滕海濱雙杠屈體后空翻2周下運動學(xué)分析

李 偉，李 吉，姚俠文

雙杠屈體后空翻2周下多少年來一直是絕大多數(shù)國內(nèi)、外優(yōu)秀運動員在雙杠比賽中使用的下法動作，它在國際體操規(guī)則中屬高難度的D組下法動作，符合雙杠比賽中必須使用D組以上下法動作的特殊要求。

2000年以來，除了極少數(shù)運動員在雙杠比賽中完成過團身后空翻2周轉(zhuǎn)體360°下以及團身或屈體前空翻2周或轉(zhuǎn)體180°下等動作以外，基本上都使用了屈體后空翻2周下。由于使用的運動員較多，使用這個下法動作的時間較長，因此，該動作的完成質(zhì)量不斷提高，現(xiàn)在比的不是能不能完成這個下法動作，而是比這個下法動作完成的質(zhì)量高不高，能不能落地站穩(wěn)。

滕海濱完成的雙杠屈體后空翻2周下是在他的體操生涯中的頂峰時期完成的，動作質(zhì)量高，落地前有挺身動作，落地也站得很穩(wěn)。本研究通過文獻資料調(diào)研、視頻觀察及運動學(xué)研究方法揭示了滕海濱完成的雙杠屈體后空翻2周下的技術(shù)特點和運動學(xué)規(guī)律，為我國年輕運動員發(fā)展和改進此動作提供理論依據(jù)和可供參考的技術(shù)參數(shù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

滕海濱，北京人，1985年出生，身高1.58m，體重47.5kg，國家體操集訓(xùn)隊運動員，參加過2004年第28屆奧運會和2010年第42屆世界體操錦標(biāo)賽，是中國男子體操隊的主力運動員，鞍馬和雙杠是他的強項，奪得過2004年第28屆奧運會中國體操隊惟一的一塊鞍馬金牌。在2010年第42屆世界體操錦標(biāo)賽雙杠單項決賽中獲得亞軍，并在2010年第16屆廣州亞運會上獲得體操個人全能冠軍。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料調(diào)研

查閱了有關(guān)雙杠方面的文獻資料，對雙杠的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀有了一定的了解。

1.2.2 視頻觀察

通過視頻觀看了2004年第28屆奧運會、2008年第29屆奧運會以及從2005—2010年第38、39、40、41、42屆世界體操錦標(biāo)賽雙杠單項決賽，基本上了解了近幾年雙杠的發(fā)展趨勢。特別對滕海濱完成的雙杠屈體后空翻2周下反復(fù)進行了觀看，較為細(xì)微的分析了滕海濱完成雙杠屈體后空翻2周下的技術(shù)特點。

1.2.3 運動學(xué)研究

在2004年全國體操比賽現(xiàn)場用一臺日本JVC9800型攝像機從雙杠的正側(cè)面方向定點拍攝了滕海濱完成的雙杠屈體后空翻2周下的動作過程。攝像機主光軸高度為2.0m，拍攝遠(yuǎn)度為20m，拍攝速度為50fps。對拍攝的原始材料通過美國ARIL運動生物力學(xué)高速解析系統(tǒng)采用系統(tǒng)人體模型21個關(guān)節(jié)點解析了120幅13 000多個數(shù)據(jù)，用數(shù)字濾波法進行平滑截斷頻率為6。根據(jù)研究需要采集了身體重心和各關(guān)節(jié)水平位移、垂直位移、水平速度、垂直速度、合速度及各關(guān)節(jié)角度等數(shù)據(jù)，還采集了身體重心軌跡及特征畫面與棍圖等。

2 研究結(jié)果與分析

屈體后空翻2周下是由手倒立支撐前擺來連接的，實際上該動作是由兩部分構(gòu)成：一是從手倒立開始，經(jīng)過支撐前擺至兩手推離杠；二是從兩手推離杠后經(jīng)過屈體后空翻2周下至落地結(jié)束為止。

2.1 支撐前擺技術(shù)

該階段技術(shù)由手倒立開始，經(jīng)過支撐前擺至兩手推離杠的運動過程，這是完成好屈體后空翻2周下非常關(guān)鍵的準(zhǔn)備性動作。它的重心移動軌跡是由手倒立開始略帶孤行的下落，經(jīng)過兩手支點垂直面最低點后又略帶弧形向上升，直至兩手推離杠為止。

該階段技術(shù)由手倒立開始，要求身體盡量伸直，肩角172°，髖角165°，膝角183°，重心運動速度較小，為0.12m/s（表1、圖1、圖2）。身體盡量伸直是為了增加重力位能以便獲得較大的動能和運動速度。

當(dāng)身體由手倒立開始下落時，兩腳向后離開兩手支點垂直位置，同時肩關(guān)節(jié)也略有后移，大約向后移動了0.05m左右，使身體重心離開兩手支點的垂直面以便使身體獲得繞支點的初始旋轉(zhuǎn)力矩，能夠加快人體繞支點的運動速度。

當(dāng)人體離開支點下落后，髖關(guān)節(jié)逐漸增大，身體挺直，肩關(guān)節(jié)逐漸向前移，肩角減小，使身體重心開始繞肩關(guān)節(jié)運動軸做旋轉(zhuǎn)運動。當(dāng)人體下落到肩水平位置時，髖角增大到221°，肩角減小到74°，身體重心速度也明顯加快，達(dá)到2.56m/s（表1、圖3、圖4），肩關(guān)節(jié)位置略有前傾，超過手支點約為0.12m左右。

當(dāng)身體由肩水平位置下降到手支點的垂直位置時髖角逐漸減小，由221°減小到173°，肩關(guān)節(jié)又向后回到了垂直位置，身體重心運動速度有所減小，為1.47m/s（表1、圖5），兩腿過手支點垂直位置后兩腿要迅速向前上方擺腿，腳的運動速度明顯增加，達(dá)到14m/s左右，在兩腿向前向上方擺腿的同時髖角繼續(xù)減小，肩關(guān)節(jié)繼續(xù)后移，超過手支點垂直位置（圖6），以保持身體上擺過程的平衡。

表1 滕海濱雙杠支撐前擺有關(guān)參數(shù)一覽表

當(dāng)身體繼續(xù)繞肩關(guān)節(jié)上擺到髖關(guān)節(jié)接近肩關(guān)節(jié)上體處于肩水平位置時，兩手要及時快速有力的向右下方推離兩杠，特別是右手推右杠更用力一些，使身體騰空后能夠落在雙杠的左側(cè)墊子上，兩手離杠時身體重心離杠子的垂直高度約為0.71m，髖角減小到100°，肩關(guān)節(jié)略為后傾，距離手支點水平距離約為0.20m。身體的運動速度明顯減加，達(dá)到了3.16m/s，即重心垂直速度明顯大于向后的水平速度，其中垂直速度起主要作用為3.10m/s，這是兩手向下推離杠的結(jié)果（表1）。特別要強調(diào)的是，兩手推離杠對肩關(guān)節(jié)不能過分后傾，肩角不能過小，否則會影響兩手推杠的效果。

2.2 屈體后空翻2周下技術(shù)

屈體后空翻2周下是從兩手推離杠開始經(jīng)過屈體后空翻2周至兩腳落地緩沖后站立的運動過程。身體重心拋物線的運動軌跡騰起角約72°，先向后向側(cè)向上弧形運動，到了最高點后重心垂直速度接近0，為0.07m/s（表2），然后在重力作用下繼續(xù)向下弧形運動直至兩腳觸墊子為止。這時身體重心與手支點的水平距離約為0.33m，與最高點的水平距離約為0.26m。從兩手推離杠至兩腳著地整個騰空時間約為0.88s，重心拋物線的最高點與杠子的垂直高度為1.07m，以上數(shù)據(jù)是滕海濱完成好屈體后空翻2周下的必要條件。

表2 滕海濱雙杠屈體后空翻2周下有關(guān)參數(shù)一覽表

圖10 滕海濱雙杠落地緩沖重心軌跡及棍圖

屈體后空翻2周下的技術(shù)并不是很復(fù)雜，其主要任務(wù)是在有限的時間、空間內(nèi)加快身體的翻轉(zhuǎn)速度，做好落地前的準(zhǔn)備動作，以達(dá)到落地緩沖和站穩(wěn)的目的。

兩手推離杠后在身體重心上升的過程中迅速低頭屈髖抱腿，上體翻轉(zhuǎn)約1/4周時兩手抱上腿，髖角減小到72°（表2、圖7）；當(dāng)身體上升到最高點后兩手屈臂抱腿更緊，髖角減小到48°（表2、圖8）。由于髖角迅速減小，縮短了身體繞橫軸半徑，根據(jù)動量矩守恒定理，身體繞橫軸半徑減小就能加快身體的翻轉(zhuǎn)角速度。當(dāng)身體向后翻轉(zhuǎn)約1周左右時，兩手開始離開腿，這時身體重心仍高于杠水平面0.57m，然后迅速伸髖抬頭，增大身體繞橫軸半徑。根據(jù)力學(xué)原理，這樣能減小身體的旋轉(zhuǎn)角速度，有利于做好落地站穩(wěn)動作。滕海濱落地前有明顯的伸髖動作是他落地站穩(wěn)的原因之一，他伸髖幅度達(dá)到103°。伸髖動作是提高動作質(zhì)量和落地站穩(wěn)的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。伸髖之后馬上屈髖伸直腿主動接觸墊子，使兩腿落在身體重心拋物線軌跡的延長線上，做好下階段的落地緩沖動作。落地前盡量伸直腿接觸墊子是為了增加落地后兩腿的緩沖時間和空間，這是落地技術(shù)的運動學(xué)規(guī)律之一。

當(dāng)上體翻轉(zhuǎn)6/4周多一點時兩腳著墊，髖角減小到94°，膝角減小到158°，重心水平速度比較小為0.38m/s，而重心垂直速度比較大，為3.94m/s（表2），只有通過墊子和兩腿有力的彎曲緩沖來減小人體重力對地面的沖擊力，從而減小重心垂直速度。為此，落地后兩腿要迅速有力的彎曲踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)延長落地的緩沖時間和空間，為落地站穩(wěn)創(chuàng)造更有利的條件。落地后下蹲不能太低，否則就會造成落地失敗。滕海濱兩腿彎曲緩沖后重心下降了0.15m，髖角減小到65°，膝角減小到122°用了0.08s時間立即蹬伸兩腿站立，兩臂由下舉上擺至側(cè)上舉。重心的水平速度和垂直速度都減小到最低范圍，分別為0.23m/s和0.77m/s（表2、圖9、圖10）。這樣就能使人體重心穩(wěn)定在兩腳的支撐面范圍內(nèi)，達(dá)到落地站穩(wěn)的目的。

根據(jù)粗略計算，從兩手離杠至兩腳觸墊子身體繞橫軸翻轉(zhuǎn)角速度為11.30rad/s，其中從兩手抱腿至兩手離開腿身體繞橫軸翻轉(zhuǎn)角速度為13.09rad/s。說明身體向后翻轉(zhuǎn)時抱腿越緊屈髖越小，身體繞橫軸的翻轉(zhuǎn)速度就越快。這是空中翻轉(zhuǎn)的主要技術(shù)特點。

3 結(jié)論

滕海濱較好的完成了雙杠屈體后空翻2周下的高難度動作，完成的動作技術(shù)和動作質(zhì)量符合人體運動學(xué)規(guī)律：

1.由手倒立開始的支撐前擺的技術(shù)特點是：手倒立向上頂肩，開始下落時稍撤肩，獲得重力矩后肩關(guān)節(jié)前傾，髖角增大，過垂直部位后加速向前上方擺腿，髖角減小，肩關(guān)節(jié)隨之后移，當(dāng)髖關(guān)節(jié)接近肩水部位時兩手立即推離杠子；肩角為44°，髖角為100°；右手推右杠的力量要大一些使身體向杠側(cè)的方向騰空。

2.推離杠身體重心拋物線軌跡以72°的方向向側(cè)上方騰起，升到最高點后略為弧形下落，重心最高點離杠的垂直高度為1.07m。離杠后在有限的騰空高度和騰空時間內(nèi)要加速屈髖抱腿，加快身體的翻轉(zhuǎn)角速度，從離杠到落地身體在空中的翻轉(zhuǎn)角速度約為11.30rad/s。

3.落地前身體要有伸展動作，并伸直腿去接觸墊子。落地后下肢各關(guān)節(jié)肌肉群要做退讓性的彎曲緩沖，盡量延長緩沖的時間和空間。當(dāng)膝角減小至122°，髖角減小65°左右，重心水平速度和垂直速度都降到最低時，立即蹬腿站立。

［1］王君.黃旭雙杠支撐屈體后空翻2周成掛臂動作的運動學(xué)分析［J］.山東體育學(xué)院學(xué)報，2005，27（5）：6-99.

［2］姚俠文.從2006年無錫全國體操比賽看我國雙杠現(xiàn)狀與發(fā)展方向［J］.體操信息，2006，（10）：1-7.

［3］俞繼英，張健.競技體操高級教程［M］.北京：人民體育出版社，2000.

［4］鄭吾真，陸保鐘.競技體操訓(xùn)練學(xué)［M］.北京：北京體育大學(xué)出版社，1990.