“撓羊賽”雙抱腿技術動作三維力學分析

朱彥青，趙 麗

“撓羊賽”雙抱腿技術動作三維力學分析

朱彥青1，趙 麗2

1.忻州市體校，山西 忻州，034000； 2.忻州師范學院，山西 忻州，034000。

通過三維力學分析、Vicon系統測試法，對“撓羊賽”雙抱腿技術動作進行實驗測試，從運動學角度分析“撓羊賽”雙抱腿技術動作在進行過程中的肩、肘、髖、膝主要關節的活動變化和活動順序，重心高度變化，以及發力腿的腳蹬力強度、蹬力方向。結果表明在進行“雙抱腿”技術動作中髖、膝關節在發力抱摔階段為主要的活動關節，發力腿的腳蹬因素方向和強度也是影響發力的重要因素，重心是整個動作的重要決定因素。因此，在進行“撓羊賽”雙抱腿技術動作的訓練中應該著重對重心高低、遠近的調整有一個適度的把握，注重身體的各個關節的協調發力，特別是髖、膝關節的發力，同時也要加強發力腿的腿部肌肉的力量訓練和踝關節的活動角度。

撓羊賽；雙抱腿技術；運動學分析；三維力學；民族體育

“撓羊賽”是流行于山西省忻州地區忻州、原平、定襄一帶民間摔跤活動。一個民族的強大，離不開傳統文化的維系。因摔跤文化作為忻州文化的重要構成，定會在一個恒久的時空強健人的體魄，啟迪人的心智，昭示人的精神，引起廣大體育屆、文化屆專家與學者的關注。山西忻州被譽為“摔跤之鄉”，“撓羊賽”就是其千百年流傳下來的文化樣式。“撓羊賽”在2006年被山西省批準為山西省首批非物質文化遺產，2008年被國家批準為國家級非物質文化遺產。

摔跤不同于其他武術，作為冷兵器時代徒手相搏的游戲，首先憑的是力氣，在角力中，跤手們開始琢磨技巧，逐漸便形成了一定的招數。在摔跤過程中，練習者不僅要掌握動作的規格和動作要領，還要對動作的技擊含義、相關技術動作的理論有所了解。因為在此過程中勁力特征和關鍵環節掌握不對，這就會使得練習者難以掌握摔跤技術動作的動作要領，從而影響動作的發揮效果。目前三維力學研究被廣發地應用于醫學和一些體育運動項目方面，絕大多數是針對競技體育某些項目的某些運動項目技術動作和一些醫學方面的技術進行分析。運用vicon運動捕捉系統測試分析高水平運動員肩部主要肌肉群對發球技術過程的影響，建立多剛體動力學模型，推出了肩部負荷和力矩數據[1]。胡宗祥較全面地進行了慢跑中下肢運動學、動力學分析，表明慢跑中膝關節是最重要的緩沖部位[2]。劉卉通過對棒球、標槍等運動項目出手動作的三維運動學、動力學的測量，得出對上肢鞭打類動作末端環節速度的主要因素[3]。張勇通過三維力學系統分析了詠春拳的典型動作，研究表明膝關節、肩關節和肘關節三者的角度變化是影響詠春拳沖拳動作整體發揮效果的重要因素[4]。本研究課題通過對“撓羊賽”雙抱腿技術動作實驗測試、分析，對“撓羊賽”雙抱腿技術動作進行深入探討，使雙抱腿技術動作更加準確。

1 實驗對象與方法

1.1 實驗對象

選取忻州李**、石*兩名撓羊漢進行測試，實驗對象二者實力、身高、身材體格相當，實驗前24h未從事劇烈運動，身體無損傷。

表1 研究對象基本情況

查閱與“撓羊賽”雙抱腿技術動作運動三維力學有關的各種文獻資料，了解雙抱腿技術動作的主要環節、主要發力關節的活動程度、主要發力腿等方面的知識。

1.2 實驗方法

1.2.1 主要儀器及設備 采用英國產VICON 硬件及其配套軟件系統，16 臺 MX_F40 攝影頭，直徑為14mm 的 Mark 球，采用頻率設為300HZ。

1.2.2 測試步驟 讓受試者進行實驗：受試者做雙抱腿技術動作，雙抱腿技術動作分為3個階段[5]：（1）預備姿勢：身體呈半蹲，兩足平行站立；（2）上步抱腿：突然起身，脖頸緊貼對方腰側，身體前傾抱住對方膝蓋，胸部緊貼對方小腹；（3）發力抱摔：后腿蹬地發力同時雙手提拉對方膝蓋，利用前沖力和反方向的牽拉力將對方摔倒在地，在整個雙抱腿技術動作中起重要作用。每次測動作重復3次，收集有效數據。

1.3 數據處理

完成雙抱腿技術動作過程中，結合計算機中同步的動作畫面，分析完成該動作的重要影響因素以及與各關節活動角度的關系。通過Nexus軟件進行信號采集與處理軟件導出數據并進行分析，將所要研究部位的數據錄入SPSS軟件，采用SPSS統計軟件進行統計學處理。

2 實驗結果

2.1 關節角度變化

2.1.1 髖關節角度變化

圖1 撓羊漢李**髖關節角度變化

髖關節角度進行雙抱腿技術動作過程中的變化幅度較小。如上圖呈現的是左髖關節角度變化，預備姿勢階段，髖關節角度大于140°；上步抱腿階段，左腿向前一步，左髖關節角度逐漸減小，穩定在90°左右；發力抱摔階段，上體仍是彎曲，但是身體又向前傾的趨勢，所以髖關節角度再次增大，大于100°，此時，角度由小變大。

右髖關節角度變化，預備姿勢時，右髖關節度穩定在150°左右；上不抱腿時，角度變化趨勢有所下降，發力抱摔時，右髖關節角度繼續下降，降至80°左右，隨后又有所上升。在前兩個階段，無論是預備姿勢還是上步抱腿，都是左腳在前，右髖關節角度要比左髖關節角度大，降低時間相對遲。并且，發力時是右腿發力，所以右髖關節角度在此階段會低于左髖關節角度。

2.1.2 膝關節角度變化

圖2 撓羊漢李**膝關節角度變化

在做雙抱腿技術動作過程中，膝關節角度有一定變化。如上圖呈現出了左膝關節角度變化，準備姿勢時，左腿膝關節角度趨勢比較平穩，穩定在150°左右；上步抱腿時，角度有波動起伏：在啟動身體時，左膝關節角度下降；當左腳向前邁出時，左膝關節角度增大；左腳邁出之后，穩定抱腿動作時，左膝關節角度再次減小；發力抱摔時，左腿需用力蹬地，身體會先向下對地面產生一個力，此時，左膝關節角度會有所下降，但下降幅度不大，然后地面才會對身體產生反作用力使身體上起，左膝關節角度變大。

右膝關節角度變化：預備姿勢時，左腳在前，右腳在后，所以右膝關節角度要大于左膝關節角度，但是右膝關節角度趨勢也有下降；上步抱腿時，身體向下用力時，右膝關節角度有所下降，下降至90°左右；發力抱摔時，身體在給地面一個力時，右膝關節和左膝關節一樣看，關節角度有所下降，當地面給身體一個反作用力，身體上起時，右膝關節角度再次增大，但是，在收腿時，右小腿還是會習慣性地收一下，盡管，右膝關節角度會變大，角度仍然比左膝關節角度小。

2.1.3 踝關節角度變化

圖3 撓羊漢李**踝關節角度變化

在進行雙抱腿技術動作過程中，踝關節也有一定的變化。如上圖呈現了左踝關節角度變化，預備階段，踝關節角度有所增加，呈上升趨勢，在上步抱腿開始之前，身體稍有前傾，膝關節有彎曲，左踝關節角度有所下降；上步抱腿階段，關節角度仍有下降，在左腳向前邁出時，左踝關節角度增加。落地之后有所下降；發力抱摔階段，身體向前傾，左腿有后伸動作，左踝關節角度有所增加。在發力之后，左腳落地，左踝關節角度再次減小。

右踝關節角度變化預備階段，在做準備動作時，右踝關節角度有下降的趨勢，上步動作開始之前，身體前傾，同時右腿有后蹬的動作，這時，踝關節角度又有所增加；上步抱腿階段，右踝關節角度仍繼續增加。在上體緊貼對方的腿部時，身體重心下降，踝關節角度有所減小；發力抱摔階段，抬右腿向前邁出時，右踝關節角度迅速增加，右腳落地后，身體前傾，重心降低，右踝關節角度呈下降趨勢，角度減小。

2.2 重心高度的變化

圖4 撓羊漢李**重心起伏變化

預備姿勢時，李某的重心逐漸下降；上步抱腿時，左腳向前邁出，為了更穩更快速更有效地抱腿，李某重心仍繼續降低；發力抱摔時，由于身體要上起，并且要頂肩，將對手頂起，此時，李某重心逐漸上升，上身逐漸上起。

3 結果分析與建議

3.1 重心變化

兩人的重心高度相當；上步抱腿時，做雙抱腿技術動作之人（李某）的重心高度與對手（石某）的重心高度相當；上步抱腿時，李某的重心明顯降低；發力 抱摔時，身體上起，重心向前上方移動。只有身體重心下降，才會使身體穩定。這與張樂[6]觀點相一致，他在影響大學生平衡能力的因素研究中表明男性的平均身高高于女性，重心較高，平穩性較差，平衡能力不如女性。所以在上步抱腿時，為了身體的穩定性更好，需要降低重心。當發力抱摔時，為了更好更有效地發力，身體重心仍會降低到一定程度，然后發力，將對手摔倒。所以在進行雙抱腿練習時，要注意控制好身體重心高度，例如：兩人面對面做弓步，相互握住手，然后進行推拉，來測定，重心降至0.9m左右時，身體比較穩定。

3.2 各關節角度變化分析

通過Vicon系統和相關數據的觀察可得知，隨著重心的變化，其各個關節角度也會隨之變化。當重心降低到一定程度時，即重心達到0.626m時，則其各關節角度達到最佳角度，其發力效果最好。

3.2.1 髖關節角度變化分析 在做雙抱腿技術動作過程中，左、右髖關節角度在預備階都有波動，這是由于身體要調整預備姿勢，最后做好一個最佳的預備姿勢，有助于下一步的進行。在預備階段有關節角度比左關節角度大。隨后都有所下降，但是右髖關節角度仍比左髖關節角度大。發力抱摔時做關節角度為103.8°，右關節角度為66°。由于發力之時，右腿在前，左腿在后，右髖關節角度比左髖關節角度小。

3.2.2 膝關節角度變化分析 在整個雙抱腿技術動作中，左、右膝關節角度在準備階段都有所變化，但是在此階段關節角度要大于左關節角度。上步抱腿時，由于左腿在右腿前面，左、右膝關節角度都有下降的趨勢，但是右膝關節角度仍大于左膝關節角度，此時右膝關節角度小于150°。從而為下一步——發力抱摔做好了準備。不同膝角靜態蹬伸測試結果表明，隨著膝關節角度的增大，起跳階段所達到的最大力值也隨之增大[7]。但是當膝關節角度超過了150度后，蹬伸最大力值則會減小。當膝關節由淺蹲到深蹲（即膝關節角度由大變小）時，隨著膝關節角度的減小，伸膝、伸髖、屈踝關節的肌群被充分拉長，肌肉儲備的彈性性能也多。

3.2.3 踝關節角度變化分析 通過實驗可知，左踝關節和右踝關節的運動基本上是對稱的，只是在上步抱腿階段左踝有兩個峰值，而右踝只有一個峰值，有些不對稱。當進行發力抱摔時，自身體重量和對方身體重量的幾乎都轉移到了右腿上，從而也就使得右踝的承受壓力較大。此時，右踝關節角度有所下降，且比左踝關節角度要低。在抱摔完之后，兩人分離，對方的身體壓力消失，自身的重量逐漸轉移到兩腿上，右踝關節壓力小，關節角度則增大。這與唐靚婕[8]的觀點一致，其研究表明，身體承受的負荷不同會使得踝關節角度有所變化，即負荷增大，則踝關節角度會下降。

3.3 發力抱摔階段各關節發力順序

在進行雙抱腿技術動作過程中，發力抱摔階段為主要的階段，在此階段，肌肉發力會遵循一定的時間順序，即身體協調發力。此時，關節活動也是有一定的順序：肩關節—髖關節—膝關節—踝關節。其中髖關節和膝關節的活動是主要影響雙抱腿技術動作發揮效果的因素。運動生物力學的關節活動順序性原理認為：正確的蹬伸過程，髖、膝、踝三個關節的肌肉群應該是依次產生向心收縮的[9]。由于髖、膝關節周圍是較大的肌肉群，所以產生的力較大。在蹬伸的前一段克服人體較大的慣性阻力主要靠這兩個關節的肌群先產生向心收縮。

3.4 發力腿踝關節角度變化分析

在“撓羊賽”雙抱腿技術動作中，發力腿為右腿。右腿的踝關節角度變化在每個階段都有波動起伏，整個過程中隨著重心的變化而變化，當重心上升時，身體有所上升，膝關節角度增大，則踝關節角度也有所增大；當重心下降時，身體有所下降，膝關節角度減小，則踝關節角度也有所減小。當踝關節角度減小到一定程度時，則有助于發力，此時，則可以進行發力抱摔。從而有效地進行雙抱腿技術動作。

4 結 論

（1）“撓羊賽”雙抱腿技術動作是需要各個環節協調用力的，但關鍵還是在于發力抱摔階段的動作技術，在此階段主要看發力腿的蹬伸技術和髖、膝、踝關節的角度變化，這是決定雙抱腿技術動作發揮效果好壞的關鍵因素。

（2）在做雙抱腿技術動作時，要注意各個關節的協調活動（即先后活動順序）及其發力，使該動作發揮效果更好，從而有助于在比賽中取得良好的成績。

（3）在進行雙抱腿技術動作過程中，重心也是影響此動作發揮效果的一個重要因素。其中有兩名運動員的重心距離；做抱摔動作的運動員的重心高度，特別是在上步抱腿這個階段要注意，如果不加注意，就會影響上步抱腿時的身體穩定性；提肩頂起時的重心加速度，加速度適宜，則頂起效果就好，雙抱腿技術動作的效果也會越好。

[1] 李 克.羽毛球與網球高球下壓技術差異性的運動學分析[J].沈陽體育學院學報，2012，31（02）：109~111.

[2] 胡宗祥. 慢跑下肢技術動作的生物力學研究[D].北京體育大學，2008.

[3] 劉 卉.上肢鞭打動作技術原理的生物力學研究[J].體育科學，2004（11）：30~36.

[4] 張 勇.詠春拳典型動作生物力學分析[D].上海體育學院，2012.

[5] 趙 麗，張國強，劉宇峰，張 翔.撓羊賽運動員雙抱腿技術的腰背肌表面肌電研究[J].中北大學學報（社會科學版），2017，33（01）：102~104，108.

[6] 張 樂. 評價大學生靜態平衡能力的指標優選及影響因素研究[D].北京體育大學，2008.

[7] 朱國生.不同膝角靜態蹲跳的生物力學研究[J].浙江體育科學，2000（06）：45~47.

[8] 唐靚婕.養生太極掌雙龍戲珠技術動作的生物力學分析[D].北京體育大學，2013.

[9] 張素杰，何鵬宇.膝關節交叉韌帶在不同運動狀態下的生物力學特性及其損傷機制研究[J].臨床和實驗醫學雜志，2016，15（22）：2255~2258.

[10] 劉守燕，何子紅，陸毅琛，馮連世.女子摔跤運動員模擬負重過胸摔動作的運動學和sEMG信號特征研究[J].北京體育大學學報，2009，32（11）：48~50.

[11] 孟林盛，李建英，郝慧棟.優秀羽毛球運動員前場蹬跨步技術的運動生物力學分析[J].西安體育學院學報，2018，35（06）：722~730.

[12] 顧 杰，郭振興，李恩杰.三維力作用下人體立體剛體模型的太極拳力學分析[J].邯鄲學院學報，2016，26（02）：67~87+2.

[13] 常 潁，羅 炯，王 平.對舉重拳擊運動員肩帶與肩關節運動關系的探討[J].北京體育大學學報，2004（12）：1649~1651.

[14] 胡玉璽.中國式摔跤教程[M].西安：西安交通大學出版社，2014.

Three Dimensional Mechanical Analysis of Double-leg-holding Technique in “NaoYang Contest”

ZHU Yanqing1, ZHAO Li2

1.Xinzhou City Sports School, Xinzhou Shanxi, 034000, China;2.Physical Education Department ,Xinzhou Teachers College, Xinzhou Shanxi, 034000, China.

Through three-dimensional mechanical analysis and Vicon system test method, this paper conducts experimental tests on the double - leg - holding technical movements of “NaoYang Contest”. From the kinematics point of view, it analyses the movement change and sequence of the main joints of hip, knee and ankle, the change of the height of the center of gravity, the pedal strength and the direction of pedal force of the exerting leg. The results show that the hip and knee joints are the main active joints in the process of double - leg – holding technical movements. The direction and strength of the pedal factors of the legs are also the important factors affecting the power, and the center of gravity is the important determining factor of the whole movement. Therefore, in the training of the double - leg - holding technique “NaoYang Contest”, we should focus on the adjustment of the height and distance of the center of gravity, pay attention to the coordination of all joints of the body, especially the hip and knee joints, and at the same time, we should also strengthen the strength training of leg muscles and the angle of ankle joint movement.

NaoYang Contest;Double-leg-holding technique; Kinematics analysis; Three Dimensional mechanics; National sports

G852.9

A

1007―6891（2019）04―0070―04

10.13932/j.cnki.sctykx.2019.04.17

2019-03-04

2019-04-25

1.忻州師范學院科研項目（201723）；2.忻州師范學院重點學科項目資助。