女子链球运动员王峥最后用力运动学参数与投掷成绩的灰色关联分析

王远超

(西安翻译学院体育部 陕西西安 710105)

在掷链球技术各环节中，最后用力是链球旋转阶段的延伸和继续，是掷链球技术的关键环节，运动员在此环节的技术动作，直接影响到链球的专项成绩［1］，而这些动作因素对成绩的影响程度尚不清楚。该研究从链球投掷技术最后用力阶段的运动学参数入手，结合灰色关联分析法，对能够代表王峥投掷技术且成绩水平较高的9次比赛进行研究。试图找出影响投掷成绩的主要与次要因素，并对影响因素进行重要性排序，为进一步提高我国女子链球运动水平提供理论和数据支持，同时为链球教学训练提供科学依据与参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

王峥是我国优秀女子链球运动员，2014年以77.68 m的成绩刷新女子链球亚洲纪录，在刚结束不久的2021年东京奥运会上，其凭借77.03 m的成绩获得银牌。为了使样本数据具有阶梯性，该研究选取王峥近年来成绩水平较高的9次比赛进行研究。基本情况见表1。

表1 王峥9次比赛基本情况

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

通过陕西省图书馆和知网数据库等平台，对女子链球最后用力技术的发展方向与灰色关联分析的核心理论进行文献的检索与收集，为研究提供理论依据。

1.2.2 三维运动学拍摄法

采用两部卡西欧EX-FH25 高速摄像机与一个三维空间标定框架，1 号摄像机摆放在投掷方向的正后面，2 号摄像机摆放在与投掷方向垂直的正侧面，两部摄像机摄像频率均为120帧/S，主光轴夹角约90°，拍摄距投掷圈中心约10m，摄像机离地面高度约1.2m，对王峥整个投掷过程进行完整拍摄。在比赛结束后进行框架拍摄，保证框架中的每个点在摄像机录制屏幕中，然后标示出各标杆所处位置，最后将比赛拍摄的所有视频导入电脑，用于后面的数据解析。

1.2.3 三维运动学解析法

使用美国ARIEL 公司研发的APAS 运动录像解析系统，对王峥比赛视频素材进行人体关节打点（包括脚、踝、膝、髋、肩、肘、腕、手等19 个人体点与1 个器械附加点，共20 个点）；第二步将素材进行3D 转换；第三步将各点的数据进行数字平滑处理；如图1所示，最后计算出研究所需要的数据。

图1 3D转化平滑处理后效果图

1.2.4 研究指标选取

该文将旋转最后用力阶段定义为：旋转第四圈结束右脚着地瞬间至器械出手瞬间。为使研究更为准确合理，将最后用力过程分为三个时相：T0为右脚着地瞬间，T1为器械运行至轨迹最低点，T2为器械出手瞬间。所以将选取以下参数为研究指标，如表2所示，共计19项。

表2 运动学参数指标选取表

1.2.5 灰色关联分析

灰色关联分析是对一个系统的发展和变化情况的比较与描述［2］，能够寻求系统中各因素的主次要关系［3］。该文使用灰色斜率相似关联度的方法，来研究链球最后用力阶段影响投掷成绩的运动参数以及关联度。具体步骤如下：

设X0=[x0(1)，x0(2)，...，x0(n)] 为系统参考序列，且：

为比较序列。系统中参考序列与比较序列不是等值序列。

第一步，计算Δ0(k)、Δi(k)：

第二步，计算R0，Ri：

第三步，计算关联系数ζ0i(k)：

其中，sgnk为关联符号函数；ζ0i(k)为灰色关联系数；k=2，3，...，n；i=1，2，3，...，m；若Δ0(k)Δi(k)≥0，sgnk=1；若Δ0(k)Δi(k)＜0，sgnk=-1。

第四步，计算关联度R0i(k)并进行排序：

其中，R0i为X0和Xi的关联度。

2 最后用力参数与投掷成绩的关联分析及结果

该文从女子链球最后用力技术中，选取下表19 个参数来研究影响投掷成绩的主次要因素，19 个具体数据见表3，设参考数列X0（m）为投掷成绩，比较数列为：着地瞬间左膝角度X1、轨迹低点左膝角度X2、出手瞬间左膝角度X3、着地瞬间左髋角度X4、轨迹低点左髋角度X5、出手瞬间左髋角度X6、着地瞬间右髋角度X7、轨迹低点右髋角度X8、出手瞬间右髋角度X9、着地瞬间右膝角度X10、轨迹低点右膝角度X11、出手瞬间右膝角度X12、着地瞬间肩髋扭转角X13、轨迹低点肩髋扭转角X14、出手瞬间肩髋扭转角X15、着地瞬间躯干倾角X16、轨迹低点躯干倾角X17、出手瞬间躯干倾角X18、着地瞬间右脚方位角X19。用上述方法结合表1数据求得关联系数（见表4）、关联度及其排序（见表5）。

表3 王峥9次最后用力技术动作数据

表4 投掷成绩影响因素关联系数

表5 投掷成绩影响因素关联度及排序

3 分析与讨论

3.1 躯干倾角对投掷成绩影响的关联分析

根据关联度分析的结果证明，在最后用力阶段身体躯干的动作表现与投掷成绩的关系最为密切。本次研究的21个技术指标中，对投掷成绩影响最大的是出手瞬间躯干倾角，它直接影响到链球的出手高度。根据前人利用物体斜抛公式对链球投掷成绩的研究，出手速度与投掷成绩呈正相关［4］。因此，在此时躯干适当后倾用力，以求增加器械的出手速度，是比较合理的技术，但是若躯干过度后仰，一味追求出手速度而牺牲了出手的高度，也会极大地影响出手角度，最终必定导致投掷成绩不理想。

轨迹低点时躯干倾角是出手速度的重要影响因素，根据速度公式v=s/t，对器械的加速效果由时间、运行轨迹等要素构成［5］，在最后用力阶段，单位时间内器械的运行轨迹越长，说明器械的运行速度越快，这就要求运动员在单位时间内，尽可能地保证一个较大的旋转半径，以此来增加器械的运行弧长。运动员的臂展与器械长度对旋转半径的影响是一个定量，那么如果躯干后倾角度较大，将直接缩短器械的旋转半径，从而影响器械运行速度，最后影响投掷成绩。

3.2 着地瞬间肩髋扭转角对投掷成绩影响的关联分析

右脚着地瞬间是最后用力阶段的开始，此时运动员的下肢动作充分超越上肢和器械，肩轴与髋轴达到最大扭转，形成的扭转动能是器械最后加速直至出手的“能量储备”。肩髋扭转角定义为肩轴与髋轴在地面投影形成的夹角［6］，肩髋扭转程度是肩轴与髋轴两个要素同时决定的。一个理想的肩髋扭转效果，是最后用力阶段运动员对器械加速用力的必要基石，将直接影响到链球的出手速度，最终影响成绩。

3.3 着地瞬间右脚方位角对投掷成绩影响的关联分析

右脚着地瞬间，其着地位置对整个最后用力技术的发挥起着关键作用，首先，着地位置直接影响了髋轴与肩轴的扭转效果，也就是上述肩髋扭转角的动能储备，合适的着地位置对最后用力阶段的器械加速起到积极的作用。其次，右脚着地位置间接影响了器械最后的出手时机，若右脚尽早地着地，虽然能够快速进入双支撑阶段加速用力，但当完成一系列最后用力动作时，由于右脚着地位置偏后，此时器械可能并未运行至出手角度，未达到适宜的出手时机，这时上肢继续旋转用力，就有可能在出手瞬间导致躯干过度后倾，最终影响了出手高度，影响投掷成绩。

4 结语

通过灰色关联分析发现，最后用力阶段各运动学指标参数中，出手瞬间躯干倾角、轨迹低点躯干倾角与王峥投掷成绩的关系最为紧密；其次，出手瞬间右髋角度、着地瞬间肩髋扭转角、着地瞬间右脚方位角，这三个指标对成绩的影响也起到了较为重要的作用；最后，用力开始阶段，为保证髋轴对肩轴的充分超越，形成良好的肩髋扭转效果，为最后的加速用力提供充足的动能储备，需加强运动员对器械的控制能力，避免用力过程中重心过高所导致的躯干后仰情况的出现，出手瞬间优化出手时机，形成合理的出手角度与出手高度。