羽毛球二級(jí)運(yùn)動(dòng)員蹬跨步法足底動(dòng)力學(xué)分析

摘 要：本文借助ATMI三維測(cè)力臺(tái)采集羽毛球二級(jí)運(yùn)動(dòng)員右前場(chǎng)蹬跨步法足底三維力參數(shù)，描述運(yùn)動(dòng)員蹬跨步法足底三維力變化特征，并對(duì)不同速度蹬跨步法進(jìn)行足底動(dòng)力學(xué)對(duì)比分析，幫助運(yùn)動(dòng)員和羽毛球愛好者清晰了解蹬跨步法足底動(dòng)力學(xué)特征，提高羽毛球技術(shù)水平的同時(shí)預(yù)防下肢損傷。蹬跨步法是羽毛球運(yùn)動(dòng)中最為常見的步法之一，本文選擇右前場(chǎng)蹬跨上網(wǎng)步法進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：羽毛球 蹬跨步法 足底 動(dòng)力學(xué)

中圖分類號(hào)：G847 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2813（2018）12（a）-0189-02

蹬跨步法是羽毛球運(yùn)動(dòng)中最為常見的步法之一，本文選擇右前場(chǎng)蹬跨上網(wǎng)步法進(jìn)行研究。根據(jù)蹬跨步法的技術(shù)特征，可分為出發(fā)步、墊步、跨步和緩沖蹬伸階段4個(gè)階段。其中，緩沖蹬伸階段是運(yùn)動(dòng)員擊球及回位的關(guān)鍵階段。因此，本文主要針對(duì)運(yùn)動(dòng)員蹬跨步法緩沖蹬伸階段右腳足底動(dòng)力學(xué)分析。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本文以10名男子羽毛球運(yùn)動(dòng)員作為測(cè)試對(duì)象，均為國(guó)家二級(jí)水平，右手持拍，健康狀況良好，無損傷，平均年齡21.5歲。

1.2 測(cè)試法

1.2.1 測(cè)試設(shè)備

采用美國(guó)產(chǎn)ATMI三維測(cè)力平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)采集，測(cè)力臺(tái)長(zhǎng)2m，寬0.55m，由踏板、傳感器和底座三部分組成，踏板和底座之間由安放在四角的傳感器支撐，當(dāng)受試者的腳踏在平臺(tái)上時(shí)，通過每個(gè)傳感器可以測(cè)得三維力Fx、Fy、Fz等數(shù)據(jù)。

1.2.2 場(chǎng)地布置

測(cè)試前利用重力調(diào)試檢驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)確性。測(cè)力臺(tái)測(cè)試頻率為100Hz，閾值設(shè)置為10N。

1.2.3 測(cè)試過程

當(dāng)指揮員發(fā)出“開始”口令后，喂球人員立即松手（喂球點(diǎn)：球網(wǎng)上方40cm（快速組）、60cm（一般組），在地面上的投影距球網(wǎng)30cm，距單打邊線30cm，保證球自由下落。受試者采用三步蹬跨上網(wǎng)步法模擬挑球動(dòng)作，要求第二步采用墊步的方式。每個(gè)喂球高度每人分別采集3次成功動(dòng)作，保證每個(gè)動(dòng)作沒有可直接觀測(cè)的錯(cuò)誤。

1.2.4 數(shù)據(jù)采集與分析

動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)采用ATMI三維測(cè)力臺(tái)系統(tǒng)獲取，采用Biomechanics Movement Analysis Gait way系統(tǒng)解析。采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和圖表處理，數(shù)據(jù)均采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P<0.01表示具有非常顯著性差異，P<0.05表示具有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 右腳足底動(dòng)力學(xué)整體特征

Fx代表運(yùn)動(dòng)員矢狀軸方向的受力，以向前為正，運(yùn)動(dòng)員具有向前較快的移動(dòng)速度，足跟落地后進(jìn)行制動(dòng)，產(chǎn)生水平方向上的沖擊力；Fz代表運(yùn)動(dòng)員垂直軸方向的受力，以向上為正，這與運(yùn)動(dòng)員沖擊力對(duì)地面產(chǎn)生的垂直分力有關(guān)；Fy代表運(yùn)動(dòng)員冠狀軸方向的受力，以向右為正，運(yùn)動(dòng)員在跨步時(shí)腳尖稍有外翻，右腳朝右前方邁出，足跟著地時(shí)產(chǎn)生左右方向的分力。

在Fx軸上足底壓力變化波動(dòng)較小，且壓力方向均指向運(yùn)動(dòng)方向的反方向，此方向足底壓力最小。在Fz軸上足底壓力有明顯較大的波動(dòng)，出現(xiàn)“三峰”曲線，此方向足底受力最大，方向?yàn)樨Q直向上。在Fy軸上足底壓力也有明顯的波動(dòng)以及“雙峰”曲線特征，此方向足底壓力大于Fx軸壓力，小于Fz軸壓力，足底受力方向先向左，再向右，最后向左。同時(shí)可以看出，一般組動(dòng)作第二波峰后沖擊力緩沖效果較差。

在Fz方向上的力值，一般組動(dòng)作與快速組動(dòng)作在后兩個(gè)波峰的力值均具有非常顯著性差異（P<0.01），快速組動(dòng)作的力值更大。在整個(gè)緩沖蹬伸階段，第二波峰是足底受到的最大力，快速組動(dòng)作足底受力大約為自身重力的2.53倍，一般組動(dòng)作則大約為2.04倍，由于快速組動(dòng)作更快的上步速度，沖擊力越大，足底受力相對(duì)較大。

在Fz軸上足底壓力有明顯較大的波動(dòng)，出現(xiàn)“三峰”曲線，此方向足底受力最大，方向?yàn)樨Q直向上。分析認(rèn)為足底Z軸方向受力出現(xiàn)的第一波峰與運(yùn)動(dòng)鞋、足跟脂肪墊的緩沖有關(guān)，實(shí)際并沒有達(dá)到最大值，待緩沖效果消失，由于運(yùn)動(dòng)員向前運(yùn)動(dòng)并未停止，Z軸方向上的受力會(huì)繼續(xù)增大，達(dá)到最大值，即第二波峰，本文并未對(duì)第一波峰進(jìn)行分析。

2.2 緩沖階段足底動(dòng)力學(xué)特征分析

在緩沖階段，三個(gè)方向上的壓力均在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到波峰，力值上升趨勢(shì)較大，其中，F(xiàn)z垂直方向上的壓力最大，其次是Fy左右方向，F(xiàn)x前后方向上的力值最小。隨著各關(guān)節(jié)和肌肉的緩沖作用，沖擊力逐漸減小，三個(gè)方向的力值均減小，當(dāng)達(dá)到緩沖結(jié)束時(shí)刻時(shí)，力值基本達(dá)到波谷。此時(shí)，F(xiàn)z垂直方向上的壓力最大，其次是Fx前后方向，F(xiàn)y左右方向上的力值最小。緩沖階段Fz垂直方向與Fy左右方向上的力起伏較大，F(xiàn)x前后方向上的里波動(dòng)較小。一般組動(dòng)作的移動(dòng)速度較慢、跨步步長(zhǎng)較小，足跟落地時(shí)刻膝關(guān)節(jié)伸膝不足，沖擊力在三個(gè)方向上的分力極值也會(huì)較小，同時(shí)一般組動(dòng)作本身速度小，沖擊力也就小，所以快速組動(dòng)作在三個(gè)方向上的極值更大，而且一般組動(dòng)作足跟落地時(shí)刻膝關(guān)節(jié)伸膝不足的現(xiàn)象容易造成脛骨前移，膝關(guān)節(jié)產(chǎn)生損傷。

2.3 蹬伸階段足底動(dòng)力學(xué)特征分析

緩沖結(jié)束后，運(yùn)動(dòng)員開始蹬伸，首先右側(cè)足底發(fā)力，重心有明顯上升過程，隨著右腳蹬伸發(fā)力，重心開始向后上方移動(dòng)，但是運(yùn)動(dòng)員的重心一直位于體前，這樣能在后移過程中遇到緊急事故以制動(dòng)向前場(chǎng)移動(dòng)，保護(hù)好前場(chǎng)。在蹬伸階段，由于沖擊力被緩沖，蹬伸階段的足底壓力小于緩沖階段。Fx軸前后方向上壓力變化較小，F(xiàn)z軸垂直方向上的壓力隨蹬伸發(fā)力增大，達(dá)到峰值，F(xiàn)y軸左右方向上的壓力出現(xiàn)方向變換的現(xiàn)象，分析認(rèn)為隨著足跟著地后整個(gè)腳掌均著地，由于落地時(shí)腳尖有一定的外翻以及重心前移，蹬伸開始時(shí)，整個(gè)腳掌發(fā)力，足底可能會(huì)對(duì)地面產(chǎn)生向左下方的壓力，足底壓力則體現(xiàn)為向右上方的力。在蹬伸階段，運(yùn)動(dòng)員足底蹬伸力不僅受下肢肌肉爆發(fā)力的影響，緩沖階段肌肉離心收縮蓄積的彈性勢(shì)能對(duì)其蹬伸力影響更大。一般組動(dòng)作離心——向心偶聯(lián)時(shí)間較長(zhǎng)，彈性勢(shì)能利用率比專業(yè)運(yùn)動(dòng)員低，影響其蹬伸效果。

3 結(jié)語

在Fz豎直方向上的力最為明顯，出現(xiàn)“三峰”特征。后兩峰之間的時(shí)間即為超等長(zhǎng)收縮中離心——向心偶聯(lián)時(shí)間?？焖俳M偶聯(lián)時(shí)間短，更有利于發(fā)揮超等長(zhǎng)收縮的作用。在緩沖階段，快速組動(dòng)作在三個(gè)方向上的力均大于一般組動(dòng)作，這與快速組動(dòng)作移動(dòng)速度較快有關(guān)。一般組動(dòng)作出現(xiàn)伸膝不足現(xiàn)象容易引起脛骨前移造成膝關(guān)節(jié)損傷。在蹬伸階段，快速組動(dòng)作離心——向心偶聯(lián)時(shí)間短，超等長(zhǎng)收縮利用率高，緩沖階段儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能利用率高，三個(gè)方向上的力大于一般組動(dòng)作，蹬伸效果更好。

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