國家優(yōu)秀女子速滑運動員直道滑行中下肢功率情況分析

王新　夏嬌陽

摘要：為了有效評價運動員下肢各環(huán)節(jié)在蹬冰過程中的貢獻情況，借助愛捷三維錄像解析系統(tǒng)和CYBEXNORM等動測試裝置獲得國家健將級女子速滑運動員的運動學和動力學數(shù)據(jù)，并采用牛頓差值計算方法計算出與實際運動學數(shù)據(jù)相對應的關節(jié)力矩，在此基礎上計算出下肢各環(huán)節(jié)在蹬冰時功率輸出值。研究結果表明：髖關節(jié)在單支撐階段適當伸展，有利于增加整個蹬冰階段的大腿功率輸出；高速度、大角度伸膝肌群肌力差，引起兩人小腿峰值功率過早出現(xiàn)，減少雙支撐蹬冰階段功率輸出；踝關節(jié)肌力不足，刻意展踝，加重了伸小腿肌力不足現(xiàn)象，減少小腿在整個蹬冰過程中的作用。

關鍵詞： 女子；速度滑冰； 環(huán)節(jié)功率；運動學；動力學；力矩；下肢功率

中圖分類號： G 862.1文章編號：1009-783X（2012）04-0381-04文獻標志碼： A

體育運動中很多運動項目的成績與每次所作功的數(shù)量和運動頻率的乘積密切相關^[1-3]，運動環(huán)節(jié)的功率是速度和力量項目的綜合評價指標，通過功率分析可以找出運動員在運動學和動力學方面的不足，為訓練和提高運動成績提供定量依據(jù)。采用逆動力學法對運動員進行功率輸出情況的實驗研究^[4-8]，即利用運動解析獲得的位移二階導數(shù)—加速度和動力學方法獲得的環(huán)節(jié)末端的一維力矩值，反推各個環(huán)節(jié)的功率輸出情況，計算不僅繁瑣，而且誤差非常大。因為解析中的加速度，誤差是速度的倍數(shù)級，而且很多項目的發(fā)力特點是不能用一維數(shù)據(jù)代表的。為了準確找出我國運動員在運動中所存在的問題，并且填補我國在此方面的研究空白，研究嘗試用另一種更為合理的環(huán)節(jié)肌肉力矩方法，將動力學和運動學數(shù)據(jù)結合起來，利用VB 6.0編程語言計算并分析下肢各環(huán)節(jié)在運動時的功率輸出情況，從而提高分析的方便性和準確性。

1研究對象和研究方法

1.1研究對象和測試方法

受試者為2名女子國際健將級速滑運動員邢愛華和賽娜，且2名受試者均接受過等動測試，測試穩(wěn)定性較好。人體模型采用四剛體模型 ，分別為軀干（包括頭、頸、軀干）、大腿、小腿、足。運動學參數(shù)采用2架M 9000高速攝像機，對9運會比賽中2名運動員500 m直道的蹬冰情況進行三維定點拍攝，2名運動員的成績分別為40 min 23 s和40 min 87 s。2架攝像機一架與滑道相垂直，且架在出換道區(qū)處，與滑道距離25 m左右，另一架攝像機為了保證與側(cè)面數(shù)據(jù)同質(zhì)，架在運動員滑進的前方滑道外，距側(cè)面拍攝畫面25 m左右。用CYBEX NORM等動測試儀測2名運動員髖、膝、踝3關節(jié)屈伸肌群向心和離心的力矩。向心一套試驗由8種角速度的試驗組成，分別為：60°/s，120°/s，180°/s，240°/s，300°/s，360°/s，420°/s，480°/s；實驗時，角速度間休息20 s，套間休息30 min。每個人做3套試驗，取其最優(yōu)一次的數(shù)據(jù)。

1.2計算原理

利用環(huán)節(jié)肌肉力矩功率計算公式計算下肢功率輸出情況：