挺舉技術分析中的主要特征點數據指標

摘要：通過對31例挺舉技術數據進行分析，探討舉重技術中的“近”、“快”、“低”、“準”技術原則，以及挺舉技術中的“兩次發力”、“下砸力”等重要技術特征的量化途徑。結果發現這些以前停留在理論探討或定性描述的問題，完全可以從杠鈴重心、人體重心等主要特征點的運動學數據指標中進行定量分析。研究還提出了具體的量化及分析方法。

關鍵詞：運動生物力學；舉重；挺舉技術分析

Main characteristic data and indexes in the analysis of clean and jerk techniques

LIU Bei-xiang

Sports Biomechanics Teaching and Research Room，Chengdu Sport University，Chengdu 610041，China）

Abstract: By analyzing and studying the technical data of 31 cases of clean and jerk， the author probed into such technical principles in weightlifting techniques as “near”， “rapid”， “low” and “accurate”， as well as the ways to quantify such important technical characteristics as “twice explosion of power” and “downward smash force”， and revealed that these issues probed into theoretically or described qualitatively in the past can be fully quantitatively analyzed by means of such main characteristic kinetic data and indexes as the center of gravity of the barbell and the human body. The author also put forward specific methods for quantification and analysis.

Key words: sports biomechanics；weightlifting；clean and jerk

運動技術分析(或稱運動技術診斷)是以測量到的數據作為分析依據，從中“解讀”運動技術信息為運動訓練實踐服務。在舉重技術分析中，數據指標主要來源于影像測量，其次是動力學測量。影像測量所得到的數據最為繁雜，涉及以特征點為對象的位置、位移、速度、加速度等數據，以關節(或環節)為對象的角度、度位移、角速度、角加速度等數據[1-4]。儀器測量得到的是數據或以數據為依據繪制的各種曲線圖，研究人員的重要工作便是通過研究分析，從這些數據或曲線圖中正確“解讀”出運動技術的信息為舉重技術訓練服務，并且能讓教練員、運動員“看得懂，用得上”。但當前在解讀運動技術信息方面，存在許多盲目現象，甚至有使用不當或故弄玄虛的情況。舉重技術分析的基本目的是要發現被分析運動員當前技術上的特征或缺陷，為其優化或改進運動技術服務。事實上有一些最能反映舉重技術基本特征的數據指標適合提供給教練員作為技術訓練的參考，例如“近”、“快”、“低”、“準”4項技術原則的量化指標，挺舉技術中“兩次發力”、“下砸力”的量化指標等。以往對這些技術問題較多的是停留在理論討論或定性描述上，缺少針對性和實用性。如果能夠通過數據分析進行定量研究，必然能深化挺舉技術分析工作。本文以特征點數據為突破口研究上述問題。

1研究對象與方法

1)研究對象。

舉重運動員18人，其中男子13人(運動健將4人、一級運動員6人、二級運動員3人，級別56~105 kg級)；女子5人(運動健將2人、一級運動員1人、二級運動員2人，級別48~75 kg級)。

2)數據來源。

實驗室數據：在實驗室條件下，采用運動學測量和動力學測量同步進行(外光源同步)。其中運動學測量采用2臺JVC9800錄像機做三維拍攝，用美國APAS_2000系統做數據處理；動力學測量采用美國BERTEC及瑞士KILTLER系統。各受試者均用其最好成績的90%重量完成動作，選擇其中較好的一次進行數據處理，共得運動學及對應動力學數據18例。

比賽現場數據：在全國比賽、國際比賽現場用2臺攝像機做三維拍攝，對象均為運動健將。對所拍資料進行錄像解析，共得運動學數據13例。

2結果與分析

本文討論的運動學數據，其框架坐標按右手系，運動員在第一象限動作，X代表左右方向，Y代表前后方向，Z代表垂直方向。

2.1主要特征點的運動軌跡及位移

1)杠鈴重心、人體重心在垂直方向的運動軌跡。

舉重技術主要在垂直方向產生較大的位移，因此通過杠、人重心在垂直方向的運動軌跡圖，可以很清晰地劃分動作技術階段、獲得各階段的時間，這可為后面其它技術數據的分析提供依據。從中也可以解讀出許多重要技術信息。

從軌跡曲線解讀的一般技術信息：如圖1所示，挺舉動作過程可從軌跡圖上清楚劃分出8個基本動作階段，即提鈴過程AB、下蹲接鈴過程BC、站起過程CD、直立過程DE、上挺預蹲過程EF、上挺發力過程FG、上挺下蹲過程GH、站起過程HI。根據運動階段的劃分可進一步獲得各階段動作持續時間及各階段重心位置變化(位移)。以圖1所示運動員為例得到其數據如表1所示。

從軌跡曲線解讀的重要技術信息：(1)“快”的技術信息。我們注意到在提鈴發力階段、上挺發力階段，杠鈴重心和人體重心明顯不是在同一時間達到最高點，人體重心要先于杠鈴重心達到最高點。隨后當人體開始向下運動時，杠鈴還會繼續向上運動一段時間。這個特征表明，運動員完成發力以后，趁著杠鈴在慣性作用下繼續向上運動的間隙，迅速向下降低身體重心以便為后續的撐鈴動作做好準備。如果發力效果好，杠鈴上升動量大，運動員獲得的下蹲時間長，必然有助于后續撐鈴動作的順利完成。將此數據指標結合對應的速度、加速度數據可以準確分析“快”的技術原則貫徹情況。(2)“低”的技術信息：表1數據顯示，提鈴結束時杠鈴和人體重心高度分別是102.9 cm和78.5 cm，下蹲接鈴時杠鈴和人體重心分別是73.0 cm和38.6 cm，其間杠鈴重心下降了29.9 cm，人體重心下降了40.9 cm。這部分數據是評價運動員貫徹“低”的技術原則的量化指標。

2)杠鈴重心、人體重心在前后方向的運動軌跡。

在舉重技術中，杠鈴重心遠離人體重心會形成過大的力矩，因此要求貫徹“近”的技術原則。在提鈴和上挺過程中杠鈴前、后方向的位置偏差還會造成前掉或后掉失誤，因此要求貫徹“準”的技術原則。這兩點是評價舉重技術優劣的重要指標。但在實際分析中如何量化這個指標？本文認為可以通過杠鈴重心與人體重心在前后方向的軌跡圖進行分析，同時在重要的動作位置還可以計算出二者之間相隔的距離，以及杠、人重心軌跡整體的偏移情況。如圖2所示，這是兩名運動員在挺舉過程中杠、人重心在前后方向的軌跡圖。圖2a所示運動員的杠、人重心軌跡幾乎相伴而行，沒有出現太大的間隔，符合“近”的技術原則。而且兩條軌跡線在整個動作過程中幾乎處于平行狀態，這說明該運動員對杠鈴的控制準確，杠鈴整個運動過程在前后方向沒有出現太大的偏移，符合“準”的技術原則；而圖2b所示運動員在提鈴階段的杠、人重心軌跡有較大的間隔(最大間隔為13.5 cm)，這必然會造成提杠動作出現較大的阻力矩。在上挺階段，杠、人重心運動軌跡都出現向后較大的移動，這說明上挺杠鈴時向后方出現較大偏差(偏移量為21 cm)，運動員為了支撐住杠鈴得向后移動身體以保持人、杠協調。因此，從杠、人重心運動軌跡圖上可以看出在貫徹“近”和“準”的技術原則方面，圖2a要比圖2b所示運動員好一些。

3)杠鈴重心、人體重心在左右方向的運動軌跡。

一般來說，挺舉在左右方向發生較大偏移的情況很少，但有時也會因為用力不均發生向左或向右的偏離。借助杠、人重心在左右方向運動軌跡可以了解挺舉過程左右用力均衡狀況，這也是貫徹舉重技術原則“準”的重要評價指標。比較圖3a、3b，圖3a所示運動員在左右方向的偏差較小(最大偏移＜5 cm)，而圖3b所示運動員在上挺過程中，明顯向其左側發生了較大的移動(最大偏移達12.3 cm)。

2.2主要特征點的運動速度及加速度

圖4是杠鈴重心、人體重心在垂直方向的速度曲線圖。解讀速度曲線要比軌跡曲線困難，但是掌握了其規律仍然很容易讀懂。由于在挺舉8個運動階段的特征位置，都存在速度趨于零的狀態，因此在速度為零的位置做一條水平線，再配合軌跡圖提供的運動過程時間數據，便能在速度曲線圖上劃分出各個運動階段，如圖4所示的A、B、C、D、E、F、G、H、I各點。(注意：前面說過，在提鈴和上挺過程中，杠鈴重心和人體重心不是同時達到最高點的，因此杠、人重心速度曲線不會同時趨零，本例將B、G兩點分別繪制在兩曲線的間隔處。)

從速度曲線解讀的一般技術信息：AB段杠鈴在提鈴發力過程中速度逐步增加，發力結束時停止，然后杠鈴在重力作用下速度逐步降低為零，提鈴動作結束；BG段杠鈴做下落運動，速度向下增加達到最大(B1點)，此后開始受到運動員的支撐力，速度降低直到為零(C點)；CD段為運動員站起過程，杠鈴速度向上達到最大后再下降為零；DE段為運動員直立過程，杠鈴速度變化不大，但隨著運動員對杠鈴進行的調整其速度有上下彈動情況；EF段是預蹲過程，杠鈴速度隨運動員重心的下移而開始向下運動，在E1點開始受到支撐力使速度又減少到零(F點)；FG段為上挺過程，F到F1杠鈴受到上挺發力作用使其速度增加，發力結束后杠鈴速度再下降為零(G點)；GH段是杠鈴回落過程；HI段是舉起后的撐鈴過程。在上述各個過程中，人體重心速度隨之相應變化。

從速度曲線圖解讀的重要技術信息：(1)兩次發力信息：“發力”是現代舉重技術最重要的概念，也是評價技術優劣的重要指標。挺舉技術過程中，有兩次發力過程會引起杠鈴速度明顯加大。第1次是在提鈴過程中(AB段)，從A到A1是提鈴過膝，從A1到A2是提鈴發力過程。第2次是在上挺過程中(FG段)，從F到F1是上挺發力過程。從技術上說從A1到A2和從F到F1這兩段速度曲線具有重要意義，它是分析評價運動員兩次發力狀況的依據。一般來說，這兩段曲線上升幅度越高、上升過程的坡度越“陡”，說明其發力越大。但是在具體分析中，由于力是一個瞬間值，并不能說明太大的問題，因此采用發力沖量比較合理，沖量數據可以用在不同技術風格的運動員之間進行比較。以提鈴發力階段(A1A2段)為例計算上拉發力沖量如下：

式中m為杠鈴質量(160 kg)，本例計算得到在A1到A2段運動員產生的上拉力沖量為1 086 Ns，該值除以時間便得到平均上拉力為1 939 N(即198 kg)。該值與同步動力測量數據基本吻合。(2)下砸力信息：下砸力也常用做舉重技術的評價指標，但在以往許多研究文章中，僅停留在文字描述上，很少看到有實際計算數據。本文分析認為，杠鈴在上升過程中，速度由大變小到趨零，表示上升結束。然后在重力的作用下降落，其動量形成下砸力。從挺舉技術理論上說，下砸力主要有兩次，第1次發生在提鈴后的撐鈴階段(即BB1段)，第2次發生在上挺后的撐鈴階段(即GG1段)。下砸力的計算應從速度為零位置到最大下落速度處，可依據動量定理進行。圖4所示運動員上挺后采用的是下蹲式撐鈴技術，從曲線圖上觀察，其提鈴后撐鈴所受到的下砸力要遠遠大于上挺后的撐鈴。以其BB1段為例計算他所受到的平均下砸力：

式中m為當時所舉的杠鈴質量(160 kg)。計算所得平均下砸力約為222 kg，這個數據與同步動力測量數據基本吻合。(3)“快”的技術信息：“快”在挺舉技術中有多種要求，如發力快、下蹲撐鈴快等。以下蹲撐鈴為例，要求運動員完成提鈴后迅速降低重心完成撐鈴動作。定量評價其下蹲速度除了前面談到的時間數據以外，還可以從速度曲線上獲得。圖5是另一個運動員杠、人重心在提鈴段(AB)的速度曲線圖，將其與圖4所示運動員比較(二者人體重心速度曲線的A“B”段)，可以看出圖5所示運動員的人體重心下降速度要明顯快于圖4所示運動員。

以上只分析了“杠、人”重心在垂直方向的速度曲線圖，在前后方向、左右方向的速度曲線圖同樣可以解讀許多挺舉技術信息，本文不再逐一討論。

圖6是杠鈴重心、人體重心加速度曲線圖，為了幫助分清各段加速度的意義，特將杠鈴速度曲線圖同時繪制在其上以便對照。加速度表示的是速度變化的快慢，其值為正時表示加速運動，為負時表示減速運動(向下加速運動)。以提杠鈴的AB段為例，杠鈴在上提過程中，人、杠重心先是在AA2段做加速運動，這段上的波峰表示加速運動的大小，它與運動員上提發力對應，到A2點時表示加速運動結束。然后在A2B段做減速運動，這段上的波谷表示減速運動的情況，到B點后加速度處于一個瞬間為零的狀況。其它各段均可如此分析。從對AB段的分析中可以看到加速度曲線圖更不易于理解。再加上從重心軌跡到重心加速度的計算經過了兩次微分求導過程，數據會產生較大的變異。正因為這個原因，在舉重技術分析中很少使用加速度數據，一般是作為其它數據的輔助資料。

除上述對杠鈴和人體重心的分析外，還可以對其它一些特征點包括環節重心(頭、上臂、前臂、手)、關節點(肩、肘、腕、髖、膝、踝)的運動狀況進行分析，這主要是分析局部肢體某些技術細節問題，可根據實際需要進行選擇。限于篇幅，本文不再逐一討論。

舉重技術中的“近”、“快”、“低”、“準”技術原則，以及挺舉技術中的“兩次發力”、“下砸力”等重要技術特征，可以從杠鈴重心、人體重心等主要特征點的運動學數據指標中進行定量分析。對技術問題的定量化，有助于深化挺舉技術的分析評價，也有助于不同運動員技術特征之間的相互比較。本文使用的分析方法，可供挺舉技術分析時參考。

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[編輯：周威]