民族传统体育项目高脚竞速碳纤维器材改进与创新研究

杨高 邓良标 曹滔（铜仁幼儿师范高等专科学校 贵州 铜仁 554300）

高脚竞速项目起源于中国南方的苗族、土家族等少数民族，在当地人民在长期的生产生活中逐步孕育而成。它以竹制高脚为基础，展现出了独具一格的民族特色和技巧。1986年湖南省体委对高脚马项目进行整理，作为表演项目亮相于第五届全国少数民族传统体育运动会。在第七届全国少数民族传统体育运动会上高脚竞速项目正式成为全国性的少数民族体育赛事。高脚竞速对运动员的身体素质要求极高，上手难度大。但现有的传统高脚竞速器材存在着一些问题，如重量大、易损坏、不环保等条件，传统高脚器材不仅规格难以统一，且重复使用率低，难修复，隐患较大。同时，由于技术、身体素质以及心理状态等多种原因，运动员在训练中极易受伤。为了解决这些问题，团队提出了碳纤维高脚竞速器材，该创新产品采用碳纤维材料，具有更轻、更耐用、更环保等优势，同时融入了民族文化。对碳纤维高脚竞速器材的市场前景和应用前景进行了分析。碳纤维高脚竞速器材的市场潜力不容小觑，它不仅可以解决传统高脚器材的问题提高运动员的身体素质，还可以推动高脚竞速运动项目的持续发展，同时我们也希望通过本文的介绍和分析能够引起更多人对高脚竞速运动关注和重视，共同推动这项传统体育项目的繁荣和发展。

1、高脚竞速器材一体化创新设计的传统问题分析

1.1、传统高脚器材问题分析

（1）竹制器材。

自然生长的材料在长度、蹬踏部分以及脚与地面高度难控制，使得教学、训练和比赛中所使用的器材规格不一。需砍伐大量的竹子，使用过程中易损坏、折断，难以保证运动员安全，损坏后难以修复，回收性差，导致重复投资的频率较高；不合适的器材对运动员的损伤较大，容易造成一些安全隐患在硬地上使用容易打滑，对塑胶场地损伤大，有效使用时间仅有3 个月左右，性价比低。

（2）玻璃纤维器材。

玻璃纤维器材耐久，但较笨重、韧性较差，易打滑，对塑胶场地损伤较大。不适用于比赛，且竞赛成绩远远低于竹制器材，适用于平时训练。

1.2、运动员受伤问题分析（导致问题的原因）

高脚竞速运动员在训练和比赛中，面临着各种损伤的风险。手脚起水泡、拇指内侧以及手掌撕裂伤、足趾挤压擦伤是三种常见的损伤类型。运动员在持械运动中，由于器材运动的不稳定性和长时间的摩擦，长时间支撑身体的重量，导致拇指内侧、手掌、足趾会受到长时间的挤压和摩擦，皮肤表面受到磨损和刺激，脚底和手掌容易受到冲击和摩擦，其中手脚起(水)血泡、拇指内侧和手掌撕裂伤发生率非常高，达到90%以上，足趾挤压擦伤的发生率也接近85%。这些损伤会打乱他们的训练周期，无法保证训练的高质量和比赛成绩的稳定增长。

为减少高脚竞速运动员受伤的可能性，运动员需要正确穿戴防护装备。运动员需要提升自身身体素质和技能训练水平。教练员和医务人员也需要密切关注，及时进行预防，确保高脚竞速运动员能够更好地发挥竞技水平。

1.3、高脚器材如何避免打滑

高脚竞速运动，是一项难度系数高、危险性大的运动，运动员若在训练中未能形成规范的技术动作习惯，将会影响其基础动作的准确完成，从而导致错误的动作技术的形成，埋下安全隐患。

高脚竞速运动是一项需要全面身体素质的运动，包括力量、速度和协调性等要素，在运动员开始参与高脚竞速运动训练之初，首先加强身体素质的锻炼，熟悉基本的技术技巧，在专项化训练阶段，运动员需重视并提升综合素质，以避免训练中技术失误导致的运动损伤。

运动负荷安排的不合理性容易导致运动损伤的风险增加。当教练员对训练计划缺乏清晰的认识，或者在采用训练手段和方法不够恰当时，都可能增加运动员受伤的风险。高脚竞速是一项短距离无氧运动项目，应该采取多次重复训练，调整训练节奏，从而保持生理平衡，预防运动负荷带来的运动损伤。

运动员的心理状态不稳定容易导致运动损伤。首次接触高脚竞速的运动员会感到好奇与兴奋，但同时可能伴随害怕、重心不稳、身体紧张及注意力不集中的现象。在学习技术的过程中，运动员可能会产生胆怯和焦虑的情绪，影响训练比赛的发挥，从而增加运动损伤的风险。因此，需要加强提高运动员的心理素质，开展心理辅导，避免过度期望和擅自改变训练负荷等情况的发生，以确保运动员的安全和健康，减少心理情绪所导致的运动损伤。

高脚竞速项目中，外部环境和器械等因素对运动损伤具有一定影响。在选择训练环境时，天气状况、场地状况等因素，会增加高脚运动员受伤的风险。

器材设施的不合理也是运动员受伤的原因。竹竿、脚踏和棕绳等材料需要经过精挑细选，以确保其质量和耐用性。如果器材质量不过关，在运动中发生踩断、开裂或折断等情况，从而产生运动损伤的风险。此外，运动员的服装不合身也会影响运动员发挥，应选择合适的大小和款式，以提供足够的支撑和稳定性。为了降低运动损伤的风险，需要在训练过程中采取一系列预防措施，确保训练环境的安全性。定期检查器材设施的完好性和可靠性，我们必须深入加强运动员的技能培训和安全教育，旨在提高他们的技术水平，提高自我保护能力从而有效地减少受伤的风险。

1.4、高脚器材所造成的运动损伤分析

贵州省田径场地建设相较于发达地区确实存在一定的差距，这种现象在中国的西南地区普遍存在。训练单位虽设有场地，但场地规格和弹性的规格不一可能会成为运动员学习和技能提高的障碍，对运动员的成绩进步产生一定的制约作用。

关于《贵州省高脚竞速运动员运动损伤的研究》的论述中明确指出造成运动损伤的主要类型有擦伤、挤伤、摔伤和拉伤。而损伤的主要部位分别位于手的虎口处、手掌根指处和手心，以及脚的脚趾第一和第二趾关节处、大脚趾拇外侧、第二趾关节处，腿上膝关节、大腿外侧。由此可知，一副合适的高脚器材对于使用高脚器材的人群来说是十分重要的。

1.5、高脚竞速宣传以及发展程度较低

高脚竞速运动的发展较为缓慢，其市场推广主要集中于云贵川、湖南等地区，而在全国其他地区的宣传和影响力相对较低。我们需结合总体经济发展模式和体育产业市场化趋势等因素，对当前的市场发展结构进行适当调整。随着对少数民族传统体育的关注度不断提升，高脚竞速这一运动也吸引了越来越多的目光。

贵州省在2002 年提出了《关于我省各级各类学校开展民族民间文化教育的实施意见》，旨在推动少数民族文化走向校园，丰富体育课程的教学资源，让更多学生了解和传承这一宝贵的文化遗产。为了更加直接地保护和传承民族传统文化，相关政策的出台旨在培养学生自觉维护和传承民族民间文化的意识，使他们成为这一文化的传承者。2008 年以来，国家又陆续推出了系列文件，以促进民族体育进校园的推进与实施。学校资源是校园市场最关键、最重要的环节之一，在学校官网进行宣传让其走进学校、课堂，让学生参与到校园内高脚竞速的体育赛事中。

未来应该将为少数民族传统体育高脚竞速在全国的推广发挥引领作用，设计适用于儿童的高脚器材，让高脚竞速运动更加普及大众。面向全国2 万多所开设高脚竞速运动项目的民族类学校与相关的训练运动队推广碳纤维高脚竞速器材。通过学校的学生、社会爱好者参与学习高脚竞速运动的方式，推动少数民族传统体育文化、体育运动项目走向大众视野。高脚竞速器材的不断完善与创新，对于推动高脚竞速项目的普及与发展具有重要意义。

2、高脚竞速器材一体化创新设计的研究方法

2.1、高脚竞速器材一体化创新设计的研究基础

铜仁幼儿师范高等专科学校作为全国民族团结进步创建示范单位和市级少数民族传统体育训练基地，潜心致力于高脚教学、训练与器材的研发。

2011 年，我们研制的新型可调式玻璃纤维高脚杆已用于第九届全国民运会比赛，贵州省第七届少数民族传统体育运动会，湖南省第八、九、十届少数民族传统体育运动会。

2.2、研究方法

（1）文献综述。

根据收集与高脚竞速器材相关的文献资料，了解现有器材的问题和相关解决方案。探讨了现有器材的问题和相关解决方案。通过对人体力学、工程学原理的研究，本文提出了新型高脚竞速器材的设计方案。根据成年人手握物体最舒适、最牢固的数据为28-29mm，跑动中脚掌和踝关节的屈度30°-40°时最利于运动员的发力，高脚竞速器材蹬踏部分的角度设计为30°-40°的数据，结合传统器形状和运动员的使用习惯，在新型器材的设计中，蹬踏处的设计保留传统器材的“V”结构，提出采用三钩三叉的创新设计理念，利用模具技术，将杆体一次性制作成型；手柄处采用雪杖登山杖的设计方法向前稍有夹角，让手握感更加舒适有力，减少手部损伤，防止手掌脱滑；整个器材外观采用上小下大的锥形设计。

（2）设计和制作。

基于文献综述的结果，我们设计并制作了一款新型的碳纤维超轻高脚竞速器材。为解决教学与训练过程中竹制高脚易损坏、难复制和玻璃纤维高脚较笨重、弹性差的问题，降低因器材本身缺陷造成的运动损伤，给使用者提供更好的体验，通过创新设计和材料选择，推动民族体育的创新发展。

3、高脚竞速器材一体化创新设计的研究

3.1、高脚竞速器材一体化创新设计的思路

鉴于以上两种材料的不足，本项目在原有玻璃纤维高脚器材的研发成果上再次创新，根据竞赛规则对比赛器材的规定和传统器材存在的问题，设计符合竞赛规则规定的器材制作和样式图，最终升级为一体化碳纤维超轻高脚竞速器材。

3.2、产品设计创新点

（1）器材采用碳纤维材料，利用模具一次性成型，整体呈上小下大的锥形，且单支重量450g，低于相同大小竹制器材的重量；

（2）根据高脚手柄对手腕处的受力研究，新器材采用登山杖手柄设计，可以减少对手腕关节的损伤，稍有夹角的设计也可以使手握感更加舒适有力，防止脱滑；

（3）根据高脚器材在运动中的受力分析，在蹬踏处保留了传统器材的“V”形结构，并提出全新的“三钩三叉”的创新设计理念，可以使得踏板受力均匀分散，不易断裂，有利于绳子绑扎；

（4）器材脚踏处增加防滑胶垫，底部套上软胶脚套，起到防滑的作用，有效减少对运动员的损伤，同时减少器材对塑胶场地造成的损坏；

（5）根据人体力学和人体工程学原理，成年人手握物体最舒适、最牢固的数据为28-29mm，跑动中脚掌和踝关节的屈度30°-40°时有利于运动员的用力，高脚竞速器材蹬踏部分的角度设计为30°-40°。

3.3、高脚竞速器材生产优势

碳纤维高脚竞速器材不仅生产制作步骤少、科技感强，还在原有器材的基础上，采用了环保的碳纤维材料，打造环保的高脚竞速器材，更加坚韧和轻便，不受气候环境的影响，解决高脚器材标准不统一的问题，尺寸契合人体工程学，器材更轻便和耐用，在涉取前两代器材的优点同时补足缺点，并将土家族、苗族的民族图案融入到器材外观。

3.4、研究设计实验验证

通过将加工制作的新型一体化碳纤维超轻高脚竞速器材样品分别发送到铜仁市民族中学、铜仁幼儿师范高等专科学校、湖南吉首大学、湘西洲民族体育运动学校等单位进行试验。广泛收集试验单位运动员教练员反馈的意见，反复对试验样品加以改进，形成初步的定型样品。

2023 年4 月，湖南省少数民族传统体育运动会上，湖南娄底高脚运动员使用本产品获得湖南省第十届少数民族传统运动会高脚项目200m 冠军、2×100m 接力冠军，男子100m亚军。

4、高脚竞速器材一体化创新设计器材的结论

4.1、高脚竞速器材测试结论

（1）通过对不同年龄的人群的测试，得出我们的器材具有重量更轻、速度更快、耐久时间更长的优点，能有效提高竞速成绩；

（2）通过对器械的升级，本器材可以有效减少在运动过程中对手腕踝关节、手掌、摔伤等运动中的损伤，从而减少对运动员的安全隐患；

（3）通过改变器材材质，本器材可以有效增长使用年限，增加了器材的性价比，降低了使用者的负担。

4.2、新型高脚竞速器材的优势以及建议

（1）实用性：碳纤维高脚竞速器材旨在提高高脚竞速运动员比赛成绩，碳纤维高脚竞速器材能够面向广大学校、专业运动队以及业余爱好者；

（2）安全性和保护性：高脚产品应当考虑用户的安全，开发提供保护的专用手套、鞋等配件并提供相应的保护措施，以减少用户受伤的风险；

（3）轻便和便携性：高脚产品应该设计得轻便易携，在使用之外方便携带。这对于需要在不同地方进行活动的用户来说尤为重要；

（4）可调节性和个性化：为了满足不同用户的需求，高脚产品可能需要提供可调节的高度和角度，以适应不同身高和体形的用户；

（5）提供指导和培训支持：高脚产品可能针对用户提供指导和培训支持。包括使用说明、训练视频和在线咨询，帮助用户掌握正确的使用技巧和注意事项；

（6）创新和技术发展：高脚产品可以不断追求创新和技术发展，以提高性能、芯片技术、增加便利性，并与其他设备或应用程序进行集成，提供步频、步幅、心率等数据参考，为用户提供更丰富的体验。