陜西省競走運動員倪媛媛技術(shù)動作特征的生物力學分析

王 平，張明軍，楊 洲

（1.西安市體育運動學校，陜西 西安 710061；2.西安體育學院，陜西 西安 710068）

競走是我國田徑的優(yōu)勢項目，在多次國際大賽上取得過出色的成績，特別是在奧運會田徑項目取得獎牌較多的項目之一。陜西省女子競走隊是陜西田徑重點隊組，在全國各類比賽中取得過優(yōu)異的成績，倪媛媛是陜西競走隊的主力隊員，也是我國近年來涌現(xiàn)的優(yōu)秀成年女子競走運動員，在2016年全國競走冠軍賽（吉林站）獲得女子成年20公里競走團體賽冠軍，2017年5月21日全國競走冠軍賽（鄭州站）獲得女子成年20公里競走團體賽亞軍。本文通過為陜西女子競走隊科研跟蹤服務工作，通過高速定點和跟蹤拍攝，運用影像解析法，對倪媛媛的競走技術(shù)動作進行分析，找出競走技術(shù)存在的問題與不足，提出改進的方法和措施，優(yōu)化技術(shù)動作，達到機能節(jié)省化的動力定型，以期為倪媛媛的技術(shù)水平和成績提高提供一定技術(shù)參考和依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

對陜西省女子競走隊重點運動員倪媛媛技術(shù)動作特征進行生物力學分析研究。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗法 倪媛媛20歲，身高170cm，體重51kg，國家健將，20公里競走最好成績1′29″53。選用高速攝像照相機CASIO-FH25對運動員進行平面定點定標拍攝，拍攝頻率為120Hz，攝像機高度1.1～1.2m（一般與運動員的髖關節(jié)在同一水平面方向上），拍攝距離至少9 m（拍攝范圍的3倍左右），保證攝像機的主光軸垂直于運動方向。采用雙面膠在地面做長2.5 m（以雙面膠兩外緣之間的距離為標準），左右兩點之間寬0.5 m。使用影像解析軟件Dartfish 8.0及圖像處理軟件pisaca對拍攝錄像進行解析。

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計法 使用Excel 2003對訓練中多次競走技術(shù)運動參數(shù)進行統(tǒng)計與分析。實驗結(jié)果以平均值和標準差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 步長、步頻及其派生運動學指標參數(shù)分析

表1 步長、步頻及其派生運動學指標參數(shù)統(tǒng)計表

競走比賽的速度取決于步長和步頻的乘積，合理穩(wěn)定步長是保證規(guī)范技術(shù)動作的關鍵，步長發(fā)生變化就會引起技術(shù)動作結(jié)構(gòu)一系列的改變。

由表1數(shù)據(jù)可以看出，倪媛媛的左單步步長（1.12±0.29）m，左單步騰空距離（0.16±0.89）m，右單步步長（1.16±0.35）m，右單步騰空距離（0.22±1.25）m，說明倪媛媛左右單步步長不對稱，尤其是右單步是利用騰空距離來延長步長，而不是利用后蹬和前擺來延長步長，容易判罰騰空犯規(guī)，是不可取的。

身體重心垂直位移越大，一方面容易判罰騰空，另一方面加大身體重心垂直方向位移，過多加大機能消耗，加速疲勞產(chǎn)生。第17屆世界杯競走比賽技術(shù)調(diào)研報告證實，世界優(yōu)秀競走運動員身體重心垂直位移在3～5cm，而裁判員肉眼能判斷的身體重心的垂直位移應7cm以上。表1數(shù)據(jù)表明倪媛媛身體重心垂直位移為（0.07±0.68）cm，屬于模糊判罰騰空判罰范圍內(nèi)。

2.2 雙支撐狀態(tài)下運動學參數(shù)指標分析

在高速競走狀態(tài)下，運動員的技術(shù)好壞主要通過步長大小和是否有明顯的雙支撐狀態(tài)來判斷。步長的大小由支撐腿的后蹬位移和擺動腿的前擺位移決定的。

表1數(shù)據(jù)顯示，倪媛媛的左單步雙支撐狀態(tài)下后蹬位移為（0.46±0.12）m，前擺位移為（0.28±0.18）m，右單步雙支撐狀態(tài)下后蹬位移為（0.41±0.08）m，前擺位移為（0.28±0.11）m，后蹬位移和前擺位移的位移比例在合理的范圍之內(nèi)，右單步的后蹬位移偏小，與上文提到的右單步步長利用騰空位移來延長步長相符合，在后期訓練中需要加強改進右腿的后蹬不足的問題。

髖幅角是指競走的后蹬階段后蹬腿充分蹬伸后，擺動腿即將著地時刻兩大腿之間的夾角。步長在一定程度上要受運動員的身高和下肢長度影響，而髖幅角不受其影響，因此可以用步長和髖幅角來綜合判定競走技術(shù)好壞更加準確。國內(nèi)外優(yōu)秀競走運動員在雙支撐狀態(tài)下髖幅角50°～52°。表1數(shù)據(jù)顯示，倪媛媛的左單步雙支撐狀態(tài)下的髖幅角為（47.9±1.15）°，右單步雙支撐狀態(tài)下的髖幅角為（42.6±1.09）°，角度偏小，進一步說明了右腿后蹬不充分、髖關節(jié)打開幅度小的問題。在技術(shù)訓練中運動員后蹬階段后蹬腿的力量與大腿后側(cè)肌群和踝關節(jié)跖屈力量有關，而后蹬角度與踝關節(jié)、腳掌和腳趾的柔韌性和蹬伸力量有關。因此建議在訓練中加強送髖技術(shù)練習，一方面加強髖關節(jié)的靈活性，另一方面加強髖膝踝相應關節(jié)力量的專門練習，要結(jié)合競走技術(shù)特點和人體解剖結(jié)構(gòu)特點注重關節(jié)間肌肉力量分配，避免左右肌力不均衡，來不斷提高競走技術(shù)的規(guī)范性和實用性。

2.3 競走技術(shù)的關鍵角度分析

2.3.1 影響騰空判罰的關節(jié)角度分析 離地瞬間擺動腿膝角和單支撐垂直瞬間擺動腿膝角和踝角是判斷后蹬腿蹬離地面后擺動腿小腿的后撩高度，也是裁判員判定運動員在后蹬結(jié)束后是否騰空的重要依據(jù)。

研究表明，單支撐垂直瞬間的左擺動腿膝角在120°左右，離地瞬間擺動腿膝關節(jié)角度大于135°，不容易出現(xiàn)犯規(guī)現(xiàn)象。這兩種狀態(tài)下膝關節(jié)角度越小，一方面會減小擺動腿的擺動半徑，影響重心穩(wěn)定性，導致重心上下起伏過高，另一方面降低身體重心的向前性，過多消耗體力，不利于競走運動員技術(shù)判罰。表2數(shù)據(jù)顯示，倪媛媛在離地瞬間左擺動腿膝角為（148.60±3.37）°，右擺動腿膝角為（157.90±4.38）°，均在正常范圍；單支撐垂直瞬間的左擺動腿膝角為（106.50±1.42）°、踝角為（120.70±2.64）°，右擺動腿膝角為（107.40±3.09）°、踝角為（126.30±3.37）°，角度稍偏小，需要繼續(xù)加強后蹬完后髖膝踝關節(jié)的放松的技術(shù)練習，給裁判一個貼著地面走的規(guī)范技術(shù)。

本文中所提到的離地瞬間擺動腿踝角是指支撐腿后蹬最大幅度時腳掌與地面的夾角，簡稱后蹬角。離地面瞬間支撐腿后蹬力量與后蹬角度大小，是判斷后蹬動作是否充分的表現(xiàn)。后蹬充分一方面有效延長步長，另一方面增大踝關節(jié)屈伸幅度，降低身體重心的垂直位移。表2數(shù)據(jù)顯示，倪媛媛左腿后蹬角度（47.20±2.89）°，右腿后蹬角為（43.30±1.76）°，右腿的后蹬角度相對左腿的后蹬角度過小，后蹬不充分。

2.3.2 影響屈腿判罰的關鍵角度分析 著地瞬間支撐腿踝關節(jié)角度（著地角）和膝關節(jié)角度是判斷支撐腿著地瞬間膝關節(jié)角度是否伸直，是否腳后跟領先著地以及判斷運動員競走過程中是否屈腿的重要依據(jù)。

表2數(shù)據(jù)顯示，倪媛媛著地瞬間支撐腿左著地角為（27.90±2.72）°，右著地角（27.70±1.64）°，左腿膝關節(jié)角度為（178.50±1.70）°，右腿膝關節(jié)角度為（179.2±0.54）°。經(jīng)過研究得出運動員的著地瞬間支撐腿的著地角為28°～30°，膝關節(jié)角度接近180°，符合競走規(guī)則要求前腿從著地瞬間直至垂直階段應該伸直（即膝關節(jié)不能彎曲），不會判罰屈腿犯規(guī)。表明倪媛媛的技術(shù)角度都在合理的范圍之內(nèi)，不存在屈腿犯規(guī)現(xiàn)象。

表2 影響騰空判罰關鍵角度參數(shù)統(tǒng)計表/°

3 結(jié) 論

（1）倪媛媛左右單步步長和騰空距離存在差值，尤其是右單步是利用騰空距離來延長步長，重心起伏在裁判肉眼模糊騰空判罰范圍內(nèi)。（2）倪媛媛在雙支撐狀態(tài)下，后蹬位移和前擺位移的位移比例在合理的范圍之內(nèi)，右單步的后蹬位移偏小，髖幅角度偏小。（3）倪媛媛離地瞬間擺動腿膝角和單支撐垂直瞬間的擺動腿膝角和踝角角度稍偏小，可能會判罰騰空。（4）倪媛媛在著地瞬間支撐腿踝關節(jié)角度（著地角）和膝關節(jié)角度都在合理的范圍之內(nèi)，不存在屈腿犯規(guī)現(xiàn)象。

參考文獻：

[ 1 ]郎雪梅，紀仲秋.我國優(yōu)秀女子競走運動員競走技術(shù)的生物力學分析[ J ].中國休育科技，2003（4）.

[ 2 ]李強.十運會男子20公里競走前六名運動員技術(shù)研究[ D ].北京：北京體育大學，2007.

[ 3 ]宗華敬，蔡錫元，沈連國.我國現(xiàn)役優(yōu)秀女子競走運動員關鍵技術(shù)的運動生物力學研究[ J ].天津體育學院學報，2005（1）.

[ 4 ]趙慶彬，張紅云.對我國優(yōu)秀男子20公里競走運動員技術(shù)的三維運動學研究[ J ].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院學報，2007（1）.