乒乓球正手快攻、弧圈球技术中运动员下肢的运动学特征分析

肖丹丹，王 振，唐建军，苏丕仁

（1.国家体育总局科学研究所 竞体中心，北京100061；2.哈尔滨工业大学 体育教学部，山东威海264209；3.北京体育大学小球教研室，北京100084）

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乒乓球正手快攻、弧圈球技术中运动员下肢的运动学特征分析

肖丹丹1，王 振2，唐建军3，苏丕仁3

（1.国家体育总局科学研究所 竞体中心，北京100061；2.哈尔滨工业大学 体育教学部，山东威海264209；3.北京体育大学小球教研室，北京100084）

乒乓球正手快攻技术和正手弧圈球技术是乒乓球技术中主要的进攻技术，是乒乓球比赛中主要的得分手段。运用红外远射测试系统，对10名乒乓球运动员正手快攻、弧圈球技术（每种技术分中等力量和最大力量两种发力方式）进行测试与分析，揭示出乒乓球运动员正手快攻、正手拉弧圈球时下肢的运动学特征，并找出正手快攻、正手拉弧圈，以及两种不同用力正手快攻拉弧圈球的异同，以期从运动员下肢运动角度为乒乓球正手进攻技术的教学与训练提供一些参考。

乒乓球；运动学；正手快攻技术；正手弧圈球技术；髋关节；膝关节；踝关节

乒乓球正手快攻技术和正手弧圈球技术是乒乓球技术中主要的进攻技术，是乒乓球比赛中主要的得分手段。乒乓球运动员正手的杀伤力是决定一场比赛胜负的关键因素。在正手快攻技术与正手弧圈球技术中，下肢的运动是动作技术发力的开始。只有合理的下肢动作，才能保证击出高质量的快攻与弧圈球。在以往的文献中，对高水平乒乓球运动员下肢动作技术的运动学分析尚不多见。有些运动员中等发力击球时往往动作非常规范与合理，而当大力攻球与拉弧圈球时就会出现一些问题，如发不出力、动作不协调等，可能都与下肢技术有关。本文通过对两种不同用力方式的正手快攻和弧圈球技术中下肢的运动学特征进行详细的分析，以揭示乒乓球运动员正手快攻、正手拉弧圈球时下肢的运动学特征，并找出正手快攻、正手拉弧圈，以及两种不同用力正手快攻拉弧圈球的异同，以期从运动员下肢运动角度为乒乓球正手进攻技术的教学与训练提供一些参考。

1 研究方法

1.1 实验对象

受试者情况为北京体育大学运动系10名男性优秀乒乓球运动员，其中2名为左手持拍。所有受试者均为横握拍弧圈结合快攻打法，胶皮为反胶［1，2］（表 1）。

表1 受试者基本情况

1.2 实验方法

运用瑞典产QUALISYS－MCU500红外远射测试系统（6个镜头）对乒乓球运动员正手快攻、弧圈球技术进行测试。QUALISYS－MCU500红外远射测试系统的拍摄频率为100幅／s，每次采集时间为5s。摄像机置于运动方向的右前方，距实验对象运动区域中心的距离约为3m，主光轴距地面的高度 0.8m，拍摄频率为 50幅／s［1，2］。

测试运动员依次完成两种技术四组动作的测试。两种技术为正手近台快攻和正手弧圈球技术。每种技术分别用最大力量和中等力量两种发力方式击球因此本研究测试的四个动作为中等力量正手快攻（轻打）、最大力量正手快攻（重打）、中等力量正手弧圈球（轻拉）和最大力量正手弧圈球（重拉）［1，2］。每组动作的测试方法为运动员一直进行多球练习，由实验员判断当技术动作比较稳定时，开始采集。测试应得到至少3次动作技术质量较高且两个测试系统数据都完整的动作。

1.3 关节角度的定义

由于人体在运动中，肩关节、肘关节等大关节都在做三维空间复合运动。本实验参考国内外的有关文献资料，根据乒乓球运动中各关节的运动特点和运动生物力学和运动解剖学的有关内容以及本文研究的方便，本文选用空间角度来描述各个关节在空间的运动和位置，对本实验研究中所涉及的相关的角度概念进行了如下定义［1，2］（图 1）。①髋关节角：同侧髋关节标志点与同侧膝关节标志点的连线，和同侧髋关节标志点与同侧肩关节标志点连线的夹角。②膝关节角：同侧髋关节标志点与同侧膝关节标志点的连线，和同侧膝关节标志点同侧踝关节标志点连线的夹角。③踝关节角：同侧膝关节标志点与同侧踝关节标志点的连线，和同侧脚尖标志点同侧踝关节标志点连线的夹角。本文分析的指标是髋关节角度、膝关节角度的变化，及髋关节角速度、膝关节角速度和踝关节角速度的变化情况。

图1 关节角度定义图

1.4 数据处理

运用QUALISYS运动解析系统对采集数据进行运动学解析。本文中的图选用了具有代表性的一名运动员的数据曲线。采用重复测量双因素方差分析对不同力量和不同打法的技术数据进行分析。统计显著性水平为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 动作阶段划分

当发多球进行原地定点乒乓球基本击球技术练习时，连续击球动作可以看作是周期性的运动。一个乒乓球击球动作是一个较为复杂的过程。为了便于分析，根据动作的任务和性质，可以将一次复杂完整的击球动作的整个过程划分为不同的阶段。相互区分不同的阶段，有利于对完整的动作进行分析和研究。不同动作阶段的临界点为击球技术的特征画面。本实验中，在5s的采集时间内，对优秀运动员原地定点击球技术进行测试，由于优秀运动员的击球动作已形成动力定型，每次击球过程基本相同，所以所有的参数均显示出明显的和稳定的周期性变化。由于本次实验是原地击球，因此没有考虑步法移动与选位对动作阶段划分的影响。一个原地击球技术动作周期结构，包括5个特征画面和4个动作阶段。从第一个特征画面开始再到下一个特征画面结束为一个技术动作周期。本文根据乒乓球技术的特点，从技术动作结构着手及本研究的方便，选取了从第一次身体还原时刻开始到第二次还原时刻结束为一个击球动作周期进行分析。如图1所示，5个特征画面分别是A点为还原时刻、B点引拍结束时刻、C点击球时刻、D点随挥结束时刻、a点为再次还原时刻。从上一个特征画面开始到下个特征画面开始为一个动作阶段，共有四个动作阶段，A—B段为引拍阶段；B－C段为挥击阶段；C—D段为随挥阶段；D—a段为还原阶段。

2.2 膝关节和髋关节的角度变化

如图2所示，同一个技术的两种力量打法的曲线图的变化是相同的。而打和拉之间是有所不同的。在轻打和重打中，右膝关节在引拍阶段是做伸的动作，右膝关节角度逐渐增加到最大值，而后在挥拍击球和随势挥拍阶段做屈曲的动作，角度逐渐降低，在随挥最远端，右膝屈曲最大，右膝关节角度最小。而在轻拉和重拉方面则相反，是在引拍和挥拍击球阶段右膝关节先做屈曲动作，而后右膝关节再做伸的动作，即右膝关节角度减小到最小值，然后随势还原阶段再增加到最大值。右髋关节、左髋关节和左膝关节的屈伸方式、关节角度变化，两种技术相似，只是最大值和最小值的差异。2.2.1 引拍阶段 引拍阶段下肢主要是作屈曲下蹲动作，这是动作技术的重要组成部分，为挥拍击球时的蹬伸作时间、空间、发力条件上的准备。引拍结束时刻下肢各关节状态特征见表2至表5。

从表2至表5和图2中可以看到，正手攻打技术在两种发力时，右膝关节角度不是减小而是增大，即右膝做的是伸的动作，轻打时从153°增大到157°，重打时从151°增加到152°。同时，在这一阶段右髋关节、左髋关节和右膝关节做屈曲动作。右髋关节的角度在轻打和重打中分别下降了3°和9°，左髋关节的角度分别下降了5°和9°。而左侧的膝关节在轻打中下降了6°，在重打中减小了9°。说明正手快攻动作的屈曲下蹲是通过两侧髋关节和对侧膝关节的屈曲完成的。

经检验，在引拍结束时刻重打的左膝关节角度和左髋关节角度（141.94°±10.55°、145.56°±10.18°）均小于轻打（153.53°±14.10°、154.49°±10.82°），表明若要发力快攻时，持拍对侧下肢要有更大幅度的屈膝和屈髋的动作。

图2 下肢各关节角度（图中横坐标0点为上一个周期随挥结束时刻）

表2 右膝关节角度（n＝10）（单位：°）

表3 右髋关节角度（n＝10）（单位：°）

表4 左膝关节角度（n＝10）（单位：°）

表5 左髋关节角度（n＝10）（单位：°）

在弧圈球技术中，运动员下肢显示出明显的屈曲下蹲动作，两侧髋、膝关节角度明显减小。引拍结束时刻重拉的四个关节角度均小于正手快攻的角度，而且重拉的四个关节角度均小于轻拉的四个关节角度值。在最大力量弧圈球技术时，右髋关节角度由148°减小至106°，降低了42°；右膝关节由151°降低到129°，降低了 22°；左髋关节角度由 147°降低到 130°，降低了 17°；左膝关节由 150°减小到 120°，减小了30°。可以看到重拉时，持拍同侧的膝角和髋角下蹲的幅度更大。

身体屈膝下蹲向后引拍时，膝关节屈曲太大和太小都不能产生有效的蹬地力量。膝关节屈曲过大，会给伸膝肌过大负荷，影响伸膝速度及与身体其他环节的配合。而屈膝过小又不能充分拉长伸膝肌，不能使伸膝肌获得较大的弹性势能，从而影响伸膝力量，因而也影响身体的向前向上的速度。由于运动员身体素质不同，不同运动员可能有自己最适合的膝关节屈曲角度和身体下蹲深度。在弧圈球技术时，在运动员腿部力量允许的情况下，可以适当增加膝关节的下蹲深度。

2.2.2 挥击阶段 在这一阶段里，膝关节做快速的蹬伸动作，这是整个人体环节链系统动量传递的开始。持拍侧（右）下肢的蹬伸产生的动量向上传递到上肢，再传给球拍，使球拍能够具有更大的动量与球发生碰撞。

要使下肢产生更多的动量向上传递，需要在蹬伸中获得更大的动能和速度。根据做功的原理推导，蹬伸幅度和蹬伸时间是衡量蹬伸质量的指标。较大的蹬伸幅度和较短的蹬伸时间能够产生更大动量。下肢蹬伸动作及其能力，是确保技术动作质量的重要指标之一。

在挥拍击球的整个蹬伸击球动作中，正手快攻技术左、右膝关节角度和髋关节角度略有增大。在击球时刻，轻打和重打的右膝关节角度分别为158.71±5.29度、153.25±9.86度，右髋关节角度分别为146.03°±7.42°、145.91°±11.92°，左膝关节角度分别为 155.99°±12.61°、144.45°±9.04°，左髋关节角度分别为157.74°±7.36°、148.58°±7.65°（表 2－表5）。经检验，在挥拍击球时刻，重打的左膝关节角度、左髋关节角度比轻打时要小，差异显著。

如图2和表2－表5所示，在弧圈球技术中，右髋关节和左髋关节的角度增加的幅度更为明显，轻拉的增幅分别在12°、4°左右，重拉的增幅在24°和9°左右，但整个过程增加的速度还是比较平稳的，从而保证整个身体的重心的平稳移动和处于挥拍动作的最佳状态。而右膝关节和左膝关节角度变化不明显。说明正手发力拉弧圈球时，要加大伸髋的幅度。

当比较最大力量拉球和最大力量攻球在击球时刻下肢的关节角度时，可以发现最大力量拉球时的左右膝关节角度和左右髋关节角度均小于最大力量攻球。表明拉球在下肢磴伸发力中保持了一个更低的重心。

2.2.3 随挥阶段和还原阶段 在随挥阶段，下肢继续蹬伸，髋关节和膝关节角度继续增加，到随挥结束时刻达到各自的最大值，然后迅速在左腿的蹬转下，身体还原到起始位置，各个关节角度开始减小，为下一次击球做准备。

2.3 下肢各关节的速度变化

从图3中可以看出，在一个动作周期中，下肢各关节速度的变化均出现两个波峰和两个波谷。第一个最大值是引拍加速的过程，在第二个最小值附近击球，第一次最小值时刻是引拍结束附近时刻。第二次波谷是随挥结束左右时刻，正手快攻时下肢速度变化的规律性更加明显一些，当正手弧圈球技术时曲线略显杂乱。两侧踝关节的速度变化在两种技术中变化都较小。

用各关节速度的变化可大致反映出左右下肢的发力顺序。轻打、重打、轻拉和重拉下肢各关节的最大速度值从小到大的顺序基本上是遵循踝、膝、髋的顺序，动量依次传递，逐步向上积累。在引拍阶段出现的峰值和挥拍击球阶段的峰值基本相同，即向后引拍时下肢向后向下向右的发力顺序与下肢向前向上向左的发力顺序基本相同。

在轻打时，下肢各关节的最大速度的值由小到大依次是右踝、左踝、左髋、左膝、右膝、右髋。在重打时，下肢各关节的最大速度的值由小到大依次是右踝、左踝、左膝、右膝、左髋、右髋。在轻拉时，下肢各关节的最大速度的值由小到大依次是右踝、左踝、右膝、左髋、右髋、左膝。在重拉时，下肢各关节的最大速度的值由小到大依次是右踝、左踝、右膝、左髋、左膝、右髋。

从下肢的情况来看，挥拍臂对侧支撑腿的各关节参加动作的时间均早于同侧支撑腿，并且相应的数值也略微大一些，这表明对侧支撑腿在整个动作中的地位和所起的作用要比同侧支撑腿的作用更为明显。

图3 下肢关节的速度（图中横坐标0点为上一个周期随挥结束时刻）

3 结论

1）运动员在完成正手快攻技术过程，在引拍阶段，下肢的屈曲下蹲主要通过两侧髋关节和持拍对侧膝关节的屈曲完成，在挥拍击球阶段，下肢做快速的蹬伸动作。若要发力正手快攻时，引拍阶段要注意增大持拍对侧下肢屈膝和屈髋的幅度。

2）运动员在完成正手拉弧圈球技术过程，在引拍阶段，两侧下肢显示出明显的屈曲下蹲动作；在挥拍击球阶段，下肢蹬地伸髋发力击球。若要发力拉弧圈球时，引拍阶段要注意增大持拍同侧下肢的屈曲幅度，挥拍阶段要注意增大两侧伸髋的幅度。

3）正手弧圈球技术与正手快攻技术下肢运动学特征的区别，在于运动员正手拉弧圈球时保持了更低的重心，引拍阶段和挥拍击球阶段下肢关节角度小于正手快攻，引拍阶段下肢的屈曲程度和挥拍击球阶段右髋的伸展幅度大于正手快攻。

4）完成正手快攻和弧圈球技术过程中，下肢基本遵循踝、膝、髋关节的依次发力的顺序，动量依次传递，逐步向上积累。

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Kinematics Character of Lower Limbs When the Table Tennis Players Using Attack and Loop Drive Technique of Positive Hand

XIAO Dandan1，WANG Zhen2，TANG Jianjun3，SU Piren3
（1.Competition Sports Centre，Institute of Sport Science of General Administration of Sport of China，Beijing 100061，China；2.P.E.Department，Harbin Institute of Technology，Weihai 264209；Shandong，China；3.Table Tennis Division，Beijing Sport University，Beijing 100084，China）

10 ping－pong athletes’attack and loop drive techniques of the positive hand were tested，using the measurement methods of the QUALISYS kinematics measurements system.Each technique was performed by two types of force，the middle strength and the full strength.The techniques of attacking were divided into four phases.Kinematics Character of the hip，the knee and the ankle was described，when the table tennis players used attack and loop drive technique of positive hand.The aim is to provide some suggestion for the training and learning of the technique of attack and loop drive in table tennis.

table tennis；kinematics；attack technique；loop drive technique；hip；knee；ankle

G847

A

1004－0560（2013）05－0009－04

2013-08-17；

2013-09-18

肖丹丹（1978－），女，副研究员，博士，主要研究方向为乒乓球项目技战术分析。

责任编辑：郭长寿