世界高水平女子链球选手器械加速特征的研究

摘 要：运用运动生物力学等方法，对现阶段4名世界优秀女子链球运动员的投掷技术特征进行研究。发现：我国选手在技术上占有一定优势，但对器械持续加速能力有待于提高，特别是最后用力阶段对器械的做功距离和旋转节奏。其中王峥第三、第四圈双支撑、最后用力阶段对器械加速的效果较差，存在左肩后撤和左膝关节压紧效果差的现象。张文秀对器械加速轨迹路线较长，但第一圈存在左膝伸展幅度大和第二圈左侧轴回撤现象；国外优秀选手普遍存在进旋转“迎球”不积极的现象，但旋转节奏较好，对器械持续加速能力好于我国选手，特别是最后用力阶段。其中沃达对器械旋转节奏较好，双支撑阶段对器械加速效果较好，左膝关节压紧效果明显好于我国选手。本研究分析我国选手在技术上的优势和存在的问题，对进一步完善技术提供理论依据，为我国在该项目上的选材提供帮助，以期推动该项目在我国的进一步发展。

关键词：世界高水平；女子链球运动员；投掷技术

中圖分类号：G824.4文献标识码：A文章编号：1009-9840（2023）01-0040-06

Accelerated Trajectory Characteristics of World Top Women 's Hammer Throwers

DONG Haijun

（Hebei Institute of P.E.， Shijiazhuang 050041， Hebei， China）

Abstract：This article used sport biomechanics method to study the throwing technique of the current world's elite 4 female hammer throwers. The study found that Chinese players occupy a certain advantage in technology， but the ability that continually accelerated the equipment should be improved， especially in the work distance of the instrument at last force phase， and improved the rotation rhythm. Wang Zheng is poor in the acceleration effect of the third and fourth ring double support and last force phase on the equipment， and the back of the left shoulder and the bad pressed effect of left knee. Zhang Wenxiu has a longer accelerated track route on the equipment， but she has the problem of large stretch of left knee on first lap and the left shaft on second ring withdrawal. Foreign hammer throwers have a common phenomenon of inactive facing ball of rotation， but the rotation rhythm is better， the ability to continually accelerate the equipment better than Chinese players， especially in the last force stage of force. Voda is obviously better in the aspects of the rotary rhythm of instruments， the accelerated effect of equipment in the double support phase and the compression effect of the left knee joint. The advantages and problems of Chinese hammer throwers in technology are found， which can provide a theoretical basis for the further improvement of the technology， help for talent selection and further promotion of the project in China.

Key words：world top level; female hammer throwers; throwing technique

女子链球是我国田径的优势项目，在亚洲处于遥遥领先的地位。历史上涌现出了顾原、张文秀、王峥等一大批优秀的运动员，为我国在国际大赛中争得了荣誉。其中顾原获得过世界杯冠军，张文秀获得过一枚奥运会银牌，一枚奥运会铜牌，王峥是现亚洲和全国纪录保持者，获得过一枚奥运会银牌。从目前国际女子链球项目的发展规律和成绩变化趋势看，逐步提高专项能力的基础上发展速度是未来一个阶段女子链球发展的方向。众所周知，链球项目不同于其他投掷项目的最大特点是：器械本身就是一个力量体，整个旋转加速过程是人体和器械在对抗中完成的。所以对投掷过程中器械运行轨迹特征进行研究，有利于更好地判断人体加速过程中的合理性及人体运动和器械之间的关系，探索器械加速过程中特有的规律，有利于更好地了解项目特征和训练规律，推动该项目在我国更好地发展，保持自己在技术上的优势，发展劣势能力，逐步提高我国选手在国际赛场上的竞争能力。

1研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究以现阶段4名世界优秀女子链球运动员的投掷技术特征为研究对象。4名选手个人最好成绩都在77米以上，其中沃达尔奇克是现世界纪录82.98米保持者，也是世界上唯一能把器械投到80米以上的女运动员，在该项目拥有绝对实力；俄罗斯的赖申科个人最好成绩78.80米，获得过该项目奥运会和世锦赛的金牌；我国选手张文秀最好成绩为77.33米，获得过一枚奥运会银牌，是我国在该项目上的优秀选手；王峥是继张文秀之后我国又一名该项目上在世界大赛中争夺奖牌的运动员，最好成绩为77.68米，也是目前亚洲纪录和全国纪录保持者，在刚刚结束的东京奥运会上以77.03米的成绩获得该项目的银牌。对世界上4名77米以上运动员的投掷技术进行对比研究，发现我们自身在技术上存在的不足，为我国该项目保持优势提供技术保障。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

查阅近几年相关的文献资料，对现阶段链球技术特点和国际女子链球发展趋势进行了解，了解研究现状，对本研究提供坚实的理论和时间基础。

1.2.2 高速摄像法

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90度左右，拍摄距离约10米，机高1.20米左右，拍摄采样频率为120帧/秒。在比赛前对三维框架进行一次拍摄标定，比赛后再进行一次框架的标定，保证所拍比赛视频全部有效。

1.2.3 三维运动学解析法

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和解析，采用人体模型DLT引导图像测量系统，模型采用日本的松井秀治人体模型。首先把运动员比赛视频导入框架进行标定，并根据项目的要求选取身体的20个关节点，另外选取一个附加点（器械）采取逐副解析的方法，最后对解析数据进行低滤波平滑处理，平滑系数为8，获取所需参数的原始数据。

1.2.4 数理统计法

利用Excel的统计功能对部分原始数据通过公式计算、统计，获得研究所用的参数，并绘制成图表。

2 结果与分析

为了更好地研究技术，通常将完整的掷链球技术分为三个技术阶段：预摆进旋转技术、四圈旋转技术、最后用力技术。其中又分为10个技术瞬间：包括预摆进旋转瞬间、第一圈右脚离地瞬间、第一圈右脚着地瞬间、第二圈右脚离地瞬间、第二圈右脚着地瞬间、第三圈右脚离地瞬间、第三圈右脚着地瞬间、第四圈右脚离地瞬间、第四圈右脚着地瞬间、器械出手瞬间［1-2］。

器械在旋转过程中的轨迹说明了对器械加速的路线长短，以及加速过程的合理性，在时间一定的情况下，轨迹路线越长说明对器械做功的时间越长，特别是双支撑阶段的做功效果越好［3］。训练中要求增加双支撑阶段对器械的做功距离，而缩短单支撑阶段的器械轨迹和时间节奏是相符的［4］。

2.1 器械、身体重心移动轨迹特征的分析

由图1身体重心移动的轨迹可以看出，4名选手重心在前后和左右方向移动的幅度并不相同，张文秀和沃达的身体重心器械轨迹在左右方向上移动的幅度明显要比王峥和赖申科的小，间接地反映了她们二人在双支撑阶段左侧下肢蹬伸的幅度小，特别是在左右方向上，身体重心偏离左侧支撑转动轴的幅度小，更有利于重心的平稳过渡和转动加速。相反，王峥和赖申科重心移动轨迹不但在前后方向上移动的距离长，同时在左右方向移动幅度大，也就是说身体重心偏离左侧轴的幅度要大，特别是王峥双支撑阶段不但存在向身体方向拉球的现象，同时左肩也有回撤现象，不利于重心在单支撑阶段的平稳过渡。从分析中也发现她重心在双支撑阶段腾起幅度偏大，和左膝关节压不住有直接关系，也造成了重心在左右方向上移动幅度增加的现象。从器械运动的轨迹可以看出，赖申科的器械轨迹运行并不圆滑，特别是在前两圈的加速中，从最后用力和出手瞬间器械的轨迹运行情况看，张文秀和沃达的器械轨迹明显是沿着圆运动轨迹的切线出手的，但王峥和赖申科的器械轨迹在出手瞬间时机晚，没有沿着器械轨迹的切线出手，这也是王峥最近一个赛季经常出现器械出手后打网现象出现的原因。器械出手的时机偏晚，根本的原因还是最后用力前右脚着地的速度慢，没有给下肢充分完成用力的时间造成的。

2.2 器械运行轨迹长度的分析

器械运行轨迹长度除了受身高和臂展等不能改变的因素影响外，还受到技术合理性的影响［3］。因此，在一定程度上只有通过完善技术的合理性来增加器械的长度，特别是延长双支撑阶段对器械的有效用力时间，而缩短单支撑阶段过渡的轨迹［5］。

由表2可知，从整个旋转过程中器械轨迹长度的分配情况看，沃达是唯一一名四圈中器械轨迹长度逐圈增长的，虽然总的轨迹长度短，但节奏比较明显，特别是最后用力阶段的器械轨迹比较长，是影响最后成绩的主要因素之一。总的双支撑阶段加速轨迹要长于单支撑阶段，这是合理技术的一个重要标志，每圈在双支撑阶段的器械轨迹也呈现出了逐圈延长的现象，表明沃达在克服不断增加的器械离心力这方面的能力比较强，对器械的控制能力较高。随着旋转的推进，器械上的离心力逐圈增加，需要人体降低重心才能克服增加的离心力，进一步说明她身体重心的高度控制得较好，这也是她在该项目上屡破世界纪录，提高个人最好成绩的一个主要因素。

王峥的器械轨迹在各圈中呈现出了逐圈缩短现象，特别是每圈双支撑阶段，也表现出了逐圈缩短的趋势，说明她在整体加速节奏上还存在一定的问题，特别是最后用力阶段对器械的加速轨迹缩短到了4.96米。而每圈双支撑阶段对器械加速轨迹呈现出了明显缩短的现象，虽然总的双支撑阶段器械轨迹长于单支撑阶段，但每圈的双支撑加速存在一定的不合理性。特别是第三、第四圈加速效果比较差，进一步说明了她身体重心在第三、第四圈抬高幅度较大，对器械的控制能力逐渐减弱，对后续的加速效果并不好。特别是第四圈双支撑阶段的轨迹缩短到4.29米、单支撑阶段轨迹反而延长到了4.90米，充分表明了对器械有效加速距离缩短了，而在单支撑转换阶段由于下肢不能及时对器械形成超越，造成时间的延长，一定程度上縮短了最后用力的时间和距离。

赖申科在旋转中整个器械的轨迹还是比较长的，特别是最后用力阶段。但第四圈器械轨迹出现了缩短的现象，这在节奏上还存在一定的不合理性。赖申科在各圈加速中也存在和王峥相同的问题，在第三、第四圈双支撑阶段轨迹呈现出缩短的现象，特别是第四圈缩短现象比较严重。反而单支撑阶段轨迹长度在逐渐延长，这也是不合理现象的体现，说明她第四圈器械有向身体方向转移的现象，或者是重心高度增加幅度大，造成器械上的离心力突然减小，这对旋转加速的节奏影响比较大。

张文秀的器械轨迹是4名选手中最长的，达到了44米以上，这和她身高和臂展长有关。其中第三圈轨迹明显偏短，说明她的第三圈技术还存在一定问题，特别是在双支撑阶段，主要说明她第三圈加速过程中器械有向身体方向转移的现象，造成轨迹路线缩短，和左肩加速以及重心伸幅度偏大有直接关系，这也是张文秀旋转中技术不合理的地方。而最后用力的轨迹也并不长，主要还是反映了她用力幅度存在偏小的现象，特别是最后用力的鞭打阶段，左肩也存在回撤现象。总的双支撑轨迹要比单支撑阶段短，这是不合理现象，出现这一问题的关键在第三圈双支撑阶段没有使器械走该走的路线。单支撑阶段的轨迹变化并不大，但第四圈延长现象较为明显，说明了她第四圈上腿过程中也存在不积极的现象，在一定程度上会缩短最后用力的时间和距离，最后用力阶段的轨迹情况也验证了这一问题。

2.3 器械轨迹运行斜面角分析

斜面角为器械运行过程中每圈高点和低点之间形成的连线在水平面所形成的夹角，高点和低点是相对应的，高点越高相应的低点就越低，形成的斜面角就越大［4］。

由表3可知，随着旋转的推进，器械的斜面角呈现了逐圈增加的趋势。其中我国选手张文秀第一圈进旋转器械的斜面角明显高于其他选手，这和张文秀采用的进旋转方式有关，4名选手中只有她采用的是左脚跟进旋转的，这种方式虽然比较稳，缺点是身体重心不容易移动到左腿上，进旋转速度慢，会出现缩短器械在0～90度之间轨迹现象，造成重心位置偏高，这也是她第一圈斜面角偏大的主要原因。相比其他三名选手第一圈进旋转采用的都是左脚前脚掌，有利于重心快速通过左侧支撑轴，进旋转速度快，缺点是重心不好控制，上下起伏的幅度增大。

第二圈器械斜面角中张文秀和赖申科比较大，王峥和沃达控制的相对比较低。从器械的轨迹情况看，主要原因还是器械第二圈低点位置过低造成的，双支撑体前加速阶段放的幅度小，相应的高点也就随之增高。相反王峥和沃达第二圈在双支撑阶段器械向前放的幅度较大，整个器械轨迹相对平缓，上下起伏的幅度小。

第三圈器械的斜面角变化幅度都比较大，也就是说第三圈对器械的加速幅度比较大。4名选手之间相差并不大，但王峥和沃达增加了6度，而且王峥也是4名选手中最小的，说明她第三圈中整个手臂对器械的三角加速效果较差一些。效果比较好的有沃达和张文秀，器械在高点走的幅度较大。

第四圈4名选手中沃达的器械高点最高，进一步说明了她手臂对器械的三角加速效果更好。相比我国选手王峥虽然第四圈斜面角并不小多少，但从技术解析的情况看，她斜面角增加的主要原因是左肩上翻动作，造成器械高点位置升高，而重心向前跟进的效果较差，影响了身体在前后方向的运动速度。我国的张文秀也存在同样的问题，身体跟进不积极。但赖申科第四圈器械在高点上肢跟进速度比较快，但从侧面反映了她手臂对器械的三角加速效果并不好。

2.4 旋转过程中左膝关节角度特征的分析

左侧膝关节角度是判断旋转过程中左侧轴压紧效果的一个重要指标，反映了对器械加速过程中下肢动作的情况，特别是双支撑阶段，研究中经常作为判断左侧下肢蹬伸幅度的标准，在技术研究和训练中是一个重要的技术指标［6］。

由图2～图5左膝关节角度变化过程可以看出，4名选手的左膝关节角度随着旋转都是逐圈减小的，但赖申科和张文秀在第四圈的膝关节最大角度都比第三圈有所增加，说明二人第四圈在右脚离地瞬间左膝关节蹬伸幅度较大。而沃达和王峥虽然都是第一圈左腿压得较低，但第二圈都是四圈中最大的，第三、第四圈又呈现了下降的趋势。从双支撑阶段的情况看，4名选手在左膝关节的角度变化并不是相同的，膝关节每圈出现角度峰值的瞬间主要在右脚落地瞬间，也就是说每圈的双支撑加速阶段左侧膝关节是呈现出蹬伸状态，在离地瞬间达到峰值状态，身体重心高度也随之增加，也就是伸展幅度最大。在单支撑阶段左侧膝关节又开始呈现逐渐压紧的状态，在右脚着地瞬间达到角度的波谷值，身体重心也随之降低。通过比较不难发现，我国选手王峥从第二圈开始，在每圈的双支撑阶段左膝关节的蹬伸就达到了峰值状态（如图3），而且峰值的时机在右脚落地前，进一步验证了她在双支撑用力阶段左腿膝关节蹬伸幅度过大，造成身体重心起伏较大，伴随着用力阶段左肩的用力回撤，这也是她双支撑用力阶段存在的主要问题和不合理的地方。其他3名选手的左腿蹬伸的时机基本上都在右脚离地瞬间，双支撑阶段结束，主要在左脚尖向投掷方向转动阶段动作，配合上肢的三角向高点的三角加速，说明三名选手左腿蹬伸的时机还是合理的，没有出现在双支撑用力阶段。

左膝关节反映了左腿蹬伸的幅度［7］，从右脚落地瞬间左膝关节的角度看，王峥除了在第一圈和第二圈右脚离地瞬间左侧膝关节压得幅度较好外，在第三、第四圈的右脚落地出现了蹬伸幅度偏大的现象，特别是第三圈达到了153度，所有选手中最大，说明她在双支撑阶段左腿膝关节伸展幅度过大，离地瞬间左膝关节压紧效果较差，附带着左肩出现回撤现象。出现这个问题的主要原因还是右脚着地的位置偏后，和左脚没有在一条平行线上，而且两脚之间的距离也比较近，增加了重心经过左腿的难度， 造成身体重心起伏增大的现象。也是4名选手中唯一一名右脚落地位置在左脚平行线后侧的，其他三名选手右脚落得位置都在左脚平行线前（如图6）。

张文秀第一圈右脚离地瞬间存在膝关节压不住的现象，和采用的进旋转方式有关。但从第二圈开始右脚离地瞬间的膝关节角度呈现出了逐圈下降的趋势，这表明她在后续的旋转中左腿压紧效果比较好，并没有大幅度的蹬伸现象出现，而且每圈右脚落地的位置基本在左脚的平行線附近，在这一点上技术比较合理。

赖申科也存在第一圈膝关节压不住的现象，但第二圈蹬伸现象更严重，达到了156度，是4名选手中最大的，势必增加重心向支撑轴移动的难度。虽然在第三、第四圈有小幅度减小，但效果并不明显，说明她也存在左腿蹬伸幅度较大的现象，进一步增加了重心上下起伏的程度，这对身体重心的转动加速不利。

沃达在进旋转左膝关节压紧效果较好，但第二、三圈也存在蹬伸幅度偏大的现象。在每圈的右脚着地瞬间膝关节反而压得效果最好，特别是前两圈只有92度，角度是4名选手中最小的，进一步说明沃达的左腿膝关节伸展能力较强，下肢力量较大，从器械出手瞬间的左膝关节角度也反映出了这一特点，达到了175度，下肢膝关节伸展非常充分。

2.5 器械出手瞬间参数的分析

影响成绩的器械出手参数主要有出手角度、出手速度以及高度，其中出手速度和成绩之间呈正相关关系（r=0.97）［8］。而且出手瞬间器械在水平和垂直方向上的分速度对整个运动成绩影响也比较大。由表5可知，王峥的器械出手角度在4名选手中属于最小的，主要和她水平方向的器械速度较大有直接关系，而且整个出手速度是所有选手中最大的，所以王峥应该适当地增加下肢向上的蹬伸幅度，增加整个身体在用力阶段的伸展幅度，提高垂直速度，最后用力技术还有进一步改进的空间。相比沃达和张文秀的器械出手角度都比较大，但二人之间的情况有本质的区别，沃达特别器械在垂直方向的速度是所有选手中最大的，说明和她整个最后用力阶段身体向上的伸展速度和幅度较大，应该适当地增加器械在水平方向的速度，减小出手角度，提高器械的攻击性。我国选手张文秀也存在相同的问题，最后用力中向前水平速度偏小，而向上的垂直速度较大，身体用力的向前性不好。相比赖申科应该适当地增加最后用力阶段下肢的伸展幅度，提高向上用力的幅度，增加器械的出手角度，使最后用力技术更加合理。

3 结 论

3.1 旋转过程中张文秀和沃达身体在左右方向移动幅度小，重心更贴近左侧轴。王峥和赖申科身体重心在左右方向移动幅度过大，身体重心偏离左侧转动轴幅度大，在双支撑用力阶段左肩有后撤拉球现象，不利于重心在单支撑阶段的平稳过渡，影响身体向投掷方向移动的水平速度。

3.2 沃达的器械加速轨迹分配较为合理，最后用力阶段对器械做功距离较长，和賴申科、张文秀存在同样的问题，进旋转阶段“迎球”动作不充分。赖申科旋转阶段第四圈双支撑阶段对器械加速轨迹存在缩短的现象。王峥进旋转阶段“迎球”动作充分，不足的是第三、第四圈双支撑阶段对器械加速的距离较短，用力阶段对器械做功距离短，旋转过程器械轨迹加速存在逐圈缩短的现象，上肢放松程度差。张文秀旋转过程对器械加速的轨迹较长，存在问题集中在第三圈双支撑阶段，存在撤左肩拉球的现象，缩短了对器械加速的距离。

3.3 沃达的器械前两圈器械在双支持阶段位置较高，第三、第四圈高点位置增加幅度较大，应该适当地增加器械在水平方向向前的运行幅度。赖申科除第二圈器械高点位置较高外，其他三圈对器械控制得比较好。王峥也存在第三、第四圈器械高点位置较高的现象，降低了向前的水平速度，存在这一问题的还有张文秀，特别是前两圈器械高点位置增幅过大。

3.4 沃达和赖申科旋转中左侧膝关节压紧效果都比较好，并表现出逐圈降低的趋势，而且每圈左膝关节蹬伸最大阶段出现在右脚离地瞬间，时机较为合理。王峥左膝关节蹬伸幅度不但偏大，角度峰值时机都出现在每圈双支撑阶段的后半段，对器械加速阶段左腿压紧效果差，这也是影响她竞技能力进一步提高的主要因素。张文秀左膝关节角度虽然也表现出了逐圈降低的趋势，但第一圈双支撑阶段存在严重偏大的现象，第四圈压紧效果也比较差。

3.5 沃达和张文秀器械出手瞬间在水平方向和垂直方向的分速度分配较为合理，器械的出手角度也比较大。王峥和赖申科器械出手角度偏小，存在水平速度偏大，而垂直速度偏小的现象，和最后用力阶段整个身体的伸展用力效果较差有关，也是最后用力阶段对器械加速轨迹偏短的原因之一。

参考文献：

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收稿日期：2022-08-29

基金项目：国家队备战东京奥运会科技服务攻关课题（编号：2016HT085）。

作者简介：董海军（1978- ），男，河北邯郸人，博士（后），教授，研究方向为田径技术理论与实践。