排球运动员急停起跳动作中跖趾关节的生物力学分析

张海斌��

摘 要：以20名女排队员急停起跳动作中的跖趾关节为研究对象，通过三维测力台、高速摄像机和肌电仪多机同步测试来收集运动员急停起跳中跖趾关节的运动学、动力学以及肌电数据。结果表明：1）排球运动员在急停起跳动作中，跖趾关节角度变化幅度在50°～60°之间时，运动员的起跳高度较高。建议排球运动员将急停起跳动作中的跖趾关节进行专项化训练，并采用50°～60°的跖趾关节角度变化幅度；2）排球运动员在急停起跳动作初采用足尖着地能够取得较好的起跳高度。建议排球运动员在训练及比赛中进行急停起跳动作初采用足尖着地；3）训练中，应利用跖趾关节力量训练器进行针对性训练，提高趾长伸肌、第三腓骨肌、拇长伸肌的力量值，提高跖趾关节的活化程度，进而提高运动员的起跳高度。

关键词：排球；急停起跳；跖趾关节；生物力学

中图分类号：G842 文献标识码：A 文章编号：1006-2076（2014）05-0071-05

Abstract：This research regarded metatarsophalangeal joint in Movement of Scram and Jumping as object of study for the volleyball players.This study collect the data of kinematics， dynamics and myoelectricity in Movement of Scram and Jumping by using the three dimensional measuring force platform， high-speed camera and electromyography. The results show that 1） When the angle of metatarsophalangeal joint change between 50°～60° in movement of scram and jumping， volleyball players can obtain a higher altitude. This article suggested that volleyball players will proceed the special training of metatarsophalangeal joint in Movement of Scram and Jumping，and adopt the rangeability between 50°～60°. 2） Volleyball players can obtain a higher altitude by using the way of toe drop at the beginning of movement of scram and jumping. This article suggested that volleyball players will use the way of toe drop at the beginning of movement of scram and jumping. 3） Volleyball players should use the strength training equipment of metatarsophalangeal joint in training， and improve the strength of extensor digitorum longus， musculus fibularis tertius and musculus extensor hallucis longus， and increase the activatory degree of metatarsophalangeal joint and the jumping altitude.

Key words： volleyball； scram and jumping； metatarsophalangeal joint； biomechanical analysis[HK][HT]

在激烈的排球比赛中，急停起跳动作是运动员比赛过程中出色完成扣球、拦网、跳发球、跳传球等技术所必不可少的关键阶段，也是运动员获得较好起跳高度的关键实施环节。然而在排球运动员的训练现状中，并没有将急停起跳做为一项重要的动作进行专项化训练。

在急停起跳动作中，人体的髋、膝、踝三大关节在下肢的运动中发挥了重要的、不可取代的作用，这三大关节往往也是被研究者们所青睐的。然而，被大多数研究者所忽略的是跖趾关节在急停起跳中的重要作用。在急停起跳的足屈曲运动中，跖趾关节是运动发生的最终环节。跖趾关节通过足部的踝关节跖屈肌和足趾屈肌，利用远端固定进行收缩，进而完成伸运动[1]。跖趾关节在足运动中是十分重要的，而且对急停起跳的蹬离阶段产生重要影响。

在我国部分竞技体育项目中，许多教练员和运动员都已认识到了跖趾关节的重要作用，并且在训练中有意识地训练跖趾关节的屈伸范围和趾屈肌力量，希望借此来加强跖趾关节以及周围关节的力量输出。跖趾关节在运动领域已被重新审视，并且已有许多研究成果促进其发展。然而在排球竞技运动中，有关跖趾关节的研究少之又少。并且跖趾关节的专项化训练在目前的排球训练中已被忽视。

本研究从运动学、动力学以及肌电上详细分析排球运动员急停起跳动作中跖趾关节的生物力学特征，为排球运动员及教练员提供实证依据，以便更好地进行专项化训练，为运动员在比赛中能够取得理想的比赛成绩而提供参考。

山东体育学院学报第30卷第5期2014年10月

张海斌 排球运动员急停起跳动作中跖趾关节的生物力学分析

No.5 2014

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

采用排球室内场地的4号位作为测试区域，所有实验被试在其正常例行训练时间内完成四号位扣球，以急停起跳动作中的跖趾关节为研究对象。被试者为某大学排球专业队一级水平女子运动员，年龄为20～24岁，身高为180～193 cm，体重为70～87 kg，从事专业运动年限为3～7年，助跑摸高为3.11～3.34 m，负重深蹲为80～120 kg， BMI为22.63±1.81kg/m2。在测试之前，对所有被试者均进行了较为严格的体格检测，确定被试者均无下肢以及足部病史，均无足部损伤，且双足结构及机能均正常。受试者2周之内无大强度比赛，以及测试当天的体能状态良好。

1.2 研究方法

1.2.1 动力学测试

在排球室内场地的4号位区域放置四台瑞士产Kistler 9281型号三维测力台，测力台的具体场地安装区域如图1所示。在正式开始测试前，将设备连接好并进行调试。将测力台的测试频率设置为1 000 Hz，被试者站在左侧边线且距中线6 m处开始起跑，跑动方向与左侧边线成30°夹角。经过加速跑后，双脚落入三维测力台时进行急停起跳并完成扣球动作，每名被试者顺利并高质量地完成6次。为了更加准确的测量跖趾关节角度，整个过程中被试均裸足完成测试。

1.2.2 运动学测试

选用3台松下 AG-HMC83MCU高速摄像机，一套三维DLT框架，调整好框架的水平面和垂直面。将一台摄像机放在排球场中线的左方向延长线上，镜头中心线与中线的夹角为40°，面向4号位。第二台摄像机位于5号位的左后方，镜头中心线与场地左边线的夹角为30°。第三台摄像机位于场地右边线，距离右边线与中线交汇处40 cm处。摄像机高度为135 cm，拍摄频率60帧/s。正式测试之前，每名被试者裸足试扣球3次以便适应测试环境。试扣结束后进入正式测量阶段，3台摄像机记录下被试者的运动全过程，被试助跑后在测力台上急停跳起并完成扣球动作，被试者均独立完成6次，然后运用APAS运动录象解析系统进行数字化处理。

1.2.3 表面肌电测试

使用ME6000表面肌电测试仪采集被试者的肌电数据。在正式测试前，做好肌电仪的连接和调试工作，并且测试前按照测试要求为被试者粘贴电极片，固定好电极片并且不影响被试者活动。所测肌肉为左侧和右侧下肢的腓肠肌、比目鱼肌、胫骨前肌、拇长伸肌、趾长伸肌、第三腓骨肌。对测试过程中所测肌肉的肌电数据进行记录并分析。

2 研究结果与分析

2.1 排球运动员急停起跳动作跖趾关节的运动学特征

2.1.1 测试过程的界定

在测试中被试者所完成的完整过程包括助跑、急停起跳、腾空扣球和落地缓冲4个阶段。鉴于本研究的目的，重点分析的测试阶段为被试者裸足助跑结束后踏入测力台，双脚制动、蹬伸后起跳，直至双脚离地。

2.1.2 急停起跳动作跖趾关节角度的分析

本测试所重点测量的起止阶段为被试者踏入测力台瞬间至双脚完全离开测力台瞬间，对这个连贯过程中跖趾关节角度进行测量、分析。需要说明的是，为了跖趾关节角度的连贯性，本研究未将被试的急停、缓冲、蹬伸、离地进行单独的测量分析。

测试过程中，20名被试按照测试要求，助跑结束后双脚踏入测力台完成扣球。所有被试均独立、连贯地重复6次。从中选取助跑、急停起跳和扣球环节完成质量较好的动作，记录数据并进行连贯分析。由于右手扣球运动员在起跳过程中身体右侧的运动起主导作用[2]。并且为了更加准确地分析跖趾关节的角度特征，在所收集的数据中重点分析被试右足跖趾关节的测试数据。对所有被试测试过程中右足跖趾关节角度的变化以运动员序号进行统计（见图2～图5）。

通过对测试所得数据以及运动员跖趾关节角度变化图的分析可以得出，运动员跖趾关节角度四个变化图中的直线转折点均代表运动员急停起跳动作蹬伸阶段的开始。图2中的第二和第四运动员、图3中的第六和第七运动员、图4中的第十四和第十五运动员、图5中的第十七运动员在踏入三维测力台的瞬间，其跖趾关节角度均较高，在170°～180°之间，而其余运动员在踏入三维测力台的瞬间，跖趾关节角度在150°～170°之间。图2中的第四和第五运动员、图3中的第六、第七和第八运动员、图4中的第十四和第十五运动员、图5中的第十六、第十七和第十八运动员的跖趾关节角度平稳期较长，表明这10名运动员的跖趾关节在急停起跳动作的缓冲阶段耗时较长，其中图5第十七运动员的平稳期在被试中最长，其缓冲阶段耗时也最长。图2中的第五运动员、图3中的第六和第十运动员、图4中的第十一、第十二、第十四及第十五运动员、图5中的第十六、第十七以及第十九号运动员在图中呈现出转折点后的直线斜率较大，表明他们在蹬伸阶段的跖趾关节用时较少，跖趾关节角度变化较为迅速，同时这10名运动员高质量的完成了测试动作，表明他们的跖趾关节稳定性较强。

通过对20名被试的运动学分析得出，所有被试在急停起跳动作中，同时刻的跖趾关节角度均不相同，且变化幅度在50°～60°的起跳高度显著高于其他幅度的运动员。在实验中发现，同一被试在进行多次重复测试中，每一次的跖趾关节角度变化幅度均不相同，且变化幅度在50°～60°时，其起跳高度显著高于同一受试者在其他变化幅度时的起跳高度。由此可以得出，运动员在急停起跳阶段，跖趾关节角度变化幅度在50°～60°之间时，运动员的起跳高度较高。通过本实验的测试结果建议排球运动员训练时将急停起跳动作中的跖趾关节进行专项化训练，且训练时采用50°～60°的跖趾关节角度变化幅度。

2.2 排球运动员急停起跳动作跖趾关节的动力学分析

跖趾关节作为人体运动时不容被忽视的足部重要关节，对排球运动员急停起跳动作产生着重要的影响，跖趾关节的动力学特征是分析排球运动员急停起跳动作的重要方面。并且对运动员足底压力的研究，可以揭示人体运动过程中足的动力学特征[3]。排球运动员在急停起跳动作中跖趾关节角度是在不断变换的，且不同的着地方式、不同的跖趾关节角度都会影响排球运动员急停起跳时的足部压力，影响足部的生物力学特性，进而影响排球运动员急停起跳时的运动效果。本实验中运动员完成急停起跳动作后全部采用右利手扣球。由于右手扣球运动员在起跳过程中身体右侧的运动起主导作用[2]。因此，重点分析被试的右侧足部跖趾关节的动力学特征。本研究采用SPSS18.0统计软件包对三维测力台所收集数据进行处理，并且以平均数±方差的形式列出，通过对比分析实验被试采取不同着地方式时测试各指标的变化得出下表。[FL）]

通过对测试所得数据以及运动员跖趾关节动力学参数的相关分析得出，排球运动员在急停起跳动作中跖趾关节角度与足底压力具有高度相关性。随着运动员急停起跳动作的进行，跖趾关节角度的变化幅度越大，同时刻的足底压力变化幅度也越大。实验中20名被试急停起跳前采用足跟着地和足尖着地两种着地方式，研究中发现，采用足尖着地的运动员在踏入三维测力台的瞬间，其足底压力与体质量的比值要小于足跟着地的运动员，此时的地面反作用力也小于足跟着地的运动员，避免运动员落地时足部由于受到较大的反作用力而受伤。通过对实验数据以及运动员跖趾关节动力学参数的相关分析得出，运动员采用足尖着地时，其跖趾关节角度的变化幅度要大于采用足跟着地的运动员，且其起跳高度均大于采用足跟着地的运动员。

排球运动员在急停起跳动作中，着地方式不同会影响运动员的足底压力、跖趾关节角度以及压力与体质量的比值，进而影响运动员的起跳高度。在实验中发现排球运动员在急停起跳前采用足尖着地时能够取得较理想的起跳高度。因此，建议排球运动员在训练中，应将急停起跳动作做为训练的专项内容，并且要重点观察运动员急停起跳动作的着地方式。建议排球运动员训练及比赛中采用足尖着地，更加合理、高效地完成急停起跳动作，进而提高运动员的起跳高度和比赛成绩。

2.3 排球运动员急停起跳动作跖趾关节的肌电特征

欧美的一些高水平教练员在训练中对运动员采取了新的训练方式，即裸足训练。裸足训练的同时也对运动员的跖趾关节进行了训练。对跖趾关节的训练能够加强腓肠肌、比目鱼肌、趾长伸肌的力量[4]。肌肉收缩也必然伴随着肌电活动的变化，肌肉收缩能力越强，肌力越大，肌肉放电能力也将增大，通过肌电来观察和分析肌力变化是可行的[5]。本实验结合跖趾关节的生理解剖特点与运动特点，选择了腓肠肌、比目鱼肌、胫骨前肌、踇长伸肌、趾长伸肌以及第三腓骨肌进行肌电测试，采用SPSS18.0统计软件包对实验所收集的肌电测试数据进行统计整理后得出表2和表3。

急停起跳阶段从动作形式上分为缓冲阶段和蹬伸阶段，分析跖趾关节的肌电特征也应从这两个阶段来进行。在急停起跳的缓冲阶段，足尖着地运动员的跖趾关节角度逐渐变大，在此过程中，腓肠肌和比目鱼肌进行离心式收缩，肌肉被拉长，肌肉的弹性势能得到提升。胫骨前肌、踇长伸肌、趾长伸肌以及第三腓骨肌主动收缩，使足尖着地运动员的跖趾关节角度进一步变大，成为缓冲阶段的主动肌。

通过运动员急停起跳缓冲阶段的跖趾关节肌电值参数可以得出，在急停起跳的缓冲阶段，跖趾关节相关肌肉的肌电值大小顺序为胫骨前肌、腓肠肌、比目鱼肌、趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌。其中趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌做为跖趾关节的生理解剖重点肌肉，对跖趾关节的活动范围起着很重要的作用。然而通过测试得知，在急停起跳动作跖趾关节的活动中，这些肌肉力量的弱小限制了跖趾关节的运动效果。因此，在排球运动员训练中，应利用相关的跖趾关节力量训练器进行针对性的训练，提高趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌的力量值，提高跖趾关节的活化程度，进而提高运动员的起跳高度。

运动员蹬伸阶段跖趾关节的肌电值见下表。

在急停起跳动作的蹬伸阶段，运动员的跖趾关节角度逐渐变小，在此过程中腓肠肌和比目鱼肌进行向心式收缩，肌肉长度变短，肌肉的弹性势能得到释放，变为动量促进运动员向上运动。胫骨前肌、踇长伸肌、趾长伸肌以及第三腓骨肌被拉长，由此带动足部向上运动。实验发现蹬伸阶段各肌肉的肌电数值显著高于缓冲阶段，这与蹬伸阶段的肌肉主动发力有关。而且在蹬伸阶段，跖趾关节相关肌肉的肌电数值呈上升趋势。

实验中发现急停起跳阶段每名被试的趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌肌电数值的变化幅度各不相同。同一被试在多次重复测试中，蹬伸阶段的趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌肌电数值越高，与缓冲阶段相比的变化幅度越大，起跳高度也越高。由此更加表明趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌对运动员的急停起跳动作具有重要作用。因此，在排球运动员训练中，应利用相关的跖趾关节力量训练器进行针对性的训练，提高趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌的力量值，提高跖趾关节的活化程度，进而提高运动员的起跳高度。

3 结论

3.1 排球运动员在急停起跳阶段，跖趾关节角度不断发生变化，且变化幅度在50°～60°之间时，运动员的起跳高度较高。建议排球运动员训练时将急停起跳阶段的跖趾关节进行专项化训练，且训练时采用50°～60°的跖趾关节角度变化幅度。

3.2 排球运动员在急停起跳动作初采用足尖着地能够取得较好的起跳高度。训练中应将运动员急停起跳动作的跖趾关节训练做为专项内容付诸实施，并且要重点观察运动员急停起跳动作的着地方式。建议排球运动员在训练及比赛中进行急停起跳动作初采用足尖着地，更加合理、高效地完成急停起跳动作，进而提高运动员的起跳高度和比赛成绩。

3.3 在急停起跳动作的蹬伸阶段，同一被试的趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌肌电数值越高，与缓冲阶段相比的变化幅度越大，起跳高度也越高。并且在整个急停起跳阶段，这些肌肉力量的弱小限制了跖趾关节的运动效果。因此，在排球运动员训练中，应利用相关的跖趾关节力量训练器进行针对性的训练，提高趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌的力量值，提高跖趾关节的活化程度，进而提高运动员的起跳高度。

参考文献：

[1]常颖.浅谈跖趾关节的运动作用[J].阜阳师范学院学报：自然科学版，1995，25（3）：75-76.

[2]李世明.沙滩排球上步踏跳阶段的时相特征[J].北京体育大学学报，2004，27（9）：1264-1265.

[3] 李建设，王立平.足底压力测量技术在生物力学研究中的应用与进展[J].北京体育大学学报，2005，28（2）：191-193.

[4] Pinnington H C，Dawson B.Running economy of elite surf iron men and male runners，on soft dry beach sand and grass[J].Eur J Appl Phys，2001，86（1）：62-70.

[5] 华立君.排球运动员扣球起跳动作及其专项力量的综合研究[D].上海：上海体育学院运动科学学院，2007.

通过对测试所得数据以及运动员跖趾关节动力学参数的相关分析得出，排球运动员在急停起跳动作中跖趾关节角度与足底压力具有高度相关性。随着运动员急停起跳动作的进行，跖趾关节角度的变化幅度越大，同时刻的足底压力变化幅度也越大。实验中20名被试急停起跳前采用足跟着地和足尖着地两种着地方式，研究中发现，采用足尖着地的运动员在踏入三维测力台的瞬间，其足底压力与体质量的比值要小于足跟着地的运动员，此时的地面反作用力也小于足跟着地的运动员，避免运动员落地时足部由于受到较大的反作用力而受伤。通过对实验数据以及运动员跖趾关节动力学参数的相关分析得出，运动员采用足尖着地时，其跖趾关节角度的变化幅度要大于采用足跟着地的运动员，且其起跳高度均大于采用足跟着地的运动员。

排球运动员在急停起跳动作中，着地方式不同会影响运动员的足底压力、跖趾关节角度以及压力与体质量的比值，进而影响运动员的起跳高度。在实验中发现排球运动员在急停起跳前采用足尖着地时能够取得较理想的起跳高度。因此，建议排球运动员在训练中，应将急停起跳动作做为训练的专项内容，并且要重点观察运动员急停起跳动作的着地方式。建议排球运动员训练及比赛中采用足尖着地，更加合理、高效地完成急停起跳动作，进而提高运动员的起跳高度和比赛成绩。

2.3 排球运动员急停起跳动作跖趾关节的肌电特征

欧美的一些高水平教练员在训练中对运动员采取了新的训练方式，即裸足训练。裸足训练的同时也对运动员的跖趾关节进行了训练。对跖趾关节的训练能够加强腓肠肌、比目鱼肌、趾长伸肌的力量[4]。肌肉收缩也必然伴随着肌电活动的变化，肌肉收缩能力越强，肌力越大，肌肉放电能力也将增大，通过肌电来观察和分析肌力变化是可行的[5]。本实验结合跖趾关节的生理解剖特点与运动特点，选择了腓肠肌、比目鱼肌、胫骨前肌、踇长伸肌、趾长伸肌以及第三腓骨肌进行肌电测试，采用SPSS18.0统计软件包对实验所收集的肌电测试数据进行统计整理后得出表2和表3。

急停起跳阶段从动作形式上分为缓冲阶段和蹬伸阶段，分析跖趾关节的肌电特征也应从这两个阶段来进行。在急停起跳的缓冲阶段，足尖着地运动员的跖趾关节角度逐渐变大，在此过程中，腓肠肌和比目鱼肌进行离心式收缩，肌肉被拉长，肌肉的弹性势能得到提升。胫骨前肌、踇长伸肌、趾长伸肌以及第三腓骨肌主动收缩，使足尖着地运动员的跖趾关节角度进一步变大，成为缓冲阶段的主动肌。

通过运动员急停起跳缓冲阶段的跖趾关节肌电值参数可以得出，在急停起跳的缓冲阶段，跖趾关节相关肌肉的肌电值大小顺序为胫骨前肌、腓肠肌、比目鱼肌、趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌。其中趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌做为跖趾关节的生理解剖重点肌肉，对跖趾关节的活动范围起着很重要的作用。然而通过测试得知，在急停起跳动作跖趾关节的活动中，这些肌肉力量的弱小限制了跖趾关节的运动效果。因此，在排球运动员训练中，应利用相关的跖趾关节力量训练器进行针对性的训练，提高趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌的力量值，提高跖趾关节的活化程度，进而提高运动员的起跳高度。

运动员蹬伸阶段跖趾关节的肌电值见下表。

在急停起跳动作的蹬伸阶段，运动员的跖趾关节角度逐渐变小，在此过程中腓肠肌和比目鱼肌进行向心式收缩，肌肉长度变短，肌肉的弹性势能得到释放，变为动量促进运动员向上运动。胫骨前肌、踇长伸肌、趾长伸肌以及第三腓骨肌被拉长，由此带动足部向上运动。实验发现蹬伸阶段各肌肉的肌电数值显著高于缓冲阶段，这与蹬伸阶段的肌肉主动发力有关。而且在蹬伸阶段，跖趾关节相关肌肉的肌电数值呈上升趋势。

实验中发现急停起跳阶段每名被试的趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌肌电数值的变化幅度各不相同。同一被试在多次重复测试中，蹬伸阶段的趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌肌电数值越高，与缓冲阶段相比的变化幅度越大，起跳高度也越高。由此更加表明趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌对运动员的急停起跳动作具有重要作用。因此，在排球运动员训练中，应利用相关的跖趾关节力量训练器进行针对性的训练，提高趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌的力量值，提高跖趾关节的活化程度，进而提高运动员的起跳高度。

3 结论

3.1 排球运动员在急停起跳阶段，跖趾关节角度不断发生变化，且变化幅度在50°～60°之间时，运动员的起跳高度较高。建议排球运动员训练时将急停起跳阶段的跖趾关节进行专项化训练，且训练时采用50°～60°的跖趾关节角度变化幅度。

3.2 排球运动员在急停起跳动作初采用足尖着地能够取得较好的起跳高度。训练中应将运动员急停起跳动作的跖趾关节训练做为专项内容付诸实施，并且要重点观察运动员急停起跳动作的着地方式。建议排球运动员在训练及比赛中进行急停起跳动作初采用足尖着地，更加合理、高效地完成急停起跳动作，进而提高运动员的起跳高度和比赛成绩。

3.3 在急停起跳动作的蹬伸阶段，同一被试的趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌肌电数值越高，与缓冲阶段相比的变化幅度越大，起跳高度也越高。并且在整个急停起跳阶段，这些肌肉力量的弱小限制了跖趾关节的运动效果。因此，在排球运动员训练中，应利用相关的跖趾关节力量训练器进行针对性的训练，提高趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌的力量值，提高跖趾关节的活化程度，进而提高运动员的起跳高度。

参考文献：

[1]常颖.浅谈跖趾关节的运动作用[J].阜阳师范学院学报：自然科学版，1995，25（3）：75-76.

[2]李世明.沙滩排球上步踏跳阶段的时相特征[J].北京体育大学学报，2004，27（9）：1264-1265.

[3] 李建设，王立平.足底压力测量技术在生物力学研究中的应用与进展[J].北京体育大学学报，2005，28（2）：191-193.

[4] Pinnington H C，Dawson B.Running economy of elite surf iron men and male runners，on soft dry beach sand and grass[J].Eur J Appl Phys，2001，86（1）：62-70.

[5] 华立君.排球运动员扣球起跳动作及其专项力量的综合研究[D].上海：上海体育学院运动科学学院，2007.

通过对测试所得数据以及运动员跖趾关节动力学参数的相关分析得出，排球运动员在急停起跳动作中跖趾关节角度与足底压力具有高度相关性。随着运动员急停起跳动作的进行，跖趾关节角度的变化幅度越大，同时刻的足底压力变化幅度也越大。实验中20名被试急停起跳前采用足跟着地和足尖着地两种着地方式，研究中发现，采用足尖着地的运动员在踏入三维测力台的瞬间，其足底压力与体质量的比值要小于足跟着地的运动员，此时的地面反作用力也小于足跟着地的运动员，避免运动员落地时足部由于受到较大的反作用力而受伤。通过对实验数据以及运动员跖趾关节动力学参数的相关分析得出，运动员采用足尖着地时，其跖趾关节角度的变化幅度要大于采用足跟着地的运动员，且其起跳高度均大于采用足跟着地的运动员。

排球运动员在急停起跳动作中，着地方式不同会影响运动员的足底压力、跖趾关节角度以及压力与体质量的比值，进而影响运动员的起跳高度。在实验中发现排球运动员在急停起跳前采用足尖着地时能够取得较理想的起跳高度。因此，建议排球运动员在训练中，应将急停起跳动作做为训练的专项内容，并且要重点观察运动员急停起跳动作的着地方式。建议排球运动员训练及比赛中采用足尖着地，更加合理、高效地完成急停起跳动作，进而提高运动员的起跳高度和比赛成绩。

2.3 排球运动员急停起跳动作跖趾关节的肌电特征

欧美的一些高水平教练员在训练中对运动员采取了新的训练方式，即裸足训练。裸足训练的同时也对运动员的跖趾关节进行了训练。对跖趾关节的训练能够加强腓肠肌、比目鱼肌、趾长伸肌的力量[4]。肌肉收缩也必然伴随着肌电活动的变化，肌肉收缩能力越强，肌力越大，肌肉放电能力也将增大，通过肌电来观察和分析肌力变化是可行的[5]。本实验结合跖趾关节的生理解剖特点与运动特点，选择了腓肠肌、比目鱼肌、胫骨前肌、踇长伸肌、趾长伸肌以及第三腓骨肌进行肌电测试，采用SPSS18.0统计软件包对实验所收集的肌电测试数据进行统计整理后得出表2和表3。

急停起跳阶段从动作形式上分为缓冲阶段和蹬伸阶段，分析跖趾关节的肌电特征也应从这两个阶段来进行。在急停起跳的缓冲阶段，足尖着地运动员的跖趾关节角度逐渐变大，在此过程中，腓肠肌和比目鱼肌进行离心式收缩，肌肉被拉长，肌肉的弹性势能得到提升。胫骨前肌、踇长伸肌、趾长伸肌以及第三腓骨肌主动收缩，使足尖着地运动员的跖趾关节角度进一步变大，成为缓冲阶段的主动肌。

通过运动员急停起跳缓冲阶段的跖趾关节肌电值参数可以得出，在急停起跳的缓冲阶段，跖趾关节相关肌肉的肌电值大小顺序为胫骨前肌、腓肠肌、比目鱼肌、趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌。其中趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌做为跖趾关节的生理解剖重点肌肉，对跖趾关节的活动范围起着很重要的作用。然而通过测试得知，在急停起跳动作跖趾关节的活动中，这些肌肉力量的弱小限制了跖趾关节的运动效果。因此，在排球运动员训练中，应利用相关的跖趾关节力量训练器进行针对性的训练，提高趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌的力量值，提高跖趾关节的活化程度，进而提高运动员的起跳高度。

运动员蹬伸阶段跖趾关节的肌电值见下表。

在急停起跳动作的蹬伸阶段，运动员的跖趾关节角度逐渐变小，在此过程中腓肠肌和比目鱼肌进行向心式收缩，肌肉长度变短，肌肉的弹性势能得到释放，变为动量促进运动员向上运动。胫骨前肌、踇长伸肌、趾长伸肌以及第三腓骨肌被拉长，由此带动足部向上运动。实验发现蹬伸阶段各肌肉的肌电数值显著高于缓冲阶段，这与蹬伸阶段的肌肉主动发力有关。而且在蹬伸阶段，跖趾关节相关肌肉的肌电数值呈上升趋势。

实验中发现急停起跳阶段每名被试的趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌肌电数值的变化幅度各不相同。同一被试在多次重复测试中，蹬伸阶段的趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌肌电数值越高，与缓冲阶段相比的变化幅度越大，起跳高度也越高。由此更加表明趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌对运动员的急停起跳动作具有重要作用。因此，在排球运动员训练中，应利用相关的跖趾关节力量训练器进行针对性的训练，提高趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌的力量值，提高跖趾关节的活化程度，进而提高运动员的起跳高度。

3 结论

3.1 排球运动员在急停起跳阶段，跖趾关节角度不断发生变化，且变化幅度在50°～60°之间时，运动员的起跳高度较高。建议排球运动员训练时将急停起跳阶段的跖趾关节进行专项化训练，且训练时采用50°～60°的跖趾关节角度变化幅度。

3.2 排球运动员在急停起跳动作初采用足尖着地能够取得较好的起跳高度。训练中应将运动员急停起跳动作的跖趾关节训练做为专项内容付诸实施，并且要重点观察运动员急停起跳动作的着地方式。建议排球运动员在训练及比赛中进行急停起跳动作初采用足尖着地，更加合理、高效地完成急停起跳动作，进而提高运动员的起跳高度和比赛成绩。

3.3 在急停起跳动作的蹬伸阶段，同一被试的趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌肌电数值越高，与缓冲阶段相比的变化幅度越大，起跳高度也越高。并且在整个急停起跳阶段，这些肌肉力量的弱小限制了跖趾关节的运动效果。因此，在排球运动员训练中，应利用相关的跖趾关节力量训练器进行针对性的训练，提高趾长伸肌、第三腓骨肌、踇长伸肌的力量值，提高跖趾关节的活化程度，进而提高运动员的起跳高度。

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