不同阻力源劃船器訓練效果的分析

李璇

摘 要 劃船器是用于賽艇運動陸上訓練的體育器材。之前一直被運用在競技賽艇運動的訓練中，隨著國民體育意識的不斷提高、劃船器的全面升級以及人們的物質水平的提高，劃船器逐漸的進入家庭。市面上最常見的風阻劃船器多用于賽艇訓練，水阻、磁阻劃船器多用于家庭與健身房中。兩種不同阻力源的劃船器的鍛煉效果是否有差異呢？因此本文利用運動捕捉系統和表面肌電系統，通過實驗法對測試者在水阻和風阻兩種不同劃船器上肌肉用力特征及關節運動學變化等方面進行研究。總體而言，在劃船器上鍛煉時，從肌肉被激活的順序看符合劃槳運動的用力原理，從肌肉的貢獻率可以看出劃船器能達到很好的鍛煉效果。

關鍵詞 劃船器 表面肌電 運動捕捉 肌肉用力特征 關節運動學變化

中圖分類號：G806 文獻標識碼：A

本文運用較為先進的運動學評價設備（vicon）運動捕捉系統和表面肌電系統，通過實驗采集測試者的相關數據，對水阻以及風阻兩種不同條件下人體的肌肉用力特征及運動學變化等指標進行分析，有利于幫助我們了解人體在使用這兩種不同阻力源劃船器時，人體肌肉、關節的各種變化。它對普通人群選擇健身器材、力量訓練的效果分析以及全民健身的推廣具有指導意義。

1測試設備的介紹

1.1測功儀的介紹

賽艇測功儀最初設計是為了供專業的賽艇運動員進行專業的訓練，測功儀可以模擬劃船在水里的運動，能提高人體有氧耐力，增強肌肉力量。而且劃船器結構簡單，適應性強，適合廣大民眾使用。

1.2 vicon的介紹（運動捕捉系統）

運動捕捉技術，是一種利用高科技的三維運動捕捉系統對運動員的技戰術實時指導和對運動物體的實時采集和數字分析技術。

1.3表面肌電系統的介紹

肌電是指運用電子學儀器記載肌肉靜止或緊縮時的電活動及應用電刺激檢查神經、肌肉興奮及傳導功能的方法。通過原始肌電圖可以判斷肌肉的活動順序和肌肉失活、激活的時間，評價肌肉之間的調和性。

1.4劃槳動作的介紹

劃槳動作一共可以分為兩部分，一部分是拉槳，另一部分是回槳。提槳時，兩只手臂伸直，頭部處于正中心，兩肩放平，挺直腰腹。上身處于一點鐘位置，肩膀在臀部位置之前。小腿垂直，不前傾。腳掌完全接觸踏板；拉槳開始時，慢慢伸長手臂。當手和槳柄過膝蓋后，膝蓋立即彎曲，在滑軌上，臀部帶動座位慢慢向前滑，上身前傾至一點鐘方向；拉槳結束時，雙手伸直，上身保持一點鐘位置，雙腿慢慢開始發力蹬踏板。雙腿伸直的過程中，上身后傾至十一點鐘方向，直線向后拉槳至下肋處；回槳時，雙腳伸直，雙手抓住手柄，將其放在下肋處。當上身處于十一點鐘位置的時候，身體則依靠核心肌肉的撐持略向后仰。頭部位于中間位置。肩頸放松，雙手慢慢劃過身體，腕關節放平。

2實驗設計

2.1實驗場地

功效實驗室。

2.2受試人員

一名普通大學生。

2.3測試儀器與設備

水阻劃船器一臺、電磁阻劃船器一臺、vicon運動捕捉系統、表面肌電系統。

2.4實驗所需材料

Mark反光球、mx標定工具、mx連接線、肌電電極、醫用膠帶、消毒酒精、脫脂棉、雙面膠、筆記本電腦、排插、礦泉水等。

2.5實驗方案

Vicon實驗：

用八臺紅外高速攝像機圍成圓狀，對劃船器的技術動作進行拍攝。水阻劃船器放置于圓狀中心位置。在受試者身上39個點貼上Mark點，讓測試者在水阻以及風阻劃船器上面各做劃槳技術動作（三個來回為一次），待電腦上收集完成實驗數據則視為實驗成功，受試者要求成功測試三次，然后收集實驗數據，測試者待實驗完畢后離開。

表面肌電實驗：

在受試者身上選取三角肌、肱二頭肌、背闊肌、豎脊肌、股四頭肌、以及脛骨前肌等六塊肌肉貼附無線電極和傳感器。先用海綿蘸取酒精擦拭六塊肌肉以消毒，待酒精風干之后在肌肉上（選擇左側肌肉）貼附無線電極和傳感器。讓測試者在水阻以及風阻劃船器上面各做劃槳技術動作，待電腦上收集完成實驗數據則視為實驗成功，受試者要求成功測試三次，然后收集實驗數據。

2.6實驗注意事項

實驗前，檢查設備主機與鏡頭導線的連接情況，檢査電腦與信號采集器的連接情況，以及電腦顯示端同步信號發送和接收情況等；讓受試者進行簡單的熱身運動然后再進行實驗，但注意運動量不要過大，防止出汗不利于電極的貼附；詳細登記受試者的年齡、體重、身高、踝關節寬度、腿長、膝關節寬度等身體生理參數，并告知測試者測試流程，使其熟悉職責，配合好實驗。

3結果與分析

3.1表面肌電實驗結果與分析

3.1.1肌肉貢獻率

受試者在風阻劃船器上做實驗時肌肉的貢獻率由高到低依次為三角肌、肱二頭肌、背闊肌、脛骨前肌、股四頭肌、豎脊肌。每一次實驗貢獻率的百分比都相差不大。受試者在水阻劃船器上做實驗時肌肉的貢獻率由高到低依次為三角肌、肱二頭肌、背闊肌、豎脊肌、股四頭肌、脛骨前肌。背闊肌以及脛骨前肌三次實驗的數據差別較大，除此之外其他四塊肌肉的數值相差不大。肱二頭肌的貢獻率水阻的大于風阻的；三角肌的貢獻率水阻的小于風阻的；背闊肌的貢獻率水阻的大于風阻的；豎脊肌的貢獻率水阻的大于風阻的；股四頭肌的貢獻率水阻的大于風阻的；脛骨前肌的貢獻率水阻的小于風阻的。

3.1.2肌肉的激活順序

受試者在風阻劃船器上做實驗時肌肉的激活順序依次為脛骨前肌、肱二頭肌、背闊肌、三角肌、股四頭肌、豎脊肌，而且每一次實驗的肌肉被激活開始的時間是一樣的。受試者在水阻劃船器上做實驗時肌肉的激活順序是脛骨前肌、三角肌、股四頭肌、肱二頭肌、背闊肌、豎脊肌，每一次實驗肌肉被激活開始的時間順序都不太一樣。肱二頭肌等六塊肌肉被激活的順序水阻的都在風阻之后。endprint

3.2運動捕捉系統實驗結果與分析

實驗選取了肘關節、髖關節、膝關節等三個關節。肘關節的角度是先上升后下降，然后區于平穩。髖關節角度是先下降再上升，最后趨于平穩。膝關節角度則是先下降后上升再趨于平穩。與水阻劃船器不同的是，風阻劃船器在50%周期各關節角度達到突變點，此時受試者處于回槳階段。說明水阻劃船器比風阻劃船器更快到達突變點。膝關節和肘關節的曲線波動較大，髖關節的曲線波動較小，說明在劃槳過程中手部以及腿部的運動程度高于髖部。

3.3實驗結果

肌肉的貢獻率：

風阻：三角肌>肱二頭肌>背闊肌>脛骨前肌>股四頭肌>豎脊肌

水阻：三角肌>肱二頭肌>背闊肌>脛骨前肌>股四頭肌>豎脊肌

肌肉激活的順序：

風阻：脛骨前肌、肱二頭肌、背闊肌、三角肌、股四頭肌、豎脊肌

水阻：脛骨前肌、三角肌、股四頭肌、肱二頭肌、背闊肌、豎脊肌

各關節的角度變化大小：

水阻：膝關節>肘關節>髖關節

風阻：膝關節>肘關節>髖關節

4結論

通過對水阻、風阻劃船器的實驗，我們可以得出結論。表面肌電實驗證明了肌肉的貢獻效率水阻劃船器與風阻劃船器是一致的。而肌肉的激活順序兩者卻有所不同。運動捕捉系統實驗證明了各關節的角度變化大小的變化，水阻和風阻劃船器是一致的。總體而言，在劃船器上鍛煉時，從肌肉被激活的順序看符合劃槳運動的用力原理，從肌肉的貢獻率可以看出水阻劃船器和風阻劃船器都能達到很好的鍛煉效果。

參考文獻

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