基于搏擊項群測試儀評價打擊效果的實驗設計

馬浩哲，高 明，李玉剛

（1］武漢體育學院 實驗中心，湖北 武漢 430079；2］武漢體育學院 健康科學學院，湖北 武漢 430079）

1 實驗裝備與原理

1.1 實驗裝備

搏擊項群測試儀，是我校自主研發且在國內處于領先地位的專門用于搏擊項群訓練與監控的體育裝備［1］（見圖1），其主要功能有：①獲得單擊打擊力量（F）；打擊速度（V）；打擊沖量（S）；打擊爆發力（P）參數；②獲得連擊的最大力量（Fm）、連擊的最大速度（Vm）、連擊的最大爆發力（Pm）參數；同時還可獲得連擊的力量衰減率（Fμ）、速度衰減率（Vμ）、爆發力衰減率（Pμ）參數以及在設定時間內的打擊次數（N）；③實現測試參數、曲線可視化與儲存功能。

圖1 搏擊項群測試儀

1.2 實驗原理

本實驗原理可表達為：在搏擊運動員的拳或腳接觸靶面的瞬間，擊打力F使靶內的速度傳感器滑竿組件產生向前的直線運動，使速度傳感器光耦組件工作并輸出脈沖A1和A2；隨后，靶內的壓力傳感器受擊打力F的作用，輸出一個與壓力成正比的電信號，測速傳感器采用光耦合組件拾取的脈沖信號經整形電路后形成門信號［2］。兩光耦合組件之間的間隔距離為1CM。隨后，速度傳感器滑竿組件在復位彈簧的作用下恢復原狀。由A1、A2的上升沿形成的脈沖A和壓力傳感器受到沖擊產生放大的電信號F分別送單片機進行處理，并由單片機內置程序將力F進行A/D轉換，同時測出A脈沖的寬度，求出時間T［3］，最終由計算機顯示運動員的打擊參數（見圖 2）。

2 實驗方法

2.1 明確測試項目與技術動作

在一個教學自然班中往往由幾個不同專項的學生所組成，為了便于學生在實驗報告中對所得技術動作參數進行分析與評價，正式實驗前應將參加實驗的學生，根據所學的專項分成幾個測試小組，并確定測試動作。每一個受試者完成同一個測試動作一般不少于5次。

2.2 測試靶及靶位的選擇

本實驗測試靶有三種類型，即吊靶、墻靶和腳靶。吊靶靶位的選擇有垂直和不同傾角的靶位；墻靶靶位的選擇有垂直、水平和不同傾角的靶位；腳靶則可設定任意方位及靶位。因此，在正式實驗前應明確同一組測試對象采用統一的測試靶及靶位。當測試靶及靶位確定后，還應根據受試者的身高調整測試靶的擊打高度，其具體高度以受試者平時訓練完成動作的習慣為準。

2.3 實驗儀器的連接

本實驗測試系統主要由測試儀主機、測試靶和計算機三大部分組成，只有將其按要求正確連接才能組成一個完整的測試系統。其具體的連接方法是：將測試靶的力量傳感器和速度傳感器的信號線插頭，分別插入測試儀主機背板的力量信號接口和光信號接口專用插座中，再將數據線的一端插入測試儀主機背板的RS232通訊接口，另一端與計算機的USB接口聯通，然后接好測試儀主機的電源線即可（見圖3）。

圖3 測試儀主機背板結構

3 實驗步驟

（1）開啟搏擊項群測試儀及計算機，檢查儀器是否工作正常；（2）功能設定（單、連擊確定），設定力量、速度下限值；（3）輸入受試者相關信息（姓名、性別、年齡、體重、專項等）；（4）發出開始指令，正式測試；（5）單擊保存鍵盤，儲存測試參數。

4 實驗結果

從搏擊生物力學角度講，評價運動員完成某一進攻動作打擊效果好壞的技術參數主要是打擊力量（F）、打擊速度（V）和爆發力（P）；評價運動員耐力素質好壞的技術參數主要是打擊力量最大值（F）、打擊速度最大值（V）、爆發力最大值（P）和有效打擊次數（N）。因教學時數有限，一般只進行單擊動作實驗。

搏擊項目因規則的不同，其技術方法有別，但從搏擊生物力學角度評價與診斷動作特征的相關參數是一致的，所以，學生可依據不同的項目從實驗中選擇相應的實驗參數進行評價。為了使學生直觀地觀察數據，進而開展對比分析，實驗教師可向學生提供表1、2、3，便于他們完成實驗報告。

5 實驗的組織與管理

5.1 實驗的組織

在實驗教師講解完實驗原理和實驗演示后，由實驗教師根據學生的專項按10至15人劃分為一個實驗小組。每一個實驗小組指定一人為實驗組長。其職責是：①連接實驗儀器，檢測設備功能；②指定操作儀器、記錄、現場保護各一人；③將本組同學按順序編號，組織同學排隊等待實驗測試。

表1 ××項目××動作單擊速度參數測試表 m/s

表2 ××項目××動作單擊力量參數測試表 kg

表3 ××項目××動作單擊爆發力參數測試表 m/s·kg

5.2 實驗的管理

5.2.1 實驗課前

參與實驗的學生應仔細閱讀實驗指導，預習相關理論知識。明確搏擊項群測試儀的實驗目的、原理、實驗方法與步驟，提高實驗的目的性和主動性，保證實驗順利進行，預測實驗各個步驟應得出的結果。

5.2.2 實驗課中

在實驗進行過程中，學生在做到遵守課堂紀律、保持實驗室安靜的同時，還應做到以下幾點：

（1）進入實驗室后，關閉手機等通訊工具，以免信號干擾測試儀主機及實驗靶的正常工作。

（2）嚴格儀器設備操作規范，在熟悉詳細儀器操作規程前，請勿隨意觸碰設備按鈕。如遇儀器故障或損壞，應報告指導教師進行處理，不得自行拆卸、修理。

（3）同組同學應分工合作，密切配合，各項工作輪流擔任。仔細、耐心地觀察實驗測試過程中的儀器指標及變化情況，并及時、真實、準確地記錄實驗結果，結合文字注釋詳細描述實驗。

（4）注意試驗過程的安全，嚴防觸電、火災等事故的發生。

5.2.3 實驗課結束后

實驗教師應整理實驗用具，將測試主機、測試靶等歸位保管，填寫儀器使用登記薄。如儀器出現損壞，應立即上報主管領導，并按實驗室規定予以處理。指導學生整理、分析實驗結果，完成實驗報告。

［1］李玉剛.搏擊項群與運動生物力學［M］.湖北：湖北科技出版社，2002.

［2］汪建.MCS－96 系列單片機原理及應用技術［M］.武漢：華中理工大學出版社，1998：284.

［3］柏開祥.運動生物力學［M］.武漢：華中師范大學出版社，2006：268.

［4］李玉剛.生物力學在散打中的應用現狀及發展對策［J］.武漢體育學院學報，2005，39（2）：41.