YLC型游泳拉力測試儀在不同游泳運動員專項力量測試中的應(yīng)用

程 燕，陳 琪，何 偉，沈 贏，任 飛，高 捷，焦 健，劉公博

YLC型游泳拉力測試儀在不同游泳運動員專項力量測試中的應(yīng)用

程 燕1，陳 琪1，何 偉1，沈 贏1，任 飛1，高 捷2，焦 健3，劉公博4

在20世紀(jì)70年代水中力量能力的訓(xùn)練就受到了美、俄、德等游泳大國的關(guān)注，水槽、CFD、滑輪牽引等生物力學(xué)技術(shù)也逐漸在游泳力量測試的研究中應(yīng)運而生，我國在20世紀(jì)90年代后也陸續(xù)開始了相應(yīng)的研究，并取得一定成果。研究符合當(dāng)前游泳訓(xùn)練實用、簡捷的需求，利用自行研制的YLC型游泳拉力測試儀結(jié)合陸上二維拍攝技術(shù)，對我國的143名不同年齡和運動水平經(jīng)歷的游泳運動員進(jìn)行水中最大力量能力檢測，考察其5 m蹬壁滑行、7 m打腿、7 m劃手、7 m配合游等不同技術(shù)環(huán)節(jié)的最大力值，并進(jìn)一步分析各環(huán)節(jié)的最大力量對主項力量的影響和作用；對部分高水平運動員在不同訓(xùn)練時期和訓(xùn)練環(huán)境下最大力量的變化情況進(jìn)行跟蹤。研究表明，隨著年齡和運動水平的提高，游泳運動員的水中最大力量值會逐級增加；國家集訓(xùn)隊男、女運動員都顯示出劃手的最大力量貢獻(xiàn)率明顯高于打腿和蹬邊滑行，且蝶泳的劃手、打腿貢獻(xiàn)率普遍高于其他3種泳姿的特性；通過上述方法還可以監(jiān)測游泳運動員在不同訓(xùn)練時期和訓(xùn)練環(huán)境下的最大力量水平以及技術(shù)完成情況等。關(guān)鍵詞：游泳；測試；專項力量

1 前言

游泳是一項技術(shù)和力量相結(jié)合的競技運動項目，良好的力量水平可以提高技術(shù)發(fā)揮的實效，因此，游泳運動員的專項力量一直是教練員關(guān)注和訓(xùn)練的重點。由于水環(huán)境的特殊性，一般的陸上力量訓(xùn)練和測試都很難直接反映游泳運動員實際的專項能力，其結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性，效果也往往不盡如人意。因此，關(guān)于水中力量訓(xùn)練和力量測試的研究一直備受關(guān)注，美國、俄羅斯、澳大利亞等世界先進(jìn)游泳國家也都紛紛對水中力量測試和訓(xùn)練進(jìn)行過相關(guān)研究。例如，美國采用CFD技術(shù)對運動員劃水時手的動作進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬，并采集手臂劃水時所受到的阻力系數(shù)和升力系數(shù)等。俄羅斯在20世紀(jì)90年代研發(fā)的水中牽引器，可以定時定量化的牽引運動員進(jìn)行不同速度的包干練習(xí)。澳大利亞研發(fā)的滑輪拉力設(shè)備能夠讓運動員以定量的負(fù)荷完成水中的訓(xùn)練等。20世紀(jì)70年代，東德利用其先進(jìn)的“TZ急流泳道和游泳技術(shù)分析系統(tǒng)”造就了諸多奧運會獎牌獲得者。

我國在相關(guān)測試和訓(xùn)練設(shè)備中也開展過類似的研究，并取得了一些有益的研究成果，例如，上海東方綠洲利用水槽技術(shù)對運動員控制不同流速時的技術(shù)和能力訓(xùn)練開展過研究；國家體育總局體育科學(xué)研究所和清華大學(xué)以及航空航天大學(xué)合作開展的流體力學(xué)研究等。但上述研究所涉及的設(shè)備大多存在體積龐大、投資多、使用繁瑣、維修困難等問題，運動員在日常訓(xùn)練中也很少使用。因為目前較為流行的是皮筋牽引，水中拖拽練習(xí)等，為此，本課題組根據(jù)運動現(xiàn)場快速、簡捷、直觀、方便測量的需求，研發(fā)了便攜式的YLC型游泳拉力測試儀，以滿足運動隊的實際需要。

通過YLC型游泳拉力測試儀的水中力量測試，可以方便、直觀地了解運動員各專項泳姿不同技術(shù)環(huán)節(jié)的最大力量情況，并在不同運動水平和訓(xùn)練周期間進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，跟蹤監(jiān)測運動員在不同訓(xùn)練環(huán)境下的最大力量能力表現(xiàn)，為教練員提供了快速、簡潔的專項能力測試方法。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

測試對象共計143人，分為4類，詳見表1。

表 1 YLC型游泳拉力測試儀2010—2014年水中測試對象統(tǒng)計一覽表

Table 1 Number of Testing Swimmers in Water using YLC Swimming Pulley Strength Tester from 2010 to 2014

人數(shù)(n)平均年齡(歲) 運動水平男子(n)女子(n)國家集訓(xùn)隊 9118.97健將/國際健將3556大學(xué)生專業(yè)隊1120健將74國家青年隊 2516二級/一級1213國際學(xué)校隊 1613.14三級/二級97合計 143——6380

2.2 研究方法

2.2.1 文獻(xiàn)資料調(diào)研

通過萬方網(wǎng)、知網(wǎng)等網(wǎng)站查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，對游泳、功率測試、水中力量測試、游泳技術(shù)效率等關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，了解相關(guān)研究內(nèi)容的研究成果及現(xiàn)狀。

2.2.2 實驗測試

采用自行研制的專利產(chǎn)品YLC型游泳拉力測試儀結(jié)合陸上二維拍攝技術(shù)，對143名游泳運動員進(jìn)行5 m蹬壁滑行、7 m打腿、7 m劃手、7 m配合游的測試和分析。如圖1所示，該儀器是一種定距離游泳沖力測試裝置，包括一個BK-2/TS-5A型拉力傳感器(儀器精度±1%，量程0～150 kg)、一個操作控制盒、一個牽引腰帶和定長無彈力繩索等。將拉力傳感器固定在泳池邊，其中一端連接手持操作控制盒，另一端與附在運動員腰部的繩索相連，繩索長度根據(jù)測試內(nèi)容選擇5 m、7 m兩種。研究對象主要調(diào)查的內(nèi)容包括姓名、性別、年齡、體重、主項及成績指標(biāo)等，測試最終獲得的指標(biāo)參數(shù)包括游進(jìn)中的最大沖力值、相對最大沖力值、各主項指標(biāo)與配合的百分比等。

注：①運動員；②測力傳感器；③顯示儀；④牽拉測力繩；⑤攝影機(jī)；⑥泳池。

圖 1 游泳推進(jìn)力測試示意圖

Figure 1. Testing of Swimming Propulsion

2.2.3 統(tǒng)計學(xué)分析

1.不同測試對象群體間的數(shù)據(jù)對比：在國家集訓(xùn)隊、北京大學(xué)生專業(yè)隊、國家青年隊(以下簡稱“國青隊”)以及國際學(xué)校隊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)比較。

在國家集訓(xùn)隊不同泳姿項目以及性別之間進(jìn)行蹬邊、打腿、劃手和配合的數(shù)據(jù)比較。

2.同一對象不同訓(xùn)練階段的數(shù)據(jù)檢測：以部分重點運動員高原訓(xùn)練與平原期的最大力值進(jìn)行跟蹤比較。

2.2.4 邏輯分析

利用專業(yè)知識對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行全面的對比分析。并對不同訓(xùn)練階段或環(huán)境下運動員水中最大力量能力的變化進(jìn)行探索性研究。具體如下：

1.對參加2014年亞運會的12名國家隊運動員在高原訓(xùn)練期間以及離開高原后的3周進(jìn)行2次水中測試，分析他們在專項技術(shù)用力時的能力表現(xiàn)。

2.對11名北京大學(xué)生專業(yè)運動員進(jìn)行高原前、后的平原數(shù)據(jù)比較分析。

3 研究結(jié)果與討論

3.1 不同水平的游泳運動員水中專項泳姿最大力值的比較分析

1.不同水平的運動員在蹬邊滑行5 m時的力量和控制身體能力方面有所不同，受年齡和運動成績的影響較大。

最大用力蹬壁滑行到5 m時的最大力值測試，除能考察運動員最大蹬壁力量水平外，借助技術(shù)拍攝還能夠觀察測試運動員滑行階段身體保持流線型的能力(即減阻能力)。該測試對蹬壁以及身體轉(zhuǎn)換為滑行前沖的力量能力能給出直觀的判斷。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，除國家集訓(xùn)隊女子運動員與大學(xué)生專業(yè)隊女子運動員之間、國青隊女子運動員和國際學(xué)校隊女子運動員之間無明顯的力量差異外，其他各不同水平的測試者在蹬邊滑行5 m的最大力值上存在明顯的群體間的差異(P<0.01)，反映出年齡越大、運動成績水平越高者蹬壁滑行的力量能力越強(qiáng)的特征。

表 2 不同水平人群游泳運動員蹬邊滑行最大力值的比較一覽表

Table 2 Comparison of Maximum Strength in Glide between Different Training Level Swimmers

女 子男 子nXSDPtnXSDPt國家集訓(xùn)隊5720.197.4707.473629.169.5506.68國家青年隊1310.353.141216.883.20國家集訓(xùn)隊5720.197.470.17-1.393629.169.550.01-2.70大學(xué)生專業(yè)隊425.484.76739.648.34國家集訓(xùn)隊5720.197.4704.023629.169.5505.72國際學(xué)校隊78.405.8399.726.95國家青年隊1310.353.140-7.511216.883.200-6.93大學(xué)生專業(yè)隊425.484.76739.648.34國家青年隊1310.353.140.340.991216.883.200.0052.87國際學(xué)校隊78.405.8399.726.95大學(xué)生專業(yè)隊425.484.760.0014.96739.648.3407.84國際學(xué)校隊78.405.8399.726.95

2.不同水平的運動員在打腿、劃水以及主項配合游的最大力量水平間存在差異。

該測試中打腿采用的是扶板式打腿(仰泳采用無扶板兩臂前伸式打腿)，劃手為兩腿夾板的姿勢，要求運動員在蹬邊后即全力游進(jìn)，直至7 m處繩子拉緊時持續(xù)3～5個動作，最終所獲得的最大力值。

測試結(jié)果表明，在打腿、劃水以及配合游的環(huán)節(jié)中，除國際學(xué)校和國青隊的女子運動員之間無顯著差異外，其他不同水平的運動員之間均存在明顯的差異。此外，以上3個測試環(huán)節(jié)還具有相同的趨勢特征，其中，不同測試群體間平均最大力量水平由大到小的順序為：大學(xué)生專業(yè)隊、國家集訓(xùn)隊、國青隊、國際學(xué)校隊，導(dǎo)致大學(xué)生專業(yè)隊最大力量水平明顯偏高的原因可能與其專業(yè)訓(xùn)練年限最長、年齡偏大、身體發(fā)育更成熟有關(guān)，而國家集訓(xùn)隊中很多參與測試的運動員年齡偏小，也影響了整體的平均力量水平，此外，大學(xué)生專業(yè)隊的參測人數(shù)不足，也可能是導(dǎo)致該結(jié)果的原因之一。

表 3 不同水平游泳運動員劃手最大力值的比較一覽表

Table 3 Comparison of Maximum Strength in Stroke between Different Training Level Swimmers

女 子男 子nXSDPtnXSDPt國家集訓(xùn)隊6344.409.8809.243857.398.7305.85國家青年隊1328.154.481242.004.38國家集訓(xùn)隊6344.409.880.005-2.923857.398.730-4.99大學(xué)生專業(yè)隊459.157.63773.183.62國家集訓(xùn)隊6344.409.8804.963857.398.7309.98國際學(xué)校隊724.6710.27926.915.44國家青年隊1328.154.480-10.231242.004.380-16.65大學(xué)生專業(yè)隊459.157.63773.183.62國家青年隊1328.154.480.3010.851242.004.3807.05國際學(xué)校隊724.6710.27926.915.44大學(xué)生專業(yè)隊459.157.6305.81773.183.62020.34國際學(xué)校隊724.6710.27926.915.44

3.2 國家集訓(xùn)隊不同泳姿運動員水中最大力值的特征分析

3.2.1 國家集訓(xùn)隊不同泳姿配合游的最大力值無顯著性差異

對2010-2014年91名國家集訓(xùn)隊運動員開展不同主項泳姿最大力量比較顯示，各泳姿間無明顯的力量差異，但男、女性別間的差異顯著(P<0.01)。其中，男、女蝶泳最大力值平均相差19.13 kg，而最少的仰泳男、女間也相差了11.41 kg。

表 4 國家集訓(xùn)隊不同泳姿運動員配合游的最大力值的平均水平比較一覽表(kg)

Table 4 Average Value of Maximum Strength in Swimming between Different Strokes of National Swimmers(kg)

泳姿性別nXSDPt蝶泳男668.929.010.0092.969女1349.7914.41蛙泳男967.0311.590.0063.010女1552.7711.02自由泳男2167.748.370.0007.705女3149.888.09仰泳男863.046.660.0014.081女851.634.27

3.2.2 國家集訓(xùn)隊不同泳姿各分解環(huán)節(jié)的最大力值特征比較

在蹬邊滑行環(huán)節(jié)中，各泳姿之間不存在差異(表5)。其平均最大力值占同泳姿配合游最大力值的41.36%。但測試中發(fā)現(xiàn)，運動員個體之間的差異非常明顯，其中，比例較高者能夠占比達(dá)到71.92%，而最低的只有24.74%。反映出不同的運動員在最大用力蹬壁和滑行過程中保持身體姿態(tài)的能力上存在較大差異，錄像分析也顯示出，比例越高者表現(xiàn)出在滑行階段的身體控制能力越強(qiáng)，流線型越好的技術(shù)特征。

表 5 國家集訓(xùn)隊不同泳姿間的蹬邊滑行力量能力水平比較一覽表

Table 5 Comparison of Glide Strength Ability in Different Strokes of National Swimmers

男 子女 子nPtnPt蝶-蛙130.517-0.669230.779-0.284蝶-自20.549-0.609380.7290.349蝶-仰140.616-0.515180.371-0.921蛙-自250.853-0.187410.4560.753蛙-仰170.9590.052210.5530.236自-仰260.8170.234360.168-1.409

在打腿環(huán)節(jié)測試中，國家集訓(xùn)隊4種泳姿的打腿最大力量平均能占到配合游最大力量的73.15%，高于蹬邊滑行項。其中蝶泳打腿的占比最高，特別是女子蝶泳打腿占到主項配合游最大力值的92.60%(表6)，反映出我國女子優(yōu)秀蝶泳運動員腿部力量在訓(xùn)練中的重要性。

表 6 國家集訓(xùn)隊不同泳姿運動員打腿力量平均貢獻(xiàn)率的統(tǒng)計一覽表

Table 6 Average Rate of Contribution by Different Kicking in National Swimmers(%)

蝶泳蛙泳自由泳仰泳男子X83.2277.7068.0374.05SD5.3110.9780.145.58女子X92.6070.3169.9071.63SD15.029.068.756.80

在劃手環(huán)節(jié)的測試中，蝶泳劃手的最大力量水平表現(xiàn)突出，平均占配合游力量的比例最高，分別為男子90.56%、女子95.69%，與蝶泳打腿有類似的趨勢特征(表7)。

表 7 國家集訓(xùn)隊不同泳姿運動員劃手力量平均貢獻(xiàn)率的統(tǒng)計一覽表

Table 7 Average Rate of Contribution by Different Stroke in National Swimmers(%)

蝶泳蛙泳自由泳仰泳男子X90.5680.7585.6988.34SD5.7611.015.403.71女子X95.6979.7486.5791.27SD14.389.866.526.53

測試過程還顯示，不同運動員在劃手、打腿、配合游3個環(huán)節(jié)的最大力量能力表現(xiàn)和作用各不相同，存在較明顯的個體差異，其中一些優(yōu)秀運動員各技術(shù)環(huán)節(jié)的比例更均衡，而另一些則表現(xiàn)出單一方面能力突出的特性。但在劃手/配合游(平均85%)、打腿/配合游(平均73.15%)以及蹬邊滑行/配合游(平均41.36%)之間總體呈現(xiàn)逐級遞減的比例關(guān)系，反映出各部分力量環(huán)節(jié)的作用和特征趨勢。

3.3 不同訓(xùn)練階段和訓(xùn)練環(huán)境下水中力量能力的監(jiān)測

高原訓(xùn)練被看作是一種有效的訓(xùn)練手段已廣泛地應(yīng)用于游泳運動員的日常訓(xùn)練中，但其對于運動員體重的降低以及對力量和速度能力的負(fù)面影響也多見報道。為此，本課題組針對部分參加仁川亞運會的運動員進(jìn)行了高原和平原的跟蹤。

3.3.1 國家集訓(xùn)隊部分優(yōu)秀運動員高原和平原配合游最大力量的比較

本研究選取3個參加2014年亞運會集訓(xùn)組的11名運動員，對其高原前、后的最大力量水平進(jìn)行測試(高原測試期選擇在上高原的第3～4周，平原測試期為下高原后的第3～5周)。

兩次測試表明，共有1/3的運動員在下高原第3～5周時的最大力量值有所增加，其中一半以上是在下高原的第5周增加的，但多數(shù)運動員在下高原后的第3～5周內(nèi)仍沒有恢復(fù)到高原期第3～4周時的力量狀態(tài)。表明運動員對于高原訓(xùn)練后最大力量存在個體差異，但總體的力量恢復(fù)時間多數(shù)集中在下高原后的第3～5周，這為運動員準(zhǔn)備賽前高原訓(xùn)練提供了參考。

表 8 亞運會備戰(zhàn)期部分運動員高原期和平原期主項游最大力值的比較一覽表

Table 8 Comparison of Major Stroke Maximum Strength (kg) of Swimmers between High Altitude Period and Low Altitude Period in the Asian Games Preparation

組姓名性別體重1(kg)體重2(kg)泳姿最大力值1最大力值2差下高原天數(shù)1Sxx女6059自由泳46.456.3-9.9351Wx男8381自由泳72.075.9-3.9351Mxx男7271蛙泳63.170.4-7.3351SHxx男7777自由泳70.669.31.3352Qxx女6262自由泳62.156.55.6232Sx女7171自由泳62.858.44.4232Hx女6767蛙泳49.863.1-13.3232Yxx女6767仰泳56.852.84.0233Yxx女6867.5蝶泳70.465.35.1183Yxx女6867.5仰泳53.849.44.4183Yxx女6867.5蛙泳64.562.12.4183Yxx女6867.5自由泳61.954.57.4183Hxx女5456蛙泳41.048.5-7.5183Xxx男7576仰泳67.660.67.0183Lxx男73.573蝶泳80.268.511.718

注：“體重1”指高原上的體重，“體重2”指平原體重；“最大力值1”指高原最大力值，“最大力值2”指平原最大力值；“差”指高原和平原之間的最大力值差。

3.3.2 北京大學(xué)生專業(yè)隊高原訓(xùn)練前、后的力量對比

對11名北京大學(xué)生專業(yè)隊運動員進(jìn)行了高原訓(xùn)練前、后的平原力量測試，結(jié)果顯示，高原訓(xùn)練對于運動員力量有明顯的短期影響，11人高原前、后的平均力量相差近10 kg，平均降幅在13.65%～27.36%之間。說明下高原后身體不能及時恢復(fù)到上高原之前的力量狀態(tài)，最大力量的保持和恢復(fù)還需要更多的時間，此外，在高原訓(xùn)練階段缺乏有針對性的力量訓(xùn)練也是影響力量水平的原因之一。

表 9 11名大學(xué)生專業(yè)隊運動員高原前、后的最大力值平均水平的比較一覽表

Table 9 Comparison of Average Maximum Strength of 11 College Students before and after High Altitude Training (kg)

上高原前3天與下高原后3天的力值平均差最大最小平均下降率(%)蹬邊滑行9.28±3.8617.64.227.36主項打腿10.36±1.8513.77.316.87主項劃手9.33±5.6318.51.713.65主項配合11.12±8.9817.8-2.315.18

4 結(jié)論

1.通過YLC型游泳拉力測試儀對游泳運動員水中最大力量水平的檢測，能夠直觀地反映游泳運動員在不同泳姿以及蹬壁滑行、打腿、劃手以及配合游等各技術(shù)環(huán)節(jié)的基本力量水平。其中，劃手的最大力量比例明顯高于打腿和蹬邊滑行項，蹬邊滑行、打腿、劃手三者與配合游力量的比例關(guān)系呈現(xiàn)逐級增高的特性；隨著年齡和運動水平的提高，游泳運動員各主要技術(shù)環(huán)節(jié)的水中最大力量水平也均呈現(xiàn)上升的趨勢。此外，結(jié)合現(xiàn)場的技術(shù)拍攝和觀察，還可以分析運動員身體在水中的控制能力以及對技術(shù)動作用力的把握能力等，為運動員專項技術(shù)和力量能力的綜合分析提供了一種有效、快捷的診斷方法。

2.采用高原與平原前、后以及賽前訓(xùn)練等不同訓(xùn)練周期和環(huán)境下的測試，可以有效地監(jiān)控運動員的基本力量能力和狀況，為教練員有針對性的調(diào)整訓(xùn)練負(fù)荷，把握賽前訓(xùn)練的節(jié)奏提供了一定的數(shù)據(jù)支持。

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Application on YLC Swimming Pulling Strength Testerin Specific Strength Testing for Different Swimmers

CHENG Yan1,CHEN Qi1,HE Wei1,SHEN Ying1,REN Fei1,GAO Jie2,JIAO Jian3,LIU Gong-bo4

Training of strength ability in water has been attracted attention by swimming power of USA,Russia and Germany in the 1970s,biomechanics technology such as swimming flume,CFD,pulley traction has appeared in swimming specific strength testing research.China started the corresponding research after 1990s,and has obtained certain results.This study aim at the need of practical and concise in swimming training,using independently developed YLC swimming pulling strength tester combined with dryland 2D camera to measure maximum strength ability in water for 143 different age and training level swimmers,testing their 5m glide,7m kicking,7m stroke,7m swimming with maximum strength,analyzing the effect of maximum strength to major swimming strength.Tracking the change of maximum strength in different training period and environment for some elite swimmers.The result showed that maximum strength in water could stepped increase with the increasing of age and training level.The rate of contribution in stroke showed significant higher than kicking and glide,and the stroke and kicking contribution rate in butterfly was higher than other three strokes in national swimmers.Using above mentioned method also could measure maximum strength level and tachnique execution in different training period and environment for swimmers.

swim;test;specificstrength

1002-9826(2016)01-0141-05

10.16470/j.csst.201601021

2015-10-12；

2015-12-09

國家體育總局體育科學(xué)研究所基本課題項目(基本15-31)。

程燕(1968-)，女，江蘇蘇州人，研究員，學(xué)士，主要研究方向為游泳項目運動訓(xùn)練，E-mail：chengyan@ciss.cn。

1.國家體育總局體育科學(xué)研究所，北京 100061；2.北京體育大學(xué)，北京 100084；3.北京市東城區(qū)體育運動學(xué)校，北京 100010；4.澳門體育發(fā)展局，澳門 1.China Institute of Sport Science ,Beijing 100061，China;2.Beijing Sport University，Beijing 100084，China;3.Dongcheng Disttrict Sport Schools of Beijing,Beijing 100010,China;4.Macao Sport Development Board，Macao，China.

G861.1

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