优秀男子铅球运动员滑步阶段技术的三维运动学分析

2011-09-23王懿巍李志宇

哈尔滨体育学院学报 2011年1期

关键词：滑步铅球右腿

王懿巍，李志宇

（黑龙江省田径管理中心科研科，黑龙江哈尔滨 150040）

优秀男子铅球运动员滑步阶段技术的三维运动学分析

王懿巍，李志宇

（黑龙江省田径管理中心科研科，黑龙江哈尔滨 150040）

通过文献资料法、三维运动学分析法、数理统计法等方法，以黑龙江省3名优秀男子铅球运动员为研究对象,对推铅球滑步阶段技术进行了分析研究。结果显示：滑步阶段运动员的身体重心水平速度偏小，垂直速度偏大，右脚蹬地角偏大，滑步时间长。

推铅球；滑步阶段；运动学分析

Abstract: Through the literature material method, three-dimenatic kinematic analysis, mathematical statistics method. Three excellent man in our province as the research object, shot-putter shot to push the sliding stage technology were analyzed and studied. The result shows: the right to slide stage moment, athletes from horizontal speed slants little body gravity, vertical speed too large, Israel too large, the right pedal slide time long.

Key words: Shop put; Sliding step stage; Kinematic analysis

CLC number: G824.1 Document code: A Article ID: 1008-2808(2011)01-0111-03

黑龙江省男子铅球运动员身体条件与国内优秀运动员相比有一定程度的的优势，如果要提高成绩必须在现有条件的基础上，从技术方面着手。本文以我省优秀男子铅球运动员推铅球整体技术为着重点，通过对完整技术动作进行运动录像解析，深入探讨我省优秀男子铅球运动员的背向滑步推铅球技术特征及其内在规律，查找问题，为改进技术提高成绩、指导教学训练提供参考，希望为今后男子铅球技术的进一步研究提供科学依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象以黑龙江省田径运动管理中心参加第十一届全国运动会的3名男子铅球运动员为研究对象。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法查阅国内、外有关铅球技术研究的文献资料及有关铅球运动训练方面的相关信息。

1.2.2 数理统计法对所得数据利用Exce1 2000进行平均数、标准差计算，采用Excel图表制图等对所得数据进行相关性分析比较。

1.2.3 影片拍摄法采用星镐钛高速录像采集系统，对运动员现场投掷进行定点拍摄，一台摄像机置于投掷圈的后侧位，另一台摄像机置于投掷圈的右侧位，两机主光轴夹角约为90°，在正式投掷前提前开机，投掷结束后停机，完整地拍摄投掷的全过程。

1.2.4 三维运动学解析法采用“SINI”运动录像快速解析系统，迅速、准确地标出运动员的运动学参数，人体模型采用俄罗斯的扎齐奥尔斯基模型，按照模型关节点和附加点的方式进行图像采集和数据计算。图像经过数字化处理，采用低通数字滤波法对运动学原始数据进行平滑。

2 研究结果与分析

滑步阶段是从完整的预备姿势开始，经过左腿摆动、团身，然后从右脚离地到右脚着地结束为止。任务是使身体和铅球从静止状态转为运动状态，为过渡阶段和最后用力阶段奠定基础［1］。滑步是由臀部主动后移, 然后积极后摆左腿, 充分利用身体移、摆产生的动力开始的, 即左腿以大腿带小腿迅速向投掷方向摆出, 然后右腿积极的蹬伸, 最后是回收右小腿。这一顺序可以避免身体重心起伏过多, 并可以保证迅速进入过渡阶段［2］。

2.1 滑步阶段的技术特征分析

滑步阶段技术要求是身体重心的移动和铅球运动的轨迹要做到低、平、快。低是指铅球和身体重心要低，平是指铅球和身体重心起伏要小，快是指左腿摆动迅速，右腿蹬伸有力及时，收腿快速，身体和铅球才能够快速移动，获得理想的“人—球”系统预行速度［3］。

表1为3名运动员滑步阶段的部分运动学参数，分别为每人9次拍摄数据的平均值。

表1 滑步阶段主要运动学参数

滑步时间的长短反映了运动员在滑步过程中右腿的蹬伸和和左腿的摆动是否积极, 以及两腿在滑步过程中的配合程度, 同时也可以反映运动员右脚离地后, 右脚着地是否积极。3名运动员的平均滑步时间为0.156s，而世界优秀运动员的滑步时间仅为0.1s，滑步时间较长，将导致无支撑阶段延长，由于重力作用使水平向前速度减慢，导致滑步阶段“人—球”体系的运动速度降低很多，由于过渡阶段大部分运动员要减速，最终导致出手速度减慢。在滑步阶段田迎春的重心最大速度最大，达到4.08m/s，而他的滑步时间却最长，为0.17s,可推断出田迎春较其他两人必有更多的腾空时间，即滑步开始时更大的蹬地角导致重心获得更多的垂直速度，而减小了水平速度。因此优秀运动员适当缩短滑步时间对成绩有利。

滑步阶段想要获得理想的“人—球”系统预行速度，下肢的摆蹬同样是十分重要的环节，在滑步过程中两腿的协调配合就显得十分重要。在滑步中，两腿的协调配合关系是：“以摆带蹬，摆蹬结合，以蹬促摆，快蹬快落”。表1说明3名运动员摆动最高速度均出现在蹬伸离地之前，即左腿的最高速度基本上出现在右腿积极蹬伸阶段，这对加快蹬伸极为有利，因此滑步阶段左腿的摆动是影响身体重心速度和铅球速度的主要因素之一。

左腿的摆动起着先导作用，一方面要强调摆动的幅度和力量，为蹬伸创造有利条件，但另一方面又要注意避免过度上摆造成其垂直冲量增大，同时增大了蹬地角和重心腾起角，水平冲量受到影响，水平分速度相对减小，从而使滑步过程中“人—球”系统没有得到很好的统一，不利于滑步过程中身体的移动和最佳投掷姿势的形成。

2.2 滑步阶段身体重心速度分析

运动员在滑步阶段身体中心的速度很重要,，特别是身体重心的速度和铅球在此阶段的速度差，对后面的最后用力都将产生重要的影响［4］。滑步起动的主要动力是左腿的摆动与右腿的爆发性蹬伸。而左腿的摆动幅度会对蹬地角产生一定影响，左腿过渡摆动就会造成蹬地角过大，垂直冲量增大，水平速度相对减小的同时增加了腾空时间，促使滑步阶段损失较多的水平速度，而导致最后出手速度减小，影响成绩。

图1 滑步阶段身体重心速度变化对照

由图1我们可以看到，田迎春在蹬离地面时身体重心速度在3个人中最大，为2.78m/s，分别大于张珩和许中楠的2.53m/s、2.47m/s。经过滑步的腾空阶段，既无支撑阶段，由于重力的作用，必然导致在滑步结束时，即支撑脚着地时，身体重心速度减小。然而从图1可知，3个人中田迎春的速度的损失最多，降至2.16m/s，即在滑步阶段，田迎春由右腿爆发产生的初速度损失过多，导致结束时身体重心速度甚至小于张珩和许中楠的2.23m/s、2.46m/s。

为什么会产生这种结果？分别对3名运动员九次拍摄取平均值，田迎春蹬地角为73°，远大于张珩和许中楠的65°、62°。统计数据发现较小的蹬地角可以保证运动员较大的水平速度，较小的垂直速度。我国男子铅球运动员蹬地角普遍高于世界优秀运动员，世界优秀运动员的蹬地角一般在54°- 58°之间，在蹬离地面瞬间，田迎春的蹬地角度达到73°，获得了较大的垂直冲量，增大了垂直方向上的初速度，同时就减小了水平初速度。图2表明，蹬离地面瞬间，在水平方向上的初速度田迎春（2.47m/s）和许中楠（2.56 m/）相差不多，而垂直方向上的初速度田迎春（1.25m/s）却比许中楠（0.69m/s）大很多,这势必导致过多的腾空时间，即在腾空时损失更多的速度，导致最终在滑步结束时身体重心速度减小幅度超过其他两名运动员，即滑步阶段未能获得理想的预速度，进一步影响铅球的最后出手速度，严重影响成绩。造成这一结果的原因可能有两种，一是左腿摆动不积极，且后摆过高；二是右脚蹬离地面时时机没有掌握好，蹬地角度控制不好。因此在滑步阶段，理想的滑步技术，左腿的摆动要积极，幅度不能过大、右腿爆发性蹬伸时要把握最佳时机，尽力控制一个合理的蹬地角，避免获得更多的垂直冲量，尽量减小速度的损失。

图2 蹬离地面瞬间身体重心水平速度和垂直速度对照

2.3 滑步阶段右髋角、右膝角和躯干倾角的分析

在右脚蹬离地面瞬间，右髋角（肩横轴中点和髋横轴中点的连线与右膝关节中心点和右髋大转子连线在投影上所形成的角。）的大小决定着滑步阶段上体抬高的幅度，由表2可知：田迎春、张珩、许中楠3人的右髋角分别为：95°、106°、86°，相比而言，张珩的右髋角偏大，说明在滑步阶段上体控制不好，抬起过高，身体重心起伏较大，不利于身体重心低而平的向投掷方向移动。

表2 右脚蹬离地面瞬间身体有关环节角度对照

在右脚蹬离地面瞬间，右膝角（髋关节中点膝关节中点的连线与膝关节中点至踝关节中点连线所形成的夹角。）的大小能够一定程度反映右腿蹬伸力量的大小［5］。由表2可知：田迎春、张珩、许中楠的右膝角分别为：164°、156°、171°，相比而言，张珩的右膝角偏小，也就是说，3个人中，张珩的右腿完全伸直的幅度小于其他两人，从力学角度分析，完全伸直有利于发挥右腿的蹬伸力量。由此可知，张珩在蹬离地面瞬间水平速度在3人中较小（见图2），应与他在蹬伸时右腿没有充分用力蹬伸有关。

躯干倾角（肩横轴中点和髋横轴中点连线与投掷方向水平面的夹角），它表明运动员向投掷相反方向倾斜下俯的幅度，下俯的程度越大，对运动员右腿力量素质要求越高，同时对运动员技术要求也越高。由表2可知，田迎春、张珩、许中楠的躯干倾角分别为：151°、131°、147°，张珩的躯干倾角最小，也就是说，这名运动员的身体下俯程度小，身体团紧程度小，表明他的右腿力量素质相对较弱，需要进一步训练提高。