基于足底壓力的羽毛球運動足部受力特征研究

肖 斌

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基于足底壓力的羽毛球運動足部受力特征研究

肖 斌

（湖南財經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421002）

在對羽毛球運動進行全面研究的過程中，足底壓力特征能為后續(xù)研究提供較為客觀的數(shù)據(jù)，以保證相應(yīng)處理工序的合理性。文章結(jié)合足底壓力的實驗研究對羽毛球運動足部受力特征進行闡釋，為有效改善運動損傷問題提供參考。

足底壓力；羽毛球運動；足底受力；特征分析

在我國，羽毛球受到了廣大健身愛好者的青睞。羽毛球運動，要求運動員在短時間內(nèi)進行急停、急轉(zhuǎn)以及起跳等動作，并且配合上肢合并擊球，若是任何一個動作出現(xiàn)偏差，都會導(dǎo)致運動高速和不對稱性，甚至?xí)斐扇梭w下肢和足部的損傷?；诖耍瑸榱擞行Ц纳七\動損傷問題，要對鞋防護設(shè)計工作予以重視。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

選取某學(xué)校羽毛球男運動員12人，年齡在19—21歲，身高在176—182cm，體重則維持在64—78kg，訓(xùn)練年限為10年左右，其中，一級運動員6名、二級運動員6名。在開展相應(yīng)試驗前，對12名運動員進行了身體素質(zhì)的檢查，確定相關(guān)人員足部沒有出現(xiàn)過急性、慢性損傷，且運動員足部的解剖結(jié)構(gòu)和機能都能維持在正常狀態(tài)[1]。

1.2 研究方法

圖1 鞋墊壓力傳感器和足底區(qū)域劃分

對運動員常規(guī)化羽毛球運動過程中相應(yīng)步法的測試，包括左前場蹬跨步、右場蹬跨步、一步蹬轉(zhuǎn)起跳，見圖2。

圖2 左前場蹬跨步、右場蹬跨步、一步蹬轉(zhuǎn)起跳

連續(xù)動作示意圖

將三個基本動作作為一組進行分析，要求被測試人員按照三組、每組五次的方式進行動作，完成一個動作后要休息到運動員體能完全恢復(fù)[2]。在實驗過程中，要將壓力鞋墊平整地放在鞋內(nèi)，并且借助無線接收器有效將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到PC端。需要注意的是，在測試過程中，接受測試的人員要右手持拍，并且要穿著同一型號的羽毛球鞋和襪子，且實驗場地就是最基礎(chǔ)的木地板。

1.3 數(shù)據(jù)采集

在對運動員動作數(shù)據(jù)進行收集整理后，要利用配套軟件進行數(shù)據(jù)分析，在鞋墊區(qū)域設(shè)置基礎(chǔ)上，要結(jié)合動作要點和壓力鞋墊自身構(gòu)造特征完成操作，有效進行足前區(qū)、足中區(qū)以及足跟區(qū)等區(qū)域的測定，有效判定足底壓強特征數(shù)值以及相應(yīng)的曲線。

另外，在實驗結(jié)束后，相關(guān)操作人員要選取適宜的觀察指標(biāo)作為測試和分析對象，結(jié)合羽毛球步法動作特點，要將左前場蹬跨步、右場蹬跨步、一步蹬轉(zhuǎn)起跳三種基本步法劃分為后腳起蹬和前腳著地兩個階段予以討論，有效對足底平均最大壓強、最大壓強轉(zhuǎn)變量、各區(qū)域最大壓強分布、壓心軌跡等進行觀測。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

利用Excel和相應(yīng)的軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，從而有效判定不同步法動作時足底壓力數(shù)據(jù)分析效果[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 足底最大壓強對比分析

結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，在對體重標(biāo)準(zhǔn)化足底平均最大壓強進行分析后，能對相關(guān)數(shù)據(jù)有明確的評估。其中，（1）左前場蹬跨步中，后腳起蹬為0.087±0.01%、前腳著地為0.080±0.01%，實際轉(zhuǎn)變量為-8.4±0.07%。（2）右場蹬跨步中，后腳起蹬為0.089±0.01%、前腳著地為0.081±0.01%，實際轉(zhuǎn)變量為-8.3±0.09%。（3）一步蹬轉(zhuǎn)起跳中，后腳起蹬為0.093±0.01%、前腳著地為0.109±0.01%，實際轉(zhuǎn)變量為16.9±0.18%。其相關(guān)性見表1。

表1 步法足底平均最大壓強相關(guān)性

LFLSRFLSRTJ r0.111-0.1980.623 P0.6410.4020.001

相關(guān)數(shù)據(jù)在對比分析中就能體現(xiàn)出最大壓強的變化情況，需要注意的是，轉(zhuǎn)變量就是從后腳起蹬轉(zhuǎn)變?yōu)榍澳_著地過程中最大壓強的改變百分比。依據(jù)以上數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，一步蹬轉(zhuǎn)起跳存在明顯的正相關(guān)性，也就是說，在羽毛球運動員進行一步蹬轉(zhuǎn)起跳操作的過程中，蹬地平均圧力越大著地瞬間表現(xiàn)的壓力越大[4]。

2.2 差異化步法足底壓力分布特征

依據(jù)實驗過程中搜集的數(shù)據(jù)建立對比分析，能有效形成對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)，以保證壓力分布特征管理的實效性。

2.2.1后腳起蹬階段 此時是整個足部運動的末期，無論是三種步法中的任何一種，都會出現(xiàn)較為明顯的峰值。整個后腳起蹬過程中，運動步法最大壓強參數(shù)較為接近，比如左前場蹬跨步和右場蹬跨步，因為足前區(qū)和內(nèi)側(cè)區(qū)數(shù)值都要高于足中區(qū)以及足跟區(qū)，具體參數(shù)見表地2。

表2 后腳起蹬階段和前腳著地階段參數(shù)對比

區(qū)域后腳起蹬階段前腳著地階段 LFLSRFLSLFLSRFLS 足前區(qū)0.184±0.020.185±0.020.077±0.020.078±0.02 足中區(qū)0.040±0.010.039±0.010.039±0.010.058±0.01 足跟區(qū)0.074±0.010.075±0.010.120±0.020.123±0.02 足外側(cè)0.069±0.010.071±0.010.094±0.020.079±0.01 足內(nèi)側(cè)0.122±0.020.122±0.020.073±0.010.134±0.01

結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之間的差距并不是非常大，而在一步蹬轉(zhuǎn)起跳的過程中，不同區(qū)域最大壓強較大，數(shù)值較大。結(jié)合足底最大壓力對其實際情況進行分析可知，整個后腳起蹬階段足前區(qū)的內(nèi)側(cè)跖骨區(qū)、拇趾等都會出現(xiàn)壓力高于足部其他部位的現(xiàn)象。尤其是第一跖骨頭，其本身就是足部出現(xiàn)瞬時或者是平均壓力峰值最大的部位[5]。

2.2.2前腳著地階段 在這個階段內(nèi)，左前場蹬跨步和右場蹬跨步的壓力參數(shù)數(shù)值較為接近，且沒有非常顯著的差異，足跟數(shù)值要明顯高于其他區(qū)域。結(jié)合觸地階段足底壓力和時間曲線就能對壓力參數(shù)的變化進行分析，若是運動員利用腳跟外側(cè)著地后，壓力就會從足中部直接過渡到足前部。基于此，要想對具體參數(shù)予以討論，就要結(jié)合不同階段的數(shù)值參數(shù)和壓力區(qū)域進行判定，有效形成緩沖制動。一步蹬轉(zhuǎn)起跳的過程，除了足跟外，運動員足底的各個部位壓力參數(shù)都會出現(xiàn)較大的波動。究其原因，主要是因為騰空過程中身體只能受到重力的作用，進行的特殊化足部解剖學(xué)位置就能對運動員著地足底壓力特征進行分析，有效分析過渡數(shù)值。

2.3 壓力結(jié)構(gòu)判定

結(jié)合運動員足底壓力分布特征進行的分析可知，在三步離地階段分析結(jié)束后，要對運動員進行各個部位的判定，尤其是足前區(qū)內(nèi)側(cè)跖骨區(qū)以及拇趾和第1、2跖骨位置的壓力分析，本身就要高于運動員足部的其他位置。這就對一些運動員專業(yè)球鞋設(shè)計者提出了新的要求，在設(shè)計時要充分考量足前區(qū)，并且要對第一跖骨范圍內(nèi)的足底耐磨性進行統(tǒng)籌設(shè)計和處理，有效保證延長運動鞋壽命的基礎(chǔ)上，也為運動員足底健康提供了支撐[6]。在對具體參數(shù)進行綜合判定后，就要結(jié)合實際情況進行完整的技術(shù)指導(dǎo)處理，有效優(yōu)化訓(xùn)練的基本水平，也為運動員安全健康管理工作的全面落實奠定基礎(chǔ)。指導(dǎo)人員要對壓力結(jié)構(gòu)進行綜合判斷，確保應(yīng)用管理工作的完整性，也為后續(xù)處理效果的優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。

羽毛球運動員踝關(guān)節(jié)著地瞬時受傷的主要原因除了因為自身足部內(nèi)翻導(dǎo)致的解剖位置不當(dāng)為，足部受力不均衡也是非常關(guān)鍵的因素。這就需要設(shè)計過程對運動員騰空、壓力區(qū)域分布等進行多元化考量，從根本上減少壓力峰值造成的傷害。因此，指導(dǎo)訓(xùn)練人員要對運動員進行針對性指導(dǎo)，確保能從其安全出發(fā)，有效提升安全訓(xùn)練管理的實效性，為后續(xù)指導(dǎo)機制的全面開展奠定基礎(chǔ)[7]。

3 結(jié)論

羽毛球作為傳統(tǒng)的健身項目，融合了較多的應(yīng)用和操作要點，要想合理性提升其實際應(yīng)用水平，就要對運動機理有明確的認知，并且提升相應(yīng)分析工作的實效性，以保證基礎(chǔ)效率和管理水平符合預(yù)期。在基于足底壓力的羽毛球運動足部受力特征研究工作開展的過程中，要結(jié)合實際情況分析具體問題，有效對三種不同步態(tài)進行判定和處理，有效注意不同步法對足前區(qū)、足跟區(qū)產(chǎn)生的負荷變化，合理性避免足部受力過度集中。

[1] 傅維杰,劉宇,李路等.基于足底壓力的羽毛球運動足部受力特征研究[J].天津體育學(xué)院學(xué)報,2014,27(6):511-514.

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[3] 袁鵬,周建偉.高水平女子羽毛球運動員下肢力量特征研究[J].體育科研,2015(2):13-17.

[4] 杜艷艷,徐大鵬.運動疲勞對羽毛球前場蹬跨步步法足底壓力分布特征的影響[C].2015年中國生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集，2015:1.

[5] 常淑英,戴士杰,張緒成，等.基于擺動腿模型的足底壓力形成機理研究[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2015,44(6):22-25.

[6] 谷寧.不同坡度和速度節(jié)奏下健身反向走和跑對足底壓力的影響研究[D].北京體育大學(xué),2016.

[7] 殷永濤.羽毛球鞋前掌中底楔形結(jié)構(gòu)對蹬跨步和起跳動作生物力學(xué)特征的影響[D].北京體育大學(xué),2016.

On the Characteristics of the Force of Foot in Badminton Playing Based on the Foot Pressure

XIAO Bin

(Hunan Institute of Financial and Industrial Vocational and Technical Sciences, Hengyang 421002, Hunan, China)

肖斌（1983 —），碩士，講師，研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)、學(xué)校體育學(xué)。