我国优秀竞技健美操运动员跳跃类难度动作C479的运动生物力学分析

时翠莹 王雪燕

我国优秀竞技健美操运动员跳跃类难度动作C479的运动生物力学分析

时翠莹1王雪燕2

（1.华中师范大学 体育学院，湖北 武汉 430079；2.北京市第二十五中学，北京 100010）

文章通过拍摄中国国家健美操队队员跳跃类难度动作“转体360度屈体跳再转180度成俯撑”（C479），获取了C479动作的运动学参数，并分析了我国优秀竞技健美操运动员完成C479的动作技术特点，旨在为教练员和运动员提供科学的技术指导，促进我国竞技健美操事业的进一步发展。

竞技健美操；跳跃类难度动作；运动生物力学分析

竞技健美操是一项在音乐伴奏下,能够表现连续、复杂、高强度、动作成套动作的运动项目属难美项目,该项目起源于传统的有氧健身运动。成套动作必须通过连续的动作组合,展示运动员的柔韧性和力量、七种基本步伐的多样性操化动作组合、结合难度动作的完美完成[1]。随着竞技健美操的快速发展，运动员技术水平不断提高，难度动作发展趋向更加复杂、新颖。难度动作作为竞技健美操运动项目的基本特征，是衡量运动员技术水平高低的重要标志。竞技健美操属于技能主导类表现难美项群的运动，“难、新、美、稳”是这个项群运动技术发展的主要趋势也是训练的主要要求[2]。运动技术是表现难美类项群运动员竞技能力系统的核心组成部分，对这个系统拥有最大的贡献率。研究发现，本项群训练和竞赛中，不断追求运动技术的加难，仍是一种趋势。动作难度一直是衡量这个项群项目水平的最重要方面[3]，难度是评价技术发展水平的指标，因此难度动作是竞技健美操的核心，也是运动员训练的重点。

随着最新版规则的出台，竞技健美操世界大赛乃至全国比赛中C组高分值难度的运用越来越多。近两年C479在全国大赛中成为了男子运动员使用频率较高的C组难度。2013-2016版FIG竞赛规则中对C479判定为屈体跳类难度下的0.9分值难度。其技术要求为：垂直起跳转体360°空中完成一次屈体；空中再转180°前倾准备落地；俯撑姿态落地。目前关于C组难度C479研究的文献还不多见，因此本文在查阅大量相关文献的基础上运用摄像解析的方法，对转体360°屈体跳再转180°成俯撑这个难度动作进行运动生物力学分析，试图找出其动作技术特点，为运动员正确掌握C479的技术要领提供理论依据。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

以国家健美操队三名队员韩明哲、麻东和车磊为研究对象，三人运动等级均为国际级健将，多次获得世界锦标赛冠军，代表了中国竞技健美操最高水平。运动员动作规范、完成质量高，保证了本文实验数据的可靠性。

1.2 研究方法

1.2.1影像拍摄法

在北京体育大学国家健美操队训练管对场地用PEAK三维框架分别进行标定。现场使用2台日本JVC GR-DVL9800sH摄像机，拍摄动作前先对固定的框架进行拍摄，然后移开框架再从场地两个定点同步拍摄国家健美操队运动员转体360°屈体跳再转180°成俯撑接分切转体180°成文森动作，拍摄频率为50Hz。

1.2.2图像解析法

将拍摄的对运动员技术动作录像通过艾利尔软件处理分析。根据前苏联扎齐奥尔斯基模型构造人体16个主要的模型参数，对整个动作过程进行解析。每个动作得到200多幅动作画面，然后对数据进行DLT法处理，将二维数据转换为三维数据，用数值滤波法进行平滑,并计算输出相关的数据资料。将技术动作的数据资料结合C组跳与跃难度动作基本原理进行分析研究。输出的主要数据有：质心位移、速度；髋关节高度、速度；髋膝踝关节角度、速度；肩肘关节角度、速度等。

2.2.3表面肌电测定

实验仪器主要是表面肌电测试仪，医用胶带和一次性表面电极，所测试肌群为：右侧胸大肌、左侧胸大肌、右侧肱三头肌、左侧肱三头肌、右侧股直肌、左侧股直肌、右侧腓肠肌内侧、左侧腓肠肌内侧。通过Noraxon表面肌电测试系统时采集受试者的肌电数据，对原始肌电信号进行翻正、滤波（带通滤波10Hz-450Hz）和平滑（RMS，50ms）处理后，输出主要数据有：肌肉激活时间、积分肌电等。

2.2.4数理统计法

运用艾利尔分析软件、Noraxon表面肌电测试系统对所获得的数据通过spss18.0统计软件和excel在计算机上对测试所得到的相关数据进行数理统计，并对结果进行比较分析。

2 结果与分析

2.1 C479难度的动作阶段划分

时相的划分是研究动作技术的关键环节[4]。因此对难度动作进行科学的动作时相划分能够使运动员清楚的了解和掌握动作各环节的技术特点及一般规律。同时可以帮助运动员加深对动作的理解，使教练员合理安排动作的教学顺序并选择科学的训练方法，从而提高教学训练效果，提高我国竞技健美操运动员的竞技水平。本文根据测试过程中拍摄的难度动作录像重现人体运动和某些关键数据（如关节角度、重心速度等）找出特征画面，科学的对转体360度屈体跳再转180度成俯撑动作进行了阶段的划分。分为起跳阶段、转体屈体跳阶段和落地成俯撑阶段，其中起跳阶段又分为起跳缓冲和蹬伸两个阶段。

图1 动作时相划分图

2.2 起跳阶段的运动学分析

转体360°屈体跳再转180°成俯撑这个难度动作的第一步是起跳环节，好的起跳动作是完成高标准C组难度的关键。起跳过程分为“三个时相”，即着地瞬间、最大缓冲和离地瞬间，“两个阶段”，即缓冲阶段和蹬伸阶段[5]。

图2是三名运动员在C479起跳缓冲和蹬伸阶段髋关节角度变化图。可以看到三名运动员在起跳缓冲阶段髋关节的角度随着身体重心的降低而变小。韩某的髋关节角度达到最低80°，而麻某的角度相比之下较大接近95°。在起跳缓冲时髋关节角度保持一个相对较小的角度有助于下一步蹬伸阶段的完成，保证了膝关节的蹬伸有力。在蹬伸阶段伴随身体重心的提高髋关节的角度也随之增大。因此缓冲阶段髋关节保持较小角度而蹬伸阶段髋关节保持较大角度属于充分的起跳，能够为空中动作的完成提供高度上的保障。从韩某的曲线图可以清晰的看到他的髋关节角度从起跳开始角度逐渐减小，蹬伸开始角度直线增大，角度曲线变化最为明显。麻某在起跳缓冲阶段髋关节角度相对另外两名运动员来说角度较大，下蹲没有其他两名运动员充分，而蹬伸阶段髋关节角度变化也不是很明显，说明他的蹬伸不够充分，髋关节没有充分伸展。车某在整个起跳缓冲和蹬伸阶段髋关节角度变化明显，尤其是蹬伸阶段髋关节伸展充分，角度达到三人最大。结合视频我们也可以看到三名运动员在完成C479动作时车某的腾空最高，动作相对给人轻飘的感觉。

图3为三名运动员在完成C479动作起跳缓冲和蹬伸阶段膝关节的角度变化曲线图。图中韩某和车某起跳时的膝关节角度先下降再上升，有明显的U型曲线，说明缓冲落地很充分、重心较低，缓冲充分为蹬伸提供了保障。而麻某相比之下落地缓冲角度不够充分，在三人膝关节达到最小角度时他的膝关节角度明显大于另外两名队员，且蹬伸阶段角度增大并不明显，说明他的起跳相比另外两名队员较浅，蹬伸时缺乏瞬间爆发力。

图4为动作起始起跳缓冲和蹬伸阶段踝关节角度曲线图。图中韩明哲的踝关节角度最小其次是车磊，麻东最大，说明韩明哲的落地缓冲阶段和蹬伸阶段重心都处于一个比较低的位置，下肢的充分蹲深造成了踝关节角度的变小，下肢肌肉处于一个相对紧张状态。而麻东的踝关节角度较大说明在蹲深时下肢的收缩不够，肌肉相对松弛。在图中我们可以看到蹬伸阶段曲线图的后半程车磊的角度变化最为明显，在0.4s时角度达到三人最大，说明了在双脚离地腾空跳起时车磊处于绷脚状态，脚面很紧张。而这在FIG竞赛规则中也有明确规定，在完成难度动作中勾脚被视为扣分动作。因此只有充分的绷脚在蹬伸阶段踝关节的角度才会达到最大值。

2.3 转体屈体跳阶段动作结构特点分析

起跳阶段结束后是动作的腾空阶段，而腾空阶段至关重要，也是最能评判C组动作好坏的关键。C479动作的腾空最高点是折体动作，规则要求运动员双腿并拢，膝盖伸直，躯干和双腿的夹角不得大于60°。表1是三名运动员在C479的腾空阶段屈体姿态时髋、膝、踝三个关节角度的数据显示，数据对应的动作为C479空中屈体制动阶段。

表1 C479腾空阶段屈体姿态时髋、膝、踝关节角度（单位：°）

运动员髋关节膝关节踝关节 左右左右左右 韩某54.30856.017164.981171.380155.253162.979 麻某44.15157.863167.246173.435139.926153.228 车某70.07268.049175.238171.005158.512153.189

从数据显示来看，韩某左右髋关节的最小值非常接近，且小于规定标准60°，麻某左髋角度是44.151°，而右髋是57.863°，说明他此刻的屈体姿态身体重心稍稍偏向左侧，使身体左侧肌肉的收缩大于右侧，从而导致了左侧髋关节角度明显小于右侧髋关节角度。而导致这个问题的原因显而易见，因为运动员从起跳开始是从右向左转体来完成整个动作，因此在完成空中屈体动作时，自然的向左的惯性使得运动员左侧肌肉收缩更为明显，因为屈体过后运动员要向左继续转体落地，因此很容易造成这种左髋角度小于右髋的现象。最后看看车某的髋关节角度，左髋和右髋的角度差距并不大，分别是70.072°和68.049°，这个角度已经超过了规则的规定，躯干与双腿之间的夹角不得大于60°。相比其他两名运动员可以看出他在空中屈体姿态时，髋关节的角度是最大的.

2.4 屈体跳转体落地俯撑阶段动作结构特点分析

C479动作的最后一步是落地俯撑阶段。这一步也是评判这个难度最终是否成功的重要环节，俯撑的完成直接决定了运动员是否能够拿到难度分。落地阶段是整个动作的结束部分，动作的完成情况直接影响了动作的难度分数和完成分数，而且易对运动员造成身体的损伤，所以，落地阶段的上下肢缓冲是结束部分的关键。俯撑落地是手指触地同时脚尖触地，迅速屈腕、屈肘、肩关节外展、屈脚趾缓冲的过程。FIG竞赛规则中规定如果运动员在落地俯撑时出现胸部触及地面的失误将被视为整个动作失败，无法得到此难度的难度分值；落地结束时若胸部距离地面大于10公分也将被扣除一定分数。运动员在做落地俯撑动作时应积极的屈腕，将肩关节外展，以降低从空中突然落到地面的强大冲击力，保护身体不受伤害，积极缓冲。避免强制性落地，容易造成腕关节损伤。落地前双臂应经过由直到弯的过程，从手指触地开始逐渐过渡缓冲。落地后从脚后跟开始，膝盖、髋、腰、背、肩头位于一条直线上与地面保持平行。

表2 C479动作落地俯撑缓冲阶段肩、肘、腕关节角度（单位：°）

运动员肩关节肘关节腕关节 起始结束起始结束起始结束 韩明哲左77.72176.324167.55276.897140.65894.511 右88.00289.757151.67066.480149.865108.679 麻东左89.84271.026174.53874.247112.071100.867 右88.19862.185157.19360.598128.041105.713 车磊左86.91268.192160.51582.419113.92599.381 右94.37171.617146.67959.684116.78695.668

从表2的数据来看，在落地缓冲阶段运动员的肘关节缓冲最为积极，缓冲幅度最大，其次是肩关节和腕关节。三名运动员中车某的左右肩关节角度基本保持一致，说明他在俯撑姿势结束时，双肩基本处于一个水平面，缓冲完成较好。韩某的左肩角度在结束时为76.324°，右肩是89.757°，说明他在最后俯卧撑姿态时身体重心稍稍偏靠左侧，使得左肩收缩大于右肩，从而使左肩关节角度小于右肩；而麻某正好相反是右肩关节角度小于了左肩，重心偏靠了右侧。但由于三名运动员都是国内顶尖的运动员，加之数据显示他们的动作完成规格相对其他运动员还是相当高的。再来看看三名运动员肘关节的角度，韩某和麻某左右肘关节的角度值相差不多，说明最后落地俯撑姿势较为稳定，而车某左右肘关节角度出现了较大的差距，左肩角度为82.419°，右肘是59.684°。左右肘关节角度之所以有较大差距是因为此名运动员在落地时身体重心过多压向了右侧，结合视频画面我们也会看到他在落地结束时身体重心出现了明显的偏移，使得右肘过度收缩，几乎要贴近地面，从而使得右肘肘关节角度明显的低于了左肘。这种落地姿势在FIG竞赛规则中是要被判为扣分的动作，可算为较大失误。但由于车某多年运动经验，强大的腰腹和上肢力量使他这个难度最终没有判为无效的失误动作，但在完成分值上会被扣掉相应的分数，影响动作的整体完成质量。在落地俯撑动作结束时正确的落地姿势应该是手先触地，或手脚同时触地，然后进行腕、肘、肩的依次缓冲。结合上文中提到的在第十届中国大学生健康活力大赛中，高水平院校组的男子单人操、女子单人操、混合双人和男子三人操选手都有采用本文研究的难度动作C479+A210，但有一半以上的选手都在C479俯撑落地时出现了胸部拍地的失误，使得这个难度无效。能够成功完成俯撑落地并接着流畅完成A210动作的选手并不多，这也充分证明了这个难度组合的高难系数，它对运动员的身体素质有着严格的要求。我国竞技健美操运动员应提高此难度组合动作的成功率，首先就要解决C479的最后俯撑落地环节。有了成功的俯撑落地，才能继续完成后面的A210动作。

3 结论

3.1我国优秀竞技健美操运动员在完成C479动作时，起跳方式均采用深蹲，膝关节角度基本控制在80～110°之间。

3.2本文三名运动员在腾空阶段完成屈体动作时左髋关节角度略小于右髋，在腾空最高点膝关节和踝关节的关节角度都趋近180°，膝盖、脚面符合高标准动作要求；韩某和麻某的“优势腿”是右侧，车某的“优势腿”是左侧

3.3屈体跳转体落地俯撑阶段三名运动员右侧肘关节角度都小于左侧，左右肘关节角度基本保持在60～80°之间，而腕关节角度基本控制在90～100°之间。

[1]国际体操联合会.竞技健美操规则(2013-2016)[S].北京:中国健美操协会，2013.

[2]刘建和.关于表现难美类项群运动技术发展的某些共性特征的初步研究[J].成都体育学院学报,2006,32(6):62-67.

[3]田麦久.运动训练学[M].北京:高等教育出版社，2006.

[4]李世明,高金栋.竞技健美操屈体分腿跳成俯撑动作的运动学分析[J].天津体育学院学报,2011,26（1）:37-41.

[5]王举涛,刘生杰.我国优秀女子跳高运动员起跳技术的运动学研究[J].成都体育学院学报,2009,35(12):67-70.

[6]杨宏.我国优秀男子竞技健美操运动员难度动作的三维运动学分析[D].江西师范大学,2008.

[7]王园悦.第十届健美操世锦赛各项难度动作和难度组合动作的分析研究[D].苏州大学,2010.

[8]沈惟佳.第11届世界健美操锦标赛我国三人操与罗马尼亚队的比较研究[D].苏州大学,2011.

[9]周敏.对竞技健美操B组水平支撑类难度动作的生物力学分析[D].西安体育学院,2009.

[10]邱珍艳.第12届世界健美操锦标赛男单前三名C组难度动作运动学与协调性分析[D].江西师范大学,2013.

[11]李旭龙,余锋,张卓,等.竞技健美操中“托马斯”全旋动作的运动生物力学分析[J].成都体育学院学报,2010（10）:49-52.

[12]王琨,周敏,张俊峰,等.对竞技健美操B组水平支撑类难度动作技术与肌肉活动特征分析[J].西安体育学院学报,2010（6）:716-721.

[13]韩春英,韩甲.竞技健美操直角支撑转体720°的生物力学分析[J].北京体育大学学报,200（6）:863-865.

[14]余捷,严献亮.竞技健美操跳跃类难度动作生物力学概析[J].南昌高专学报,2006（4）:109-110.

[15]龚文平.竞技健美操屈体分腿跳成俯撑动作的运动生物力学分析[J].科技资讯,2008（17）:222.

[16]黎健民,熊开宇.生物力学测力板测量健美操运动员的静态平衡能力[J].中国组织工程研究与临床康复,2008（37）:7334-7337.

An Analysis of Sports Biomechanical Mechanism in C479 of Elite Competitive Aerobics Athletes of China

SHI Cuiying, etal.

(Central China Normal University, Wuhan 430079, Hubei, China)

时翠莹（1996—），硕士生，研究方向：体育教学。