國內外女子鏈球優(yōu)秀運動員旋轉技術的運動學分析

鄧羅平　許占鳴

摘要：對獲得第29界奧運會女子鏈球冠軍的米安科娃和季軍的張文秀的旋轉技術進行拍攝，運用德國SIMI-motion錄像解析系統(tǒng)對兩位選手的技術進行解析。結果表明：兩位選手在旋轉階段各時相的重心高度無顯著性差異；但米安科娃的旋轉速度顯著高于張文秀，且單、雙腿支持的時間及其比例、鏈球運行的斜面角、肩髖和肩鏈的角度等均優(yōu)于張文秀。

關鍵詞：運動學分析；女子鏈球運動員；旋轉技術；北京奧運會

中圖分類號：G824.4文獻標識碼：A文章編號：1006-7116(2009)01-0073-04

Kinematical analysis of the spinning techniques of excellent

female hammer throwers at home and abroad

DENG Luo-ping1，XU Zhan-ming2

（1.School of Physical Education，Hunan University of Science and Technology，Xiangtan 411201，China；

2.School of Sports，Beijing Sports University，Beijing 100084，China）

Abstract: The authors shot the spinning techniques of Miankewa and ZHANG Wen-xiu, respectively the champion and bronze medalist of womens hammer throw in the 29th Olympic Games, analyzed their techniques by using SIMI-motion video analysis system made in Germany, and revealed the following findings: there is no significant difference between the two players in terms of the height of the center of gravity at various time intervals at the spinning stage; however, the spinning speed of Miankewa was significantly higher than that of ZHANG Wen-xiu, and the time and proportion of single and double leg support, the bevel angle of hammer movement, and the angle between the chain and shoulder, of Miankewa, were all superior to the same of ZHANG Wen-xiu.

Key words: kinematics analysis；female hammer throwers；spinning technique；Beijing Olympic Games

自1997年國際田聯確定將女子鏈球列為1999年世界田徑錦標賽和2000年奧運會的正式比賽項目以來，世界女子鏈球項目運動成績開始迅猛增長。我國女子鏈球項目起步較晚，但發(fā)展極為迅速。自1998年以來，我國涌現了一大批女子鏈球優(yōu)秀運動員，如顧原、張文秀、趙巍、劉瑛慧、李曉雪、趙文江等，在剛剛結束的北京奧運會上，張文秀以74.32 m的賽季最好成績實現了我國奧運會女子鏈球項目獎牌“零”的突破，但她與冠軍獲得者白俄羅斯選手米安科娃的成績仍相差2.02 m，可見，我國女子鏈球與國際水平仍有一定差距。因此，有必要研究國內外優(yōu)秀選手的投擲技術以促進我國女子鏈球運動的發(fā)展。

旋轉作為投擲技術的重要環(huán)節(jié)，在擲鏈球技術中占有很重要的地位。研究表明，世界優(yōu)秀運動員旋轉結束時鏈球運動速度可達最后出手速度的70%左右[1]。同時，旋轉是擲鏈球最復雜的技術環(huán)節(jié)，在旋轉過程中，運動員既要克服鏈球高速運行所產生的離心力，又要保持技術和運動方向的正確性。因此，找出國內外優(yōu)秀選手在旋轉技術中的差異，對提高我國女子鏈球水平有重要的指導意義。

本研究采用2臺JVC9800高速攝影機，其中1臺位于投擲圈正后方20.3 m處，另1臺位于投擲圈右側23.7 m處，機高1.25 m，拍攝頻率為100 f/s。拍攝從鏈球預擺到出手的全程技術動作。采用Peak三維標定框架，三維框架的X軸正向平行于投擲方向，三維框架的重心垂直于投擲圈的中心點。

影片解析采用德國SIMI-motion錄像解析系統(tǒng)，解析圖片總計512幅，采用漢納范人體數學模型，經低通濾波法對原始數據進行平滑處理，取得有關的運動學數據。

1結果與分析

由于鏈球的預擺和旋轉銜接比較緊密，因此有必要對第1圈旋轉開始進行界定，它的界定對下面特殊時相的選擇和第1圈旋轉技術的研究有重要意義；而且由于旋轉技術比較復雜，運動結構特殊，必須對它的運動結構進行分解。選擇特殊時相，根據特殊時相，把擲鏈球技術分為以下幾個時相[2]。預擺結束后的右腳腳跟開始轉動(即鏈球位于最低點右側)時確定為第1圈旋轉的開始。完整的旋轉技術分為10個時相：t0為預擺結束后的旋轉開始；t1為右腳第1次離地瞬間；t2為右腳進行旋轉后首次著地瞬間(第1圈)；t3為右腳第2次離地瞬間；t4為右腳第2次著地瞬間(第2圈)；t5為右腳第3次離地瞬間；t6為右腳第3次著地瞬間(第3圈)；t7為右腳第4次離地瞬間，t8為右腳第4次著地瞬間(第4圈)；t9為鏈球出手瞬間。

1.1旋轉速度

表1表明：米安科娃在t0、t2、t4、t6、t8、t9的速度增量分別為：1.4、2.5、3.4、3.1、3.5 m/s，其速度增量較為平緩且呈持續(xù)上升趨勢；而張文秀在t0、t2、t4、t6、t8、t9的速度增量分別為1.7、2.1、3.2、2.7、2.4 m/s，其速度增量呈現出先升后降的趨勢，速度增量的減少限制了張文秀出手速度的提高。經檢驗，兩人的旋轉速度差異有顯著性。研究表明：預擺速度過慢會造成在旋轉階段急劇加速，增加旋轉過程的負擔并且很容易破壞節(jié)奏；而預擺速度過快則會由于運動員本身能力的限制，在旋轉過程中把握不了與鏈球的平衡，造成減速或不能完成投擲動作。合適的預擺速度使隨后的旋轉節(jié)奏緊湊，有利于動作順利完成[3]。另外，優(yōu)秀運動員要保持在預擺、旋轉、出手階段有明顯而較平均的速度增量。

1.2旋轉階段單、雙腳支撐時間及比率

鏈球速度增長主要來自于旋轉的雙腳支撐階段。為了促進鏈球的持續(xù)加速，在旋轉過程中運動員應努力增加雙腳支撐時下肢的工作距離，雙腳支撐時間應長于單腳支撐時間[4-5]。當雙腳支撐時間與單腳支撐時間的比率大于1時，鏈球將獲得一定加速度[6]。表2表明：兩名運動員雙腳支撐總時間均高于單腳支撐的時間，這為鏈球的速度增長提供了動力。米安科娃雙腳支撐時間與單腳支撐時間的比率均大于1，且旋轉各圈結束時均大于張文秀；另外，張文秀旋轉總時間(2.26 s)大于米安科娃(2.15 s)，而單、雙腳支撐時間占旋轉總時間的百分比：張文秀分別為46.5%和53.5%，米安科娃分別為40.5%和59.5%，這表明張文秀在旋轉過程中單、雙腳支撐時間配合方面略低于米安科娃。米安科娃不僅旋轉總時間短，而且在整個旋轉過程中，雙腳支撐時間始終超過單腳支撐時間，有利于加快旋轉動作節(jié)奏。

1.3鏈球運行斜面角

合理增大鏈球運行斜面，是實現旋轉與最后用力銜接、獲得適宜出手角度的關鍵[7]。由于較小的斜面角會使運行中的鏈球產生較大的水平方向的離心分力。為此，運動員必須依靠上體后仰來抵抗這種過大的水平離心分力；較小的斜面角還會使鏈球在運行中產生的垂直離心分力過小，導致運動員身體重心下降幅度較小。兩種分力作用的結果，使運動員在旋轉過程中難以保持支撐的穩(wěn)定性[8]。張文秀在整個旋轉過程中，鏈球運行斜面角均低于米安科娃，較大的鏈球運行斜面角使得米安科娃保持了較好的技術銜接并獲得了適宜的出手角度。

旋轉最后一圈鏈球運行斜面角越接近出手角度，可使旋轉與最后用力銜接更連貫，有利于提高最后用力的效果[3]。研究表明，在t8和t9之間，米安科娃的鏈球運行斜面角分別為37.8°和38.6°，僅相差0.8°，而張文秀則相差3.6°。為了保證較合理的出手角度，張文秀只有在最后用力階段采用上體大幅后仰來完成擲球動作，影響了技術的連貫性和實效性。

1.4旋轉階段各個時相身體重心變化

膝角為大腿軸線和小腿軸線之間的夾角，它分為左膝角和右膝角，由于左膝角在旋轉過程中始終是支撐腳，所以，本研究主要以分析左膝角的變化來反映運動員身體重心的上下起伏的程度。

由表3可知：兩位選手隨著旋轉圈數的增加，運動員左膝關節(jié)屈度不斷增加。說明她們在旋轉過程中身體重心逐漸下降，而這種技術特點正好與現代擲鏈球技術發(fā)展趨勢相吻合，符合右腳晚抬早落的特點和鏈球旋轉技術的規(guī)律[9]。經檢驗，米安科娃和張文秀在旋轉階段各時相的左膝關節(jié)角度差異無顯著性，說明兩位選手在旋轉過程中，身體重心的起伏程度控制水平基本接近。

1.5旋轉階段各時相身體主要關節(jié)角度參量變化特征

1)旋轉階段各時相肩髖角。

肩髖角為肩橫軸和髖橫軸在水平面所形成的夾角，它反映的是運動員軀干扭轉的狀況。主要通過肩橫軸和髖橫軸在旋轉的單、雙支撐階段相互超越運動下完成的，二者之間的角度表示軀干在使鏈球加速運動的作用。一般肩髖角最大值出現在著地之時或著地之前，最小值出現在離地之時或離地前。這表明在單支撐階段運動員軀干處于最大扭曲狀態(tài)，軀干肌群處于最大程度拉伸狀態(tài)，為雙支撐階段軀干的發(fā)力創(chuàng)造良好的工作條件，在進入單支撐階段軀干扭曲的程度最小，有利于骨盆及時進入單支撐階段的快速扭轉運動[2]。由于雙支撐階段是對鏈球加速的主要階段，所以我們著重對運動員此階段進行分析。

圖1表明：米安科娃在雙支撐階段不同時相的扭轉角呈逐漸上升的趨勢，到t8時，肩髖角達到96°，這說明她能在最后用力時把整個身體扭緊, 為達到最佳的最后用力效果打下基礎。張文秀前3圈的扭轉角與米安科娃接近一致，但到t8時，肩髖角只有78°，出現用力過早現象，影響最后用力。

2)旋轉階段各個時相肩鏈角。

肩鏈角為手和第7頸椎棘突連線與右肩之間的夾角，它主要反映肩關節(jié)超越器械的狀態(tài)。在整個旋轉過程中，如果手與兩肩中線的角度為90°，說明運動員手與肩中心點在一條直線上，是一種高效的超越器械動作，而低于90°的說明手在肩的中線右邊，降低了超越器械動作效果。

圖2表明：米安科娃在旋轉過程中，肩鏈角基本維持在90°左右，這說明她的肩關節(jié)超越器械較好，有利于在最后1圈的加速和用力。與肩髖角類似，張文秀前3圈與米安科娃的肩鏈角基本趨于一致，但從第4圈開始，肩鏈角逐漸開始下降，影響肩關節(jié)的超越器械動作。

2結論與建議

1)兩位選手在旋轉全過程中，旋轉速度均呈上升趨勢。米安科娃旋轉過程中的速度增量平穩(wěn)且呈持續(xù)上升趨勢，保證了鏈球良好的出手速度。張文秀旋轉過程中的速度增量呈現先升后降的趨勢，導致最后鏈球的出手速度低于米安科娃。經一致性檢驗，兩人旋轉速度呈顯著性差異。

2)米安科娃單腿支持和雙腿支持的時間分別占40.5%和59.5%，高于張文秀的46.5%和53.5%，較長的雙腿支撐時間保證了她對鏈球的持續(xù)用力，且旋轉的總時間低于張文秀，保證了較快的旋轉速度。

3)張文秀的鏈球運行斜面角在整個旋轉過程中均低于米安科娃，較大的鏈球運行斜面角使得米安科娃保持了較好的技術銜接并獲得了適宜的出手角度。

4)兩位選手在旋轉過程中，身體重心的起伏程度基本相同。經一致性檢驗，兩人在旋轉階段各時相的左膝關節(jié)角度無顯著性差異。

5)旋轉過程中，米安科娃的肩髖角不斷增加，最后用力前達到96°，且肩鏈角基本維持在90°左右，其超越器械技術較好；張文秀的肩髖角和肩鏈角均呈先升后降趨勢，最后用力前只有78°和81°，影響最后用力效果。

參考文獻：

[1] 文超. 田徑運動高級教程[M]. 北京：人民體育出版社，1994.

[2] 智勇，馮海濤，董海軍. 我國優(yōu)秀女子鏈球選手投擲技術運動學特征的研究[J]. 廣州體育學院學報，2007，27(5)：27-32.

[3] 陳老虎. 我國優(yōu)秀女子鏈球運動員旋轉速度的比較研究[J]. 西安體育學院學報，2007，24(3)：98-101.

[4] 同瑞. 女子鏈球投擲技術的運動學特征[J]. 田徑，1999(4)：23-25.

[5] 康利則. 優(yōu)秀女子鏈球運動員投擲技術的運動學分析[C]//第七屆全國體育科學大會摘要匯編(二)，2004：118.

[6] 邰崇禧，劉昌亞，汪康樂，等. 我國優(yōu)秀女子鏈球運動員顧原旋轉技術的運動學分析[J]. 成都體育學院學報，2005，31(5)：67-69.

[7] GiggsW H. Biomechanical analysis of the hammer throw[M]. American Track and field，1990.

[8] 徐勤兒，劉昌亞，趙軍. 江蘇省優(yōu)秀女子鏈球運動員旋轉技術的運動學分析[J]. 成都體育學院學報，2007，33(5)：80-84.

[9] 室伏重信[日]. 鏈球[M]. 李鴻江等，譯. 北京：人民體育出版社，2001.

[編輯：周威]