對李艷鳳雙腿支撐起轉(zhuǎn)階段肩、髖、膝關(guān)節(jié)的三維運(yùn)動學(xué)分析

程 昊

Shandong Institute of Physical Education and Sports，Jinan 250014，Shandong，China

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以我國現(xiàn)役的優(yōu)秀田徑運(yùn)動員李艷鳳為研究對象。李艷鳳在2009年10月濟(jì)南舉行的第十一屆全運(yùn)會以66.04米的成績奪冠后，鐵餅成績?nèi)圆粩嗵岣?，始終處于巔峰階段;在2010年廣州亞運(yùn)會上，以66.18米的成績獲得金牌;在2011年國際田聯(lián)鉆石聯(lián)賽舍內(nèi)貝克站，投出了67.98米的成績，刷新生涯記錄并奪冠;在2012年倫敦奧運(yùn)會上，以67.22米的成績奪得一枚銅牌，為中國田徑實現(xiàn)了鐵餅項目奧運(yùn)獎牌的“零突破”。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法:根據(jù)本課題研究目的和研究內(nèi)容的需要，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)搜索《中國期刊全文數(shù)據(jù)庫》、《中國知網(wǎng)》、《中國碩博論文數(shù)據(jù)庫》和查閱山東體育學(xué)院圖書館和山東省圖書館文獻(xiàn)資料，收集我國女子鐵餅運(yùn)動發(fā)展的有關(guān)數(shù)據(jù)和資料，了解女子鐵餅項目的研究現(xiàn)狀及理論成果，并對其進(jìn)行分類整理，對于與本研究有關(guān)的信息作進(jìn)行詳盡的歸納和綜合。

1.2.2 專家訪談法:就李艷鳳的技術(shù)動作及其專項能力特征等相關(guān)問題對國家田徑隊總教練闞福林指導(dǎo)和李艷鳳的教練張景龍指導(dǎo)進(jìn)行了訪談，將其意見和見解進(jìn)行了整理和分析，提高了本研究的客觀性和針對性。

1.2.3 近景動態(tài)立體攝影法:本研究拍攝的比賽是2009年10月在濟(jì)南舉行的第十一屆全運(yùn)會和2010年11月在廣州舉行的第十六屆亞運(yùn)會女子鐵餅決賽(備戰(zhàn)倫敦奧運(yùn)會時的技術(shù)訓(xùn)練錄像及李艷鳳較早期的擲鐵餅技術(shù)錄像均由訓(xùn)練中心所提供的錄像拷貝)。拍攝方法相同，一部置于投擲方向的正后面，一部置于左側(cè)面，拍攝頻率為120幀/s，主光軸夾角約90°，拍攝頻率為50 Hz，拍攝距離為10 m左右，機(jī)高1.2 m，并將兩次比賽主辦單位高空拍攝的錄像資料進(jìn)行了拷貝，做為提供分析垂直軸技術(shù)動作資料。

圖1 比賽拍攝現(xiàn)場機(jī)位圖示

1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計法:選取所需的技術(shù)錄像部分，定格解析，依據(jù)人體模型的標(biāo)準(zhǔn)和研究需要選取6個關(guān)節(jié)點，并對投擲鐵餅的旋轉(zhuǎn)階段雙腿支撐環(huán)節(jié)時肩、髖、膝關(guān)節(jié)的技術(shù)動作過程進(jìn)行解析處理，對解析數(shù)據(jù)通過低濾波法平滑處理，平滑系數(shù)為7，獲取所需參數(shù)的原始數(shù)據(jù)指標(biāo)。

2 雙腿支撐起轉(zhuǎn)階段肩、髖、膝關(guān)節(jié)三維運(yùn)動學(xué)分析

為了便于拍攝的錄像定點分析，將李艷鳳投擲鐵餅的技術(shù)動作細(xì)分成了5個階段:1)雙腿支撐起轉(zhuǎn)階段:預(yù)擺結(jié)束至右腳離地;2)單腿支撐旋轉(zhuǎn)階段:右腳離地至左腳離地;3)騰空階段:左腳離地至右腳著地;4)過渡階段:右腳著地至左腳著地;5)最后用力階段:左腳著地至鐵餅出手。本研究僅針對第一階段，即雙腿支撐起轉(zhuǎn)階段三個關(guān)節(jié)軸的錄像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

表1 預(yù)擺到雙腿支撐階段起轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)位移和速度的分析

可以看出，李艷鳳在起轉(zhuǎn)階段位移數(shù)據(jù)變化最大的是左膝，其次是左髖，最后是左肩，說明李艷鳳完成技術(shù)的初衷是為了讓下肢預(yù)先運(yùn)動，盡量控制上體過早進(jìn)入旋轉(zhuǎn)，下肢一旦有動作，必然會降低重心，來保證動作的幅度。左膝與左肩的距離越大，先動下肢控制上體的動作理念完成得越好;三次剪輯的錄像數(shù)據(jù)對比也反映出此技術(shù)是教練張景龍指導(dǎo)讓李艷鳳重點需要改進(jìn)的。對早先技術(shù)分析時，左肩、左髖、左膝的移動的距離和速度相差不大，說明在旋轉(zhuǎn)開始時，身體幾乎是一起做動作的，沒有很明顯的先后運(yùn)動順序。而在后兩次技術(shù)分析時，尤其是備戰(zhàn)2012年奧運(yùn)會時的技術(shù)分析，對于移動的距離和速度的數(shù)據(jù)表明左肩、右肩及左膝的數(shù)據(jù)變化大，而左髖、右髖及右膝的數(shù)據(jù)幾乎沒有變化，說明在鐵餅預(yù)擺時，李艷鳳刻意扭轉(zhuǎn)上肢將器械充分留在身體后方;大幅度扭轉(zhuǎn)左膝關(guān)節(jié)，是為加大后續(xù)動作的幅度做充分的準(zhǔn)備。

表2 雙腿支撐階段起轉(zhuǎn)到結(jié)束環(huán)節(jié)位移和速度的分析

表2中李艷鳳在雙腿支撐階段數(shù)據(jù)變化最大的是左膝，依次是左肩、左髖，這三組數(shù)據(jù)說明起動的順序，左膝移動的距離的變化反映出身體起動最先的是左膝，以左膝的先行作為下肢帶動身體運(yùn)行的首帥;由于關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的不同，左肩與左髖相比關(guān)節(jié)活動的范圍大，受限小，所以左肩移動的距離比左髖略大。三次錄像資料的比較分析，反映出在雙腿支撐結(jié)束時，對于左膝、左肩及右肩的技術(shù)改進(jìn)最為明顯，這三個關(guān)節(jié)點的移動距離表明器械更充分地留在了身體后方的同時，下肢積極快速地向投擲方向運(yùn)動，上下的反差使得軀干更加扭緊，為后續(xù)運(yùn)動提供更快的旋轉(zhuǎn)速度。對于速度來說，表2反映出在起轉(zhuǎn)階段左膝的速度最大，其次是左髖，再是左肩。對于投擲項目來說，追求最大的出手出速度是為了獲得更遠(yuǎn)投擲距離的根本訓(xùn)練目的，雙腿支撐階段速度的獲得是器械出手速度的初始。左膝速度快于其他關(guān)節(jié)速度說明在起轉(zhuǎn)階段李艷鳳就為后續(xù)用力階段完成充分的超越器械以及為追求最大的出手速度做好準(zhǔn)備。

表3 雙腿支撐階段結(jié)束三關(guān)節(jié)角度的分析

李艷鳳的左肩、左髖、左膝的變化最為明顯，這三處角度的減小說明在雙腿支撐階段，左肩的帶動作用減小，與右肩有意留后的控制使得雙肩之距不斷加大，目的為使上體更好留在起始階段，延長控制器械的擺動滯留時間;左膝、左髖角度的增大說明兩處積極主動的轉(zhuǎn)向投擲方向，左膝的先行帶動與左髖的支撐制動，更好地表現(xiàn)為下肢帶動身體運(yùn)動，預(yù)先加速并控制滯留器械做好準(zhǔn)備。右肩、右髖、右膝的數(shù)據(jù)的對比說明，李艷鳳改進(jìn)技術(shù)動作的宗旨是盡量控制右側(cè)的同時使左側(cè)充分打開，提前運(yùn)動，為后續(xù)動作的超越器械做好充分的準(zhǔn)備。

表4 雙腿支撐階段結(jié)束三關(guān)節(jié)高度的分析

李艷鳳早先的技術(shù)起轉(zhuǎn)重心過低，到了第一轉(zhuǎn)結(jié)束時重心忽高，在鐵餅技術(shù)中重心的起伏會直接降低重心移動的水平速度，破壞控制器械的平穩(wěn)性，從而影響投擲成績。改進(jìn)技術(shù)后，左髖的移動數(shù)據(jù)反映出在起轉(zhuǎn)階段，李艷鳳對重心的控制有了很大的變化，重心平穩(wěn)，高度適合處于最大發(fā)力的角度階段;左肩的數(shù)據(jù)反映出上體的放松，并沒有因為左膝的先行轉(zhuǎn)動而緊張以致于幫助用力;右肩的情況沒有太大的變化，李艷鳳超越器械的控制能力一直很強(qiáng)，這也是她的鐵餅技術(shù)最大優(yōu)勢所在。另外在對圖像取點分析時還發(fā)現(xiàn)了一個問題，李艷鳳早先技術(shù)左肩低于右肩，過分地壓低左肩，再用其帶動身體向投擲方向轉(zhuǎn)動，不易于控制身體重心，重心不穩(wěn)定必然會影響器械平衡。

3 結(jié)論

3.1 在雙腿支撐階段，左肩控制移動的滯后技術(shù)與左膝積極轉(zhuǎn)蹬的帶動技術(shù)，是為備戰(zhàn)倫敦奧運(yùn)會重點所做的技術(shù)改動，目的是使下肢首先運(yùn)動，同時上體向反投擲方向做背向運(yùn)動，使軀干更加扭緊，提前做出超越器械的動作，加大器械運(yùn)行的做功軌跡，延長控制器械的時間，可以更有效地提高器械出手后的投擲遠(yuǎn)度。

3.2 對李艷鳳改進(jìn)左肩和左膝這兩處技術(shù)的分析，發(fā)現(xiàn)在雙腿支撐階段結(jié)束環(huán)節(jié)時其左肩高于右肩的水平線。最后求證得出:左肩高于右肩此技術(shù)更好地保障了上體的充分扭緊狀態(tài)，有利于將器械更好地控制于身后，而未造成一味地改進(jìn)左膝與左肩相向運(yùn)動的技術(shù)，忽略重心偏移的后果，為提高成績起到了二次保障的作用。

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