对李艳凤双腿支撑起转阶段肩、髋、膝关节的三维运动学分析

程 昊

Shandong Institute of Physical Education and Sports，Jinan 250014，Shandong，China

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以我国现役的优秀田径运动员李艳凤为研究对象。李艳凤在2009年10月济南举行的第十一届全运会以66.04米的成绩夺冠后，铁饼成绩仍不断提高，始终处于巅峰阶段;在2010年广州亚运会上，以66.18米的成绩获得金牌;在2011年国际田联钻石联赛舍内贝克站，投出了67.98米的成绩，刷新生涯记录并夺冠;在2012年伦敦奥运会上，以67.22米的成绩夺得一枚铜牌，为中国田径实现了铁饼项目奥运奖牌的“零突破”。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法:根据本课题研究目的和研究内容的需要，通过计算机网络搜索《中国期刊全文数据库》、《中国知网》、《中国硕博论文数据库》和查阅山东体育学院图书馆和山东省图书馆文献资料，收集我国女子铁饼运动发展的有关数据和资料，了解女子铁饼项目的研究现状及理论成果，并对其进行分类整理，对于与本研究有关的信息作进行详尽的归纳和综合。

1.2.2 专家访谈法:就李艳凤的技术动作及其专项能力特征等相关问题对国家田径队总教练阚福林指导和李艳凤的教练张景龙指导进行了访谈，将其意见和见解进行了整理和分析，提高了本研究的客观性和针对性。

1.2.3 近景动态立体摄影法:本研究拍摄的比赛是2009年10月在济南举行的第十一届全运会和2010年11月在广州举行的第十六届亚运会女子铁饼决赛(备战伦敦奥运会时的技术训练录像及李艳凤较早期的掷铁饼技术录像均由训练中心所提供的录像拷贝)。拍摄方法相同，一部置于投掷方向的正后面，一部置于左侧面，拍摄频率为120帧/s，主光轴夹角约90°，拍摄频率为50 Hz，拍摄距离为10 m左右，机高1.2 m，并将两次比赛主办单位高空拍摄的录像资料进行了拷贝，做为提供分析垂直轴技术动作资料。

图1 比赛拍摄现场机位图示

1.2.4 数理统计法:选取所需的技术录像部分，定格解析，依据人体模型的标准和研究需要选取6个关节点，并对投掷铁饼的旋转阶段双腿支撑环节时肩、髋、膝关节的技术动作过程进行解析处理，对解析数据通过低滤波法平滑处理，平滑系数为7，获取所需参数的原始数据指标。

2 双腿支撑起转阶段肩、髋、膝关节三维运动学分析

为了便于拍摄的录像定点分析，将李艳凤投掷铁饼的技术动作细分成了5个阶段:1)双腿支撑起转阶段:预摆结束至右脚离地;2)单腿支撑旋转阶段:右脚离地至左脚离地;3)腾空阶段:左脚离地至右脚着地;4)过渡阶段:右脚着地至左脚着地;5)最后用力阶段:左脚着地至铁饼出手。本研究仅针对第一阶段，即双腿支撑起转阶段三个关节轴的录像数据进行分析。

表1 预摆到双腿支撑阶段起转环节位移和速度的分析

可以看出，李艳凤在起转阶段位移数据变化最大的是左膝，其次是左髋，最后是左肩，说明李艳凤完成技术的初衷是为了让下肢预先运动，尽量控制上体过早进入旋转，下肢一旦有动作，必然会降低重心，来保证动作的幅度。左膝与左肩的距离越大，先动下肢控制上体的动作理念完成得越好;三次剪辑的录像数据对比也反映出此技术是教练张景龙指导让李艳凤重点需要改进的。对早先技术分析时，左肩、左髋、左膝的移动的距离和速度相差不大，说明在旋转开始时，身体几乎是一起做动作的，没有很明显的先后运动顺序。而在后两次技术分析时，尤其是备战2012年奥运会时的技术分析，对于移动的距离和速度的数据表明左肩、右肩及左膝的数据变化大，而左髋、右髋及右膝的数据几乎没有变化，说明在铁饼预摆时，李艳凤刻意扭转上肢将器械充分留在身体后方;大幅度扭转左膝关节，是为加大后续动作的幅度做充分的准备。

表2 双腿支撑阶段起转到结束环节位移和速度的分析

表2中李艳凤在双腿支撑阶段数据变化最大的是左膝，依次是左肩、左髋，这三组数据说明起动的顺序，左膝移动的距离的变化反映出身体起动最先的是左膝，以左膝的先行作为下肢带动身体运行的首帅;由于关节结构的不同，左肩与左髋相比关节活动的范围大，受限小，所以左肩移动的距离比左髋略大。三次录像资料的比较分析，反映出在双腿支撑结束时，对于左膝、左肩及右肩的技术改进最为明显，这三个关节点的移动距离表明器械更充分地留在了身体后方的同时，下肢积极快速地向投掷方向运动，上下的反差使得躯干更加扭紧，为后续运动提供更快的旋转速度。对于速度来说，表2反映出在起转阶段左膝的速度最大，其次是左髋，再是左肩。对于投掷项目来说，追求最大的出手出速度是为了获得更远投掷距离的根本训练目的，双腿支撑阶段速度的获得是器械出手速度的初始。左膝速度快于其他关节速度说明在起转阶段李艳凤就为后续用力阶段完成充分的超越器械以及为追求最大的出手速度做好准备。

表3 双腿支撑阶段结束三关节角度的分析

李艳凤的左肩、左髋、左膝的变化最为明显，这三处角度的减小说明在双腿支撑阶段，左肩的带动作用减小，与右肩有意留后的控制使得双肩之距不断加大，目的为使上体更好留在起始阶段，延长控制器械的摆动滞留时间;左膝、左髋角度的增大说明两处积极主动的转向投掷方向，左膝的先行带动与左髋的支撑制动，更好地表现为下肢带动身体运动，预先加速并控制滞留器械做好准备。右肩、右髋、右膝的数据的对比说明，李艳凤改进技术动作的宗旨是尽量控制右侧的同时使左侧充分打开，提前运动，为后续动作的超越器械做好充分的准备。

表4 双腿支撑阶段结束三关节高度的分析

李艳凤早先的技术起转重心过低，到了第一转结束时重心忽高，在铁饼技术中重心的起伏会直接降低重心移动的水平速度，破坏控制器械的平稳性，从而影响投掷成绩。改进技术后，左髋的移动数据反映出在起转阶段，李艳凤对重心的控制有了很大的变化，重心平稳，高度适合处于最大发力的角度阶段;左肩的数据反映出上体的放松，并没有因为左膝的先行转动而紧张以致于帮助用力;右肩的情况没有太大的变化，李艳凤超越器械的控制能力一直很强，这也是她的铁饼技术最大优势所在。另外在对图像取点分析时还发现了一个问题，李艳凤早先技术左肩低于右肩，过分地压低左肩，再用其带动身体向投掷方向转动，不易于控制身体重心，重心不稳定必然会影响器械平衡。

3 结论

3.1 在双腿支撑阶段，左肩控制移动的滞后技术与左膝积极转蹬的带动技术，是为备战伦敦奥运会重点所做的技术改动，目的是使下肢首先运动，同时上体向反投掷方向做背向运动，使躯干更加扭紧，提前做出超越器械的动作，加大器械运行的做功轨迹，延长控制器械的时间，可以更有效地提高器械出手后的投掷远度。

3.2 对李艳凤改进左肩和左膝这两处技术的分析，发现在双腿支撑阶段结束环节时其左肩高于右肩的水平线。最后求证得出:左肩高于右肩此技术更好地保障了上体的充分扭紧状态，有利于将器械更好地控制于身后，而未造成一味地改进左膝与左肩相向运动的技术，忽略重心偏移的后果，为提高成绩起到了二次保障的作用。

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