武術(shù)旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°接馬步動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

古福明

(成都體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)系，四川 成都 610041)

近年來，競技武術(shù)套路不斷向著動(dòng)作難度大、快速動(dòng)作組合多的方向發(fā)展，旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°是難度分值最高的跳躍動(dòng)作之一，也是運(yùn)動(dòng)員在武術(shù)套路比賽中常選用的難度動(dòng)作，在動(dòng)靜連接中銜接馬步或豎叉動(dòng)作已經(jīng)成為運(yùn)動(dòng)員靜止動(dòng)作的主要選擇［1］。目前，一些學(xué)者對(duì)武術(shù)旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°接馬步的起跳動(dòng)作技術(shù)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，取得了有價(jià)值的成果［2-4］，但是缺少對(duì)旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°接馬步完整動(dòng)作進(jìn)行定量的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究。因此，從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)角度，定量分析旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°接馬步動(dòng)作各階段的技術(shù)特征，建立動(dòng)作技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)量化指標(biāo)，對(duì)科學(xué)地指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，提高訓(xùn)練效果具有重要意義。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

四川省武術(shù)隊(duì)運(yùn)動(dòng)員，女子2人，男子3人。運(yùn)動(dòng)員基本情況見表1。

表1 研究對(duì)象基本情況

1.2 研究方法

三維攝像:采用兩臺(tái)SONY300攝像機(jī)從不同角度(兩臺(tái)攝像機(jī)主光軸夾角為60°)拍攝研究對(duì)象完成旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°接馬步動(dòng)作的全過程，拍攝頻率50幀/秒。

影像解析:選用松井秀治的人體模型參數(shù)，采用3D-SignalTec解析系統(tǒng)對(duì)拍攝的影像進(jìn)行逐幀解析。解析時(shí)空間坐標(biāo)按右手系取值，受試者開始站立位置的身體左右方向?yàn)閄方向，前后方向?yàn)閅方向，垂直向上為Z正方向。解析獲得的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過低通數(shù)字濾波平滑處理，截?cái)囝l率為6 Hz。

各研究對(duì)象在相同條件下成功完成2次旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°接馬步動(dòng)作，選擇完成得好的一次動(dòng)作進(jìn)行影像解析，數(shù)據(jù)處理，共獲得5例的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 起跳階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

從助跑最后一步左腳著地時(shí)刻到右腳離地時(shí)刻是旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°接馬步動(dòng)作的起跳階段，起跳階段又可分為緩沖時(shí)段(左腳著地時(shí)刻到最大緩沖時(shí)刻)和蹬伸時(shí)段(最大緩沖時(shí)刻到右腳離地時(shí)刻)。起跳階段的主要任務(wù)是將人體助跑所獲得的水平速度盡可能轉(zhuǎn)換成人體的騰起速度，并獲得空中轉(zhuǎn)體需要的動(dòng)量矩，為后續(xù)的騰空轉(zhuǎn)體動(dòng)作創(chuàng)造條件。

2.1.1 起跳時(shí)間

起跳時(shí)間是由著地緩沖時(shí)間和蹬伸時(shí)間組成。從表2中可知，運(yùn)動(dòng)員完成旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°接馬步動(dòng)作的平均著地緩沖時(shí)間為0.14 s，蹬伸時(shí)間為0.19 s，整個(gè)起跳時(shí)間為0.33 s。由于旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°的起跳動(dòng)作順序是左腳著地→右腳著地→左腳離地→右腳離地，起跳動(dòng)作過程包含的動(dòng)作多，因此起跳時(shí)間相對(duì)較長。

表2 起跳階段部分特征數(shù)據(jù)

2.1.2 起跳蹬伸距離

從表2可知:運(yùn)動(dòng)員的起跳垂直蹬伸距離在0.29m-0.42m之間，平均垂直蹬伸距離為0.35 m。垂直蹬伸距離對(duì)人體騰起的速度有重要的影響，在起跳蹬伸時(shí)間一定的情況下，蹬伸距離越大，越有利于人體的騰起速度。因此，增大起跳腿肌肉的工作距離，能相應(yīng)提高人體騰起的速度。

2.1.3 起跳角度

起跳角度是運(yùn)動(dòng)員起跳蹬離地面瞬時(shí)，身體重心的騰起方向與水平面之間的夾角。起跳角度反映了騰起時(shí)刻身體重心的水平速度和垂直速度的關(guān)系，適宜的起跳角度是起跳后完成人體轉(zhuǎn)體動(dòng)作的保障。從表2可知，運(yùn)動(dòng)員起跳角度的平均值為79.03°。因?yàn)樾L(fēng)腳720°在騰空之前需要獲得人體轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩，這就要求起跳時(shí)既能使人體獲得較大的垂直速度，又能使人體具有一定轉(zhuǎn)體速度，因此起跳角度不宜過大。

2.1.4 起跳階段重心速度

起跳階段人體重心的速度特征對(duì)起跳效果產(chǎn)生重要的影響，是運(yùn)動(dòng)員順利完成動(dòng)作的關(guān)鍵，也是定量評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)敏感指標(biāo)。

由于旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°動(dòng)作的助跑不能超過4步，助跑距離短，不利于獲得較大的助跑速度，所以運(yùn)動(dòng)員著地時(shí)刻的水平速度平均值僅為2.94m/s。從表3可以看出:在起跳階段，運(yùn)動(dòng)員的水平速度從著地瞬時(shí)的2.94m/s快速減小到離地瞬時(shí)的0.55m/s，平均減小幅度為2.39m/s。這種在起跳階段水平速度的減小，是制動(dòng)分力沖量作用的結(jié)果，是起跳過程的固有部分。運(yùn)動(dòng)員通過起跳動(dòng)作，應(yīng)盡可能地將水平速度最大限度地轉(zhuǎn)換成垂直速度。

表3 起跳階段人體重心速度特征數(shù)據(jù)(單位:m/s)

離地時(shí)刻人體重心的垂直速度決定了人體起跳后重心上升的高度，垂直速度越大，越有利于延長人體在空中的滯留時(shí)間。運(yùn)動(dòng)員在著地緩沖時(shí)刻的垂直速度為0.23m/s，經(jīng)過蹬伸時(shí)段，人體重心的垂直速度快速增大，離地時(shí)刻人體重心的垂直速度平均為2.87m/s，平均增加幅度為2.64m/s，為獲得較大的騰空高度和滯空時(shí)間創(chuàng)造了較好的運(yùn)動(dòng)學(xué)條件。

2.2 騰空階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

騰空階段是指人體蹬離地面瞬時(shí)至落地瞬時(shí)。武術(shù)中的騰空階段，運(yùn)動(dòng)員既要完成各種空中動(dòng)作，又要保持空中優(yōu)美的姿勢(shì)。騰空動(dòng)作技術(shù)是旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°接馬步技術(shù)動(dòng)作的重要部分，決定著整個(gè)技術(shù)動(dòng)作的成敗，而身體滯空時(shí)間和身體重心的騰起高度，是順利完成旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°接馬步動(dòng)作的重要條件之一。

表4 騰空階段部分特征數(shù)據(jù)(高度單位:m;時(shí)間單位:s)

2.2.1 重心上升高度

運(yùn)動(dòng)員重心的騰空高度越大，越有利于延長身體的滯空時(shí)間和空中動(dòng)作的舒展。運(yùn)動(dòng)員的重心上升高度是由人體起跳瞬時(shí)重心速度、起跳角度等起跳瞬間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和人體在空中的肢體運(yùn)動(dòng)決定的。從表4可知，在騰空過程中，人體重心上升高度在0.39 m-0.48 m之間，平均重心上升高度為0.42 m。在騰空階段，旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°的主要任務(wù)是擊響和轉(zhuǎn)體動(dòng)作，這限制了人體肢體，特別是上肢的積極上擺動(dòng)作，不利于人體重心位置的上移，影響了人體重心上升高度。

2.2.2 人體騰空時(shí)間

騰空時(shí)間是由起跳瞬間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和空中動(dòng)作決定的，可以細(xì)分為起跳到擊響階段的時(shí)間和擊響到落地階段的時(shí)間。

從表4可知，運(yùn)動(dòng)員從起跳到擊響階段的平均時(shí)間為0.20 s，擊響到落地階段的平均時(shí)間為0.46 s，整個(gè)騰空階段的平均騰空時(shí)間為0.66 s，起跳到擊響階段的時(shí)間占整個(gè)騰空時(shí)間的比率為30.1﹪。這說明從起跳到完成旋風(fēng)腳擊響動(dòng)作占整個(gè)騰空時(shí)間的比重較小，有較長的時(shí)間完成里合腿擊響后的并腿旋轉(zhuǎn)和落地動(dòng)作。

從起跳到里合腿擊響階段，人體騰空前具有的動(dòng)量矩使運(yùn)動(dòng)員已經(jīng)繞著人體縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)的角度，由于手臂的旋擺和擊響腿的上擺，人體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在此階段是增大的。擊響后到落地階段，里合腿加速下壓，雙腳并攏，同時(shí)兩臂收緊于胸前，以便減小人體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，增大人體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，在有限的時(shí)間內(nèi)完成轉(zhuǎn)體動(dòng)作，并為隨后的落地穩(wěn)定創(chuàng)造條件。

2.3 落地階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

落地階段是指從運(yùn)動(dòng)員雙腳著地時(shí)刻到馬步重心穩(wěn)定時(shí)刻。落地階段對(duì)動(dòng)作的最終完成至關(guān)重要，落地時(shí)腳的跳動(dòng)、移動(dòng)、身體晃動(dòng)都會(huì)影響動(dòng)作效果，會(huì)被扣掉一定的分值。

表5 落地階段部分特征數(shù)據(jù)

2.3.1 落地瞬時(shí)重心的速度

從表5可知，運(yùn)動(dòng)員落地瞬時(shí)，在左右方向上重心的速度VX平均為1.52m/s，仍然較大，這是造成運(yùn)動(dòng)員落地時(shí)向右側(cè)移動(dòng)或傾倒的原因，為了抵抗移動(dòng)或側(cè)倒，運(yùn)動(dòng)員在落地時(shí)刻應(yīng)采用右腿向右的側(cè)蹬動(dòng)作［5］。在前后方向上重心的速度 VY平均僅為0.39m/s，這對(duì)避免落地時(shí)運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)前后跳動(dòng)有積極意義。在垂直方向上重心的速度VZ平均為3.46m/s，比起跳離地瞬時(shí)重心的垂直速度大。說明運(yùn)動(dòng)員起跳瞬時(shí)的重心與落地瞬時(shí)的重心不在同一高度，即落地瞬時(shí)的重心高度低于起跳離地瞬時(shí)的重心高度。這種情況表明運(yùn)動(dòng)員在落地之前已有明顯的向兩側(cè)分腿、屈膝屈髖等落地前的準(zhǔn)備動(dòng)作，從而降低了落地瞬時(shí)的重心高度，并增大了人體繞縱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，減小了落地時(shí)的轉(zhuǎn)體角速度，為落地緩沖做好了充分準(zhǔn)備。

2.3.2 落地緩沖距離和緩沖時(shí)間

根據(jù)動(dòng)量定理，為了避免落地沖擊力造成人體的運(yùn)動(dòng)損傷，應(yīng)延長落地緩沖時(shí)間，減小地面對(duì)人體的沖擊力。從表5可知，運(yùn)動(dòng)員落地緩沖平均距離為0.46m，落地緩沖平均時(shí)間為0.30s。說明運(yùn)動(dòng)員在落地階段有順勢(shì)下蹲和明顯的屈髖、屈膝、屈踝動(dòng)作，降低了人體重心位置，增大了落地的緩沖距離。運(yùn)動(dòng)員著地時(shí)從前腳掌過渡到全腳掌著地，有效地延長了著地時(shí)間，有利于提高落地穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

(1)從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)角度，旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720°接馬步動(dòng)作的主要運(yùn)動(dòng)學(xué)定量診斷指標(biāo)有:起跳速度、騰空高度、滯空時(shí)間、轉(zhuǎn)體速度、落地速度、落地緩沖距離和緩沖時(shí)間。

(2)運(yùn)動(dòng)員的起跳時(shí)間為0.33秒，其中著地緩沖時(shí)間為0.14秒，蹬伸時(shí)間為0.19秒;起跳垂直蹬伸距離0.29米-0.42米，平均垂直蹬伸距離為0.35米;重心的水平速度逐漸減小，垂直速度快速增大，起跳瞬時(shí)重心的水平速度為0.55米/秒，垂直速度為2.87米/秒;起跳角度為79.03度。

(3)騰空階段，運(yùn)動(dòng)員的重心升高0.39米-0.48米，平均升高0.42米;騰空時(shí)間為0.66秒，其中從起跳到擊響的時(shí)間為0.20秒，擊響到落地的時(shí)間為0.46秒，起跳到擊響的時(shí)間占騰空時(shí)間的比率為30.1%，占比小，有利于完成里合腿擊響后的并腿旋轉(zhuǎn)和落地動(dòng)作。

(4)運(yùn)動(dòng)員落地時(shí)刻重心的VX為1.52米/秒，VY為0.39米/秒，VZ為3.46米/秒，落地時(shí)刻身體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度較小;落地緩沖距離為0.46米，落地緩沖時(shí)間為0.30秒，運(yùn)動(dòng)員以前腳掌先著地，然后過渡到全腳掌著地，并屈膝緩沖。

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