倫巴WALK上步+螺旋轉(zhuǎn)體動作的運(yùn)動學(xué)分析

黃少凱

[關(guān)鍵詞]倫巴WALK;動作;運(yùn)動學(xué)

本研究運(yùn)用四臺攝像機(jī)對6名女性倫巴選手完成倫巴WALK上步+螺旋轉(zhuǎn)體動作進(jìn)行拍攝，通過利用SIMI Motion錄像解析分析系統(tǒng)得出數(shù)據(jù)。結(jié)果：連續(xù)三圈旋轉(zhuǎn)過程中，選手Z方向上重心位移周期性的波動，每周重心最高點(diǎn)呈現(xiàn)上升的趨勢，有利于旋轉(zhuǎn)中的加速。對三周旋轉(zhuǎn)的膝關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動時間進(jìn)行person相關(guān)性分析，第一周與第三周相關(guān)性具有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論：身體重心的變化對選手旋轉(zhuǎn)動作的完成是非常重要的。選手在轉(zhuǎn)體時，除了需要注意手臂的伸展和收攏，膝關(guān)節(jié)角度的變化與運(yùn)動時間也存在較高相關(guān)性。

一、研究對象和方法

（一）研究對象

受試者選?。和ㄟ^現(xiàn)場對志愿者進(jìn)行測試測量數(shù)據(jù)，選取6名在身體基本形態(tài)指標(biāo)和專項(xiàng)能力方面均不存在顯著性差異的體育舞蹈專業(yè)學(xué)生，受試者均為女性。所有受試者均熟練拉丁舞旋轉(zhuǎn)動作，無受傷經(jīng)歷。實(shí)驗(yàn)前對每位受試者講解本實(shí)驗(yàn)的具體流程及其實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，受試者同意參加本次?shí)驗(yàn)。這6名選手均在山東省體育舞蹈比賽中獲得前六名。在自愿的情況下參加實(shí)驗(yàn)。

（二）研究方法

1.文獻(xiàn)資料法

運(yùn)用知網(wǎng)、維普、等相關(guān)網(wǎng)站，以“倫巴”“WALK步”“運(yùn)動學(xué)分析”為關(guān)鍵詞，查找瀏覽有關(guān)期刊文獻(xiàn)。

2.實(shí)驗(yàn)法

測試前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所用儀器，包括身高體重測量儀、PEAK三維標(biāo)定框架、4臺高速攝像機(jī)及錄像支架、黑色幕布、白色標(biāo)志點(diǎn)、同步燈。運(yùn)用身高體重測量儀得到受試者身高及體重信息，填寫入個人情況表中。對攝像機(jī)進(jìn)行安裝，4臺高速攝像機(jī)位置按逆時針順序擺放。場地布置為長方形，每個角放置一臺攝像機(jī)，場地中間為拍攝區(qū)域放置PEAK三維標(biāo)定框架。1號攝像機(jī)與2號攝像機(jī)以及3號攝像機(jī)與4號攝像機(jī)之間的距離為10 m，2號攝像機(jī)與3號攝像機(jī)以及4號攝像機(jī)與1號攝像機(jī)之間的距離為7 m，從而構(gòu)成一個長10 m寬7 m的長方形區(qū)域。設(shè)定攝像機(jī)拍攝頻率為100幀/s，調(diào)整攝像機(jī)高度均為135cm。在對受試者規(guī)定的倫巴WALK上步+螺旋轉(zhuǎn)體動作進(jìn)行拍攝之前，首先4臺攝像機(jī)對PEAK三維標(biāo)定框架進(jìn)行拍攝，約10s后結(jié)束對三維標(biāo)定框架的拍攝并將其移走，同時為了使受試者的動作表現(xiàn)接近于平日比賽和訓(xùn)練，受試者在測試前要進(jìn)行15min的準(zhǔn)備活動。測試前對受試者身體兩側(cè)的肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)進(jìn)行白色標(biāo)志貼放，以確保后期錄像分析打點(diǎn)的準(zhǔn)確性。三維標(biāo)定框架拍攝完畢后，受試者分別在錄像區(qū)域內(nèi)完成倫巴WALK上步+螺旋轉(zhuǎn)體動作。每位受試者開始測試前，先將同步燈放置在四臺攝像機(jī)均能拍攝到的位置使其閃爍兩到三下進(jìn)行視頻同步。每位受試者均完成測試后，視頻經(jīng)過剪輯導(dǎo)入德國SIMI Motion錄像解析分析系統(tǒng)，對圖像進(jìn)行標(biāo)定、打點(diǎn)后得出數(shù)據(jù)。

拉丁舞倫巴旋轉(zhuǎn)動作的運(yùn)動學(xué)參數(shù)。

本文通過SIMI Motion錄像解析分析系統(tǒng)所得出的數(shù)據(jù)對倫巴WALK上步+螺旋轉(zhuǎn)體動作的基本特征進(jìn)行分析研究，主要包括完成動作時身體重心的位移特征和速度變化、運(yùn)動時間以及左右膝關(guān)節(jié)角度的變化。轉(zhuǎn)體第一周時間：從動作啟動上步開始到螺旋轉(zhuǎn)體360°為第一周旋轉(zhuǎn)所用時間。轉(zhuǎn)體第二周時間：從第一周轉(zhuǎn)體動作完成接第二次螺旋轉(zhuǎn)動作啟動到第二次螺旋轉(zhuǎn)動作完成為第二周所用時間，此時身體旋轉(zhuǎn)過720°。轉(zhuǎn)體第三周時間：第二周轉(zhuǎn)體完成接第三次螺旋轉(zhuǎn)動作啟動到第三次螺旋轉(zhuǎn)動作完成為第三周所用時間，此時身體轉(zhuǎn)過1080°。膝關(guān)節(jié)角度為大轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)與股骨外上髁的連線以及股骨外上髁與腓骨外髁隆起的連線所構(gòu)成的夾角。

3.數(shù)理統(tǒng)計法

受試者測試的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過Excel儲存和整理，使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件SPSS20.0進(jìn)行person相關(guān)性分析。隨著r的絕對值的增加，兩變量之間關(guān)系強(qiáng)度隨之增加。

二、結(jié)果與分析

（一）身體重心位移特征與分析

Z方向上的重心位移原始數(shù)據(jù)經(jīng)過Excel整理繪制成曲線圖，發(fā)現(xiàn)在倫巴WALK上步過程中選手重心均先降低后升高，這是由于完成倫巴WALK上步時需要轉(zhuǎn)動右側(cè)身體與胯部向后，帶動左腿收回，彎曲左腿膝關(guān)節(jié)。當(dāng)左腿經(jīng)過右腿向前移動時，左側(cè)膝關(guān)節(jié)又慢慢伸直，在左腳著地的同時右腳腳跟離地，身體重心繼而上升。根據(jù)運(yùn)動生物力學(xué)對人體運(yùn)動的表現(xiàn)形式分類，拉丁舞倫巴螺旋轉(zhuǎn)動作屬于轉(zhuǎn)動，其在轉(zhuǎn)動過程中雙腳支撐著地，未有可見的轉(zhuǎn)動軸，因此又屬于有支點(diǎn)無實(shí)體軸的轉(zhuǎn)動。質(zhì)量是用來量度平動物體慣性的物理量，慣性也存在于轉(zhuǎn)動的物體中，我們用轉(zhuǎn)動慣量來量度轉(zhuǎn)動物體的慣性。轉(zhuǎn)動慣量可以用來描述物體保持原有轉(zhuǎn)動狀態(tài)的能力是用來量度轉(zhuǎn)動物體慣性大小的物理量。在完成三圈螺旋轉(zhuǎn)過程中，重心在Z軸上的位移呈現(xiàn)出周期性的變化，這與選手在每一圈的旋轉(zhuǎn)過程中左右腿轉(zhuǎn)換和腳后跟的抬起有關(guān)。選手在多圈旋轉(zhuǎn)過程中，每一圈的重心最高點(diǎn)都呈現(xiàn)出上升的趨勢。由于人體重心越高，身體轉(zhuǎn)動速度就越快，因此選手在旋轉(zhuǎn)過程中身體轉(zhuǎn)動速度也應(yīng)呈現(xiàn)出上升趨勢。經(jīng)過對拍攝視頻的觀看與分析，發(fā)現(xiàn)選手在每一圈的旋轉(zhuǎn)過程中，身體重力始終分布于腳前掌，腳后跟沒有落地，通過腿部肌肉持續(xù)收縮將身體重心抬高。由I=mr2我們可以發(fā)現(xiàn)，兩側(cè)手臂伸展時身體質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)動軸較分散，轉(zhuǎn)動慣量增大，手臂收攏時身體質(zhì)量分布較集中，轉(zhuǎn)動慣量減小。所以，拉丁舞選手要想獲得較快的轉(zhuǎn)速，就需要在旋轉(zhuǎn)過程中提踵，從而抬高重心增大身體的旋轉(zhuǎn)速度，相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)過程中持續(xù)提踵，就需身體具有良好的控制能力。同時，旋轉(zhuǎn)開始時要想獲得較高的旋轉(zhuǎn)速度，就需要選手身體兩側(cè)手臂打開以增大轉(zhuǎn)動慣量。

除此之外，步子過大也會影響旋轉(zhuǎn)的速度，在每一圈的旋轉(zhuǎn)銜接過程中，要注意步子大小應(yīng)該適中。人體各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合，身體肌肉的用力大小以及外力等也是影響螺旋轉(zhuǎn)動作完成的重要因素。

（二）身體重心速度特征與分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明反應(yīng)的是在連續(xù)的三圈螺旋轉(zhuǎn)體過程中，選手在3D方向上重心速度變化幅度不大，每一周的旋轉(zhuǎn)速度平均為（0.954±0.244）m/s、（0.974±0.215）m/s和（0.945±0.220）m/s。這表明在拉丁舞倫巴連續(xù)多圈旋轉(zhuǎn)過程中，選手對身體轉(zhuǎn)動的速度有比較好的掌控能力。經(jīng)過長時間訓(xùn)練，動作會從泛化到形成穩(wěn)定的動作定型，對于外界環(huán)境的影響，會表現(xiàn)出選擇性，從而降低各種影響因素，使每一次的動作趨于最好水平和質(zhì)量相同。值得注意的是雖然這6名選手在旋轉(zhuǎn)速度上各有不同，但在三周螺旋轉(zhuǎn)過程中，螺旋轉(zhuǎn)啟動階段速度大于每一周旋轉(zhuǎn)的平均速度，這與拉丁舞倫巴螺旋轉(zhuǎn)前的WALK上步有關(guān)，WALK上步的速度較低，因而WALK上步與螺旋轉(zhuǎn)體的銜接過程降低了旋轉(zhuǎn)的平均速度。

（三）運(yùn)動時間特征及分析

第一周所用時間平均為（0.869±0.087）s，第二周所用時間平均為（0.698±0.072）s，第三周所用時間平均為（0.690±0.058）s，這表明選手在旋轉(zhuǎn)過程中的速度處于遞增狀態(tài)。雖然三號選手完成旋轉(zhuǎn)所用時間最長，但其第一周旋轉(zhuǎn)時間為0.936s，第二周旋轉(zhuǎn)時間為0.755s，第三周旋轉(zhuǎn)時間為0.685s，時間遞減率為19.3%和9.2%，總體旋轉(zhuǎn)加速節(jié)奏明顯。四號選手旋轉(zhuǎn)三周的總用時最少，雖然第三周旋轉(zhuǎn)所用時間相對于第二周所用時間增加，但依舊小于平均所用時間，表現(xiàn)出快于其他人的旋轉(zhuǎn)速度。選手之所以每一周旋轉(zhuǎn)所用的時間不一樣，是因?yàn)槿嗽谶M(jìn)行運(yùn)動時都要受到神經(jīng)系統(tǒng)的控制而非機(jī)械運(yùn)動，再加上場地等各種外界因素的影響導(dǎo)致在相同旋轉(zhuǎn)過程中，選手表現(xiàn)出來的動作質(zhì)量各不相同。

（四）膝關(guān)節(jié)角度特征與分析

拉丁舞旋轉(zhuǎn)過程中需要保持自身的穩(wěn)定和快速的旋轉(zhuǎn)，這就使得腿部肌肉收縮帶動下肢動作的快速移動以及中段動作維持身體穩(wěn)定顯得尤為重要。在人體環(huán)節(jié)劃分中，膝關(guān)節(jié)是大腿和小腿的連接關(guān)節(jié)，可以代表腿部運(yùn)動速度?；诖?，對選手完成三周旋轉(zhuǎn)動作的膝關(guān)節(jié)角度進(jìn)行分析。

通過對6名選手膝關(guān)節(jié)角度變化的分析，每名選手在完成動作時膝關(guān)節(jié)角度大小各有差異，這與每位選手在旋轉(zhuǎn)過程中有各自的動作特點(diǎn)有關(guān)。雖然6名選手膝關(guān)節(jié)角度變化有大小的差異，但是總的來說第二圈膝關(guān)節(jié)角度較大，這與3D方向上重心速度在第二圈表現(xiàn)出較快的速度也是相符合的。在旋轉(zhuǎn)過程中身體重心的不斷轉(zhuǎn)換，離不開下肢運(yùn)動與整個身體的動作的協(xié)調(diào)一致，身體的舒展，有利于獲得較大的旋轉(zhuǎn)速度。

（五）不同時刻膝關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動時間的相關(guān)分析

本文擬在分析左右兩側(cè)膝關(guān)節(jié)角度與其運(yùn)動時間大小的關(guān)系。選取6名選手左右膝關(guān)節(jié)角度以及運(yùn)動時間進(jìn)行Pearson相關(guān)性的系數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)右側(cè)膝關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動時間有相關(guān)性。本研究發(fā)現(xiàn)在連續(xù)三圈的螺旋轉(zhuǎn)體過程中，第一周轉(zhuǎn)體和第三周轉(zhuǎn)體時右側(cè)膝關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動時間呈現(xiàn)出較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)。轉(zhuǎn)體第一周與運(yùn)動時間相關(guān)系數(shù)為-0.867（P<0.05）， 轉(zhuǎn)體第三周與運(yùn)動時間相關(guān)系數(shù)為-0.826（P<0.05）。這表明在轉(zhuǎn)體第一周和第三周膝關(guān)節(jié)角度較大，旋轉(zhuǎn)所用時間較短。

三、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

（1）拉丁舞倫巴旋轉(zhuǎn)過程中身體重心的變化對選手維持自身穩(wěn)定是非常重要的。選手在完成三圈螺旋轉(zhuǎn)體過程中，重心在Z軸上的位移呈現(xiàn)出周期性的變化，選手在每一圈的旋轉(zhuǎn)過程中左右腿轉(zhuǎn)換和腳后跟的抬起有關(guān)。選手在3D方向上重心速度變化幅度不大，這表明在拉丁舞倫巴連續(xù)多圈旋轉(zhuǎn)過程中，選手對身體轉(zhuǎn)動的速度有比較好的掌控能力。

（2）倫巴WALK步+多圈螺旋轉(zhuǎn)體要想得到良好的旋轉(zhuǎn)效果，就要做到啟動、轉(zhuǎn)體和結(jié)束這3個重要特征時刻身體各部分的協(xié)調(diào)發(fā)力。在協(xié)調(diào)發(fā)力的基礎(chǔ)上，旋轉(zhuǎn)過程中手臂收攏置于胸前，每一圈轉(zhuǎn)體開始或結(jié)束時手臂又盡量向身體兩側(cè)伸展。

（3）選手在轉(zhuǎn)體時，不僅需要注意手臂的伸展和收攏，下肢關(guān)節(jié)尤其是膝關(guān)節(jié)角度的變化也尤為重要。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在三圈螺旋轉(zhuǎn)體過程中，第一周和第三周膝關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動時間呈現(xiàn)出較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)。

（二）建議

（1）了解旋轉(zhuǎn)原理

選手應(yīng)學(xué)習(xí)并知道旋轉(zhuǎn)過程中動力的來源以及重心的變化規(guī)律，學(xué)會找平衡點(diǎn)來控制重心，合理利用腿給地面的推力及軀體自身的內(nèi)動力。

（2）加強(qiáng)核心力量訓(xùn)練

核心力量訓(xùn)練有助于身體中段的收緊，增強(qiáng)身體穩(wěn)定性對提高旋轉(zhuǎn)質(zhì)量有積極作用。

（3）勤于練習(xí)

拉丁舞選手對旋轉(zhuǎn)動作每個階段技術(shù)動作的控制都對整個動作的完成起著至關(guān)重要的作用。通過不斷地練習(xí)正確動作，逐漸達(dá)到最終穩(wěn)定的動作定型。