不同形式崩拳軀干旋轉的力學量化研究

劉宇峰　秦艷

摘要：目的：為探究人體軀干旋轉的規律，解釋形意拳順步崩拳與拗步崩拳的發力動作過程。方法：采用Vicon三維運動捕捉系統和AMTI三維測力臺，對山西省形意拳協會8名拳齡30年以上的習練者進行測試。結果：崩拳發力階段軀干肩髖角順步變化范圍為6.81±3.79度，拗步為22.69±14.14度。順步髖的旋轉角度變化量為20.52±26.28度，拗步旋轉的變化量為14.09±13 37度。結論：順步崩拳以肩與髖同時旋轉為主、拗步崩拳以肩的旋轉為主。同時旋轉產生的拳速較肩部旋轉的拳速更快。

關鍵詞：崩拳Xfactor 軀干旋轉 力學

肩髖角在各大運動中的重要作用一直以來得到研究者的一致認可，即在做旋轉運動時肩髖扭轉角越大，所取得的運動成績越顯著，受試者兩肩連線的延長線與兩髖連線的延長線投影的夾角就是肩髖旋轉角，也稱X-factor，是軀干旋轉的主要參數。

錢競光曾在文章中指出，影響步行的其中一個因素是髖部的旋轉，在正常步行時，髖部左右兩個髖關節之間的連線，相對于人體縱軸有一個前后自然轉動過程，通過腳跟著地時髖部前旋，腳趾離地時髖部后旋，來增加腿的長度，這種運動能夠有效加大步幅，因此得出胯部是參與整個旋轉的。【1】蔣國樂也指出，高爾夫擊球運動中，骨盆的旋轉是下桿階段的起始點，是軀干開始運動時最早發力的環節，訓練過的軀干旋轉爆發力明顯強于一般受試者，軀干肩髖角旋轉越大，越可以提高揮桿過程中的傳輸效率，增加下桿階段最大旋轉勢能，因此得出下桿階段是下固定收縮，前期是拉伸原動機。【2】

鄒繼東認為，三種吊球技術動作的肩關節角度從引拍階段開始至隨揮階段結束起伏變化比較大，引拍階段到擊球階段肩關節角度處于遞增狀態，在擊球瞬間達到最大值后遞減。【3】榮凱也在實驗中得出，運動時軀干的旋轉角度，可以清楚的反映出軀干的力量情況，從開始揮拍階段到隨揮結束的瞬間，軀干肩髖角是不斷增加的，即符合運動生物力學原理中，肩髖角越大，所蓄勢的能量越多的原理。【4】他們都證明了在做運動時的蓄力階段主要是為了加大肩髖角。

還有學者對網球進行了相關研究，研究表明，發球最大的力量來源于腿部和軀干。為了在網球發球的瞬時，能夠利用肌肉彈性勢能來增加球拍出手速度，腿部的用力和軀干的旋轉是組成發球技術的關鍵，必須使肩部和髖部依次旋轉，并且肩部的轉動要大于髖部，增加肩髖角，儲存更多的彈性能量，在擊球階段釋放出來，提高擊球效果。因為在工作之前都要使肩髖角最大化，即完成各T作肌肉牽張反射。孫明運的研究報告中顯示，鉛球的技術過程為人體重心“向后”的線性或旋轉加速運動，過渡到最后用力;而標槍的技術過程為人體重心“向前”的線性加速過程，銜接投擲步和最后用力。盡管兩種動作的技術不同，但軀干旋轉動作很接近，軀干旋轉肌群均為下固定收縮，使脊柱回旋，說明下固定是發力的正確姿勢。脊柱回旋是加大上肢屈伸的運動幅度，也是提高上肢帶肌及腹肌收縮力量的先決條件。【5】

從以上論述可以得出，運動中若涉及旋轉，胯部的參與是離不開的，而且是參與整個旋轉的;下固定收縮在運動中也占有重要的位置，如上文提到鉛球運動和標槍技術，均為下固定收縮，在旋轉中，大多都是以下固定為主，在下固定的前期主要是拉伸原動肌;完成技術動作時的蓄力階段，主要是為了加大肩髖角，儲存更多的彈性勢能，以便在擊球階段釋放放出來。

肩髖角之間的旋轉皆以雙腳支撐為主的旋線運動，而單腳支撐的旋線運動如網球大力發球等。這些單腳與雙腳支撐的旋轉運動共同構成了軀干旋轉，已有的結論證明肩髖角越大，肌肉通過牽張反射得到的效果越好，下肢帶動上肢所傳輸的力量就越大，釋放的彈性勢也越大，從而提高力量速度，提高運動成績。

通過查閱近年來有關傳統武術中各拳種生物力學分析很大程度上依舊還局限于個體感覺經驗的總結，停留在描述如何沖拳的宏觀層面，很少有對傳統武術中某個拳種的具體動作進行綜合性的研究，本文的主要研究方向是以順步崩拳和拗步崩拳為研究對象，對不同軀干旋轉進行力學量化研究。收集動作的拳速、崩拳中X-fac tor的變化范圍、崩拳骨盆的角度變化等，闡釋崩拳發放的動作特點，為傳統形意拳的科學訓練提供數據參考。

1 調查對象與方法

1.1 調查對象

山西省形意拳協會8名練習者。

1.2 文獻資料法

通過對中國知網、個人數字圖書館等網站進行檢索.以肌電、軀干旋轉、X-factor和形意拳崩拳等為關鍵詞，檢索出2006-2018年的文獻資料，其中引用7篇，另外在圖書館借閱形意拳崩拳等有關書籍，并對所有文獻進行了分析整理，為本研究提供理論依據。

1.3 實驗法

1.3.1實驗過程

實驗時間：2018年8月。實驗地點：中北大學生物力學實驗室。

實驗準備：實驗前準備T作告知受試測試的具體要求，并讓其填寫實驗知情同意書以及基本情況表，開始準備活動，時間約一分鐘，讓受試者換上特制衣服，并讓其做熱身運動，以微微發汗為宜。與此同時，實驗T作人員調試實驗器械設備、規劃好測試場地。實驗儀器采用采用Vicon三維運動分析系統（采集頻率為lOOf/s）、美國AMTI公司的AMTI三維測力臺（采集頻率為lOOOf/s）以及Vicon Nexus數據采集軟件。（藍色為12個高速攝像機，白色為高清攝影機，地面標識4塊AMTI三維測力臺）。

實驗步驟：首先確定坐標系，該實驗設定左右方向的運動為X軸，前后方向的運動為Y軸，上下方向的運動為Z軸。根據實驗對象的的身高以及動作的運動范圍調整12個鏡頭的高度、角度，使受試者處于鏡頭的中間靠下的位置，調整鏡頭的焦距使標定坐標點在屏幕中完全顯示。

其次對受試者進行身體的測量，并粘貼固定反射標志物Marker球。依據身體測量的數值構建骨架模型。測試過程中共計有39個反射標志物固定在受試者的的各個關節點上，為了進一步減少實驗操作的系統誤差，Marker反射標志物由生物力學實驗室專業人員進行黏貼，標志點的名稱及位置（見圖2）。同時，受試者進行熱身運動，時間控制約15分鐘。

然后當標志點貼好后，讓受試者兩臂張開，站在測試區域中（見圖3），用Vicon攝像頭拍攝其靜態標準姿勢。測試人員此時快速識別各個標志點，并建立受試者的骨架模型。

在受試者熱身準備就緒后，以形意拳基本站樁在測力臺上準備，在記錄員提示下，按照實驗動作進行，每位受試者完成三次動作，高速攝影機、三維測力臺同步采集運動學、力學數據，受試者依次完成測試。

拗步崩拳動作描述：三體式開始，左肘向中線掩裹，同時兩手握拳拳心轉向上;右小臂貼于右肋。右腳蹬地，左腿前進一大步，隨即右腳跟進，兩腳前后相錯約半腳，同時右拳沿著左小臂向前崩出。順步崩拳動作描述：左腳著力蹬地，右腿前進一大步，隨即左腳跟進，兩腳前后相錯約半腳，左腳弓對右腳跟，腳尖略外擺，同時右拳沿著左小臂內側上方，經左拳心向前崩出，高與心口平，拳眼轉向上，拳面向前下方傾斜，前臂水平，肘部微屈，右肩前順;左臂屈肘貼身護肋，左拳收于腹前，拳心向上，目正視前方。

實驗結束：實驗后受試者者迅速穿好衣服，休息好后填寫實驗感想以及主觀感覺，并征求在場專家教授的建議，與此同時，T作人員及時整理好實驗儀器設備，并對測試的數據進行核查，清理好實驗場地。

1.3.2實驗數據處理

1.3.2.1階段劃分

蓄力階段：重心在垂直方向下降至最低點，為下個階段的發力做準備。發力階段：全身屈伸使得重心速度增加，直至重心速度達到最大值;制動階段：重心速度快速下降到最大值得30%;復位階段：重心速度平緩下降，恢復到穩定狀態。

1.3.2.2實驗指標定義

由表3可知，順步崩拳中發力階段，肩與髖的旋轉變化量相差甚少，拗步崩拳肩髖旋轉變化量相差較大，其順步崩拳中X-factor變化范圍為6.81±3.780，拗步崩拳中X-factor變化范圍為22.69±14.14。說明在肩與髖的相對位置變化中，拗步崩拳變化更大。

由表4可知，順步崩拳的骨盆旋轉變化量為20.52±14.14。，拗步崩拳的骨盆旋轉變化量為14.06±13.37。。雖然X-factor骨盆與肩的相對位置是拗步崩拳的變化大，但是骨盆旋轉量卻小，說明拗步崩拳是以肩的旋轉為主，而順步崩拳的X-factor的變化小，骨盆的旋轉變化量卻較大，進一步說明肩與髖是同步旋轉的結論。這預示著拗步、順步崩拳不同的軀干旋轉模式和不同的肌肉工作形式。

由表5可看出，順步崩拳拳速的變化范圍是7.02±0.9，拗步崩拳的拳速變化范圍是6.06±1.23，其順步的拳速速度明顯大于拗步，這可能與髖關節旋轉幅度大有關系。

由表6分析得出，順步發力階段拳速與骨盆的旋轉角度的相關性較大，而與X-factor次之，拗步發力階段拳速與X-factor的相關性較大，而與骨盆的旋轉角度次之。綜合觀察，崩拳的拳速與骨盆的旋轉呈高度相關。這就意味著骨盆動作是形意拳的重要技術環節。

3 結論

順步崩拳拳速大于拗步崩拳;順步崩拳軀干旋轉以肩與髖同時旋轉為主;拗步崩拳軀干旋轉以肩的旋轉為主。建議形意拳技術訓練中多關注骨盆旋轉技術。

參考文獻：

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