淺析運動生物力學在武術項目中的應用

彭李明

（武漢體育學院體育工程與信息技術系，湖北武漢430079）

淺析運動生物力學在武術項目中的應用

彭李明

（武漢體育學院體育工程與信息技術系，湖北武漢430079）

文章通過查閱2000～2009年期間被維普期刊和中國期刊全文數據庫所收錄的全部有關運動生物力學應用在武術項目分析的文章，從運動生物力學的技術手段在武術項目中的應用情況進行分析，了解其在武術中應用的基本情況，以啟發更多的研究。

武術項目運動生物力學分析

武術項目，作為中國的國粹，受到國人的熱情關注。隨著競技體育的飛速發展，高水平武術運動員之間的身體素質、基本技術及演練水平的差距日趨縮短，因而，武術技術的提高和創新顯得成尤為重要，迫切需要先進的科學技術手段進行科學指導。而運動生物力學在武術中的應用正逐漸豐富起來，得到了很多科研人員和武術教練員的青睞，本文通過查閱維普期刊和中國期刊全文數據庫2000年至2009年全部關于運動生物力學在武術項目中的應用的文章，從運動生物力學的技術手段在武術運動項目中的應用情況進行分析，了解其在武術中應用的基本情況。

1 研究方法

查閱了2000～2009年期間被維普期刊和中國期刊全文數據庫所收錄的全部有關運動生物力學應用在武術項目分析的文章。

2 研究結果

本文共查詢到了17篇關于有關運動生物力學應用在武術動作分析的文章，通過對這些文章進行整理分類，其中有太極拳項目3篇，散打項目4篇，武術套路項目10篇。運用的運動生物力學技術大概可以分為運用運動生物力學理論對武術動作技術的定性分析；運用運動生物力學儀器設備對武術技術動作的定量分析；應用相關統計軟件對采集的數據進行整理；應用圖像解析軟件對拍攝的圖像進行定量分析。

2.1 運用運動生物力學理論對武術動作技術的定性分析

朱君、鄭雪榮的《鞭腿的運動生物力學分析》通過力學原理，根據牛頓第二定律a=F/m和動量定理和動量守衡定律I=Ft，Ft=mv。得出鞭打動作可使運動鏈末端環節產生極大的運動速度和打擊力量。此動作由腰腹發力，然后制動，在制動過程中，角動量向大腿傳遞，大腿再制動并傳遞到小腿。這樣就像鞭打一樣使小腿獲得較大的速度與力量。因此，做此動作要求上體與大腿依次做合理的加速與制動，使小腿與腳組成的末端獲得較大的打擊力量。王杰、王海鷗的《擒拿技法機制分析》一文運用解剖學、生理學以及運動生物力學的有關理論，對武術擒拿基本技法加以剖析，旨在探索其內在機理，為武術教學和訓練提供理論依據。馬南京、張兵的《拳擊和武術打擊動作的生物力學比較》一文根據動量定理，打擊力F=△P／At，得知，拳擊和武術打擊動作因目的和條件不同而存在較大差異，在運動生物力學上又表現為打擊力、打擊速度、打擊質量的不同。筆者對兩者進行運動生物力學上的比較，揭示打擊的本質過程，以利于運動員對打擊動作結構的認識，從而提高訓練水平。邱郁、路峰的《散打中的運動生物力學原理》一文運用運動生物力學，對散打動作中的爆發力的力學原理，重心原理的應用，牛頓第三定律的應用，斜面、旋轉力學原理的運用進行技術分析，為散打訓練和實踐提供理論依據。胡哲純、王思樂的《騰空旋風腳轉體720度接馬步穩定性的技術分析》一文研究認為：競技武術套路日漸成熟和發展，在現代競技體育大背景下和現代武術套路新規則的指導下，追求高、難、美、新的競技武術套路發展方向是難美類項群項目的必然。隨之，武術套路中出現了大量的難度加分動作，正是這些難度加分動作的出現，使武術套路比賽更加具有競技性、可比性、觀賞性。文章通過對旋風腳轉體720度接馬步的各個技術環節進行科學的分析研究，找出影響其穩定性的主要因素，揭示旋風腳轉體720度接馬步的技術原理，提出易犯錯誤和糾正措施，為科學的訓練提供理論支持，預測武術套路難度動作的發展趨勢。李俊卿的《武術“勁”的運動生物力學探析》一文運用運動生物力學原理，分析了武術運動中力的分類、力與勁的區別和勁的力學本質，探討了在武術運動中，如何把人體內蘊之力，也即勁，合理有效地化為外力發放出來，并驗證了古代拳論的科學性,為武術訓練提供了現代力學的理論依據。邱建華、陳軍、商艷、張啟華、汝安的《旋風腳轉體540度動作的運動生物力學與解剖學分析》一文運用運動生物力學和運動解剖學理論，對旋風腳轉體技術動作進行分析，為教學和訓練掌握合理的運動技術提供理論依據。周勇的《運用生物力學原理對太極拳運動進行再認識》一文通過實踐及資料分析，對太極拳運動的特點及其作用進行了總結和分析，指出太極拳運動存在的一些問題，對有代表性的運動特點和動作進行了生物力學分析，從而對太極拳運動有了進一步的認識。

2.2 運用運動生物力學儀器設備對武術技術動作的定量分析

孟俊慶、張維憲的《散打典型擊法——寸腿動作的運動生物力學研究》一文以散打運動員為對象，對散打典型擊法——寸腿動作進行了運動生物力學分析。周繼群、徐彩桐的《武術套路中“旋風腳”動作的運動生物力學分析與訓練》一文以運動生物力學方法，對高水平武術運動隊學生及普體課選項武術學生練習武術套路中“旋風腳”動作進行分析，從而找出運動技術結構的規律，探索如何使運動技術動作達到最優化的原理及教學訓練手段。

2.3 應用圖像解析軟件對拍攝的圖像進行定量分析

劉健、魏鑫的《競技武術套路C級高難度動作323C+4的生物力學分析》一文采用運動生物力學的三維攝像解析法，對運動員323C+4動作進行運動學分析。現場采用兩臺日本產JVC9800型號的攝像機拍攝運動員完成323C+4動作的全過程，拍攝速度為50 fps，兩機高度為1.5m，兩機主光軸互成700夾角對準動作平面中段，錄制三維坐標框架后，再進行定點同步拍攝。使用美國Ariel錄像解析系統進行解析，根據運動生物力學的相關原理對運動員的技術動作進行分析與評價。劉小平、衛志強的《太極拳騰空飛腳向內轉體1800的運動生物力學對比分析研究》一文選取體育學院武術隊運動員，運用上海體育科學研究所生物力學實驗實的Motion Analysi8運動分析解析系統，進行運動學和動力學同步測量，找出其運動生物力學規律，以期對訓練有所指導作用。文章使用Motion Analysis運動分析系統解析法，利用上海體科所生物力學實驗室美國生產的Motion Analy-sis運動分析系統的4臺紅外線攝像機對每個運動員進行攝像采樣，再經三維坐標分析計算，完整記錄動作過程中人體各關節點位置三維空間坐標的原始數據，再解析出角位移、角速度、角加速度、位移、線速度、加速度等。三維測力臺測試法，利用上海體科所美國生產的型號為Analog R／C ASC I三維測力臺測取運動員起跳和著地時動力學參數：Fx、Fy、Fz、Mx、實驗測試過程：在上海體育科學研究所生物力學實驗室運用美國Motion Analysis公司生產的Motion Analysis運動解析系統對這6名運動員的騰空飛腳向內轉體180度動作進行運動學和動力學同步測試。在1名運動員的20個測試點貼上Markers，運動員提膝獨立站在測力臺上完成騰空飛腳向內轉體180度，四臺紅外攝像機同步進行攝像每動作取樣時間為7秒，紅外攝像機取樣頻率是120幅／秒，測力臺取樣頻率是1000／秒。其余運動員如是依次進行。實驗測試點為從左肩到右足尖的20個標定點。樊藝杰的《武術套路中323 C+4技術動作的運動生物力學分析》一文運用三維錄像機DLT法和運動生物力學的原理與方法，對河南省武術套路女子代表隊的三名武英級運動員所做的323C+4動作進行解析，以此作為一種量化的技術判斷措施，為促進武術套路高難度技術動作的整體發揮，進一步提高武術套路競技的整體水平，提供了有力的科學依據，為運動員進一步提高競賽成績和教練員們指導科學的訓練提供重要的參考依據。樊藝杰、馬文海的《武術旋子轉體7200接跌叉技術動作的運動生物力學分析》一文運用三維錄像機DLT法和運動生物力學的原理與方法，對4名武英級運動員旋子轉體720。接跌叉動作進行解析，為武術動作的技術創新和難度創新提供理論依據和技術參數。韓雅婷、朱洪的《楊式太極拳競賽套路的運動生物力學特征分析》一文借助先進的測試儀器和運動解析系統，以運動生物力學和相關運動生理學指標測試的方法，獲取整體套路動作的時間、位移、速率、肌電、心率及能耗等指標，以此初步探析優秀太極拳選手演練楊式太極拳競賽套路的運動生物力學特征和生理學特征。王進的《武術套路中旋風腳動作的運動生物力學分析》一文對武術套路訓練專業隊員所做旋風腳動作進行實驗研究，利用生物力學實驗及統計學方法對所得結果進行分析。

3 結論與建議

（1）通過對上述文章進行分析，發現大多數采用運動生物力學基本理論進行定性分析，共有文章8篇，占總數的47%，而使用運動生物力學測試儀器和手段引入到武術運動技術研究的文章9篇，占總數的53%，可見，運用現代化的手段對武術運動項目進行分析的比重較大，這會對武術運動技術水平的提高將起到重要作用。

（2）在運用運動生物力學測試手段和儀器設備的方面，再進一步進行細分，發現應用圖像解析軟件對拍攝的圖像進行定量分析的文章有7篇，占總數的41%，而運用運動生物力學儀器設備對武術技術動作的定量分析的文章中有2篇，占總數的12%，可見使用圖像解析軟件和相關系統對武術項目的運動技術特點進行分析占主流，這也是因為圖像解析軟件和相關分析軟件的不斷改進和提高，便于應用到各類運動技術的研究和分析中，從而促進了各項運動技術水平和運動成績的提高。

（3）通過對這17篇文章進行分析，不難發現，雖然運動生物力學技術手段在武術運動項目中的應用較為廣泛，但應用和分析手段較為單一，沒有形成系統研究，而為了解決武術運動中的某一技術關鍵點而單獨開發的分析系統更是鳳毛麟角，因此，還希望廣大武術工作者從掌握運用運動生物力學這一學科中更上一層樓，多開發系統解決方案，促進武術運動技術水平的改進和提高，增強武術的觀賞性、競技性。

[1]曾世華．運動生物力學在武術運動中的研究現狀[J]．西安體育學院學報，2002（7）：55-56．

[2]楊慧馨，楊雷．運動生物力學在武術動作技術分析中的應用現狀研究[J]．哈爾濱體育學院學報，2006（5）：144-147．

[3]趙煥彬，王海濤．中國運動生物力學研究現狀[J]．山東體育學院學報，2005（10）：62-63．

[4]王向東等．運動生物力學方法學研究現狀及發展趨勢[J]．中國體育科技，2003（2）：15-16．

[5]李建設．運動生物力學進展及其面臨的若干基本問題[J]．中國體育科技，2001（6）：2．

[6]郭艷玲．中國運動生物力學的研究現狀和發展趨勢[J]．體育科學研究，2008（4）：42-44．

On the Application of Sports Biomechanics to

Wushu Peng Liming
（Department of Sports Engineering and Information Technology,Wuhan Institute of Physical Education, Wuhan Hubei 430079）

Through consulting all papers relevant to application of sports biomechanics to Wushu in CNKI and VIP Information databases from 2000 to 2009,the application of sports biomechanics to Wushu is analyzed and acknowledged in the study so as to enlighten more researchers.

Wushusports biomechanicsanalysis

G85

A

1004—5643（2010）02—0043—02

彭李明（1974～），男，武漢理工大學在讀博士研究生，講師。研究方向：體育工程與計算機應用。