武术散打鞭腿动作二次发力特征剖析

刘存忠

(广州体育学院武术系,广东 广州 510500)

武术散打鞭腿动作二次发力特征剖析

刘存忠

(广州体育学院武术系,广东 广州 510500)

应用三维影像测量系统,测试支撑腿和进攻腿各关节角度参数,从运动生物力学角度出发,根据散打鞭腿技术动作可分为5个运动环节的结束点和各环节的中段点确定9个取值点。运用其数据解析对腰部二次发力进行特征剖析。研究结果表明：1)鞭腿击打过程中支撑膝关节T3到T3-4大于T3-4到T4,髋关节角度T3到T3-4小于T3-4到T4。2)进攻腿膝和髋关节T3-4小于T3-4到T4,髋轴和肩轴夹角增大。这些现象证明了散打鞭腿动作击打前瞬间,躯干进行了二次扭转,即腰部出现了第二次发力现象。

散打;鞭腿;二次发力;运动生物力学

在散打比赛中,鞭腿动作是一项使用率较高的技术。在实战中鞭腿动作使用率较高,但相关研究分析发现,散打鞭腿在实战中的得分率较低[1-2]。较高的鞭腿使用率和较低的得分率矛盾说明了比赛中鞭腿动作时机选择的重要性,同时也说明了散打鞭腿动作完成存在一定程度的质量问题。因此,本文将从散打鞭腿腰部二次发力的角度出发,对其发力的特征进行动作剖析,以期为散打鞭腿动作的训练提供参考。

1 研究对象与方法

1.1研究对象选取广东省男子散打队运动员5名,其中3名运动员为国家健将级,2名为国家一级,运动员平均年龄为22.3±3.5岁,身高为170.4±6.7厘米,体重为65.2±6.8公斤,运动年限为6.1±2.1年。

1.2研究方法

1.2.1 访谈法

针对散打鞭腿动作腰部二次发力原理、录像数据处理等问题,课题组成员分别访谈了武汉体育学院和上海体育学院多名运动生物力学教授;在解决运动技术环节划分及运动技术动作与发力的衔接方面,特地访谈了北京体育大学运动生物力学和运动解剖学教授,同时对在一线训练的教练和运动员进行了访谈。

图1 摄像方法简示

1.2.2 图像解析法

测试仪器为SONY-PMW-EX280数码摄像机,ARILL-APAS系统(美国)、三维DLT辐射框架(中国)。选取鞭腿支撑腿和进攻腿动作时间、各关节速度角度等参数。测试前,要求热身10-15分钟,并进行适应性测试。正式测试时,选取3-6次鞭腿中最好一次作为采样数据,其余备用。用APAS系统对采样数据进行同步校正解析,采用DLT法合成各关节点的三维坐标,参照系统人体模型(21个关节点,25个环节控制点),采用数字滤波法进行数据平滑(滤波12)。 A、B为两台数码摄像机,A机位于沙包打击点的正方向12米处,B机位于沙包打击侧向且与A机互成70°等距位置,机高1.2M,在拍摄现场内放置一可控制的光源以便进行同步处理(见图1)[1-3]。

2.1鞭腿动作阶段划分

根据散打鞭腿动作特点及观察腰部二次发力(转体)的需要,鞭腿动作共设9个取值点,分别为T1、T1-2、T2、T2-3、T3、T3-4、T4、T4-5、T5。T1：从起始到左脚垫步至身体重心前移结束。T1-2：T1和T2中间值。T2：进攻腿屈膝提腿结束。T2-3：T2和T3中间值。T3：进攻腿挺髋扣膝。T3-4：T3和T4中间值。T4：打击沙包,接触沙包。T4-5：T4和T5中间值。T5：进攻腿打击动作结束,支撑腿脚跟外旋进攻脚回收落地[1-3]。

2.2鞭腿动作二次发力角度特征

2.2.1 支撑腿关节角度特征

(1)支撑腿膝关节角度保持重心稳定,上动下停。

表1 支撑腿膝关节3D角度合成各阶段结果(单位：度)

图2 支撑腿膝关节3D角度合成各阶段

支撑腿在鞭腿过程中的支点作用对身体平衡的维持至关重要,因为在鞭腿的过程中,身体重心的调整需要通过支撑腿各关节相互间的调整进行调节[1]。进攻腿的屈膝提腿、挺髋扣膝及击打等环节的高质量完成需要支撑腿支点提供保障,通过稳定的支点保障,使力量从支撑腿发出,通过腰部扭转传递。因此,支撑腿在鞭腿过程中的稳定性至关重要。通过对支撑腿膝关节角度的变化,可以解析出鞭腿发力的一些痕迹。图2显示了支撑腿膝关节3D角度合成在各阶段的变化情况,在打击沙包前,膝关节的角度一直处于上升的阶段,打击结束开始下降。支撑腿向前垫步,屈膝下蹬,重心降低,膝关节角度达最小,为107.4±12.3度。支撑腿蹬地,屈膝摆腿,重心前移,膝关节角度增大,为127.3±9.2度。拧腰展髋,膝关节角度再次增大,为155.5±8.1度,打击沙包,膝角上升到168.2±9.6度(见表1)。从膝角变化的整个轨迹看,膝角的逐渐增大,表明身体重心都在变化,力量的传递是从支撑腿在旋转的同时进行蹬伸,通过核心稳定区(腰部),传递到进攻腿。由于T3和T4测试的数据是该阶段结束的瞬间数据,因此,在打击前腰部的发力情况难于展现,因此,通过T3-4阶段测量,发现T3到T3-4阶段,膝关节角度变化明显大于T3-4到T4阶段,前者增大了11度,后者增大了4度左右。说明在拧腰展髋进行击打沙包时,腰部有一个再发力的过程,通过支撑腿蹬伸增大膝关节的角度可以证明。后者增大的幅度明显小于前者,这与在打击时刻,保持重心稳定,上动下停的状态密切相关。

(2)支撑腿髋关节由躯干带动髋关节转动,使角度迅速增大。

2 研究结果与分析

表2 支撑腿髋关节3D角度合成各阶段结果(单位：度)

图3 支撑腿髋关节3D角度合成各阶段

髋关节角度是指同侧大腿和躯干的夹角,主要反映了同侧躯干的倾斜度,在一定程度上受膝关节角度大小的影响。支撑腿髋关节角度在散打鞭腿过程中,由于支撑腿的蹬伸,主要受同侧躯干倾斜及支撑腿膝角变化影响[1-2]。支撑腿髋关节角度的变化见图3,其变化特点为先上升,然后下降,再上升。该变化特点符合5个阶段的动作特点,垫步屈膝下蹬,重心降低,髋关节角度达最小;蹬地屈膝提腿,膝关节角度增大,重心前移,髋关节角度增大;挺髋扣膝,髋关节角度减小;打击沙包,髋关节角度上升。在T3和T4阶段,髋关节角度分别为119.4±10.5度、125.1±8.6度,拧腰展髋到打击过程,髋关节角度上升了6度左右,表明展髋过程导致了身体躯干与同侧大腿夹角变大,但通过观察T3-4阶段数据,发现髋关节角度更低,为113.1±7.4度,说明在T3和T4阶段之间,髋关节角度还在下降,但从T3和T4阶段的值数据难于发现。T3到T3-4,髋角下降了6度左右,说明拧腰导致了躯干向一侧旋转,导致髋角下降。T3-4到T4,角度上升了12度左右,说明支撑腿加大了蹬地,通过膝关节及腰部力量的传递,导致躯干带动髋关节转动,髋角迅速增大(见表2)。此时T3、T3-4、T4发生的变化说明腰部在打击之前进行了再次的扭转。

2.2.2 进攻腿关节角度特征

(1)进攻腿膝关节支撑腿先于进攻腿。

表3 进攻腿膝关节3D角度合成各阶段结果(单位：度)

图4 进攻腿膝关节3D角度合成各阶段

图4显示进攻腿膝关节3D角度在各取值点的曲线变化,从表3中可以看出,在进攻腿鞭腿击打沙包前,T3时刻的值为131.2±18.5度,T4值为148.7±17. 3度,中间增大了17度左右,图4中T3、T3-4、T4三个取值点呈现逐步上升趋势,但T3到T3-4进攻腿膝关节角度增大了6度左右,T3-4到T4时刻,增大了11度左右,T3-4到T4时刻增大的幅度明显大于T3到T3-4增加的幅度,后者超过前者5度,说明,在进攻腿打击沙包前,膝关节角度发生了较细微的变化,在同等时间区间内,后者显著大于前者的变化正说明了进攻腿在击打前出现了力量的再次传递,通过进攻腿膝关节的伸展得以实现。分析认为,这种力的来源主要是从腰腹部位发出。结合支持腿关节T3、T3-4、T4发现,膝关节T3到T3-4大于T3-4到T4,与进攻腿膝关节相反;髋关节T3到T3-4小于T3-4到T4,与进攻腿膝关节一致,这些变化与腰部二次发力起始点非常吻合。腰腹部二次力量的发出,首先需要支撑腿的旋转、稳定性和再次蹬伸,所以支撑腿膝关节T3到T3-4大于T3-4到T4。其次,力传递到腰部,需要腰腹躯干的稳定,在稳定的情况下,力的传递才能有效。因此,支撑腿髋关节T3到T3-4小于T3-4到T4,稳定后,来自支撑腿的力及腰部躯干稳定发出的力传递到进攻腿膝关节,进攻腿膝关节T3到T3-4小于T3-4到T4。支撑腿和进攻腿在T3、T3-4、T4角度的变化差异,说明腰部二次发力存在支撑腿和进攻腿的先后顺序,支撑腿先于进攻腿,这也证明了力的传递性。

(2)进攻腿髋关节稍晚于支撑腿关节的力传递,早于进攻腿膝关节。

表4 进攻腿髋关节3D角度合成各阶段结果(单位：度)

图5 进攻腿膝关节3D角度合成各阶段

表4中进攻腿髋关节T3、T3-4、T4数据变化特点与进攻腿膝关节比较一致,T3膝关节角度达136.5±13.0度,T3-4为140.6±12.9度,T4上升到150.4±14.6度,T3到T3-4角度上升了4度左右,T3-4到T4上升了10度左右,后者增大的幅度明显高于前者,表明T3到T4之间角度的变化与时间不成正比,前后相同时间区间,后者的角度的变化更大,说明其速度也大,间接反映出T3-4到T4出现了力增加的现象,分析认为,这种增加的力是从腰部躯干扭转而发出,瞬间由髋传递到膝,这与进攻腿膝关节分析内容非常吻合。从支撑腿髋关节T3到T3-4、T3-4到T4的变化趋势看(见图5),理论上进攻腿髋关节稍晚于支撑腿髋关节的力传递,早于进攻腿膝关节。

2.2.3 髋轴和肩轴夹角特征

表5 髋轴和肩轴夹角3D角度合成各阶段结果(单位：度)

图6 肩轴和髋轴夹角3D角度合成各阶段

肩轴和髋轴夹角反映了身体躯干扭转的程度,腰部发力可通过身体躯干扭转幅度大小来进行判断[2,4]。因此,肩轴和髋轴夹角是衡量散打鞭腿动作在击打前腰部是否存在“二次发力”的关键指标。图6反映了肩轴和髋轴夹角的变化情况,基本呈上升再下降特点。值得注意的是上升的最高点不是动作划分的5个阶段点,而是T3和T4过程的T3-4点,说明对动作的5个阶段所进行的再次细分能避免有用信息的丢失。T3时刻是挺髋扣膝完成时刻,到T3-4时,夹角由37.5±7.6度上升到42.2±5.3度,上升了5度左右,再到T4时刻,夹角瞬间下降了7度左右(见表5)。结合T3开始到T4结束的过程进行分析,拧腰扣膝要求躯干迅速有力扭转,肩轴带动左右手臂进行协调摆动,导致夹角变小,说明腰部在T3开始后出现了发力现象。T3-4开始后,展髋,大腿带动小腿由屈膝(扣膝状态)到基本成直线,肩轴带动两臂再次加大摆动,促使支撑脚旋转加大,在打击瞬间,躯干顺势有力后侧倾斜,反射性增加进攻腿的打击速度及力量,导致夹角下降。综合分析认为,在T3和T4过程,躯干在做一个轴性旋转,即腰椎活动的共轭特征[5],既围绕自身的垂直轴在做较大幅度旋转,又围绕自身的额状轴在进行运动,同时还存在围绕自身矢状轴的侧屈[1-2]。因此,根据以上分析,肩轴和髋轴夹角的变化能较好地证明躯干在打击之前进行了二次扭转。

3 结论与建议

(1)散打鞭腿打击时刻前,支撑腿膝关节T3到T3-4大于T3-4到T4,髋关节角度T3到T3-4小于T3-4到T4,这些动作特征为腰髋二次发力提供充分条件。

(2)进攻腿膝关节和髋关节T3-4小于T3-4到T4,髋轴和肩轴夹角增大。这些现象证明了散打鞭腿动作击打前一瞬间,躯干进行了二次扭转,即腰部出现了第二次发力现象。

(3)腰部二次发力与在打击时刻,要求保持重心稳定,上动下停的状态密切相关。这也是形成最佳的打击效果必要条件。

[1]刘存忠,李玉刚,严发本.武汉体育学院优秀男子散打运动员鞭腿技术动作髋、膝关节速度和角度特征分析[J].武汉体育学院学报,2009,43(7)：87-90.

[2]刘存忠,李玉刚.我国优秀男子散打运动员鞭腿进攻肢体的打击速度与位移特征分析[J].武汉体育学院学报,2007,41 (3)：73-76.

[3]李玉刚,刘存忠,马世坤,等.BJ-2搏击项群训练与监控系统的应用方法[J].武汉体育学院学报,2011,45(8)65-68.

[4]李玉刚,柏开祥.运动生物力学[M].武汉：华中师范大学出版社,2006.7.

[5]郭英,刘昌乙,王纯,等.腰椎间盘生物力学研究的某些进展[J].成都体育学院学报,2000,26(3)：67-70.

Characteristics of the Second Exertion of Force in Sanda's W hip-K ick

LIU Cun-Zhong
(Guangzhou Sports University,Guangzhou Guangdong,510500)

Three-dimensional analytical system is used to test the parameters of each jointof the supporting and attacking legs from the perspective of biomechanics.According to the"whip-leg"technique of Sanda,9 value points are identified based on the end points of the five links and middle points of thewhip-leg technique.Data analysis is adopted to dissect the second force exertion of the waist.Research results show that：1)the supporting knee joints T3 to T3-4 are bigger than T3-4 to T4.The hip angle of T3 to T3 is smaller than T3-4 to T4;2)The knee and hip joint T3-4 of the attacking leg is smaller than T3-4 to T4 while the hip axis and shoulder axis angle increase.These phenomena prove that just before the whip the trunk twists for a second time,i.e.the waistwitnesses the second exertion of force.

sanda;whip-kick;second exertion;sports biomechanics

G852

：A

：1001-9154(2014)03-0065-04

G852

：A

：1001-9154(2014)03-0065-04

2013广东省自然科学基金资助项目(项目编号：S2013010014849)。

刘存忠(1969-),男,江西九江人,硕士,副教授,硕士生导师,主要研究方向为：武术理论与实践。

2013-11-12