劈叉高度测量器设计方案

2011-10-26吕锦章张泽承

运动 2011年5期

关键词：测试者会阴柔韧性

刘，吕锦章，阳光，张泽承

（1.广西财经学院体育教学部，广西南宁 530003； 2.海南大学体育部，海南海口 570228）

理论与方法探索

劈叉高度测量器设计方案

（1.广西财经学院体育教学部，广西南宁 530003； 2.海南大学体育部，海南海口 570228）

柔韧性的提高不仅增加人体运动幅度和改善形体美，还有助于肌肉工作效率和技术的提升。劈叉体现了脊柱、腹部、髋、下肢肌肉的柔韧性，涉及很多核心力量的肌肉，劈叉的水平也对到核心力量有影响。劈叉高度的准确测量，为训练健身提供直观的参考数据。根据实际需要，按照实用、简便易操作、准确测量的理念，提出可行性设计方案。

劈叉；柔韧性；测量器

1 研究方法

1.1 文献资料法

查阅1999～2009年有关身体素质、运动生理、解剖的相关知识及体质测试数据有效评价体系，人机设计、健身器材设原则和方法方面的研究资料，初步了解柔韧性在训练教学中的重要性，对柔韧的测量方法、方式以及人机设计的基本原理。

1.2 头脑风暴法

课题小组采用头脑风暴法，先就课题的可行性和操作性提出各种研究思路和方案，指定对专家访问调查所提出的问题，通过对调查问卷获得统计分析。

1.3 问卷调查法

1.3.1 确定咨询专家课题小组所咨询的专家都是在身体素质训练、教学、体质测量方面具备10年以上工作经验，具有一定的权威度。经过课题小组共同讨论分析，选取的专家在31人左右。

1.3.2 设计、制定咨询专家的问卷专家的调查问卷是课题研究的信息收集的重要来源，问卷的质量直接影响到研究调查的质量。我们的调查问卷填答按照指标量化设计采用5个等级，即“很重要”“较重要”“一般”“不大重要”“不重要”或“很必要”“比较必要”“一般”“不大必要”“没有必要”，统计过程根据认可程度分别赋予分值为5分、4分、3分、2分、1分。专家根据自己的判断选择，并对问卷的有效性评价。

1.3.3 对专家进行调查访问将专家咨询问卷分发给专家，专家直接对具体调查指标进行判断、打分，同时对问卷中的指标进行补充和修改，并提出一些参考意见。回收问卷进行统计，综合专家意见分析各项指标，从新拟订指标体系，再做一论咨询调查。专家对问卷的整体、结构、内容效度按很好、较好、一般、较差、很差级别按5、4、3、2、1进行评分都＞4，表名效度较好。（表1）

1.3.4 结果分析第一次访问专家发放咨询问卷31份，回收31份，回收率100%，其中有效问卷30份，有效率为96.7%；第二次问卷发放31份回收有效29份，有效为93.5%，满足调查统计要求。

专家认为，柔韧性在体质中占比较重地位的100%，髋、下肢柔韧性对核心力量发展影响比较大，占96.6%，认为体前屈测量数值受其他因素影响比较大以上为83.3%，认为劈叉测量受其他因素影响较大为6.6%。由此可见，大部分专家认为柔韧性，尤其是髋与下肢柔韧对自身和核心力量的发展都是有关键的作用，劈叉比体前屈更能体现髋、下肢的柔韧水平。劈叉是可以作为体质研究测量柔韧水平的测量方法，设计测量劈叉高度仪器是有必要的。

2 仪器结构与数据采集的设计

2.1 仪器结构设计（图1）

整个测量仪器主要由底板和纵标、游标构成。其设计的尺寸和规格，是通过查阅文献资料、走访专家，随机抽取男女生各20人测量获得数据分析而设计。通过查阅文献资料，目前国内获得下肢和髋柔韧性数据，多采用的坐位体前屈测量方法，其数据有效性低，经常受到身高、体形、运动能力、心理等各种因素的影响，在实际测试中也发现各种因素尤其是躯干柔韧、认真程度对数值影响很大。也有用采用电脑对人体动作进行影像数据采集的方式，获得柔韧性测试数据，但操作条件和技术较高操作比较烦琐，不适宜在教学和训练中大规模使用。国外有类似的产品，但其使用姿势也不能如实体现下肢和髋关节的柔韧性，不能提供准确柔韧数据。我们这里提出专门针对下肢和髋柔韧性的，操作简单的测量仪器是具有创新性的设计是很有实际意义的。通过走访专家，向他们阐述劈叉测量仪器的设计理念，所预想解决的问题。他们大都认为劈叉比坐位体前屈更准确体现被测试者的柔韧性，数据有效度高，影响因素较小。肯定设计方案的必要性和实用性，并提出了一些意见。根据公认的中国人普通人体身高、形态比例制定设计方案。通过测量不仅可以测量劈叉前后的会阴高度，还能获得受测者身高、下肢长等数据。设计是仪器测量既通过目视读取数据，也可以连接电子测量设备能很快得出劈叉前后的会阴高度以及其数值。在这里我们将提出仪器设计结构。

表1 咨询专家问卷效度检验一览表

图1

2.1.1 底板的设计底板是被测试者在测试过程中完成各种测试姿势的工作平台。它表面平直整齐避免场地弯曲带来的误差，保证测量数据的准确性，摩擦系数适中也为被测试者提供一个比较安全的环境。根据统计，中国成年人身高最高的是18～30岁年龄，该年龄段男子的身高为170.2±5.8厘米，该年龄段女子的身高为159.2±5.3厘米。虽然我国整体身高在200厘米以内，但随着国家经济不断发展营养不断增加，在一些城市也出现一些青少年超过200厘米的高度，所以底板的长度是假设最高受测者为210厘米来设计。按照中国法定的工业、设备产品正常成年人体比例标准换算会阴高度与身高的比例男子为48.23%、女子是47.74%，假设被测者210厘米身高完成劈叉最大长度应该是202.57厘米，所以我们将底板设计成长220厘米。为了方便搬运和储藏，我们底板可以对折收起，也节约空间。同样，我们按照GB标准人单膝跪地侧身扶地距离与身高比例为27.04%，身高210厘米不能完成劈叉侧身扶地应该是56.79厘米，底板设计宽度是120厘米。底板设计高度为10厘米，这是比较安全的高度。底板正上面中间一条短线和两条平行的长线垂直相交。短线是测量时两脚站立分界，处于与两条长线交叉的中间是受测试者重心垂直投影点的参照物。短线上还有两条0～ 180度弧线，作为测量躯干柔韧性站立转体角度刻度。两条平行长线它们相隔7厘米，作为劈叉是两腿滑行的参照线，尤其是横叉时可以很容易判断髋关节重心和两腿是否在同一直线上依据。根据国家GB提出中国人正常体重标准=身高-110公斤，超过标准30%为肥胖，按照健身器材设计要求和工业、仪器设计要求，底板设计至少可承受重量为250公斤。

2.1.2 纵标、游尺的设计纵标在测量劈叉前后会阴高时提供数据，同时既是测量时髋关节垂直向下移动的参照物，也可以测量身高、坐高、下肢长、小腿长等功能，减少仪器的购置。纵标垂直于底板，位于一侧边线中段。纵标分内外两层，外层三面都可以读取数据。测试者从正面读取数据同时，也可以通过视觉和摄影像观察被测试者姿势动作是否标准，并出现意外时做出帮助。被测试者在测试时也可以了解自己的柔韧情况，促进锻炼的积极性。正面中间是游标活动的轨迹，两侧有刻度，都是通过游标滑动水平读取数据。按照之前最高测试者制订左侧是身高的刻度0～210厘米，按照起身高指定右侧显示的会阴高的测量刻度为0 ～110厘米。右侧的“110”刻度比左侧的“210”刻度高出10厘米，当游标下到左侧刻度110厘米时右侧的游标会同步滑动，最后两侧一起归零，根据需要也可以在右侧增加坐高的刻度。外层两侧面有数据视窗，测量时通过固定指针读取指向卷尺的数据，卷尺也可以设置为左右两套刻度，左侧是身高、会阴高刻度，右侧为坐高刻度。按照中国成年人身高标准，左侧固定视窗指针高度为距离地面170厘米的高度，右侧固定视窗的指针高距离地面为150厘米，以满足不同身高的测试者数据的读取。纵标的里层是一个空心长方管，作为纵标的支架，长方管外有一个装着8只滑轮的以稳定游标上下活动的活套提高数据准确。长方管能有坠体，它功能是游标和卷尺使用后自动上升。坠体通过连线和顶上的滑轮，拉动活套和游标、卷尺的上升移动。坠体的重量应是活套、游标、卷尺重量总和之后再多300克，这是考虑到游标上升的速度对会阴尤其是对男性测试的安全影响。在纵标的左侧面离地面160厘米地方安装一个电子数据显示器，可以连接电脑读取数据。

游标由固转向游标和固定游标组成，转向游标的主要功能是测量纵、横劈叉前后会阴高度。固定游标的主要功能是测量身高、眼高、下肢长以及坐高等测量，两个功能的分类也是从卫生角度出发避免交叉感染。为仪器适应更广泛年龄人群测试，根据人体生理结构特征髋厚度是与身高比例11.27%，按设计最高度的髋厚为23.66厘米，转向游标长27厘米、宽2.5厘米对被测试者尤其对儿童劈叉前的站立和劈叉后的动作都没有影响，也没有不舒适的感觉。即使完全完成劈叉，会阴处生理结构造成不完全着地，转向游标厚0.3厘米可以忽略不计，按其下面计量刻度，用生铁作为原料可以减少使用中变形所造成的误差。它与固定游标时同一笔直方向时测量横劈叉前后会阴的高度，然后可以随被测试者向两侧水平转向90度测量左右纵劈叉前后的会阴高度，靠近纵标一侧的腿向前，另一侧向后完成纵劈叉。按照国家指定人体标准数据肩最大宽度与身高比例是26.42%，设计最高者的最大肩宽为55.49厘米，转向测量纵劈叉的固定游标必须能容纳半个肩宽原故，固定游标长度设计为35厘米；它的宽为5厘米、高8厘米为保证其机构的稳定，减少变形带来的误差。

2.2 数据的采集（功能元并联式组合—双输出信息并联式组合）

这个仪器操作简单、读取便捷，数据信息以并联式双输出，可以通过物理刻度手工记录或者电子仪器读取测量数据。物理刻度游标滑轮是通过杠杆原理，测量和刻度都是等长运动数据准确性比较高，测量后自动上升归整使用起来比较方便，同时也有电子仪器作为参照，进一步降低误差。主要测量横、左右纵劈叉前后高度换算比率，以获得体现下肢和髋关节柔韧性的数据。测量横劈叉的方法被测是试者背向纵标，跨过变向游标并让其顶在会阴处，两脚分别踩在短线两侧正常站立，测量并读取被测试者直立时会阴高度数据；再两腿分别沿着长线滑行最大限度，这时测试者读取数据，同时注意被测试者的膝曲直、会阴中心的投影点是否合乎要求。根据被测试者的柔韧性水平选择读数方位，并进行保护和指导。左右纵劈叉测量也是被测试者先直立时的会阴高度；再夹着转向游标向左或右转90度，沿着长线完成纵劈叉最大程度后读取测量数值；测试者要注意检查完成动作时被测试者的膝曲直、会阴中心的投影点是否合乎要求。测试过程中也可以使用电子计量器，设订测量程序，能更快捷准确获得数值和比率数据。

仪器还可以测量身高、坐高、眼高、下肢长、小腿长等。被测试者背对纵标直立，两脚分别踩在短线两侧，拉下来定向游标压到头顶读取身高数据。站在右边可以测量到眼高、下肢长、小腿长，还有坐高。

3 结论

根据文献调研和咨询专家分析结果，柔韧性是人身重要的体素质之一，劈叉的所体现很多是人体核心力量的肌肉的柔韧性，它对核心力量的发展、提高运动能力都有很重要的影响。各中因素都会影响到体前屈测试数据，体前屈缺乏针对性。准确地测量劈叉前后会阴高度和计算两者的比值，直观了解被测试者下肢和髋关节的柔韧性具体数据，以及运动、锻炼的效果，有助于制定针对下肢髋关节的体质测量评价标准。

在所咨询的专家中，相当多都认可劈叉高度测量器设计可行性，认为设计结构比较合理、构造简单实用、操作简单且测量数据较高的准确度。劈叉高度测量仪器结构和尺寸主要参考仪器设计国家GB标准、人体解剖生理特点、体质测量观察和保护需要等角度考查来设计。当前国内外也没有可以大范围测量劈叉的仪器，也没有比较合适的测量方式，我们的设计是很具有实用性和创新性的。专家还给提出了许多宝贵的建议，我们还需要不断改进。

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