作之人(李某)的重心高度与对手(石某)的重心高度相当;上步抱腿时,李某的重心明显降低;发力 抱摔时,身体上起,重心向前上方移动。只有身体重心下降,才会使身体稳定。这与张乐[6]观点相一致,他在影响大学生平衡能力的因素研究中表明男性的平均身高高于女性,重心较高,平稳性较差,平衡能力不如女性。所以在上步抱腿时,为了身体的稳定性更好,需要降低重心。当发力抱摔时,为了更好更有效地发力,身体重心仍会降低到一定程度,然后发力,将对手摔倒。所以在进行双抱腿练习时,要注意控制好身体重心高度,例如:两人面对面做弓步,相互握住手,然后进行推拉,来测定,重心降至0.9m左右时,身体比较稳定。

3.2 各关节角度变化分析

通过Vicon系统和相关数据的观察可得知,随着重心的变化,其各个关节角度也会随之变化。当重心降低到一定程度时,即重心达到0.626m时,则其各关节角度达到最佳角度,其发力效果最好。

3.2.1 髋关节角度变化分析 在做双抱腿技术动作过程中,左、右髋关节角度在预备阶都有波动,这是由于身体要调整预备姿势,最后做好一个最佳的预备姿势,有助于下一步的进行。在预备阶段有关节角度比左关节角度大。随后都有所下降,但是右髋关节角度仍比左髋关节角度大。发力抱摔时做关节角度为103.8°,右关节角度为66°。由于发力之时,右腿在前,左腿在后,右髋关节角度比左髋关节角度小。

3.2.2 膝关节角度变化分析 在整个双抱腿技术动作中,左、右膝关节角度在准备阶段都有所变化,但是在此阶段关节角度要大于左关节角度。上步抱腿时,由于左腿在右腿前面,左、右膝关节角度都有下降的趋势,但是右膝关节角度仍大于左膝关节角度,此时右膝关节角度小于150°。从而为下一步——发力抱摔做好了准备。不同膝角静态蹬伸测试结果表明,随着膝关节角度的增大,起跳阶段所达到的最大力值也随之增大[7]。但是当膝关节角度超过了150度后,蹬伸最大力值则会减小。当膝关节由浅蹲到深蹲(即膝关节角度由大变小)时,随着膝关节角度的减小,伸膝、伸髋、屈踝关节的肌群被充分拉长,肌肉储备的弹性性能也多。

3.2.3 踝关节角度变化分析 通过实验可知,左踝关节和右踝关节的运动基本上是对称的,只是在上步抱腿阶段左踝有两个峰值,而右踝只有一个峰值,有些不对称。当进行发力抱摔时,自身体重量和对方身体重量的几乎都转移到了右腿上,从而也就使得右踝的承受压力较大。此时,右踝关节角度有所下降,且比左踝关节角度要低。在抱摔完之后,两人分离,对方的身体压力消失,自身的重量逐渐转移到两腿上,右踝关节压力小,关节角度则增大。这与唐靚婕[8]的观点一致,其研究表明,身体承受的负荷不同会使得踝关节角度有所变化,即负荷增大,则踝关节角度会下降。

3.3 发力抱摔阶段各关节发力顺序

在进行双抱腿技术动作过程中,发力抱摔阶段为主要的阶段,在此阶段,肌肉发力会遵循一定的时间顺序,即身体协调发力。此时,关节活动也是有一定的顺序:肩关节—髋关节—膝关节—踝关节。其中髋关节和膝关节的活动是主要影响双抱腿技术动作发挥效果的因素。运动生物力学的关节活动顺序性原理认为:正确的蹬伸过程,髋、膝、踝三个关节的肌肉群应该是依次产生向心收缩的[9]。由于髋、膝关节周围是较大的肌肉群,所以产生的力较大。在蹬伸的前一段克服人体较大的惯性阻力主要靠这两个关节的肌群先产生向心收缩。

3.4 发力腿踝关节角度变化分析

在“挠羊赛”双抱腿技术动作中,发力腿为右腿。右腿的踝关节角度变化在每个阶段都有波动起伏,整个过程中随着重心的变化而变化,当重心上升时,身体有所上升,膝关节角度增大,则踝关节角度也有所增大;当重心下降时,身体有所下降,膝关节角度减小,则踝关节角度也有所减小。当踝关节角度减小到一定程度时,则有助于发力,此时,则可以进行发力抱摔。从而有效地进行双抱腿技术动作。

4 结 论

(1)“挠羊赛”双抱腿技术动作是需要各个环节协调用力的,但关键还是在于发力抱摔阶段的动作技术,在此阶段主要看发力腿的蹬伸技术和髋、膝、踝关节的角度变化,这是决定双抱腿技术动作发挥效果好坏的关键因素。

(2)在做双抱腿技术动作时,要注意各个关节的协调活动(即先后活动顺序)及其发力,使该动作发挥效果更好,从而有助于在比赛中取得良好的成绩。

(3)在进行双抱腿技术动作过程中,重心也是影响此动作发挥效果的一个重要因素。其中有两名运动员的重心距离;做抱摔动作的运动员的重心高度,特别是在上步抱腿这个阶段要注意,如果不加注意,就会影响上步抱腿时的身体稳定性;提肩顶起时的重心加速度,加速度适宜,则顶起效果就好,双抱腿技术动作的效果也会越好。

[1] 李 克.羽毛球与网球高球下压技术差异性的运动学分析[J].沈阳体育学院学报,2012,31(02):109~111.

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[14] 胡玉玺.中国式摔跤教程[M].西安:西安交通大学出版社,2014.

Three Dimensional Mechanical Analysis of Double-leg-holding Technique in “NaoYang Contest”

ZHU Yanqing1, ZHAO Li2

1.Xinzhou City Sports School, Xinzhou Shanxi, 034000, China;2.Physical Education Department ,Xinzhou Teachers College, Xinzhou Shanxi, 034000, China.

Through three-dimensional mechanical analysis and Vicon system test method, this paper conducts experimental tests on the double - leg - holding technical movements of “NaoYang Contest”. From the kinematics point of view, it analyses the movement change and sequence of the main joints of hip, knee and ankle, the change of the height of the center of gravity, the pedal strength and the direction of pedal force of the exerting leg. The results show that the hip and knee joints are the main active joints in the process of double - leg – holding technical movements. The direction and strength of the pedal factors of the legs are also the important factors affecting the power, and the center of gravity is the important determining factor of the whole movement. Therefore, in the training of the double - leg - holding technique “NaoYang Contest”, we should focus on the adjustment of the height and distance of the center of gravity, pay attention to the coordination of all joints of the body, especially the hip and knee joints, and at the same time, we should also strengthen the strength training of leg muscles and the angle of ankle joint movement.

NaoYang Contest;Double-leg-holding technique; Kinematics analysis; Three Dimensional mechanics; National sports

G852.9

A

1007―6891(2019)04―0070―04

10.13932/j.cnki.sctykx.2019.04.17

2019-03-04

2019-04-25

1.忻州师范学院科研项目(201723);2.忻州师范学院重点学科项目资助。

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