里約奧運(yùn)會(huì)選拔賽中呂小軍抓舉技術(shù)分析

常鵬飛， 劉 金， 朱厚偉， 劉功聚， 潘慧炬

(1.浙江師范大學(xué) 體育與健康科學(xué)學(xué)院，浙江 金華 321004， 2.浙江體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 311231)

舉重是古代奧運(yùn)會(huì)與現(xiàn)代奧運(yùn)會(huì)的經(jīng)典比賽項(xiàng)目，同時(shí)也是我國(guó)競(jìng)技體育的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目.多年來，我國(guó)的舉重運(yùn)動(dòng)事業(yè)不斷發(fā)展，刷新了多項(xiàng)世界紀(jì)錄，無論是男子項(xiàng)目還是女子項(xiàng)目，均處于世界領(lǐng)先地位[1].舉重分抓舉和挺舉2個(gè)項(xiàng)目，抓舉既是正式舉重比賽中的第一個(gè)項(xiàng)目，同時(shí)也是更加依賴于技術(shù)應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新的項(xiàng)目[2].因此，抓舉技術(shù)一直以來都是舉重運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的重、難點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員在抓舉中的技術(shù)發(fā)揮也引起包括教練員在內(nèi)的所有人的關(guān)注，特別是在小級(jí)別的比賽中.經(jīng)過幾十年的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)舉重運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練理論越來越科學(xué)化、系統(tǒng)化，訓(xùn)練方法不斷豐富、日趨完善，尤其針對(duì)抓舉技術(shù)，科研人員持續(xù)探索、逐步創(chuàng)新，所以我國(guó)運(yùn)動(dòng)員在比賽中不斷挑戰(zhàn)極限、創(chuàng)造新的記錄[3].在接近人體承重極限時(shí)，運(yùn)動(dòng)員除了要具備專項(xiàng)的力量素質(zhì)外，還要能夠熟練運(yùn)用符合生物力學(xué)規(guī)律的舉重技術(shù)才能完成抓舉，包括發(fā)力、關(guān)節(jié)打開的時(shí)機(jī)和角度等，不同動(dòng)作階段的轉(zhuǎn)換節(jié)奏及對(duì)身體重心的控制將直接決定最后的試舉是否成功及比賽成績(jī).呂小軍是奧運(yùn)會(huì)冠軍，同時(shí)也是男子77 kg級(jí)抓舉(176 kg)和總成績(jī)(380 kg)2項(xiàng)世界紀(jì)錄的保持者，故對(duì)他的動(dòng)作進(jìn)行分析意義重大.頂級(jí)舉重運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)特征具有極其重要的研究?jī)r(jià)值，因?yàn)檫@是目前在最接近人類極限的條件下所表現(xiàn)出來的動(dòng)作特征.

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究主要是對(duì)倫敦奧運(yùn)會(huì)冠軍、世界紀(jì)錄保持者呂小軍(基本信息見表1)在2016年全國(guó)男子舉重錦標(biāo)賽(里約奧運(yùn)會(huì)選拔賽)上成功試舉的動(dòng)作進(jìn)行了錄像獲取、觀察,并應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的解析，針對(duì)其中反映出來的差異性指標(biāo)進(jìn)行了分析，并與其在2011年全國(guó)舉重冠軍賽中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析.運(yùn)動(dòng)員抓舉技術(shù)水平可以從杠鈴運(yùn)行狀態(tài)中反映出來.

表1 運(yùn)動(dòng)員基本信息

1.2 研究方法

1.2.1 專家訪談法

對(duì)工作在舉重訓(xùn)練一線的教練員和運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了實(shí)地訪談，了解當(dāng)前正在使用的常見訓(xùn)練方法和訓(xùn)練要點(diǎn)，親自近距離地觀察了當(dāng)前常見的抓舉動(dòng)作及分解動(dòng)作；同時(shí)，也請(qǐng)教了針對(duì)抓舉有過相關(guān)研究的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者，進(jìn)一步完善了本實(shí)驗(yàn)的研究方法和研究?jī)?nèi)容.

1.2.2 三維定點(diǎn)攝像測(cè)量法

在比賽場(chǎng)地架設(shè)SONY DCR-HC52E和Panasonic NV-GS55數(shù)碼攝像機(jī)各一臺(tái)，按照三維攝像測(cè)量的要求使2臺(tái)攝像機(jī)主光軸通過舉重臺(tái)中心，并且使兩光軸之間的夾角大約為90°.攝像機(jī)在預(yù)定位置固定、調(diào)整完畢后，將錄像頻率設(shè)定為25幀/s，用PEAK三維標(biāo)定框架對(duì)比賽中運(yùn)動(dòng)員大致的活動(dòng)范圍進(jìn)行標(biāo)定，完成后固定這兩臺(tái)攝像機(jī)的位置，并且保持相關(guān)的拍攝條件不變，保證設(shè)備在不受任何干擾的情況下拍攝到呂小軍在比賽中試舉的全程動(dòng)作.具體如圖1所示.

1.2.3 三維運(yùn)動(dòng)圖像解析法

使用德國(guó)的SIMI°Motion 7.50三維運(yùn)動(dòng)解析系統(tǒng)對(duì)呂小軍的抓舉動(dòng)作影像進(jìn)行計(jì)算分析，使用的解析采樣頻率為50 Hz，平滑處理中采用6 Hz低通濾波平滑，使用DLT(direct linear transformation)計(jì)算空間坐標(biāo).

圖1 PEAK三維標(biāo)定框架圖

2 抓舉動(dòng)作階段劃分

對(duì)于整個(gè)動(dòng)作階段的劃分方法有很多,有學(xué)者將其分解為6個(gè)時(shí)相、5個(gè)階段.分別為：開始提鈴時(shí)相，開始引膝時(shí)相，開始發(fā)力時(shí)相，杠鈴慣性上升至最高點(diǎn)時(shí)相，下蹲至最低點(diǎn)時(shí)相，上舉至最高點(diǎn)時(shí)相；提鈴階段，引膝階段，發(fā)力階段，下蹲支撐階段，上舉階段[4].本研究出于分析錄像資料和討論的方便，將呂小軍抓舉動(dòng)作劃分為6個(gè)階段,即:伸膝提鈴階段、引膝提鈴階段、發(fā)力階段、慣性上升階段、制動(dòng)支撐階段和接鈴?fù)瓿呻A段[5].

3 研究結(jié)果與分析

3.1 杠鈴上升最大高度及慣性上升高度

杠鈴上升最大高度是提鈴階段結(jié)束時(shí)杠鈴的高度，此時(shí)杠鈴重心在垂直方向上有相對(duì)地面的最大位移，它是評(píng)價(jià)發(fā)力效果的重要指標(biāo)[6];慣性上升高度是杠鈴經(jīng)歷其在垂直方向上的速度由最大逐漸變小到相對(duì)靜止這一過程所經(jīng)過的位移大小;最大相對(duì)高度是杠鈴重心相對(duì)于地面的高度與運(yùn)動(dòng)員身高的比值.一般來說，杠鈴上升最大高度、最大相對(duì)高度是在保證抓舉成功的前提下越小越好，而慣性上升高度則是越大越好.在抓舉同等重量的杠鈴時(shí)，杠鈴最大高度偏高不只反映出發(fā)力的不合理，同時(shí)也引起杠鈴下降的末速度變大從而增加接鈴難度，甚至可能導(dǎo)致試舉失??；另一方面，杠鈴最大高度較小也是運(yùn)動(dòng)員在發(fā)力階段發(fā)力經(jīng)濟(jì)的體現(xiàn)，意味著運(yùn)動(dòng)員可以在隨即的接鈴階段更好地發(fā)力，因?yàn)檫@一過程是在一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)完成的，在這樣短的時(shí)間內(nèi)，肌肉能夠做的總功是一定的，前后是相互影響、相互制約的，所以保證前后用力協(xié)調(diào)很重要.這兩點(diǎn)說明了在保證抓舉成功的基礎(chǔ)上杠鈴最大高度越小越利于后面接鈴的完成.相反地，慣性上升高度則是越大越好，慣性上升高度由杠鈴在抓舉發(fā)力動(dòng)作結(jié)束時(shí)所獲得的動(dòng)能決定的，發(fā)力結(jié)束時(shí)的末速度即慣性上升期杠鈴的初速度，這個(gè)速度越大，其最后達(dá)到的相對(duì)高度也更大，這些都為支撐接鈴的完成創(chuàng)造了良好條件；同時(shí)，慣性上升高度取決于運(yùn)動(dòng)員的發(fā)力速度和力值大小，因而學(xué)者都認(rèn)可這個(gè)位移的值越大是運(yùn)動(dòng)員擁有更好爆發(fā)力的明顯體現(xiàn)[7].見表2.

表2 呂小軍在2016年全國(guó)錦標(biāo)賽和2011年冠軍賽中關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)一覽表

注：2011年數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[6].

由表2可以看出，在杠鈴最大高度方面，2016年錦標(biāo)賽中呂小軍在抓舉170 kg和174 kg中都表現(xiàn)出比較小的數(shù)值，相比于2011年全國(guó)舉重冠軍賽中的相關(guān)數(shù)據(jù)有了減小.這說明呂小軍對(duì)于發(fā)力的控制能力有了增強(qiáng).更加值得關(guān)注的是在杠鈴慣性上升高度方面，本次比賽中兩種不同重量下的數(shù)值都表現(xiàn)出了與2011年全國(guó)舉重冠軍賽中數(shù)值的差異：成功抓舉174 kg時(shí)杠鈴慣性上升高度較同級(jí)別運(yùn)動(dòng)員的一般數(shù)值大，這種特征和他在2011年抓舉170 kg時(shí)類似；成功抓舉170 kg時(shí)杠鈴慣性上升高度屬于同級(jí)別的平均數(shù)值，與2011年相比有了明顯下降.之所以表現(xiàn)出這種差異,是因?yàn)閰涡≤姷募∪獗l(fā)力有了提高，發(fā)力能力增強(qiáng)，因而在2016年錦標(biāo)賽中表現(xiàn)出了比2011年時(shí)更強(qiáng)的對(duì)于170 kg的控制能力，直到抓舉174 kg時(shí)才出現(xiàn)接近極限重量下的力學(xué)特征.這種變化是呂小軍有能力挑戰(zhàn)更大抓舉重量的證據(jù)之一.

3.2 提鈴時(shí)期各階段的用時(shí)、杠鈴上升高度百分比

圖2 170 kg和174 kg下提鈴時(shí)期各階段用時(shí)、杠鈴上升高度百分比

關(guān)于抓舉提鈴時(shí)期各技術(shù)階段時(shí)間比這一指標(biāo)，有研究表明：56，62，69，77 kg這4個(gè)小級(jí)別項(xiàng)目中提鈴時(shí)期各技術(shù)階段的用時(shí)百分比的大小排列順序相同：伸膝提鈴階段百分比>慣性上升階段百分比>發(fā)力階段百分比>引膝提鈴階段百分比[8].通過對(duì)這次比賽錄像的分析可以發(fā)現(xiàn),呂小軍的動(dòng)作特征并不完全符合這一結(jié)論，他在成功抓舉170 kg時(shí),提鈴時(shí)期的各階段用時(shí)百分比大小的排列順序?yàn)椋荷煜ヌ徕忞A段百分比>發(fā)力階段百分比>慣性上升階段百分比>引膝提鈴階段百分比；同時(shí)，在這次試舉過程中提鈴時(shí)期各階段杠鈴上升高度百分比大小排列順序?yàn)椋荷煜ヌ徕忞A段百分比>發(fā)力階段百分比>慣性上升階段百分比>引膝提鈴階段百分比(見圖2).通過計(jì)算2項(xiàng)參數(shù)之比可以發(fā)現(xiàn),這與優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員普遍特征不符.分析認(rèn)為,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是170 kg的重量對(duì)于呂小軍已經(jīng)不具有挑戰(zhàn)性，因而他在抓舉170 kg時(shí)在神經(jīng)興奮性上有所降低而在動(dòng)作上呈現(xiàn)出用力方式的改變，同時(shí)綜合考慮在一般情況下優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作是定型的，動(dòng)作過程是機(jī)械式的，所以呂小軍此次抓舉發(fā)力的改變并非偶然.另一方面，將呂小軍在抓舉170 kg時(shí)發(fā)力階段的用時(shí)、杠鈴上升高度百分比與抓舉174 kg時(shí)的對(duì)應(yīng)數(shù)值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)抓舉170 kg時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)下降非常顯著，2項(xiàng)均是這樣.綜合分析可以判斷，2次試舉中呂小軍的發(fā)力方式有了顯著變化.這個(gè)發(fā)現(xiàn)與以往對(duì)于該重量級(jí)頂級(jí)運(yùn)動(dòng)員的研究結(jié)果差異明顯，至于這是呂小軍特有的還是可以進(jìn)行推廣的，抑或說，這種發(fā)力方式是否更科學(xué)，這個(gè)問題有待進(jìn)一步研究.

有研究認(rèn)為，發(fā)力階段杠鈴垂直方向上的輸出功率顯著高于伸膝提鈴階段杠鈴垂直方向上的輸出功率[9].數(shù)據(jù)顯示,呂小軍抓舉不同重量時(shí)都表現(xiàn)出了發(fā)力階段的杠鈴上升高度百分比數(shù)值較大，即對(duì)杠鈴做的機(jī)械功較大，而時(shí)間百分比的數(shù)值較?。幌鄬?duì)應(yīng)的，在伸膝提鈴階段杠鈴上升高度百分比的值較小，即對(duì)杠鈴做的機(jī)械功較小，而時(shí)間百分比的數(shù)值較大.功率是單位時(shí)間內(nèi)所做的功，計(jì)算得出發(fā)力階段的輸出功率高于伸膝提鈴階段杠鈴的輸出功率，這佐證了以往觀點(diǎn).

引膝提鈴發(fā)揮著承上啟下的作用，在這一過程中引膝要充分并要求動(dòng)作迅速流暢，這樣才能保證后續(xù)動(dòng)作的完成[10].同時(shí)，在保證膝關(guān)節(jié)屈膝充分的前提下，又能保證在該階段的用時(shí)百分比、杠鈴上升的高度百分比均比較低,就說明運(yùn)動(dòng)員的引膝和伸髖動(dòng)作比較合理[11].本次數(shù)據(jù)結(jié)果中,呂小軍抓舉170 kg和174 kg時(shí)在引膝提鈴階段膝關(guān)節(jié)最小角度分別為114.0°和115.4°.可以判斷出在引膝提鈴階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)符合以上原則，參考用時(shí)百分比，尤其是174 kg抓舉中引膝提鈴階段的用時(shí)百分比僅為7.69%，杠鈴上升高度比僅為8.18%，可以判斷其引膝和伸髖動(dòng)作比較合理.

3.3 速度曲線

3.3.1 垂直速度-時(shí)間曲線

圖3 呂小軍抓舉170 kg,174 kg時(shí)杠鈴的垂直速度曲線

杠鈴速度以杠鈴重心的速度為準(zhǔn)，杠鈴重心速度是杠鈴在水平方向速度分量和垂直方向速度分量的合速度.通過SIMI°Motion 7.50等分析軟件對(duì)杠鈴重心在垂直方向上的速度進(jìn)行跟蹤，一般可以得到2種提鈴階段的杠鈴速度隨時(shí)間變化圖：一種是曲線有2個(gè)波峰，即在引膝提鈴和發(fā)力提鈴垂直方向速度各有一個(gè)峰值，而在兩峰之間存在一個(gè)明顯減小的現(xiàn)象；另一種是提鈴時(shí)期的圖像僅僅有一個(gè)峰值，即從引膝提鈴到發(fā)力這段時(shí)間杠鈴的速度持續(xù)向上增大，中間不存在減小之后再增大的情況.當(dāng)前多數(shù)的研究顯示,頂級(jí)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作分析呈現(xiàn)出的是單波峰，因而,很多學(xué)者將抓舉過程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)是否符合這一特征作為分析判斷技術(shù)動(dòng)作好壞的重要參考之一[12].

2011年全國(guó)舉重冠軍賽中呂小軍在成功抓舉165 kg和170 kg時(shí)均出現(xiàn)了第一種類型的杠鈴垂直速度曲線，因此，有學(xué)者推斷當(dāng)時(shí)呂小軍的技術(shù)動(dòng)作存在問題[6].通過本次比賽的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析可以看出，呂小軍在抓舉170 kg和174 kg時(shí)同樣出現(xiàn)了這一情況.根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理，一個(gè)完整動(dòng)作的整個(gè)發(fā)力要銜接連貫流暢，在正確的發(fā)力點(diǎn)發(fā)力、不到發(fā)力點(diǎn)不發(fā)力，掌握正確的節(jié)奏才能達(dá)到預(yù)期發(fā)力效果.從呂小軍的發(fā)力特點(diǎn)來看，這是不符合力學(xué)規(guī)律的，然而縱向來看，這是他個(gè)人在抓舉比賽中長(zhǎng)期形成的發(fā)力方式，并且應(yīng)用這一發(fā)力特點(diǎn)不斷刷新77 kg級(jí)別舉重的世界紀(jì)錄，而且還有繼續(xù)提升的空間.這其中就有繼續(xù)研究的價(jià)值，初步推斷這是呂小軍個(gè)人的特點(diǎn)，對(duì)這一問題的深入研究可以為呂小軍抓舉技術(shù)的進(jìn)一步完善、抓舉成績(jī)的提高提供指導(dǎo)意見.

3.3.2 水平速度-時(shí)間曲線

圖4 呂小軍抓舉170 kg,174 kg時(shí)杠鈴的水平位移曲線 圖5 呂小軍抓舉170 kg,174 kg時(shí)杠鈴的水平速度曲線

在整個(gè)抓舉中杠鈴并不只是沿直線垂直上升的，而是會(huì)伴隨水平的移動(dòng)而向上移動(dòng)，即前后偏移.如果運(yùn)動(dòng)員可以盡量將水平方向上位移控制得最小就能夠使杠鈴的重心更加貼近人體的重心以達(dá)到省力的目的，那么此時(shí)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作就是最有效率的了.因此，杠鈴的水平方向位移是用來評(píng)價(jià)抓舉的一個(gè)重要的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)[13].錄像分析結(jié)果顯示，呂小軍在170 kg,174 kg抓舉中，杠鈴在水平方向的位移數(shù)值較小，通過對(duì)比圖4中的曲線可看出，呂小軍在抓舉更大重量時(shí)動(dòng)作控制得更好,從而使杠鈴水平位移更小.

在伸膝提鈴的前期，運(yùn)動(dòng)員主要靠蹬腿伸膝的力量來提升杠鈴，這個(gè)時(shí)候杠鈴的速度有一個(gè)指向人體方向的分量,從而使杠鈴重心更加靠近人體重心，這一過程體現(xiàn)了“近”的技術(shù)特點(diǎn)，正是因?yàn)檫@一特點(diǎn),水平方向上的速度與時(shí)間關(guān)系圖像一般表現(xiàn)為“雙波峰雙波谷型速度-時(shí)間曲線”.但是在2011年的冠軍賽中,呂小軍在2次抓舉的伸膝提鈴階段都因?yàn)轶y關(guān)節(jié)過早打開參與提鈴動(dòng)作而導(dǎo)致杠鈴重心先向遠(yuǎn)離人體重心的方向運(yùn)動(dòng)之后再向人體重心靠攏，所以水平速度-時(shí)間曲線在運(yùn)動(dòng)員伸膝提鈴時(shí)出現(xiàn)了波峰，并且因?yàn)檫@一先出現(xiàn)的一次波峰而使提鈴時(shí)期呈現(xiàn)3個(gè)波峰.

通過對(duì)這次奧運(yùn)會(huì)選拔賽中呂小軍成功抓舉170 kg和174 kg時(shí)的錄像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)杠鈴重心在水平方向上的速度-時(shí)間曲線由“三波峰雙波谷型速度-時(shí)間曲線”轉(zhuǎn)變?yōu)椤半p波峰雙波谷型速度-時(shí)間曲線”.從這一變化可以看出,呂小軍伸膝時(shí)身體更協(xié)調(diào)、動(dòng)作更有效，因?yàn)樯煜ヌ徕忂@一動(dòng)作對(duì)于保證運(yùn)動(dòng)員提鈴成功起到了至關(guān)重要的作用[14].從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度通過對(duì)比分析呂小軍在該階段抓舉特征的改變，證明了他的抓舉技術(shù)的確有了進(jìn)步.

4 結(jié) 論

1)呂小軍抓舉的杠鈴最大高度相比之前(2011年全國(guó)舉重冠軍賽中)有了減小，發(fā)力節(jié)奏控制對(duì)發(fā)力點(diǎn)的掌握更加精準(zhǔn)；慣性上升高度的數(shù)值增大反映肌肉爆發(fā)力有了增強(qiáng),說明呂小軍當(dāng)前的訓(xùn)練方法行之有效.

2)2次抓舉中引膝提鈴階段的時(shí)間百分比、杠鈴上升的高度百分比這2項(xiàng)參數(shù)均減小，引膝提鈴階段膝關(guān)節(jié)最小角較小，說明引膝和伸髖動(dòng)作比較合理，這也是呂小軍一貫具有的良好技術(shù)特點(diǎn).

3)杠鈴在水平方向上速度-時(shí)間曲線改變?yōu)椤半p波峰雙波谷型速度-時(shí)間曲線”，表明技術(shù)進(jìn)步；但是，杠鈴重心的垂直方向上速度-時(shí)間曲線依然表現(xiàn)為2個(gè)波峰，技術(shù)上仍然還存在進(jìn)步的空間.

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