羽毛球二级运动员蹬跨步法足底动力学分析

摘 要：本文借助ATMI三维测力台采集羽毛球二级运动员右前场蹬跨步法足底三维力参数，描述运动员蹬跨步法足底三维力变化特征，并对不同速度蹬跨步法进行足底动力学对比分析，帮助运动员和羽毛球爱好者清晰了解蹬跨步法足底动力学特征，提高羽毛球技术水平的同时预防下肢损伤。蹬跨步法是羽毛球运动中最为常见的步法之一，本文选择右前场蹬跨上网步法进行研究。

关键词：羽毛球 蹬跨步法 足底 动力学

中图分类号：G847 文献标识码：A 文章编号：2095-2813（2018）12（a）-0189-02

蹬跨步法是羽毛球运动中最为常见的步法之一，本文选择右前场蹬跨上网步法进行研究。根据蹬跨步法的技术特征，可分为出发步、垫步、跨步和缓冲蹬伸阶段4个阶段。其中，缓冲蹬伸阶段是运动员击球及回位的关键阶段。因此，本文主要针对运动员蹬跨步法缓冲蹬伸阶段右脚足底动力学分析。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本文以10名男子羽毛球运动员作为测试对象，均为国家二级水平，右手持拍，健康状况良好，无损伤，平均年龄21.5岁。

1.2 测试法

1.2.1 测试设备

采用美国产ATMI三维测力平台进行动力学数据采集，测力台长2m，宽0.55m，由踏板、传感器和底座三部分组成，踏板和底座之间由安放在四角的传感器支撑，当受试者的脚踏在平台上时，通过每个传感器可以测得三维力Fx、Fy、Fz等数据。

1.2.2 场地布置

测试前利用重力调试检验设备的准确性。测力台测试频率为100Hz，阈值设置为10N。

1.2.3 测试过程

当指挥员发出“开始”口令后，喂球人员立即松手（喂球点：球网上方40cm（快速组）、60cm（一般组），在地面上的投影距球网30cm，距单打边线30cm，保证球自由下落。受试者采用三步蹬跨上网步法模拟挑球动作，要求第二步采用垫步的方式。每个喂球高度每人分别采集3次成功动作，保证每个动作没有可直接观测的错误。

1.2.4 数据采集与分析

动力学数据采用ATMI三维测力台系统获取，采用Biomechanics Movement Analysis Gait way系统解析。采用Excel软件进行数据整理和图表处理，数据均采用平均数±标准差表示，P<0.01表示具有非常显著性差异，P<0.05表示具有显著性差异。

2 结果与分析

2.1 右脚足底动力学整体特征

Fx代表运动员矢状轴方向的受力，以向前为正，运动员具有向前较快的移动速度，足跟落地后进行制动，产生水平方向上的冲击力；Fz代表运动员垂直轴方向的受力，以向上为正，这与运动员冲击力对地面产生的垂直分力有关；Fy代表运动员冠状轴方向的受力，以向右为正，运动员在跨步时脚尖稍有外翻，右脚朝右前方迈出，足跟着地时产生左右方向的分力。

在Fx轴上足底压力变化波动较小，且压力方向均指向运动方向的反方向，此方向足底压力最小。在Fz轴上足底压力有明显较大的波动，出现“三峰”曲线，此方向足底受力最大，方向为竖直向上。在Fy轴上足底压力也有明显的波动以及“双峰”曲线特征，此方向足底压力大于Fx轴压力，小于Fz轴压力，足底受力方向先向左，再向右，最后向左。同时可以看出，一般组动作第二波峰后冲击力缓冲效果较差。

在Fz方向上的力值，一般组动作与快速组动作在后两个波峰的力值均具有非常显著性差异（P<0.01），快速组动作的力值更大。在整个缓冲蹬伸阶段，第二波峰是足底受到的最大力，快速组动作足底受力大约为自身重力的2.53倍，一般组动作则大约为2.04倍，由于快速组动作更快的上步速度，冲击力越大，足底受力相对较大。

在Fz轴上足底压力有明显较大的波动，出现“三峰”曲线，此方向足底受力最大，方向为竖直向上。分析认为足底Z轴方向受力出现的第一波峰与运动鞋、足跟脂肪垫的缓冲有关，实际并没有达到最大值，待缓冲效果消失，由于运动员向前运动并未停止，Z轴方向上的受力会继续增大，达到最大值，即第二波峰，本文并未对第一波峰进行分析。

2.2 缓冲阶段足底动力学特征分析

在缓冲阶段，三个方向上的压力均在极短时间内达到波峰，力值上升趋势较大，其中，Fz垂直方向上的压力最大，其次是Fy左右方向，Fx前后方向上的力值最小。随着各关节和肌肉的缓冲作用，冲击力逐渐减小，三个方向的力值均减小，当达到缓冲结束时刻时，力值基本达到波谷。此时，Fz垂直方向上的压力最大，其次是Fx前后方向，Fy左右方向上的力值最小。缓冲阶段Fz垂直方向与Fy左右方向上的力起伏较大，Fx前后方向上的里波動较小。一般组动作的移动速度较慢、跨步步长较小，足跟落地时刻膝关节伸膝不足，冲击力在三个方向上的分力极值也会较小，同时一般组动作本身速度小，冲击力也就小，所以快速组动作在三个方向上的极值更大，而且一般组动作足跟落地时刻膝关节伸膝不足的现象容易造成胫骨前移，膝关节产生损伤。

2.3 蹬伸阶段足底动力学特征分析

缓冲结束后，运动员开始蹬伸，首先右侧足底发力，重心有明显上升过程，随着右脚蹬伸发力，重心开始向后上方移动，但是运动员的重心一直位于体前，这样能在后移过程中遇到紧急事故以制动向前场移动，保护好前场。在蹬伸阶段，由于冲击力被缓冲，蹬伸阶段的足底压力小于缓冲阶段。Fx轴前后方向上压力变化较小，Fz轴垂直方向上的压力随蹬伸发力增大，达到峰值，Fy轴左右方向上的压力出现方向变换的现象，分析认为随着足跟着地后整个脚掌均着地，由于落地时脚尖有一定的外翻以及重心前移，蹬伸开始时，整个脚掌发力，足底可能会对地面产生向左下方的压力，足底压力则体现为向右上方的力。在蹬伸阶段，运动员足底蹬伸力不仅受下肢肌肉爆发力的影响，缓冲阶段肌肉离心收缩蓄积的弹性势能对其蹬伸力影响更大。一般组动作离心——向心偶联时间较长，弹性势能利用率比专业运动员低，影响其蹬伸效果。

3 结语

在Fz竖直方向上的力最为明显，出现“三峰”特征。后两峰之间的时间即为超等长收缩中离心——向心偶联时间。快速组偶联时间短，更有利于发挥超等长收缩的作用。在缓冲阶段，快速组动作在三个方向上的力均大于一般组动作，这与快速组动作移动速度较快有关。一般组动作出现伸膝不足现象容易引起胫骨前移造成膝关节损伤。在蹬伸阶段，快速组动作离心——向心偶联时间短，超等长收缩利用率高，缓冲阶段储存的弹性势能利用率高，三个方向上的力大于一般组动作，蹬伸效果更好。

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