我国优秀女子链球运动员投掷技术特征的研究

2022-04-27史东林董海军

中国体育科技 2022年4期

史东林，董海军

女子链球是我国传统优势项目。从项目属性看，女子链球不同于男子链球，相对于男子项目的器械重量更趋于速度性。在女子链球训练中速度力量占比较大，在技术上存在显著不同（Konz et al.，2016）。特别是青少年运动员的训练，更应该注重速度力量的发展，对器械加速意识的培养是女子链球训练的主要方向，符合技术原理的基础上发展运动员个性技术。基于此，对现阶段我国该项目优秀运动员的投掷技术进行研究，诊断我国运动员的技术优缺点。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

研究对象为8名我国优秀女子链球运动员（表1），包括世界级水平的张××（参加过4届奥运会，获得过2枚奥运会银牌、1枚铜牌）和王×（保持了77.68 m的亚洲纪录）。研究的成绩设定为2016年4月1—10日在成都犀浦举行的两场长投赛前8名的最好成绩。

表1 研究对象基本情况Table 1 Basic Information of Research Objects

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料调研

查阅近几年相关的文献资料，了解现阶段链球技术特点和国际女子链球发展趋势以及研究现状。

1.2.2 高速摄像

采用两台高速摄像机，一台摄像机位置于投掷圈右侧，一台位于投掷圈后侧，两台摄像机主光轴夹角约为90°，拍摄距离约10 m，机高约为1.20 m，拍摄采样频率为120帧/s。在赛前和赛后分别两次对三维框架进行标定，中间保证摄像机机位、焦距和拍摄的框架相同，比赛中机位不能移动，同时为了保证人体运动方向的数据准确性，在拍摄框架的同时，对地坐标进行标定，确保地坐标1和2点是指向投掷方向，同时与地坐标3之间形成90°夹角，采用同样的方法对两场比赛进行拍摄。

1.2.3 三维运动学解析

采用美国ARIEL公司生产的APAS运动录像分析系统，对比赛技术视频进行裁剪（找到两台摄像机拍摄的运动员技术中同步页）。解析中采用人体模型DLT引导图像测量系统，模型采用日本松井秀治人体模型。首先把框架和地坐标进行标定，然后将运动员比赛视频中导入标定好的框架（28点）进行解析，并根据投掷项目的需求选取身体的20个关节点，另外选取一个附加点（器械）采取逐幅解析的方法对运动员技术视频进行标定，对解析数据进行低滤波平滑处理（平滑系数为8），采用傅里叶分析法对数据进行大范围平滑，并将局部平滑和大范围平滑相结合以确定截级数据，保证其流畅和连续性，最后通过解析系统获取所需参数的原始数据。

1.2.4 统计

利用Excel的统计功能对部分原始数据通过公式计算、统计获得对本研究有用的参数，并绘制成图表。

2 结果与分析

链球技术旋转的本质是下肢对上肢不断完成超越的过程。加速的节奏主要体现在右脚“晚抬早落”的技术要求，也是女子链球技术未来发展的趋势，缩短单支撑时间、延长双支撑时间是加速节奏的直接表现（文超，1994）。器械加速的时间、长度、速度是影响整个运行效果的三要素，三者之间存在紧密的联系。在一定范围内，缩短旋转时间、增加器械双支撑阶段用力距离、提高旋转速度都可以提高运动成绩。

为了更好地研究投掷链球技术，通常将完整技术分为3个阶段（预摆进旋转阶段、旋转阶段和最后用力阶段），10个技术瞬间（进旋转瞬间、第1圈离地瞬间、第1圈着地瞬、第2圈离地瞬间、第2圈着地瞬间、第3圈离地瞬间、第3圈着地瞬间、第4圈离地瞬间、第4圈着地瞬间、器械出手瞬间）（董海军，2011）。

2.1 我国女子链球运动员各圈时间特征的研究

女子链球训练中速度-力量是核心，加速节奏是本质，加速节奏主要体现在每圈旋转时间的缩短比例上。在一定范围内缩短每圈单支撑时间，延长双支撑用力时间是技术的核心，也是衡量旋转技术好坏的重要标准（智勇等，2007）。

据研究表明，世界纪录保持者沃达尔奇克投掷78 m时的 4圈时间分别为 0.650、0.568、0.502、0.451 s，最后用力时间为0.251 s，总的投掷用时为2.422 s。与世界优秀运动员相比，我国运动员在旋转节奏上普遍存在第1圈进旋转不积极，第3、4圈加速节奏不明显的特点，特别是第4圈对器械继续加速的能力有待进一步提高，第4圈单支撑阶段普遍存在右髋转动不积极现象，从第4圈器械高点位置瞬间右腿膝关节的位置可以反映出这一问题，与世界优秀运动员相比，右侧整个髋、膝关节超越幅度偏小，而且我国部分运动员右膝关节折叠现象非常严重，增加了右侧下肢的转动半径，进一步造成右脚着地速度减慢，不利于最后用力前良好的用力姿势的形成，即右脚着地瞬间下肢对上肢和器械超越的幅度偏小，也是造成最后用力时间偏短的一个主要原因。同时我国运动员在最后用力阶段对器械加速时间短，还与用力过程身体鞭打幅度小有关。与世界优秀运动员相比，我国链球运动员的优势是旋转速度快、身体灵活，差距主要表现在专项素质和专项能力，特别是对链球持续加速能力有待进一步提高，集中体现在第4圈和最后用力阶段。以上是我国运动员在旋转节奏上的技术特点和需要完善的地方。

王×旋转时间只有2.21 s（表2、表3），进一步体现了她是迄今为止世界上旋转速度最快的运动员（图1），这也是她技术的最大优点。但在节奏上存在第4圈加速不清晰问题，第3、4圈时间差只有0.001 s。训练中应当适当降低进旋转速度，提高第3、4圈的加速节奏。总双支撑时间比单支撑时间长，整体上技术是合理的。但第4圈单支撑时间反而比第3圈延长了0.021 s，表明第4圈身体重心向投掷方向移动的速度降低了。造成这一问题的主要原因是右腿第4圈上腿不积极（图2），影响了右脚在着地瞬间（最后用力前）下肢的超越效果，在旋转节奏上应该通过提高脚下反应速度能力增加第4圈的节奏。

表2 旋转过程中每圈时间分配情况Table 2 TimeAllocation Per Turn during Rotation

表3 旋转过程中每圈单双支撑时间分配情况Table 3 TimeAllocation of Single and Double Supports Per Turn during Rotation s

图1 沃达尔奇克和我国运动员第1圈右脚离地瞬间左侧轴位置图Figure 1.Position Map of LeftAxis of Voda and Chinese Players at the Moment of Right Foot off the Ground in the First Lap

图2 沃达尔奇克和我国运动员第4圈器械高点瞬间右膝位置图Figure 2.Voda and Chinese Players’Right Knee Position Map at the Moment of the Fourth Lap Equipment High Point

张××加速节奏上存在一定问题，第1圈旋转时间偏长，与进旋转方式及左腿膝关节伸展幅度偏大有关（表2、表3，图1），增加了身体重心向左腿移动的难度。第4圈旋转时间比第3圈时间长，总的双支撑时间比单支撑时间短（比值小于1），进一步验证了技术上存在一定的不合理性。主要问题集中在第3、4圈，两圈的单支撑时间都比双支撑时间长，表明第3、4圈右脚离地后右腿上腿不积极，右小腿也存在严重折叠现象（图2），增加了右侧下肢转动半径，影响了右脚着地速度。训练中应该适当加快第1圈进旋转速度，增加第3、4圈右腿上腿和右脚着地速度，提高旋转节奏。通过多年对张××的技术研究发现，她在投掷76～77 m成绩时第3、4圈的旋转节奏明显加快，而且总双支撑时间长于单支撑，进一步验证了第3、4圈加速节奏对掷链球成绩的影响。

刘××总用时是所有研究对象中最长的，主要是第1圈和第2圈用时偏长，第1圈进旋转技术存在一定不合理，没有预摆结束后的“迎球”动作，第1圈双支撑阶段几乎对器械形成加速，第2圈的时间也比较长，虽然双支撑时间较长，但做功效率并不高，即没有对器械形成加速（表2、表3）。刘××旋转节奏中主要存在的问题是第1、2圈，相比第3、4圈的加速节奏较好。训练中改进的技术主要集中在前两圈，通过适当提高右脚着地速度，缩短第1、2圈单支撑时间，提高脚下反应速度能力，使整个旋转技术形成一个明显加速整体，提高训练节奏。

燕×的旋转节奏整体上是合理的，不足的是第1圈也存在进旋转问题，预摆结束后没有完成“早迎球、早放球”的动作，第1圈右脚离地瞬间左腿伸展幅度过大，与张××存在的问题相同（图1）。在时间分配上，存在第3、4圈单支撑时间偏长，训练中应该适当提高脚下反应速度能力和右脚着地速度，缩短单支撑时间。

李××整个旋转时间较长，第1圈是所有研究对象中最长的，而且从解析的技术情况看，“迎球”动作幅度并不大，旋转节奏上主要是第1、2圈偏慢，第4圈加速效果不明显，存在右脚着地不积极的问题，右脚落地前有一个明显的停顿动作，与多年的用力习惯有关。同时最后用力时间也存在偏短的现象，没有最大限度为最后用力创造良好的姿势。在训练中应该进一步提高进旋转的速度，培养良好的加速节奏，总的单支撑时间比双支撑时间长，这是不合理的，进一步验证了整体节奏和第4圈单支撑阶段存在一定的问题，也是技术进一步完善的关键。

宗×整体旋转时间比较长，同样存在第1、2圈时间偏长的现象，前两圈时间相同，说明第2圈没有形成加速，但两圈的情况不一样，主要区别在第2圈双支撑时间突然延长，在右脚着地后没有及时蹬转用力动作，本质上没有对器械形成加速。第4圈时间反而比第3圈长，这是不合理的，说明了第4圈是一个减速。第3、4圈双支撑阶段存在右腿蹬转幅度小的现象，没有完全把身体重心推到左侧转动轴上，出现了走捷径现象，这也是她双支撑时间延长的原因。训练中应该提高第2圈和第4圈的旋转节奏，提高右脚落地后的蹬转速度，克服右侧身体转动过程中走捷径的问题。

罗×整个旋转加速的节奏意识较为明显，双支撑时间也比单支撑时间长，主要存在第1圈和第2圈节奏偏慢，对器械加速效果不明显的现象，第3、4圈的节奏相对较好，第4圈存在单支撑比双支撑时间长的现象，说明上腿和右脚着地不积极（图2），在训练中应该改进第1圈右脚着地的方式，采用前脚掌落地，提高右脚着地的速度，加快第1、2圈的节奏，同时进一步增加第4圈单支撑阶段上腿的速度，提高旋转节奏。

王××的整个旋转节奏相对较好，4圈旋转时间分配较为合理，整个双支撑时间占到了58%，与单支撑时间比例达到了1.39，是研究对象中最大的，最后用力时间也是最长的。节奏上主要存在第1圈进旋转速度慢，预摆起始阶段对器械的加速幅度偏小，进旋转速度较慢的现象。从器械速度的变化情况看，各圈双支撑阶段存在加速能力偏弱的现象。在训练中应该适当提高预摆阶段器械速度，在保持原有技术节奏的情况下，进一步提高双支撑阶段对器械有效用力效果。

2.2 我国女子链球运动员各圈器械速度变化特征的研究

旋转中对器械形成直接加速的只有双支撑阶段（张桃臣等，2011），单支撑阶段主要完成人体向投掷方向移动和下肢对上肢的超越，所以器械的速度峰值出现在单支撑阶段是不合理的，必然存在上肢提前用力，从高点向下拉球加速的现象（王安治，2013）。旋转过程中器械速度变化反映了加速的合理性，特别是加速的时机反映了单、双支撑阶段人体及器械节奏的合理性。器械加速节奏主要通过加速的时机和时间长短来判断，在一定程度上受到人体重心加速效果和自身加速能力（专项速度能力）影响。

据研究表明，世界优秀运动员预摆阶段的器械速度占整个器械速度的50%～60%，世界纪录保持者沃达尔奇克在投78 m时预摆阶段器械速度贡献率达到了54%，各圈增量分别为7%、9%、11%、11%，最后用力阶段增量为6%，器械速度贡献率呈现出了逐圈增加的趋势，而且分配相对比较合理，说明了她对器械的加速能力是逐圈提高的，并没有出现突然提高或者降低的现象，进一步验证了她对器械的控制能力较强，这也是她专项能力较强的直接体现。不足的是最后用力阶段对器械加速能力有待进一步提高，造成她用力效果差的主要原因是器械在出手瞬间垂直和水平方向速度分配不合理，水平速度偏小，垂直速度过大，也是她出手角度过大的原因。

预摆进旋转技术在整个掷链球过程中占有重要的地位，对后续旋转阶段器械的运行轨迹及节奏的形成起到了决定性作用（董海军等，2011），在我国链球项目的训练中并未引起教练足够重视。2011年大邱世锦赛冠军丽申科在投掷77.13 m时的预摆速度达到了16.4 m/s。预摆阶段我国部分运动员器械速度偏慢，如罗×、王××等运动员约为45%，王×的器械预摆速度达到了15.08 m/s（表4），进旋转技术是研究对象中最好的。张××预摆阶段的球体速度不高。从第1圈对器械加速情况看，右脚离地后的单支撑阶段大部分运动员器械的速度也有所下降，直到下一圈双支撑阶段的开始，其中张××、李××、宗×、刘××4名运动员右脚着地前的器械速度出现了一定程度增加，如张××在右脚着地瞬间器械速度达到第1圈的峰值（表4），说明4名运动员器械在从高点向下运动的过程中，手臂有拉球加速现象，这在技术上也是不合理的。王×、罗×、王××和燕×第1圈器械速度的峰值都出现在双支撑阶段，第1圈加速时机也比较合理，右脚落地后单支撑阶段器械速度并没有增加，在右脚着地前处于下降趋势（表4）。

表4 旋转过程中重心器械速度情况Table 4 Speed of Center of Gravity Instrument during Rotation m·s-1

第2圈器械速度的增量有下降趋势（表5）。李××和宗×两名运动员器械的速度峰值出现在单支撑阶段，加速时机不合理，进一步说明单支撑阶段有拉球现象。其他6名运动员的速度峰值都出现在第2圈双支撑阶段，器械加速时机合理，其中刘××和王××虽然速度峰值出现在双支撑阶段，但单支撑阶段器械速度有增加现象，右脚着地前又呈现了下降趋势（表4），说明这两名运动员在90°～180°位置有对器械加速现象，一定程度上不利于下肢对器械超越，存在一定的不合理性。其他4名运动员不仅速度峰值出现在双支撑阶段，单支撑阶段器械速度也呈现了下降或者平缓运行的趋势，加速时机较为合理。

表5 旋转过程中各圈器械最大速度及各圈速度增量和贡献率情况Table 5 Maximum Speed of Each Circle of Equipment during Rotation and Speed Increment and Contribution Rate of Each Circle

我国运动员第3圈器械速度增量进一步呈现了幅度减小的趋势（表5），说明整体上对器械的加速能力在逐渐减弱。王×、李××和宗×3名运动员表现较为突出，其他运动员中只有刘××速度增量呈现了上升趋势，这与她前2圈增量偏小有一定关系。从加速时机看，李××和宗×器械速度峰值出现在单支撑阶段的右脚着地前，从高点向下拉球现象较为严重，其他6名运动员第3圈器械速度峰值时机都出现在双支撑阶段，加速时机较为合理。其中王×、张××单支撑阶段右脚离地后器械速度出现了一个较为明显的降速现象，这说明两人向高点的三角加速动作幅度较小，与球体力量向身体方向转移有关。

第4圈对器械的速度增量进一步降低，加速能力也呈现下降的趋势，也是四圈平均增量最小的一圈（表5），说明我国运动员普遍存在第4圈对器械加速效果差的现象，逐渐提高对器械持续加速能力是我国运动员现阶段应该解决的主要问题之一。从加速时机看，8名运动员第4圈器械速度峰值都出现在双支撑阶段，虽然加速能力弱，但加速时机都还是合理的。表现突出的是燕×、李××、罗×3位运动员在单支撑阶段器械速度明显出现下降，而且一直持续到右脚着地前，说明这3名运动员器械在第4圈向高点运行过程中，球体力量有向身体方向转移的现象，集中在第4圈的单支撑阶段，右腿上腿不积极（图2），这也是我国运动员第4圈对器械加速能力偏弱的一个主要原因。

最后用力阶段是对器械加速的最后一个阶段，最后用力的效果直接关系到成绩的好坏（陈洁明，2004）。从增量情况看，李××和宗×增量只有0.34 m/s和1.54 m/s（表5），说明两人最后阶段的用力效果较差。运动成绩与最后用力阶段器械的速度增量有直接关系（前3名都达到了10%）。据研究表明，世界纪录保持者沃达尔奇克最后用力阶段的器械速度增量约达4.2 m/s，表现出了对器械超强的持续加速能力。不难发现，我国运动员普遍存在用力阶段对器械持续加速能力偏弱的现象，这也是未来提高我国该项目整体水平需要解决的一个主要问题。

2.3 我国女子链球运动员器械运行轨迹特征的研究

掷链球过程中器械的整个运行轨迹反映了不同技术阶段的器械和人体之间的关系（董海军等，2014）。在一定程度上，时间和速度恒定的情况下，器械运行轨迹越长，对器械做功的距离也就越长。每圈对器械加速的时机主要在双支撑阶段，也就是延长双支撑阶段器械的轨迹长度，缩短单支撑阶段的轨迹长度是从另一个角度反映技术优劣的重要标准（张新民，2010）。除了技术原因外，器械运行轨迹长度主要受到身高、臂展等身体条件因素的影响，在技术上主要反映了上肢肩带肌肉群的放松程度（董海军，2016）。

有研究表明，世界高水平运动员第4圈和最后用力阶段对器械的加速轨迹长度比例较大（Dinsdale et al.，2017），世界纪录保持者沃达尔奇克投掷78 m时的器械总轨迹长度为42 m，4圈的长度分别为8.91、9.11、9.23、9.29 m，最后用力阶段为5.45 m，虽然总加速距离并不长，但每圈器械轨迹长度呈现出了逐圈延长的现象，而且最后用力阶段器械也较长。对她每圈的轨迹分布研究发现，沃达尔奇克双支撑阶段器械轨迹呈现出了逐圈延长的现象，而单支撑阶段轨迹呈现了逐圈缩短的现象，这在技术原理上是合理的，也是现代掷链球技术“延长双支撑、缩短单支撑”的直接体现。

我国运动员整体上表现出第1圈短，第2圈最长，第3、4圈又逐渐缩短的趋势（表6），而且整个用力阶段的器械运行轨迹偏短，这与最后用力时间偏短有直接关系。

表6 旋转过程中器械运行轨迹情况Table 6 Running Track of Instruments during Rotation m

每圈双支撑阶段器械轨迹的长度是有效的加速阶段，有研究表明，在单支撑阶段也有加速的情况（Rojas-Ruiz et al.，2009），除了受到身高、臂展等先天条件影响外，加速技术也起到至关重要的作用。从技术角度分析，影响双支撑阶段加速轨迹长度的因素主要为上肢肩带肌肉群的向外舒展能力和左腿的压紧效果，肩带肌肉过渡收缩和左腿膝关节蹬伸幅度过大，都会造成器械上的离心力向身体方向转移，造成加速轨迹长度缩短。与世界优秀运动员相比，我国运动员每圈双支撑阶段存在的主要问题是下肢蹬伸幅度偏大，沃达尔奇克每圈双支撑阶段左腿膝关节压紧效果远好于我国运动员（图3）。据研究资料表明，王×第4圈左膝角达到了160°，直接影响了身体重心的高度，并造成器械上的离心力减小（Li et al.，2018），这也是目前影响她双支撑技术的最大问题。左侧轴压紧效果差，不但会造成器械向身体方向转移，同时也造成身体重心位置过高，对克服器械上的离心力不利。

图3 沃达尔奇克和我国运动员第4圈双支撑加速阶段左侧膝关节角度示意图Figure 3.Schematic Diagram of Left Knee JointAngle of Voda and Chinese Players in the Fourth Lap of Double Support Acceleration Stage

我国运动员整体上总双支撑器械轨迹都比单支撑阶段轨迹长，只有李××单支撑轨迹长于双支撑阶段，张××、燕×、刘××、罗×等运动员双支撑阶段器械轨迹略长于单支撑阶段，说明这几名运动员单支撑阶段器械运行轨迹存在偏长现象，训练中通过提高右腿上腿以及右脚着地速度来完善单支撑阶段的技术，缩短单支撑器械的轨迹长度。王×器械总运行轨迹并不长，但双支撑阶段远比单支撑阶段长（表6），有效地利用了对器械的加速距离，进一步增加器械水平速度，减少双支撑阶段身体重心上下起伏程度，减小左腿双支撑阶段蹬伸幅度是她今后技术改进的方向。王××在加速节奏上问题并不严重，但加速的距离过短，在动作的结构上存在一定的问题，进一步提高上肢的舒展能力，延长双支撑阶段的用力距离是她技术完善的方向。宗×整体技术结构较为合理，不足的是加速节奏较差，器械在双支撑阶段的轨迹变化幅度较大，动作结构未定型。