网球发球技术的生物力学分析 ①

网球发球技术的生物力学分析①

李欣蓉(1991—),女,在读硕士,沈阳体育学院,研究生部运动人体科学专业。

张博 李欣蓉

(沈阳体育学院 辽宁沈阳 110102)

摘 要:该文采用Motion pro X4型号高速摄像机进行三维拍摄,对沈阳体育学院5名队员的发球技术进行生物力学研究。利用Simi Motion对获取的发球动作的运动学数据进行处理,以揭示5名运动员发球技术的个性化以及总体运动特征。通过与世界高水平运动员的技术动作做比较,发现他们的不足,针对不足提出合理建议。

关键词:网球 发球 生物力学分析

作者简介:①张博(1962—),男,教授,沈阳体育学院,体育教育训练学。

中图分类号:G845

文献标识码:A

文章编号:2095-2813(2015)08(c)-0014-02

DOI:10.16655/j.cnki.2095-2813.2015.24.014

在现今各类网球比赛中,发球技术是最重要的技术之一,是每一分的开始,是一个可以完全由自己控制的动作,而不受对手影响。一个良好的发球应该包括高速、旋转、准确等因素,运动员可以做好充分的准备后,利用力量与旋转的变化击打出落点准确刁钻的发球,导致对手回球困难,这往往会使己方直接得分或为得分创造有利的条件。网球是持拍隔网对抗的项目,在这没有直接身体接触的比赛过程中,一记凶猛有力、杀气十足的发球不仅可以得分,还能扰乱对方思路、提高己方士气,为随后的比赛带来心理优势。

该文对网球的发球技术动作采用三维高速摄像及解析的方法,密切结合运动实践,从生物力学的角度对发球技术和动作原理进行分析与探讨,意图从中揭示出发球技术动作的原理及其影响因素,找出技术动作中的不足,并针对性地提出合理建议。

1　研究对象与方法

1.1研究对象

以沈阳体育学院5名优秀男子运动员为研究对象。

1.2研究方法

1.2.1 三维高速摄像

采用两台Motion pro X4型号高速摄像机对运动员的发球阶段进行拍摄,拍摄频率为200 Hz,每名运动员成功发球3次,在3次发球中选择最好的一次发球。两摄像机主光轴夹角为105°。

1.2.2 录像解析

利用Simi Motion对获取的发球动作的运动学数据进行处理,按照模型关节点和附加点的方式进行图像采集、标点,用三维标准DLT测量法获得数据。

2　结果与分析

2.1抛球阶段

受试者球出手速度平均为5.58 m/s,与世界高水平运动员5. 5～6.0 m/s的平均速度相吻合,但是稍偏小。受试者抛球最高点高

度平均为3.46 m,略高于罗迪克的3.41 m,及阿加西的2.84 m。抛球过高会降低挥拍速度,已被拉长较长时间的肌肉无法有效收缩产生较大的击球力量。

表3　膝关节相关运动学参数(单位:°)

表4　击球时各相关运动学参数

受试者从抛球至击球阶段球在左右方向和前后方向的位移平均为0.39 m和0.30 m,与世界水平选手相差很大。球出手时肘关节角度最小的邹XX为113.6°,所产生的左右位移和前后位移也最大,分别为0.4 m和0.52 m;而角度最大的王XX为171.2°,产生的左右位移和前后位移最小,分别为0.22 m和0.14 m。阿加西抛球臂肘关节角度超过170°,其左右位移及前后位移仅为0.13 m和0.18 m,而我国球员在此控制上还相差较远(表1)。

2.2搔背阶段

2.2.1 拍头最低点高度与对应时刻身体重心高度的关系

受试者在拍头到达最低点时,其拍头位置都还位于当时身体重心之上,说明搔背动作做的还不够充分,不能发出更有力的球(表2)。

2.2.2 膝关节运动特征

受试者中有膝关节屈曲角度极大的,如王XX,已经小于90°;也有屈曲角度不足的,如惠XX,左右膝关节都在124°左右。以大力发球著称的罗迪克发球时膝关节屈曲角度为106.8°,阿加西为99. 47°,张德培为113.15°。受试者膝关节平均最大蹬伸角度大于170°,说明蹬伸比较充分,有利于身体重心向上,产生较大的垂直向上速度。阿加西发球击球瞬间左膝最大蹬伸角度为170.98°,右膝最大蹬伸角度为171.34°。有了充分的蹬伸,使身体重心升高,就为下一步击球做出了良好的准备(表3)。

2.3击球阶段

受试者击球点高度普遍在自己身高的1.5倍左右,与世界优秀选手相差不多,但在抛球最高点与击球点高度落差上与世界级选手相差很大:受试者落差平均值为0.81 m,罗迪克抛球最高点约3. 41 m,击球点约在3 m处,落差约为0.41 m;而阿加西的抛球最高点在2.84 m,击球点在2.79 m处,落差仅为惊人的0.06 m,可以说几乎是在最高点处击球。受试者大多存在抛球过高的问题,造成与击球点落差较大,以至于击球前不得不面对下落速度约为5 m/s左右的球,容易造成击球部位不准确,导致发球质量不高(表4)。

3　结论与建议

3.1结论

(1)受试者抛球稳定性不佳,抛球手臂没有充分伸直,肘关节平均角度仅为145°左右。

(2)受试者抛球最高点与击球点高度落差平均达0.8 m左右,导致受试者需在球下落速度为5 m/s左右时做出击球判断,从而降低击球准确性。

(3)受试者搔背动作幅度不够大,没能为身体更好地获得向上的速度做好准备。

(4)受试者膝关节屈曲角度存在过大或过小的问题,不利于下肢产生最大的蹬伸力量,影响身体击球时向上的加速效果。

3.2建议

(1)建议加强肩关节中、小肌肉群的训练,同时抛球时注意头部保持稳定。

(2)改变抛球习惯,降低抛球高度,将抛球最高点与击球点落差控制在0.5 m以内。

(3)加强腰腹部的力量和柔韧性训练,以加大发球时背弓幅度,有利于增加击球前腰腹部及上肢肌肉弹性势能储备。

(4)加强下肢股四头肌、臀大肌、腓肠肌和比目鱼肌等肌肉的力量与爆发力训练。在下肢力量允许的情况下尽量加大膝关节屈曲角度,从而获得更大的弹性势能。

参考文献

[1]蒋川.我国优秀网球运动员与国际名将发球动作的运动学特征分析[D].武汉:武汉体育学院,2009.

[2]刘卉.网球大力发球技术的运动生物力学原理[J].北京体育大学学报,2000(2):173-176.

[3]严波涛,吴延禧,等.网球发球技术的生物力学分析[J].体育科学,2000(4):80-85.

[4]金春林,曲峰.柏衍网球发球技术的生物力学分析[J].北京体育大学学报,2008(2):271-274.