女子鏈球運(yùn)動(dòng)員王崢最后用力運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與投擲成績(jī)的灰色關(guān)聯(lián)分析

王遠(yuǎn)超

(西安翻譯學(xué)院體育部 陜西西安 710105)

在擲鏈球技術(shù)各環(huán)節(jié)中，最后用力是鏈球旋轉(zhuǎn)階段的延伸和繼續(xù)，是擲鏈球技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，運(yùn)動(dòng)員在此環(huán)節(jié)的技術(shù)動(dòng)作，直接影響到鏈球的專(zhuān)項(xiàng)成績(jī)［1］，而這些動(dòng)作因素對(duì)成績(jī)的影響程度尚不清楚。該研究從鏈球投擲技術(shù)最后用力階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)入手，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析法，對(duì)能夠代表王崢投擲技術(shù)且成績(jī)水平較高的9次比賽進(jìn)行研究。試圖找出影響投擲成績(jī)的主要與次要因素，并對(duì)影響因素進(jìn)行重要性排序，為進(jìn)一步提高我國(guó)女子鏈球運(yùn)動(dòng)水平提供理論和數(shù)據(jù)支持，同時(shí)為鏈球教學(xué)訓(xùn)練提供科學(xué)依據(jù)與參考。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

王崢是我國(guó)優(yōu)秀女子鏈球運(yùn)動(dòng)員，2014年以77.68 m的成績(jī)刷新女子鏈球亞洲紀(jì)錄，在剛結(jié)束不久的2021年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)上，其憑借77.03 m的成績(jī)獲得銀牌。為了使樣本數(shù)據(jù)具有階梯性，該研究選取王崢近年來(lái)成績(jī)水平較高的9次比賽進(jìn)行研究?；厩闆r見(jiàn)表1。

表1 王崢9次比賽基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

通過(guò)陜西省圖書(shū)館和知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)等平臺(tái)，對(duì)女子鏈球最后用力技術(shù)的發(fā)展方向與灰色關(guān)聯(lián)分析的核心理論進(jìn)行文獻(xiàn)的檢索與收集，為研究提供理論依據(jù)。

1.2.2 三維運(yùn)動(dòng)學(xué)拍攝法

采用兩部卡西歐EX-FH25 高速攝像機(jī)與一個(gè)三維空間標(biāo)定框架，1 號(hào)攝像機(jī)擺放在投擲方向的正后面，2 號(hào)攝像機(jī)擺放在與投擲方向垂直的正側(cè)面，兩部攝像機(jī)攝像頻率均為120幀/S，主光軸夾角約90°，拍攝距投擲圈中心約10m，攝像機(jī)離地面高度約1.2m，對(duì)王崢整個(gè)投擲過(guò)程進(jìn)行完整拍攝。在比賽結(jié)束后進(jìn)行框架拍攝，保證框架中的每個(gè)點(diǎn)在攝像機(jī)錄制屏幕中，然后標(biāo)示出各標(biāo)桿所處位置，最后將比賽拍攝的所有視頻導(dǎo)入電腦，用于后面的數(shù)據(jù)解析。

1.2.3 三維運(yùn)動(dòng)學(xué)解析法

使用美國(guó)ARIEL 公司研發(fā)的APAS 運(yùn)動(dòng)錄像解析系統(tǒng)，對(duì)王崢比賽視頻素材進(jìn)行人體關(guān)節(jié)打點(diǎn)（包括腳、踝、膝、髖、肩、肘、腕、手等19 個(gè)人體點(diǎn)與1 個(gè)器械附加點(diǎn)，共20 個(gè)點(diǎn)）；第二步將素材進(jìn)行3D 轉(zhuǎn)換；第三步將各點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字平滑處理；如圖1所示，最后計(jì)算出研究所需要的數(shù)據(jù)。

圖1 3D轉(zhuǎn)化平滑處理后效果圖

1.2.4 研究指標(biāo)選取

該文將旋轉(zhuǎn)最后用力階段定義為：旋轉(zhuǎn)第四圈結(jié)束右腳著地瞬間至器械出手瞬間。為使研究更為準(zhǔn)確合理，將最后用力過(guò)程分為三個(gè)時(shí)相：T0為右腳著地瞬間，T1為器械運(yùn)行至軌跡最低點(diǎn)，T2為器械出手瞬間。所以將選取以下參數(shù)為研究指標(biāo)，如表2所示，共計(jì)19項(xiàng)。

表2 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)指標(biāo)選取表

1.2.5 灰色關(guān)聯(lián)分析

灰色關(guān)聯(lián)分析是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展和變化情況的比較與描述［2］，能夠?qū)で笙到y(tǒng)中各因素的主次要關(guān)系［3］。該文使用灰色斜率相似關(guān)聯(lián)度的方法，來(lái)研究鏈球最后用力階段影響投擲成績(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及關(guān)聯(lián)度。具體步驟如下：

設(shè)X0=[x0(1)，x0(2)，...，x0(n)] 為系統(tǒng)參考序列，且：

為比較序列。系統(tǒng)中參考序列與比較序列不是等值序列。

第一步，計(jì)算Δ0(k)、Δi(k)：

第二步，計(jì)算R0，Ri：

第三步，計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)ζ0i(k)：

其中，sgnk為關(guān)聯(lián)符號(hào)函數(shù)；ζ0i(k)為灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)；k=2，3，...，n；i=1，2，3，...，m；若Δ0(k)Δi(k)≥0，sgnk=1；若Δ0(k)Δi(k)＜0，sgnk=-1。

第四步，計(jì)算關(guān)聯(lián)度R0i(k)并進(jìn)行排序：

其中，R0i為X0和Xi的關(guān)聯(lián)度。

2 最后用力參數(shù)與投擲成績(jī)的關(guān)聯(lián)分析及結(jié)果

該文從女子鏈球最后用力技術(shù)中，選取下表19 個(gè)參數(shù)來(lái)研究影響投擲成績(jī)的主次要因素，19 個(gè)具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3，設(shè)參考數(shù)列X0（m）為投擲成績(jī)，比較數(shù)列為：著地瞬間左膝角度X1、軌跡低點(diǎn)左膝角度X2、出手瞬間左膝角度X3、著地瞬間左髖角度X4、軌跡低點(diǎn)左髖角度X5、出手瞬間左髖角度X6、著地瞬間右髖角度X7、軌跡低點(diǎn)右髖角度X8、出手瞬間右髖角度X9、著地瞬間右膝角度X10、軌跡低點(diǎn)右膝角度X11、出手瞬間右膝角度X12、著地瞬間肩髖扭轉(zhuǎn)角X13、軌跡低點(diǎn)肩髖扭轉(zhuǎn)角X14、出手瞬間肩髖扭轉(zhuǎn)角X15、著地瞬間軀干傾角X16、軌跡低點(diǎn)軀干傾角X17、出手瞬間軀干傾角X18、著地瞬間右腳方位角X19。用上述方法結(jié)合表1數(shù)據(jù)求得關(guān)聯(lián)系數(shù)（見(jiàn)表4）、關(guān)聯(lián)度及其排序（見(jiàn)表5）。

表3 王崢9次最后用力技術(shù)動(dòng)作數(shù)據(jù)

表4 投擲成績(jī)影響因素關(guān)聯(lián)系數(shù)

表5 投擲成績(jī)影響因素關(guān)聯(lián)度及排序

3 分析與討論

3.1 軀干傾角對(duì)投擲成績(jī)影響的關(guān)聯(lián)分析

根據(jù)關(guān)聯(lián)度分析的結(jié)果證明，在最后用力階段身體軀干的動(dòng)作表現(xiàn)與投擲成績(jī)的關(guān)系最為密切。本次研究的21個(gè)技術(shù)指標(biāo)中，對(duì)投擲成績(jī)影響最大的是出手瞬間軀干傾角，它直接影響到鏈球的出手高度。根據(jù)前人利用物體斜拋公式對(duì)鏈球投擲成績(jī)的研究，出手速度與投擲成績(jī)呈正相關(guān)［4］。因此，在此時(shí)軀干適當(dāng)后傾用力，以求增加器械的出手速度，是比較合理的技術(shù)，但是若軀干過(guò)度后仰，一味追求出手速度而犧牲了出手的高度，也會(huì)極大地影響出手角度，最終必定導(dǎo)致投擲成績(jī)不理想。

軌跡低點(diǎn)時(shí)軀干傾角是出手速度的重要影響因素，根據(jù)速度公式v=s/t，對(duì)器械的加速效果由時(shí)間、運(yùn)行軌跡等要素構(gòu)成［5］，在最后用力階段，單位時(shí)間內(nèi)器械的運(yùn)行軌跡越長(zhǎng)，說(shuō)明器械的運(yùn)行速度越快，這就要求運(yùn)動(dòng)員在單位時(shí)間內(nèi)，盡可能地保證一個(gè)較大的旋轉(zhuǎn)半徑，以此來(lái)增加器械的運(yùn)行弧長(zhǎng)。運(yùn)動(dòng)員的臂展與器械長(zhǎng)度對(duì)旋轉(zhuǎn)半徑的影響是一個(gè)定量，那么如果軀干后傾角度較大，將直接縮短器械的旋轉(zhuǎn)半徑，從而影響器械運(yùn)行速度，最后影響投擲成績(jī)。

3.2 著地瞬間肩髖扭轉(zhuǎn)角對(duì)投擲成績(jī)影響的關(guān)聯(lián)分析

右腳著地瞬間是最后用力階段的開(kāi)始，此時(shí)運(yùn)動(dòng)員的下肢動(dòng)作充分超越上肢和器械，肩軸與髖軸達(dá)到最大扭轉(zhuǎn)，形成的扭轉(zhuǎn)動(dòng)能是器械最后加速直至出手的“能量?jī)?chǔ)備”。肩髖扭轉(zhuǎn)角定義為肩軸與髖軸在地面投影形成的夾角［6］，肩髖扭轉(zhuǎn)程度是肩軸與髖軸兩個(gè)要素同時(shí)決定的。一個(gè)理想的肩髖扭轉(zhuǎn)效果，是最后用力階段運(yùn)動(dòng)員對(duì)器械加速用力的必要基石，將直接影響到鏈球的出手速度，最終影響成績(jī)。

3.3 著地瞬間右腳方位角對(duì)投擲成績(jī)影響的關(guān)聯(lián)分析

右腳著地瞬間，其著地位置對(duì)整個(gè)最后用力技術(shù)的發(fā)揮起著關(guān)鍵作用，首先，著地位置直接影響了髖軸與肩軸的扭轉(zhuǎn)效果，也就是上述肩髖扭轉(zhuǎn)角的動(dòng)能儲(chǔ)備，合適的著地位置對(duì)最后用力階段的器械加速起到積極的作用。其次，右腳著地位置間接影響了器械最后的出手時(shí)機(jī)，若右腳盡早地著地，雖然能夠快速進(jìn)入雙支撐階段加速用力，但當(dāng)完成一系列最后用力動(dòng)作時(shí)，由于右腳著地位置偏后，此時(shí)器械可能并未運(yùn)行至出手角度，未達(dá)到適宜的出手時(shí)機(jī)，這時(shí)上肢繼續(xù)旋轉(zhuǎn)用力，就有可能在出手瞬間導(dǎo)致軀干過(guò)度后傾，最終影響了出手高度，影響投擲成績(jī)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，最后用力階段各運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)參數(shù)中，出手瞬間軀干傾角、軌跡低點(diǎn)軀干傾角與王崢投擲成績(jī)的關(guān)系最為緊密；其次，出手瞬間右髖角度、著地瞬間肩髖扭轉(zhuǎn)角、著地瞬間右腳方位角，這三個(gè)指標(biāo)對(duì)成績(jī)的影響也起到了較為重要的作用；最后，用力開(kāi)始階段，為保證髖軸對(duì)肩軸的充分超越，形成良好的肩髖扭轉(zhuǎn)效果，為最后的加速用力提供充足的動(dòng)能儲(chǔ)備，需加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員對(duì)器械的控制能力，避免用力過(guò)程中重心過(guò)高所導(dǎo)致的軀干后仰情況的出現(xiàn)，出手瞬間優(yōu)化出手時(shí)機(jī)，形成合理的出手角度與出手高度。