滑行技術(shù)的革命：速度輪滑雙蹬技術(shù)的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究

倪維廣+李宗烈+徐紅旗+史冀鵬+杜磊

摘 要：采集速度輪滑雙蹬技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與足底受力參數(shù)，定量分析其技術(shù)動(dòng)作原理與規(guī)律，為高效滑行技術(shù)推廣與專項(xiàng)訓(xùn)練指導(dǎo)提供科學(xué)依據(jù)。方法：13名速度輪滑運(yùn)動(dòng)員，采用雙蹬技術(shù)按規(guī)定路線以慢速和快速各完成一次直道滑行，2臺(tái)攝像機(jī)分別從側(cè)面和正面拍攝一個(gè)完整的復(fù)步動(dòng)作，足底壓力分布系統(tǒng)同步采集8 s足底壓力數(shù)據(jù)，提取滑行時(shí)間、距離與速度，足底壓力的壓力時(shí)間變化、中心位移變化及足底各區(qū)著離地起止時(shí)間等參數(shù)。結(jié)果：隨滑行速度的提高，單腳支撐滑行時(shí)間變短，平刃滑行時(shí)間與路程比例降低，內(nèi)外刃動(dòng)力推進(jìn)時(shí)間與路程比例大幅度提高；且各時(shí)相的平均速度內(nèi)刃要高于外刃動(dòng)力推進(jìn)階段，單腳高于雙腳支撐階段。一個(gè)單步滑行包括內(nèi)外刃2次蹬動(dòng)動(dòng)作，且外刃蹬動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，內(nèi)刃蹬動(dòng)時(shí)間短。足底壓力中心變化幅度單腳大于雙腳支撐階段，內(nèi)刃大于外刃滑行階段；滑行速度越快，壓力中心變化幅度越小，且前移趨勢(shì)越明顯。結(jié)論：速度輪滑雙蹬技術(shù)一個(gè)右單步可分為右平雙、右外單、右平單、右內(nèi)單與右內(nèi)雙5個(gè)連續(xù)階段，右腳外刃蹬地有利于保持速度，內(nèi)刃蹬地是滑速提高的主要?jiǎng)恿υ?，雙蹬技術(shù)能充分發(fā)揮體重蹬地的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是一種高效的滑行技術(shù)。

關(guān)鍵詞：速度輪滑；雙蹬技術(shù)；滑行技術(shù)；時(shí)相；足底壓力

中圖分類號(hào)：G 804.6 文章編號(hào)：1009-783X（2017）03-0265-07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： Objective： The kinematical and mechanical parameters of double push in speed roller skating are sampled to quantitatively analyze its technical theories and rules， which can provide scientific references for specialized training and the spread of efficient skating techniques. Methods： Two cameras are used to shoot a complete compound step from the front and from the side while skaters， adopting double-push， are sliding straightway along a given route once at a fast speed and a slow speed respectively. The sole pressure distribution system synchronously samples the sole pressure data for 8 seconds， such as sliding time， distance， speed， sole pressure variation in time， displacement center variation， and the starting and ending time of landing and taking-off of various areas of the sole. Results： As the speed goes up， the single-foot support time shortens； the ratio of vertical sliding time to the sliding distance lowers； the ratio of inner and outer blade pushes time to the sliding distance rises greatly； in terms of the average speed in various time phases， the inner-blade sliding is faster than the outer-blade sliding， and the single-foot support sliding is faster than the double-foot support sliding. A single-step sliding includes an inner-blade push and an outer-blade push， and the time of the former is shorter than that of the latter. In terms of variation of the sole pressure center， the single-foot support is bigger than the double-foot support， and the inner-blade push is bigger than the outer-blade push； the faster the sliding is， the smaller the variation of the sole pressure center becomes， and the more obvious the ante displacement. Conclusion： A right single step of double push in speed roller skating can be divided into five successive phases： right-vertical-double， right-outer-single， right-vertical-single， right-inner-single and right-inner-double， the right-outer blade push contributes to maintaining the speed， the inner-blade push is the major source of force for speeding， double push， as a highly efficient sliding technique， allows full play of body weight push.endprint

Keywords： inline roller speed skating； double push； skating technique； time phases； sole pressure

我國(guó)速度輪滑與國(guó)際輪滑競(jìng)技水平相比有很大的差距，主要制約因素為滑行技術(shù)的落后，速度輪滑雙蹬技術(shù)在我國(guó)選手中的使用率還很低[1]；然而，關(guān)于雙蹬技術(shù)動(dòng)作原理研究的文獻(xiàn)極少，僅有的相關(guān)報(bào)道也只停留在定性分析層面，因此，本研究擬采用三維攝像法與足底壓力分布測(cè)試系統(tǒng)獲取速度輪滑雙蹬技術(shù)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)與足底受力參數(shù)，定量分析雙蹬技術(shù)的動(dòng)作原理，為把握其特征與規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)，努力為先進(jìn)高效的滑行技術(shù)推廣，并對(duì)其他滑冰類項(xiàng)目提高專項(xiàng)訓(xùn)練水平提供借鑒。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

受試者均為經(jīng)過多年系統(tǒng)訓(xùn)練的速度輪滑運(yùn)動(dòng)員，經(jīng)病史詢問與健身檢查，身體健康且運(yùn)動(dòng)能力良好。其中：男子，國(guó)際健將2人，健將4人，一級(jí)2人；女子，國(guó)際健將1人，健將2人，一級(jí)2人。受試者的基本情況見表1。

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)方法

受試者身高、體重等基本指標(biāo)的測(cè)量在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)試工作在溫暖、無風(fēng)的12塊并連的室外籃球場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行（場(chǎng)地長(zhǎng)約130 m，寬約80 m），用2根標(biāo)志桿提醒拍攝區(qū)域。要求受試者穿著運(yùn)動(dòng)服裝、輪滑鞋，戴輪滑帽。2臺(tái)攝像機(jī)（日本松下，型號(hào)為NV-MX300EN/A）分別從運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)方向的側(cè)面和正面，拍攝運(yùn)動(dòng)員完成雙蹬技術(shù)時(shí)一個(gè)完整的復(fù)步動(dòng)作。2臺(tái)攝像機(jī)的主光軸夾角為75 °，拍攝頻率為50 Hz，具體擺放位置如圖1a所示。以2臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)捕捉網(wǎng)球擊打彩色平板的方法實(shí)現(xiàn)影像同步，以便后期影像的采集處理。運(yùn)動(dòng)員滑行前和滑行后分別在運(yùn)動(dòng)員滑行區(qū)域中央進(jìn)行2次三維標(biāo)定拍攝，如圖1a陰影區(qū)與圖1b所示。

選擇符合受試者鞋內(nèi)底尺碼的測(cè)試鞋墊，確保鞋墊邊緣無折痕，鞋墊大小與鞋底邊緣吻合，配戴測(cè)試設(shè)備后，連接與調(diào)試Foot Scan足底壓力分布系統(tǒng)（比利時(shí)產(chǎn)，每只鞋墊共325個(gè)傳感器，密度為4個(gè)/cm2，采樣頻率500 Hz）。確保受試者配戴的測(cè)試設(shè)備不影響動(dòng)作技術(shù)的完成，受試者進(jìn)行3 min左右的適應(yīng)性練習(xí)，正式測(cè)試時(shí)要求受試者采用雙蹬技術(shù)按照規(guī)定的路線直道滑行，以慢速和快速各完成一次滑行。受試者進(jìn)入影像拍攝區(qū)域前，足底壓力分布系統(tǒng)即開始采集數(shù)據(jù)，采集卡數(shù)據(jù)記錄時(shí)間8 s，每人次滑行后及時(shí)把數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦儲(chǔ)存，以備分析。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析

1.2.2.1 動(dòng)作階段劃分

以右腿為例，雙蹬技術(shù)一個(gè)完整的單步為（如圖2a所示）：右腳用外刃從后位中心位置向身體左側(cè)蹬至最遠(yuǎn)處，隨后從左側(cè)最遠(yuǎn)處向后位中心位置拉；過后位中心位置時(shí)左腳著地，右腳開始用內(nèi)刃向右側(cè)推。兩腿交替滑進(jìn)，滑行路線呈正弦曲線式，且前進(jìn)方向與中線吻合。據(jù)影像資料中運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作變化特征與足底壓力的時(shí)間變化特征，以右腳為例，將一個(gè)單步分為5個(gè)時(shí)相（如圖2b所示）：右腳平刃滑行雙支撐階段（右平雙，RGD，right foot glide double support）、右腳外刃蹬地單支撐階段（右外單，ROS， right foot outside blade single support）、右腳平刃滑行單腳支撐（右平單，RGS， right foot glide single support），右腳內(nèi)刃蹬地單支撐階段（右內(nèi)單，RIS， right goot inside blade single support）和右腳內(nèi)刃蹬地雙支撐階段（右內(nèi)雙，RID， right foot inside blade double support）。其中，右平雙和左內(nèi)雙同屬一階段，右外單、右平單、右內(nèi)單與左腳浮動(dòng)擺腿階段（左浮擺，LFW， left foot float wiggle）同屬一階段，右內(nèi)雙和左外雙同屬一階段[2]。

1.2.2.2 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)測(cè)試所得影像資料，經(jīng)艾利爾（Ariel）影像解析系統(tǒng)進(jìn)行影像的捕獲、同步等一系列影像轉(zhuǎn)化數(shù)字處理，模型選用松井秀志人體模型。數(shù)據(jù)平滑采用低通濾波法，截?cái)囝l率6 Hz。提取每位受試者快速和慢速滑行條件下，一個(gè)單步5個(gè)時(shí)相的滑行時(shí)間、路程，位移，速度及關(guān)節(jié)角度等運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。足底壓力數(shù)據(jù)經(jīng)Footscan Software7.00軟件處理，導(dǎo)出足底壓力的時(shí)間變化、中心位移變化、足底各區(qū)著地與離地時(shí)間等動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)的正態(tài)性檢驗(yàn)應(yīng)用單樣本K-S檢驗(yàn)，連續(xù)性變量以均數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差）或中位數(shù)[四分位差（25%～75%）]表示；采用雙向分類方差分析（Two-Way Classification ANOVA）對(duì)速率（高速、低速）與性別兩因素（男、女）及兩者的交互作用進(jìn)行分析。組間比較采用SNK-q檢驗(yàn)，并參考Bonferroni法與Tukey法檢驗(yàn)結(jié)果，統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性水平定為P<0.05。

2 研究結(jié)果

2.1 雙蹬技術(shù)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)試結(jié)果

2.1.1 雙蹬技術(shù)一個(gè)單步時(shí)間、路程及速率的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)結(jié)果

在Ariel解析系統(tǒng)中，以時(shí)間、位移和速度等作為關(guān)鍵詞提取X軸方向，即運(yùn)動(dòng)員滑行前進(jìn)方向的一個(gè)右單步的時(shí)間，路程和速率等運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，之后對(duì)每名運(yùn)動(dòng)員每個(gè)時(shí)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，結(jié)果見表2。從各時(shí)相占整個(gè)單步滑行時(shí)間的比例關(guān)系來看，低速與高速滑行時(shí)，均以右外單最高，右內(nèi)單最低。低速滑行時(shí)，男、女單腳支撐時(shí)間占整個(gè)單步滑行時(shí)間的61.3%、57.1%，平刃滑行時(shí)間占整個(gè)單步滑行時(shí)間的41.9%、40.9%，內(nèi)外刃單腳蹬地時(shí)間占整個(gè)單步滑行時(shí)間的40.9%、38.1%。高速滑行時(shí)，男、女單腳支撐時(shí)間占整個(gè)單步滑行時(shí)間的56.4%、52.8%，平刃滑行時(shí)間占整個(gè)單步滑行時(shí)間的33.3%、34.1%，內(nèi)外刃單腳蹬地時(shí)間占整個(gè)單步滑行時(shí)間的43.6%、40.3%。即隨著滑行速率的提高，單腳支撐時(shí)間變短，平刃滑行時(shí)間比例降低，但內(nèi)外刃動(dòng)力推進(jìn)時(shí)相所占的時(shí)間比例則大幅度提高（P<0.05）。另外，除高速滑行時(shí)的平刃滑行時(shí)間外，單步支撐與內(nèi)外刃單腳蹬地時(shí)間占整個(gè)單步滑行的時(shí)間比例，低速與高速滑行時(shí)皆為男性大于女性，且具有顯著性差異（P<0.05）。endprint

從各時(shí)相滑行路程占整個(gè)單步滑行路程的比例關(guān)系來看，低速與高速滑行時(shí)，均以右外單最高，右內(nèi)單最低。低速滑行時(shí)，男、女單腳支撐滑行路程占整個(gè)單步滑行路程的65.2%、62.9%，平刃滑行路程占整個(gè)單步滑行路程的42.0%、44.4%，內(nèi)外刃單腳蹬地滑行路程占整個(gè)單步滑行路程的43.6%、39.4%。高速滑行時(shí)，男、女單腳滑行路程占整個(gè)單步滑行路程的58.9%、55.0%，平刃滑行路程占整個(gè)單步滑行路程的32.2%、33.1%，內(nèi)外刃單腳蹬地滑行路程占整個(gè)單步滑行路程的46.2%、42.5%。即隨著滑行速率的提高，單腳支撐滑行時(shí)間變短，平刃滑行路程比例降低；但內(nèi)外刃動(dòng)力推進(jìn)滑行路程所占的比例則有大幅度提高（P<0.05）。另外，除平刃滑行路程外，單步支撐滑行與內(nèi)外刃單腳蹬地路程占整個(gè)單步滑行路程的比例，低速與高速滑行時(shí)皆為男性大于女性，且具有顯著性差異（P<0.05）。

從各時(shí)相內(nèi)的平均速率來看，低速與高速滑行時(shí)，男女各時(shí)相平均速率從大至小的順序皆為右內(nèi)單、右外單、右平單、右平雙、右內(nèi)雙，即內(nèi)刃動(dòng)力推進(jìn)階段的平均速率要高于外刃動(dòng)力推進(jìn)階段，且單腳支撐階段的平均速率要高于雙腳支撐階段；但從整體看，各時(shí)相的平均速率變化不大。另外，低速與高速滑行時(shí)皆為男性大于女性，且具有顯著性差異（P<0.05）。

2.1.2 雙蹬技術(shù)滑行腿一個(gè)單步髖、膝、踝3個(gè)關(guān)節(jié)的角度變化軌跡

慢速狀態(tài)下支撐腿關(guān)節(jié)角度變化的數(shù)據(jù)能夠較好地分析雙蹬技術(shù)的身體姿態(tài)情況。圖3中3條線分別代表男女支撐腿踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)變化軌跡。從所測(cè)數(shù)據(jù)可知，男子踝關(guān)節(jié)最小角度為65.1 °，最大角度為113.9 °，女子踝關(guān)節(jié)最小角度為64.9 °，最大角度為114.6 °，都出現(xiàn)在右內(nèi)雙階段；男子膝關(guān)節(jié)角度最大為153.2 °，女子最大為154.6 °，均出現(xiàn)在右內(nèi)雙階段，男子最小膝關(guān)節(jié)角度為99.8 °，出現(xiàn)在右平雙階段。女子最小膝關(guān)節(jié)角度為100.1 °，出現(xiàn)在右外單階段；男子髖關(guān)節(jié)最小角度為67.0 °，最大角度為160.0 °，分別出現(xiàn)在右內(nèi)雙開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻。女子最小角度為66.1 °，出現(xiàn)在右內(nèi)單時(shí)相的前部，最大角度為150.2 °，同樣出現(xiàn)在右內(nèi)單階段的結(jié)束部分。

2.2 雙蹬技術(shù)動(dòng)作的動(dòng)力學(xué)測(cè)試結(jié)果

2.2.1 足底壓力的時(shí)間變化規(guī)律

受試者慢速與快速滑行時(shí)足底壓力的時(shí)間變化曲線如圖4所示。由圖可知，不同滑速下足底壓力時(shí)間變化曲線的形狀大致相同，且均呈雙峰形。從一個(gè)完整的單步5個(gè)時(shí)相來看，首先，第1個(gè)波峰之前的一段時(shí)間內(nèi)，足底壓力隨時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)較小的增幅，此為右平雙階段。接著，足底壓力時(shí)間變化曲線出現(xiàn)第1個(gè)波峰，且波峰的形成時(shí)間較長(zhǎng)，為右外單階段。其次，足底壓力在較短的時(shí)間內(nèi)由波峰快速降至波谷，為右平單階段，此時(shí)足底壓力的波谷值出現(xiàn)低于受試者體重的現(xiàn)象。隨后，足底壓力在較短的時(shí)間內(nèi)由波谷值快速升至第2次波峰值，為右內(nèi)單階段。尤其是受試者快速滑行時(shí)，足底壓力時(shí)間曲線的第2次波峰值明顯高于第1波峰值（右內(nèi)單階段）。最后，足底壓力由第2波峰值又迅速下降至腳部剛觸地時(shí)水平，此為右內(nèi)雙階段，且此時(shí)恰好對(duì)應(yīng)左平雙階段。即一個(gè)完整的單步滑行動(dòng)作包括內(nèi)外刃的2次蹬動(dòng)動(dòng)作，由此獲得了2次推進(jìn)力。而且，由外刃主導(dǎo)的第1次蹬動(dòng)動(dòng)作的作用時(shí)間較長(zhǎng)，起到維持現(xiàn)有速度與延長(zhǎng)單腳支撐時(shí)間的作用；由內(nèi)刃主導(dǎo)的第2次蹬動(dòng)動(dòng)作的作用時(shí)間較短，下肢運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)爆發(fā)用力，因而獲得了更大的前進(jìn)速度。受試者足底壓力的時(shí)間變化曲線與雙蹬技術(shù)的動(dòng)作結(jié)構(gòu)相符。

2.2.2 足底壓力中心位移變化

足底壓力中心（center of foot pressure，CFP）隨支撐時(shí)間變化往復(fù)移動(dòng)會(huì)在支撐期形成一條足底壓力中心（如圖5所示），足底壓力中心變化規(guī)律可反映不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下足底受力的位置變化與壓力分布特征[3]。

受試者低速與高速滑行時(shí)足底壓力中心的位移距離（X軸與Y軸位移）變化見表3。由表3可知，男女受試者右單步與五時(shí)相的足底壓力中心X軸、Y軸位移距離，低速滑行時(shí)均大于高速滑行時(shí)，且具有顯著性差異（P<0.05）。即滑行速度越快，足底壓力中心的變化幅度越小，身體重心越趨于穩(wěn)定，且足底壓力中心的前移趨勢(shì)越明顯。另外，低速與高速滑行時(shí)，男女受試者右單步與五時(shí)相的足底壓力中心X軸、Y軸位移距離，皆為男性大于女性，但無顯著性差異（P>0.05）。各時(shí)相足底壓力中心位移距離相比，男女受試者X軸與Y軸位移變化幅度從大至小的順序皆為右內(nèi)單、右平單、右外單、右平雙、右內(nèi)雙，即足底壓力中心位移距離單腳支撐階段大于雙腳支撐階段，內(nèi)刃滑行階段大于外刃滑行階段。

2.2.3 足底壓力各區(qū)的著離地時(shí)間特征

為便于研究足底壓力的分布與傳導(dǎo)特征，通常將足底分為前、中、后3個(gè)區(qū)。進(jìn)一步細(xì)分為：足后區(qū)外側(cè)（1區(qū)）與內(nèi)側(cè)（2區(qū)），代表足跟部；足中區(qū)（3區(qū)），代表足弓部；足前區(qū)外側(cè)（4區(qū)，代表第4、5跖趾關(guān)節(jié)部）、中部（5區(qū)，代表第2、3跖趾關(guān)節(jié)部）與內(nèi)側(cè)（6區(qū)，代表第一跖趾關(guān)節(jié)部）。反映足底不同區(qū)域著地與離地順序的足底特定區(qū)域著地與離地時(shí)間測(cè)量值見表4。由表4可知，低速與高速滑行時(shí)，男、女受試者足底各區(qū)開始著地時(shí)間，以1區(qū)測(cè)量值最小，2區(qū)測(cè)量值其次，3區(qū)測(cè)量值與4、5、6三區(qū)中某兩區(qū)的測(cè)量值接近。男、女受試者足底各區(qū)開始離地時(shí)間，以2、3區(qū)測(cè)量值最小，1、4區(qū)測(cè)量值接近且居中， 5、6區(qū)測(cè)量值最大。即速度輪滑一個(gè)完整的單步首先是足跟部著地，之后由足中區(qū)過渡至全足；離地時(shí)足部先內(nèi)翻，前腳掌外側(cè)離地，之后內(nèi)側(cè)離地。

3 分析與討論

3.1 雙蹬技術(shù)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分析

3.1.1 雙蹬技術(shù)動(dòng)作的技術(shù)特征分析

由圖4可見，支撐腿關(guān)節(jié)角度變化規(guī)律基本接近。在右平雙和右外單階段，運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)時(shí)間基本維持身體姿態(tài)，各關(guān)節(jié)角度變化不大，此時(shí)運(yùn)動(dòng)員需要很好的保持各關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。在右外單結(jié)束時(shí)刻，各關(guān)節(jié)角度開始產(chǎn)生變化，進(jìn)入右內(nèi)單階段，各關(guān)節(jié)角度迅速變小，繼而在進(jìn)入右內(nèi)雙階段出現(xiàn)最大的轉(zhuǎn)折，各關(guān)節(jié)角度迅速變大，直到達(dá)到最大值。尤其是髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)變化最為明顯。右內(nèi)單和右外單2個(gè)時(shí)相中，各關(guān)節(jié)角度劇烈變化說明，此時(shí)運(yùn)動(dòng)員為主要產(chǎn)生動(dòng)力階段。右外單階段，各關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)也出現(xiàn)明顯變化，但相比之下，變化較小。endprint

滑行類運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目均強(qiáng)調(diào)運(yùn)動(dòng)員合理地利用體重來完成技術(shù)動(dòng)作[4-5]。傳統(tǒng)滑冰運(yùn)動(dòng)員任何有效的動(dòng)作均是通過冰刀刀刃與光滑冰面的相互作用得以實(shí)現(xiàn)，在技術(shù)使用時(shí)要求滑行腿著地后按照一個(gè)方向一直蹬下去，直至離開地面，強(qiáng)調(diào)“極限”效果，即深蹲遠(yuǎn)蹬，從右內(nèi)雙階段的各關(guān)節(jié)變化曲線也能看到此趨勢(shì)；但速度輪滑的滑輪在摩擦力很大的地面上滑行時(shí)，這種可能性就會(huì)受到限制。原因在于：深蹲遠(yuǎn)蹬至一定程度時(shí)，運(yùn)動(dòng)員無法獲得類似冰刀蹬冰一樣的理想動(dòng)力，反而會(huì)增加無用功的比例。另外，與傳統(tǒng)滑行技術(shù)相比，雙蹬技術(shù)滑行時(shí)支撐腿不僅要支撐身體，它還增加了一個(gè)外刃蹬地的動(dòng)作，滑行腿在右外單階段腳落地后經(jīng)外刃向另一條腿方向蹬后，又有一個(gè)向內(nèi)拖拽的階段，以便經(jīng)平刃滑行轉(zhuǎn)至內(nèi)刃蹬地，再離開地面。這個(gè)向另一條腿蹬的動(dòng)作產(chǎn)生一個(gè)更靠近或超過身體中線的推力（此腿的反方向）直至最大位移處，彌補(bǔ)了輪滑滑行很難完成的、傳統(tǒng)的、較為費(fèi)力的低膝屈曲動(dòng)作，因而提升了滑行效率。這種下肢各關(guān)節(jié)角度“非極限性”的蹬伸做功能較好地調(diào)控身體姿態(tài)，以應(yīng)變變化性極大的輪滑比賽，從而做出符合輪滑鞋這種特殊器械下做出最大限度地蹬動(dòng)幅度和滑行位移。運(yùn)動(dòng)員在不用有意進(jìn)行深蹲遠(yuǎn)蹬的情況下，就能有效地增加蹬動(dòng)距離，進(jìn)而把消極的自由滑行階段變成積極的加速階段[3，6]。

3.1.2 雙蹬技術(shù)動(dòng)作的時(shí)空參數(shù)變化分析

隨著滑行速度的提高，單腳支撐時(shí)間與滑行時(shí)間均變短，平刃滑行時(shí)間比例降低，但內(nèi)外刃動(dòng)力推進(jìn)時(shí)相所占的時(shí)間與路程比例均大幅度地提高，尤其是內(nèi)刃蹬地的增加幅度更為明顯。單腳支撐時(shí)間的縮短和雙腳支撐時(shí)間的相對(duì)延長(zhǎng)，能夠在某種程度上說明為了追求更快的速度，雙腳需要提高步頻來實(shí)現(xiàn)更多的動(dòng)力形成時(shí)間，自然導(dǎo)致雙腳支撐時(shí)間比例相對(duì)增大。傳統(tǒng)思想認(rèn)為右平單階段是一個(gè)非常快速地由外刃滑行向內(nèi)刃滑行過渡的階段[7]，但從本研究的測(cè)試結(jié)果來看，這一階段所占的時(shí)間比例并不小。尤其是當(dāng)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)，此時(shí)相占整個(gè)單步的時(shí)間比例會(huì)更大。分析認(rèn)為，應(yīng)該是運(yùn)動(dòng)員為了維持身體平衡，轉(zhuǎn)換身體重心，合理利用體重蹬地造成的，而且，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員想要滑得更快時(shí)，需要外刃快速變內(nèi)刃，以便快速形成身體對(duì)地面的更大的推力，這樣就自然減少了平刃滑行這一非動(dòng)力獲得階段的時(shí)間比例。低速狀態(tài)下單腳支撐外刃變內(nèi)刃時(shí)，運(yùn)動(dòng)員外刃蹬地階段略長(zhǎng)于內(nèi)刃蹬地階段，且隨著速度的提高，雙蹬技術(shù)對(duì)內(nèi)刃蹬地技術(shù)的應(yīng)用則在提高，即內(nèi)刃蹬地（push）在滑行技術(shù)中越來越重要，外刃蹬地（under push）這一技術(shù)環(huán)節(jié)則在提高速度時(shí)較內(nèi)刃蹬地起到的作用小。前人研究也認(rèn)為，在強(qiáng)調(diào)提高速度時(shí)，傳統(tǒng)蹬地動(dòng)作在滑行技術(shù)中發(fā)揮著主導(dǎo)作用，而外刃推地則對(duì)滑行速度的保持起到一定作用。即其一方面維持發(fā)力，一方面對(duì)肌肉放松和協(xié)調(diào)整個(gè)身體起一定作用[8]；另外，右內(nèi)單時(shí)間在慢速狀態(tài)下和快速狀態(tài)下的鮮明對(duì)比能夠說明，單腳支撐更有利于運(yùn)動(dòng)員的肌肉放松，而在高速狀態(tài)下右內(nèi)單時(shí)間的顯著延長(zhǎng)，進(jìn)一步證明了內(nèi)刃蹬地是雙蹬技術(shù)的主要?jiǎng)恿碓碵9]。

通過對(duì)運(yùn)動(dòng)員各時(shí)相的速度變化分析，內(nèi)刃動(dòng)力推進(jìn)階段的平均速度要高于外刃動(dòng)力推進(jìn)階段，且單腳支撐階段的平均速度要高于雙腳支撐階段。整體來看，各時(shí)相平均速度的變化不大，說明與傳統(tǒng)滑行技術(shù)的速度變化相比，雙蹬技術(shù)表現(xiàn)出相對(duì)較小的振幅[10]。雙蹬技術(shù)中支撐腿在滑行時(shí)外刃和內(nèi)刃的2次蹬地能使身體獲得相對(duì)均勻的推進(jìn)力，有利于保持和增加速度，并且速度相對(duì)穩(wěn)定，從而有利于運(yùn)動(dòng)員保持身體動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，便于根據(jù)比賽情況的變化調(diào)整相應(yīng)的滑行方案[11]。

3.2 雙蹬技術(shù)動(dòng)作的動(dòng)力學(xué)特征分析

3.2.1 雙蹬技術(shù)動(dòng)作的力學(xué)分析

輪滑運(yùn)動(dòng)員滑行時(shí)，盡管身體總的前進(jìn)方向是固定的，但身體重心即刻速度方向是動(dòng)態(tài)變化的。即輪滑的技術(shù)特性決定了浮足著地后的滑行方向是可以選擇的[12]。對(duì)速度輪滑雙蹬技術(shù)進(jìn)行力的分解與合成研究，有利于將該項(xiàng)目動(dòng)態(tài)復(fù)雜的技術(shù)動(dòng)作簡(jiǎn)化。由圖6可知，右腳外刃靜摩擦力f右外1與左腳靜摩擦力f左內(nèi)1的方向相同，是f左內(nèi)的延續(xù)。這個(gè)動(dòng)作相當(dāng)于彎道的開步動(dòng)作，只是不連接交叉步，滑行的主要?jiǎng)恿κ莊左內(nèi)。從右腳的滑行軌跡上看，從右平雙到右外單階段，身體在f左內(nèi)和f右外的連續(xù)作用后相對(duì)于滑足向右移動(dòng)，而右腳則向左后方蹬地。這2個(gè)階段是輪滑雙蹬技術(shù)動(dòng)作與傳統(tǒng)輪滑技術(shù)動(dòng)作的最大區(qū)別階段，即右腳外刃向左偏后方向蹬地階段。此時(shí)的身體重心在外刃蹬地靜摩擦力的作用下，由右腳的上方相對(duì)于右腳向右移動(dòng)，同時(shí)推動(dòng)身體向右側(cè)前方做加速運(yùn)動(dòng)[13]，然后，身體獲得的動(dòng)能在右平單階段進(jìn)行釋放。盡管f右外數(shù)值較小，但它的存在改變了右腳著地后只能做減速慣性滑行的局面，這也是雙蹬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與合理性的關(guān)鍵所在。右平蹬階段是外刃轉(zhuǎn)平刃克服阻力慣性滑行階段，即2次蹬地后的慣性滑進(jìn)階段，此時(shí)身體重心從右腳的右方相對(duì)移動(dòng)到右腳的上方。此階段與傳統(tǒng)滑法的外刃著地后向平刃轉(zhuǎn)換并克服阻力滑行是一樣的。右平單階段，由于右腿肌群的彈收，使輪子對(duì)地面的壓力減少。右內(nèi)單和右內(nèi)雙階段，身體重心從之前的右腳上方向左移動(dòng)，此時(shí)和傳統(tǒng)滑法的平刃轉(zhuǎn)內(nèi)刃蹬地動(dòng)作是一樣的。由于右腿肌群的彈蹬，使輪子對(duì)地面的壓力增加。f右內(nèi)和f左內(nèi)是左右腳對(duì)稱的內(nèi)刃蹬地時(shí)對(duì)應(yīng)的靜摩擦力。

3.2.2 雙蹬技術(shù)動(dòng)作的足底壓力變化分析

速度輪滑項(xiàng)目中復(fù)雜多變的技術(shù)動(dòng)作的改變，是經(jīng)受試者足部與地面間相互作用力的改變而得以實(shí)現(xiàn)的[14]。在足底壓力時(shí)間曲線上，第1波峰與第2個(gè)波峰時(shí)間差為受試者的單腳支撐時(shí)間長(zhǎng)度，這一時(shí)間長(zhǎng)短可反映受試者滑行步頻的快慢。通過對(duì)圖6中2個(gè)速度下2條曲線的分析可知，同一名運(yùn)動(dòng)員隨著滑行速度的增加，峰值壓力減小，單支撐時(shí)間縮短，步頻增加，說明與步長(zhǎng)這一因素相比，步頻是提高速度輪滑雙蹬技術(shù)滑行速度的主要因素。另一方面，“一蹬（外刃蹬地）”作用的時(shí)間較長(zhǎng)，主要起到維持現(xiàn)有滑行速度的作用，并延長(zhǎng)單腳支撐的時(shí)間；“二蹬（內(nèi)刃蹬地）”作用時(shí)間較短，能充分發(fā)揮下肢肌群的爆發(fā)力，進(jìn)而獲得比“一蹬”更大的加速。由此說明，雙蹬技術(shù)以“二蹬”為主[5]。在“一蹬”與“二蹬”之間有一個(gè)低于體重的力值波谷，這種低谷式的體重壓力減少了地面的摩擦力，有利于降低“一蹬”與“二蹬”之間的速度損失，維持已有的滑行速度，同時(shí)也是運(yùn)動(dòng)員輪滑變?nèi)械闹匾{(diào)整階段。此時(shí)，需要運(yùn)動(dòng)員合理地利用腰腹力量，產(chǎn)生類似身體輕微“滯空”的滑行狀態(tài)，這也可以解釋在速度輪滑訓(xùn)練中體重蹬地這一技術(shù)的重要性。即在蹬動(dòng)結(jié)束時(shí)要迅速降低體重壓力，開始蹬動(dòng)時(shí)又要迅速增加體重壓力。在單支撐階段，人體各部分既處于用力蹬地的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，又處于調(diào)整身體重心的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)[15]。endprint

運(yùn)動(dòng)員滑行速度越快，足底壓力中心的變化幅度越小，身體重心越趨于穩(wěn)定，且足底壓力中心的前移趨勢(shì)越明顯。說明運(yùn)動(dòng)員在追求速度時(shí)，不是通過更多的遠(yuǎn)蹬，而是依靠頻繁的變換內(nèi)外刃蹬地來完成，這完全符合雙蹬技術(shù)的特點(diǎn)，也為輪滑項(xiàng)目提高速度時(shí)不必深蹲遠(yuǎn)蹬找到了好的解決方案，從而驗(yàn)證了雙蹬技術(shù)在輪滑項(xiàng)目中的合理性[16]。另外，由各時(shí)相內(nèi)足底壓力中心X軸與Y軸位移變化幅度可知，運(yùn)動(dòng)員單腳支撐時(shí)變化幅度相對(duì)較大，有利于運(yùn)動(dòng)員快速蹬地，形成動(dòng)力；然而，在雙腳支撐時(shí)，運(yùn)動(dòng)員身體重心不便轉(zhuǎn)化太快，自然蹬地幅度也會(huì)相對(duì)變小。內(nèi)刃滑行時(shí)壓力中心變化位移較外刃滑行時(shí)大，說明內(nèi)刃滑行時(shí)身體能夠做出更大幅度的動(dòng)作變化，有利于產(chǎn)生更大的身體推進(jìn)力。足底各區(qū)著、離地時(shí)間特征表明著地時(shí)，首先是足跟部，之后由足中區(qū)過渡至全足，離地時(shí)足部先內(nèi)翻，前腳掌外側(cè)離地，之后內(nèi)側(cè)離地。這驗(yàn)證了雙蹬技術(shù)動(dòng)作時(shí)相劃分的科學(xué)性，也為輪滑運(yùn)動(dòng)員學(xué)習(xí)雙蹬技術(shù)提供了理論參考。

3.3 雙蹬技術(shù)動(dòng)作的生物學(xué)特征分析

傳統(tǒng)技術(shù)的自由滑行時(shí)，下肢肌群不僅為推動(dòng)身體前進(jìn)提供動(dòng)力源，而且過多地處于支撐體重的靜力緊張狀態(tài)下，這種肌群的等長(zhǎng)收縮會(huì)在不提升滑行速度的情況下進(jìn)行代謝，過早地消耗很多的能量，并導(dǎo)致乳酸的堆積，從而產(chǎn)生疲勞[13]。通過對(duì)下肢關(guān)節(jié)角度變化分析可知雙蹬滑行時(shí)下肢靜力支撐的時(shí)間比例相對(duì)較小，運(yùn)動(dòng)員下肢肌群進(jìn)行有規(guī)律的，收縮與舒張交替放松的動(dòng)態(tài)工作，從而能夠延遲肌肉疲勞的產(chǎn)生。同時(shí)，雙蹬技術(shù)延長(zhǎng)了浮動(dòng)擺腿的時(shí)間，可以使部分肌群，尤其是大腿部肌群做功后有相對(duì)更長(zhǎng)的放松時(shí)間，從而能有效地緩解肌肉疲勞[17]。當(dāng)然，這也要求運(yùn)動(dòng)員具備良好的協(xié)調(diào)和控制能力，使沿運(yùn)動(dòng)軸呈對(duì)稱分布的肌群做快速的、要求相對(duì)力量較高的收縮。由于完成2次蹬動(dòng)，使用雙蹬技術(shù)時(shí)參與做功的腿部肌群要比使用傳統(tǒng)滑行技術(shù)時(shí)多。由外刃蹬地經(jīng)平刃自由滑行到內(nèi)刃蹬地，下肢小腿和大腿部要做一個(gè)內(nèi)收再到外展的過程，而傳統(tǒng)的滑行在滑行腳著地后很少會(huì)做踝部?jī)?nèi)收和大腿內(nèi)收的動(dòng)作。這就要求運(yùn)動(dòng)員下肢除了做傳統(tǒng)滑行時(shí)的屈伸和外展，踝部和大腿部?jī)?nèi)收肌群也要提高參與主動(dòng)做功的比例。肌肉的這種工作方式不僅有利于肌肉彈性能量的發(fā)揮，還會(huì)發(fā)生類似肌肉牽張反射的生理學(xué)效應(yīng)，有利于神經(jīng)肌肉系統(tǒng)興奮與抑制的轉(zhuǎn)換，對(duì)運(yùn)動(dòng)員肌群的隨意放松起到很好的調(diào)節(jié)作用[18]。綜上所述，雙蹬技術(shù)在要求運(yùn)動(dòng)員具備很高的身體協(xié)調(diào)能力的基礎(chǔ)上，能夠使運(yùn)動(dòng)員有效地發(fā)揮體重蹬地技術(shù)產(chǎn)生動(dòng)力，并能充分利用動(dòng)能勢(shì)能良性轉(zhuǎn)化和共振原理，用較少的能量擺動(dòng)，保持與獲得更快的滑行速度。

4 結(jié)論

速度輪滑雙蹬技術(shù)具有明顯的2次蹬動(dòng)技術(shù)特征，與傳統(tǒng)滑行技術(shù)相比，盡管內(nèi)刃蹬地使運(yùn)動(dòng)員獲得加速度的效果更加明顯，但額外的外刃蹬地不僅能使運(yùn)動(dòng)員克服傳統(tǒng)技術(shù)慣性滑行時(shí)的身體降速現(xiàn)象，還能夠產(chǎn)生有效的動(dòng)力加速。另外，運(yùn)動(dòng)員通過提高內(nèi)外刃滑行時(shí)間占單步滑行總時(shí)間的比例和增加步頻來更好地利用體重產(chǎn)生蹬地動(dòng)力，從而節(jié)省體能消耗，延緩疲勞的產(chǎn)生，因此，雙蹬技術(shù)是一種既高效又節(jié)能的滑行技術(shù)，其它滑行類項(xiàng)目訓(xùn)練時(shí)可從中尋求借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 常莉彬.對(duì)速度輪滑雙蹬技術(shù)結(jié)構(gòu)的分析[J].吉林體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，22（1）：58.

[2] 孫顯墀，孫一.對(duì)速度輪滑直道雙蹬技術(shù)的探討[J]. 冰雪運(yùn)動(dòng)，2006（6）：29.

[3] BOBBERT M F， SCHAMHARDT H C， NIGG B M. Calculation of vertical ground reaction force estimates during running from positional data[J]. J Biomech，1991，24（12）：1095.

[4] BOER R W D ，SCHERMERHORN P ，GADEMAN J ，et al. Characteristic stroke mechanics of elite and trained male speed skaters[J].International Journal of Sport Biomechanics，1986，2（3）：175.

[5] 紀(jì)仲秋，姜桂萍，王小虹. 短道速度滑冰技術(shù)動(dòng)作分析[J]. 中國(guó)體育科技，2002，38（2）：56.

[6] 程國(guó)慶，陳民盛，王小虹. 速滑直道滑行技術(shù)：滑跑時(shí)間的生物力學(xué)分析[J]. 冰雪運(yùn)動(dòng)，1988（3）：53.

[7] BARRY PUBLOW. Double-push Skating[M]. CAN： The Mystery Revealed， 1998：32-56.

[8]孫一. 2009年世界速度輪滑錦標(biāo)賽場(chǎng)地比賽的關(guān)鍵滑跑技術(shù)分析[J]. 體育學(xué)刊，2010，17（7）：72.

[9] 王海，牛立學(xué)，梁軍等. 速度輪滑運(yùn)動(dòng)員下肢支撐能力的訓(xùn)練方法[J]. 冰雪運(yùn)動(dòng)，2007，29（1）：37.

[10] 陶玉晶，張強(qiáng). 第9～11屆全運(yùn)會(huì)速滑比賽成績(jī)的比較研究[J]. 體育學(xué)刊，2011，18（2）：112.

[11] 王義智，楊春媛.速度輪滑訓(xùn)練對(duì)速度滑冰項(xiàng)目的影響及作用[J]. 冰雪運(yùn)動(dòng)，2009，31（3）：46.

[12] SRINIVASAN J， BALASUBRAMANIAN V. Low back pain and muscle fatigue due to road cycling：An SEMG study[J]. Journal of Bodywork and Movement Therapies， 2007， 11（3）： 260.

[13] 張洪順，王今越.離合式輪滑鞋替代固定式輪滑鞋的可能性研究[J]. 天津體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，20（3）：57.

[14] 李巧玲. 速度滑冰與速度輪滑技術(shù)及訓(xùn)練相互借鑒的思考[J]. 冰雪運(yùn)動(dòng)，2008，30（4）：5.

[15]費(fèi)瑛，常青. 速度輪滑雙蹬技術(shù)的分析與訓(xùn)練[J]. 遼寧體育科技，2008，30（5）：58.

[16] 李春雷，楊中軍，馮毛弟.中國(guó)國(guó)家蹦床隊(duì)運(yùn)動(dòng)員髖、膝關(guān)節(jié)屈伸肌群力量特征分析[J]. 北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，35（6）：113.

[17] DISSELHORSTKLOG C， SCHMITZRODE T， RAU G. Surface electromyography and muscle force： limits in SEMG-force relationship and new approaches for applications[J]. Clinical Biomechanics， 2008， 24（3）：225.

[18] 袁艷，吳貽剛，蘇彥炬，等. 不同頻率振動(dòng)刺激和負(fù)重條件下半蹲運(yùn)動(dòng)中小腿肌群表面肌電活動(dòng)特征研究[J]. 天津體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，27（4）：287.endprint