网球技术动作的运动生物力学研究进展

2021-01-26倪保锐

运动精品 2020年9期

倪保锐

网球技术动作的运动生物力学研究进展

倪保锐

（云南师范大学体育学院，云南昆明 650500）

采用文献资料法、数理统计法等对近二十年有关网球运动生物力学的文献进行研究分析，得出：目前对网球技术运动生物力学研究分布于发球技术中的抛球、抛球臂角度、站位、搔背挥拍动作，下肢屈曲发力等；正手、反手技术中的准备姿势，拍面角度，肩肘关节角度，髋膝关节屈曲度，上臂的内旋和外收；截击技术中的膝关节、踝关节角度，拍面角度，击球角度等；高压技术中的准备姿势、调整根据动作，上肢动作，髋膝踝关节角度及力量传导链。

网球运动；技术动作；运动生物力学；研究进展

网球这项运动，孕育于法国，诞生于英国，普及在美国，如今盛行于全世界[1]，在我国发展得如火如荼，被不同年龄段的人群所喜爱。网球是一项隔网对抗性项目，它既没有激励的直接身体触碰，同时又拥有激励对抗的精彩性。可以培养人的力量、速度、耐力、柔韧、协调、灵敏等多方面的综合素质，它聚集健身性、娱乐性、竞技性、趣味性以及社交性于一体,因此颇受不同年龄阶段广大人民群众的喜好。网球还是一项间歇性运动，平均强度不大但持续时间长。一场激烈的优秀运动员比赛可长达1.5—5h之久，这对运动员的身体、心理是个极大的挑战。随着现代社会的发展，网球运动已经成为人们最喜爱和经常锻炼的运动项目之一，运动生物力学是研究人体运动时的力学规律，为人类运动、锻炼提供更科学的指导。目前国内对网球运动的研究颇为丰富，但对网球运动生物力学的研究胜少，尤其是实验研究方面更为稀缺。文章对目前网球运动生物力学的研究现状进行综述，总结理论知识，提出相关建议，便于后续的进一步深入研究。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以近20年中国知网收录的关于网球运动生物力学的研究成果为研究对象。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

通过云南师范大学图书馆、中国知网等途径查阅相关文献资料。

1.2.2 数理统计法

用Excel2010软件对收集数据进行统计，并制作图表。

2 结果与分析

2.1 网球运动技术的运动生物力学文献分析

2.1.1 发文总量及分布统计

图1 2000—2019年文献统计

2000—2019年期间，关于网球运动生物力学的研究成果分别分布于46篇期刊文献，48篇硕士论文，2篇博士论文和12篇会议论文。在收录的46篇期刊论文里面，有8篇属于核心期刊，4篇被中文社会科学引文索引（CSSCI）收录，1篇被中国科学引文数据库（CSCD）收录。（见图1）可见近二十年来，研究网球运动运动生物力学的文献约为一百多篇，研究成果不是很丰富。

2.1.2 逐年的发文量分布统计

图2 2000——2019年逐年发文量统计

随着社会的发展，研究成果在期刊、硕博论文、会议论文中发文量的呈现，可以看出该领域的发展状况。从图2中可以看出，2008年以前，关于网球运动生物力学的研究文献很少，平均每年1.5篇不到的文献，其中大部分是期刊论文，有少数几篇硕士论文研究。从2009年开始研究发文量急剧增长，2009年由2008年的2篇期刊论文增长为4篇期刊论文和4篇硕士论文；在2010年出现了历史第一篇会议论文，说明这时候国家已经开启了相关的会议研究，在2014年会议论文达到最大峰值5篇，说明这时候国家相对比较重视。2011年，出现历史第一篇博士研究论文，它是由北京体育大学刊出的，说明这时候研究引起了博士研究生的注意；从2009年起，硕士研究生论文保持一个相对数量的趋势，2017年达到最大峰值7篇，说明现代社会网球发展的火热，是人们关注的内容。

2.1.3 核心期刊分布及作者分布

图3 2000—2019年核心期刊分布及作者分布

核心刊物的数量和分布体现着该研究领域的侧重性，从图3中可以得知，近些年来关于网球运动生物力学方面的核心研究成果主要呈现于北体大学报、成体学报、安徽师范大学学报、山东体育科技、应用力学学报、中国组织工程研究。而这些研究的学者主要分布于北京体育大学、天津体育学院、北京体育科研所、五邑大学、浙江大学、中国民航大学、杭州师范学院。从统计中可以看出，这些研究学者皆出现在我国知名的体育组织机构或是大学教师，属于发达地区，有良好的基础和优越的研究条件。

2.1.4 优秀毕业论文的分布

优秀硕博论文的呈现数量也在一定程度上体现着该领域的发展，目前的研究内容、研究方法及研究现状。从表1可以看出，优秀硕博论文主要分布在北体、上体、武体、西体、成体等知名体育大学，这些地区体育发展相对突出，所以在这些方面有很好的研究条件及更多的学者研究，这些具有前瞻性的研究成果的公布，将有助于此领域的突破。

图4 优秀硕博论文院校分布

2.2 网球运动技术动作的运动生物力学分析

2.2.1 发球技术

发球技术是网球运动中重要的技术动作之一，是比赛的关键和取得比赛胜利的致胜法典，也是比赛的开始和其他技术动作发挥的源头。网球发球技术动作可分为站位准备、抛球、搔背击球和结束站位。

2.2.1.1 站位

网球发球技术中首先是大陆式握拍侧对球网，其次，脚下站位分后脚跟进式（foot-up）和双脚开立式（foot-back），刘卉在其研究中指出FU站位击球点高于FB站位式，发球成功率和攻击力显著提升，而Elliott和Wood[3]认为两种站位方式各有其优，FB站位可以保证较高的稳定性和获得较大的作用力及地面水平反作用力，FU站位可以获得足够的垂直作用力。FU站位集中了下肢力量，可以更好的向上伸展发力，以更高的击球点增加发球成功率和攻击力，而FB站位则以相对稳定的力保证发球稳定性。

2.2.2.2 抛球

抛球是发球技术的实施前提，也是整个发球技术的重点，抛球的方向、高度、垂直性、稳定性直接影响发球质量。刘卉对网球大力发球技术进行研究[2]，认为曲臂抛球要优于直臂抛球，应当适当调整抛球臂的肘关节、腕关节屈伸度，保证球的上抛垂直性。抛球阶段直臂抛球会导致抛出的球具有弧线，不仅需要在纵向上判断击球点，还需要判断横向上的击球点，为强有力的发球增加了击球难度。而杨楠[4]认为业余选手应该采用直臂抛球，抛球臂关节变大抛球时不稳定会影响抛球质量，应适当根据自身击球点调节。金春林[5]等人对柏衍发球技术的生物力学分析后指出，发球时抛球高度的合适度，是自己保证优越发球节奏的重要因素,也是影响发球质量的关键。抛球过高或过低，皆会导致运动员发球动作脱节或节奏不规律,直接影响发球动作和发球质量。此外，研究中指出，优秀运动员的抛球落差于0.5m—0.2m之间，抛球最高点与击球点之间的落差越小，发球质量越理想。抛球引拍阶段，在保证动作正常的前提下，在越短时间内拍引至最高点，传递给球的速度、力量就越大。

2.2.2.3 搔背击球

搔背动作是发球技术动作的核心，是力量传导链的关键，是直接将力量传接至球的技术动作。刘卉[2]通过研究认为，下肢屈膝下蹲程度越大，搔背阶段对球拍形成的超越器械程度就越大，在下肢快速蹬伸的情况下可以获得较大的动能。搔背动作的核心是快和器械超越程度，速度快慢取决于神经，超越器械程度来源于下蹲和背弓，在适合自身的下蹲程度和背弓角度的前提下，快速挥拍击球，以至把获得最大速度传递到球上。搔背动作阶段，通过肘关节、腕关节、拍头角度的快速变化，获得的角速度转化为线速度，短时间内击球，把速度力量传递给球。

2.2.2.4 下肢屈伸动作

下肢力量是网球发球力量的主要组成部分，通过膝关节的蹬伸，经角速度传至线速度，增大身体向上的垂直速度，提高击球点，助力搔背速度和击球速度。刘卉[2]通过实验研究，认为下蹲程度越大，搔背阶段对球拍的超越程度就越大，在运动员腿部力量允许的前提下增大膝关节下蹲深度是有利的。发球时，下肢屈膝下蹲动作过大或过小皆不利于下肢肌群的蓄力，每个运动员应该根据自身身体素质，掌握自己的下蹲屈膝角度。此外，鲍春雨等人[6]认为网球运动员在跑动急停侧向跑动中容易损伤踝关节，除下肢的力量训练外还应加强踝关节肌肉群的灵活性、伸展性、稳定性。

综上所述，认为网球发球技术动作中抛球高度要适中，过高过低均不宜，过高会影响击球准确性，过低会影响技术动作的发力；抛球臂角度应根据个人不同调节，抛球不好会影响抛球垂直性，增加击球难度，影响技术动作的发力原理，应适当调整抛球时的曲肘角度；抛球落差越小越有利于技术动作的施展和击球的准确性；引拍在动作衔接、短时间内将拍引至最高点，所获得的拍头速度越大，传递给球的力量、速度就更高；在抛球引拍后，身体下蹲屈膝程度因人而异，腿部力量足够的情况下，下蹲越大超越器械越大也越有力量，但同时增加了技术动作难度。

2.2.2 抽球技术动作

2.2.2.1 正拍抽球技术动作

网球正手击球技术是网球运动中最基础的技术动作，优越的正手击球技术能有效的防守和进行有力的进攻。于晓东等人[7]认为，正手击上旋球、平击球，两种击球的方式不同，拍面与地面、大臂与躯干的夹角便各不相同，挥拍的速度、球速也不尽相同，其次，强有力的上旋球需要借助手腕、小臂的力量。蒋婷等人[8]认为，网球运动员正手击球应该提高拍头速度,向球施加更大的动能,可以获得更快的球速。其次，球员的身高与体重以及球拍的重量也是影响拍头速度的一大因素,身材高、体重大的球员在力量上的优势上能给予相对更快的击球拍头速度。正确利用身体机能协调链可以加快拍头速度，对网球击球技术动作有重要意义[9-10]。白宏舟等人[11]认为，网球受击打与球和拍的作用时间长短密切相关，接触面越大，打击时间越长，打击后产生的冲量就越大。强大的冲量能赋予球较大的速度和力量，是进攻得分的有效手段。胡启权[12]认为正手击球动作中重心升降随挥拍升降有利于蹬地发力，膝关节较事先维持在小角度下不易损伤，引拍随脚步调整到位，后摆不易过大，益于准备充分，此外，肘关节和腕关节的主动发力有利于提高球速。

综上所述，网球正手抽球技术中，重心升降与引拍协调，引拍随脚步调整到位利于击球准备，抽击平击球、上旋球不同球时，挥拍速度、球拍夹角、手臂、躯干夹角均不相同；抽击球时可以通过提高拍头速度，给球施加更大的动能，进而获得更快的球速或增加球拍与球的击打时间，获得更大的冲量而增加球速，而球员的身高、体重、球拍重量均会影响拍头速度。

2.2.2.2 反拍抽球技术动作

双手反手抽球是网球运动中的凸显技术动作，由于其相对稳定的特点，优越的反手技术既是良好的防守方式，又是高质量的转变防守为进攻的方式。张月等人[13]认为，反拍底线抽上旋球，低重心的准备姿势，上臂的内旋和外收有助于击出快速有力的上旋球。张晓珍等人[14]认为，反拍引拍结束后，髋膝关节处于屈曲状态，身体重心明显下降，后腿关节角小于前腿关节角，身体重心略微偏向后, 这有利于后腿蹬地用力, 以获得更大蹬地反作用力。周桂琴等人[15]认为，振动训练能提高在大、小阻力下双反击球的爆发力, 并且在大阻力下的反拍速度提高的更明显，这将有效增强反拍的防守和进攻能力。罗艳琼等人[16]认为，双手反拍击球应该发挥核心力量，挥拍击球时球拍与地面大约呈30度继续向前向上方挥，击球时拍面与地面几乎垂直，挥拍速度应足以应对来球，击球手臂与上体完成同步，以地面为支撑完成充分转体。反手击球应充分转体、引拍掉拍头，拍头指向地面形成一定夹角，并适当降低重心，击球时蹬地发力，挥拍速度要足以应对来球，才能有效的完成反手击球。

综上所述，网球反拍击球技术动作在引拍结束后，髋膝关节屈曲，身体重心微后倾有利于蹬地发力，而且低重心的准备姿势，上臂的内旋和外收有助于击出快有力的上旋球，击球时应充分发挥核心力量，手臂和上体充分转体，通过振动训练还可提高阻力下击球的爆发力，增加击球质量。

2.2.3 截击技术

截击技术是网球运动中得分率较高的技术，卓越的截击技术是限制对方发挥而获得致胜机会的有效技术动作。董方杰[17]对网前正手截击技术进行了详细的阐述，认为截击技术重心越低，越有利于截击技术施展，准备动作中踝关节和膝关节控制在适当范围内，过大会影响截击动作速度，截击点滞后，影响击球质量，在身体素质控制范围内跟进脚步位移越充分，球拍跟进位移越大，就越有利于控制好球。唐维东等人[18]认为，网前截击应两脚开立为为肩宽的1.5—2倍，屈膝降重心准备，截击点放在体侧前方，手腕与球拍形成近似直角的夹角，击球时小幅度横向引拍，与肩平行，拍面面对来球，手臂快速向前把球送出去并加以手腕变动调节球的落点。截击技术是难度高，相对灵活的，并且考验球员反应能力、判断能力、处理能力的重要技术。低重心贯穿于网球技术动作的始终，是预判精准、跟进到位、准确应对来球的通行证[19]。

综上所述，网球截击技术应双脚开立比肩宽，膝关节和踝关节角度适中，降低重心落在右脚上，持拍与手近似成直角，拍面面对来球，小幅度横向引拍，击球点放在身体侧前方，击球时加以手腕调节球的落点。

2.2.4 高压球技术

高压球技术与发球技术发力原理相似，是克敌制胜的有效技术动作。张博等人[20]认为，击打高压球时引拍向持拍手（左、右）上方提肩, 带动上臂、前臂、手和球拍上举，手臂屈肘并带动前臂后伸, 引拍结束时屈肘至肩高，上体后倾, 膝关节适当下蹲至140度左右，踝关节背曲至80—100度之间，躯干侧屈、外展大幅度增加至左髋在前、右髋在后, 以形成超越器械动作。当来球接近击球点时，蹬地发力，身体向上伸展，同时手臂持拍做“搔背”动作，由下至上的把力量传至球拍，以充分的力量、速度完成击球。苏洁等人[21]认为，高压球动作、握拍与发球相似，面对来球时侧身转体，持拍上举，非持拍手指向来球，重心放在两脚的前脚掌上, 后腿弯曲以准备蹬地发力。高压球时持拍手引拍至肩上方，非持拍手指向来球，身体重心落在双脚前脚掌上，降低重心并做小步调整，球点合适时蹬地向上舒展，持拍做搔背动作并向前下方击球。

综上所述，网球高压球技术握拍与发球相似，侧身转体面对来球，非持拍手指向来球，持拍手持拍上举至肩上方，降低重心做小步调整，球点接近时蹬地向上舒展同时搔背击球。

3 结论

常用网球技术动作是发球、正手击球、反手击球、截击、高压球，综上所述，目前国内关于网球运动技术动作的生物力学研究成果并不多，网球作为全世界盛行的运动项目之一，如今在我国开展的如火如荼，有条件的发达地区应该加强该领域的研究成果，充实相关理论知识。在与网球运动生物力学相关的研究中，理论性研究较为居多，实验性研究相对较少；发球和底线抽球研究居多，网前截击和高压居少；技术方面研究居多，运动员运动智能方面研究缺少。在研究中采用的仪器比较单一，主要以高速摄像机与机电测试仪为主，仅有少数研究者使用了红外线远测系统。由于运动生物力学的实验研究受限于实验的设备和软件技术等条件限制，此类研究很难得到广泛扩散，后续的研究方向应明确为理论与实验结合、技术与智能结合、技术全面化，在条件允许的情况下引入新科技仪器的应用，突破瓶颈的壁垒，为此领域的研究贡献贡献力量，普惠大众。

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