陕西省竞走运动员倪媛媛技术动作特征的生物力学分析

王 平，张明军，杨 洲

（1.西安市体育运动学校，陕西 西安 710061；2.西安体育学院，陕西 西安 710068）

竞走是我国田径的优势项目，在多次国际大赛上取得过出色的成绩，特别是在奥运会田径项目取得奖牌较多的项目之一。陕西省女子竞走队是陕西田径重点队组，在全国各类比赛中取得过优异的成绩，倪媛媛是陕西竞走队的主力队员，也是我国近年来涌现的优秀成年女子竞走运动员，在2016年全国竞走冠军赛（吉林站）获得女子成年20公里竞走团体赛冠军，2017年5月21日全国竞走冠军赛（郑州站）获得女子成年20公里竞走团体赛亚军。本文通过为陕西女子竞走队科研跟踪服务工作，通过高速定点和跟踪拍摄，运用影像解析法，对倪媛媛的竞走技术动作进行分析，找出竞走技术存在的问题与不足，提出改进的方法和措施，优化技术动作，达到机能节省化的动力定型，以期为倪媛媛的技术水平和成绩提高提供一定技术参考和依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

对陕西省女子竞走队重点运动员倪媛媛技术动作特征进行生物力学分析研究。

1.2 研究方法

1.2.1 实验法 倪媛媛20岁，身高170cm，体重51kg，国家健将，20公里竞走最好成绩1′29″53。选用高速摄像照相机CASIO-FH25对运动员进行平面定点定标拍摄，拍摄频率为120Hz，摄像机高度1.1～1.2m（一般与运动员的髋关节在同一水平面方向上），拍摄距离至少9 m（拍摄范围的3倍左右），保证摄像机的主光轴垂直于运动方向。采用双面胶在地面做长2.5 m（以双面胶两外缘之间的距离为标准），左右两点之间宽0.5 m。使用影像解析软件Dartfish 8.0及图像处理软件pisaca对拍摄录像进行解析。

1.2.2 数理统计法 使用Excel 2003对训练中多次竞走技术运动参数进行统计与分析。实验结果以平均值和标准差表示。

2 结果与分析

2.1 步长、步频及其派生运动学指标参数分析

表1 步长、步频及其派生运动学指标参数统计表

竞走比赛的速度取决于步长和步频的乘积，合理稳定步长是保证规范技术动作的关键，步长发生变化就会引起技术动作结构一系列的改变。

由表1数据可以看出，倪媛媛的左单步步长（1.12±0.29）m，左单步腾空距离（0.16±0.89）m，右单步步长（1.16±0.35）m，右单步腾空距离（0.22±1.25）m，说明倪媛媛左右单步步长不对称，尤其是右单步是利用腾空距离来延长步长，而不是利用后蹬和前摆来延长步长，容易判罚腾空犯规，是不可取的。

身体重心垂直位移越大，一方面容易判罚腾空，另一方面加大身体重心垂直方向位移，过多加大机能消耗，加速疲劳产生。第17届世界杯竞走比赛技术调研报告证实，世界优秀竞走运动员身体重心垂直位移在3～5cm，而裁判员肉眼能判断的身体重心的垂直位移应7cm以上。表1数据表明倪媛媛身体重心垂直位移为（0.07±0.68）cm，属于模糊判罚腾空判罚范围内。

2.2 双支撑状态下运动学参数指标分析

在高速竞走状态下，运动员的技术好坏主要通过步长大小和是否有明显的双支撑状态来判断。步长的大小由支撑腿的后蹬位移和摆动腿的前摆位移决定的。

表1数据显示，倪媛媛的左单步双支撑状态下后蹬位移为（0.46±0.12）m，前摆位移为（0.28±0.18）m，右单步双支撑状态下后蹬位移为（0.41±0.08）m，前摆位移为（0.28±0.11）m，后蹬位移和前摆位移的位移比例在合理的范围之内，右单步的后蹬位移偏小，与上文提到的右单步步长利用腾空位移来延长步长相符合，在后期训练中需要加强改进右腿的后蹬不足的问题。

髋幅角是指竞走的后蹬阶段后蹬腿充分蹬伸后，摆动腿即将着地时刻两大腿之间的夹角。步长在一定程度上要受运动员的身高和下肢长度影响，而髋幅角不受其影响，因此可以用步长和髋幅角来综合判定竞走技术好坏更加准确。国内外优秀竞走运动员在双支撑状态下髋幅角50°～52°。表1数据显示，倪媛媛的左单步双支撑状态下的髋幅角为（47.9±1.15）°，右单步双支撑状态下的髋幅角为（42.6±1.09）°，角度偏小，进一步说明了右腿后蹬不充分、髋关节打开幅度小的问题。在技术训练中运动员后蹬阶段后蹬腿的力量与大腿后侧肌群和踝关节跖屈力量有关，而后蹬角度与踝关节、脚掌和脚趾的柔韧性和蹬伸力量有关。因此建议在训练中加强送髋技术练习，一方面加强髋关节的灵活性，另一方面加强髋膝踝相应关节力量的专门练习，要结合竞走技术特点和人体解剖结构特点注重关节间肌肉力量分配，避免左右肌力不均衡，来不断提高竞走技术的规范性和实用性。

2.3 竞走技术的关键角度分析

2.3.1 影响腾空判罚的关节角度分析 离地瞬间摆动腿膝角和单支撑垂直瞬间摆动腿膝角和踝角是判断后蹬腿蹬离地面后摆动腿小腿的后撩高度，也是裁判员判定运动员在后蹬结束后是否腾空的重要依据。

研究表明，单支撑垂直瞬间的左摆动腿膝角在120°左右，离地瞬间摆动腿膝关节角度大于135°，不容易出现犯规现象。这两种状态下膝关节角度越小，一方面会减小摆动腿的摆动半径，影响重心稳定性，导致重心上下起伏过高，另一方面降低身体重心的向前性，过多消耗体力，不利于竞走运动员技术判罚。表2数据显示，倪媛媛在离地瞬间左摆动腿膝角为（148.60±3.37）°，右摆动腿膝角为（157.90±4.38）°，均在正常范围；单支撑垂直瞬间的左摆动腿膝角为（106.50±1.42）°、踝角为（120.70±2.64）°，右摆动腿膝角为（107.40±3.09）°、踝角为（126.30±3.37）°，角度稍偏小，需要继续加强后蹬完后髋膝踝关节的放松的技术练习，给裁判一个贴着地面走的规范技术。

本文中所提到的离地瞬间摆动腿踝角是指支撑腿后蹬最大幅度时脚掌与地面的夹角，简称后蹬角。离地面瞬间支撑腿后蹬力量与后蹬角度大小，是判断后蹬动作是否充分的表现。后蹬充分一方面有效延长步长，另一方面增大踝关节屈伸幅度，降低身体重心的垂直位移。表2数据显示，倪媛媛左腿后蹬角度（47.20±2.89）°，右腿后蹬角为（43.30±1.76）°，右腿的后蹬角度相对左腿的后蹬角度过小，后蹬不充分。

2.3.2 影响屈腿判罚的关键角度分析 着地瞬间支撑腿踝关节角度（着地角）和膝关节角度是判断支撑腿着地瞬间膝关节角度是否伸直，是否脚后跟领先着地以及判断运动员竞走过程中是否屈腿的重要依据。

表2数据显示，倪媛媛着地瞬间支撑腿左着地角为（27.90±2.72）°，右着地角（27.70±1.64）°，左腿膝关节角度为（178.50±1.70）°，右腿膝关节角度为（179.2±0.54）°。经过研究得出运动员的着地瞬间支撑腿的着地角为28°～30°，膝关节角度接近180°，符合竞走规则要求前腿从着地瞬间直至垂直阶段应该伸直（即膝关节不能弯曲），不会判罚屈腿犯规。表明倪媛媛的技术角度都在合理的范围之内，不存在屈腿犯规现象。

表2 影响腾空判罚关键角度参数统计表/°

3 结 论

（1）倪媛媛左右单步步长和腾空距离存在差值，尤其是右单步是利用腾空距离来延长步长，重心起伏在裁判肉眼模糊腾空判罚范围内。（2）倪媛媛在双支撑状态下，后蹬位移和前摆位移的位移比例在合理的范围之内，右单步的后蹬位移偏小，髋幅角度偏小。（3）倪媛媛离地瞬间摆动腿膝角和单支撑垂直瞬间的摆动腿膝角和踝角角度稍偏小，可能会判罚腾空。（4）倪媛媛在着地瞬间支撑腿踝关节角度（着地角）和膝关节角度都在合理的范围之内，不存在屈腿犯规现象。

参考文献：

[ 1 ]郎雪梅，纪仲秋.我国优秀女子竞走运动员竞走技术的生物力学分析[ J ].中国休育科技，2003（4）.

[ 2 ]李强.十运会男子20公里竞走前六名运动员技术研究[ D ].北京：北京体育大学，2007.

[ 3 ]宗华敬，蔡锡元，沈连国.我国现役优秀女子竞走运动员关键技术的运动生物力学研究[ J ].天津体育学院学报，2005（1）.

[ 4 ]赵庆彬，张红云.对我国优秀男子20公里竞走运动员技术的三维运动学研究[ J ].北京工业职业技术学院学报，2007（1）.