【武术腾空外摆腿360°运动学探析5700字（论文）】

武术腾空外摆腿360°运动学分析——以全国武术冠军邓晗为例目录TOC\o"1-2"\h\u13235前言 1101411研究对象与方法 255521.1研究对象 24351.2研究方法 281642结果与分析 3204352.1动作阶段划分 3197012.2“腾空外摆腿”起跳阶段 3269922.3“腾空外摆腿”腾空阶段 6266942.4“腾空外摆腿”落地阶段 8325463结论与建议 940703.1结论 9284803.2建议 1010031参考文献 10前言武术是中华民族传统的体育项目,迄今为止,己有几千年的文明历史,它有着悠久历史和广泛群众基础,在中华民族繁衍生息的岁月中起到了强身健体的积极作用。自新中国成立以来，竞技武术的发展走进了一个全新的时代，竞技武术是指高水平的武术竞技，是发挥了个人最大的运动潜能和取得优异成绩而进行的武术训练竞赛活动。从武术被列为体育竞赛项目后，武术队也渐渐在各级各市中组织起来，竞技武术长久时间的积淀，现如今已经别列为国内外重大体育竞技比赛项目之一[1]。1960年南拳被列为了全国武术竞技比赛项目，到目前为止在各大世界级武术锦标赛中，南拳已成为此类大型武术比赛中必不可少的一项竞赛项目[2]。随着我国国力的发展与提升,武术这项民族传统文化已迈出国门,走向世界,并在奥运会上大放光彩,为了更好的继承和发扬武术这一具有民族特色的文化遗产,这就要求武术工作者和科研工作者必须加强对武术的科学研究,使之规范化、理论化、科学化、系统化[3]。武术套路中的“腾空外摆腿360°”就是南拳中最具有代表性的技术动作之一。然而，并不是所有的运动员在比赛中都能顺利地完成此动作[4]。前人对于武术所做的研究大都局限于对武术技术的定性分析或对训练前后人体的一些生理、生化指标的测试与研究上,而运用运动生物力学和运动解剖学手段对其动作技术进行定量的研究很少。本研究对南拳武术冠军腾空外摆腿360°动作进行运动生物力学和运动解剖学分析，找出影响动作的主要原由,弥补运动员对该动作主观意识形态认识的不足,达到技术诊断的目的,为进一步提高运动员武术套路竞技的整体水平及教练员指导训练实践提供理论依据[5]。1研究对象与方法1.1研究对象吉林体育学院2012级武术传统体育学生邓晗，身高170cm,体重90kg,国家一级运动员、一级裁判员，2015年全国体育院校武术套路竞标赛南拳冠军。1.2研究方法1.2.1实验法实验仪器：松下NV—GS300摄像机2台、三角架2个、定标架1个、SimiMotion影像解析系统及其配套软件、表面肌电采集系统及配套的软件。实验测试指标：上肢肩、肘、腕关节和下肢髋、膝、踝关节的平均角度和速度的变化。实验步骤：本实验使用两台松下NV—GS300摄像机进行三维录像拍摄，一台摄像机放在受试者正前方15m处，另一台摄像机放在受试者右侧方15m处，两摄像机主光轴夹角为900，高度为1.5m。两台摄像机的拍摄频率为50帧/s，为保证图像清晰，采取快门为1/500s的速度，拍摄日期及时间显示于屏幕左下角。拍摄中使用一个包括25个标记点的三维定标架，拍摄武术南拳腾空外摆腿动作前将定标架置于动作区域内并拍摄，完毕后移走定标架，待受试者在做完充分的准备活动后，拍摄两个方向南拳腾空外摆腿动作，选取受试者的成功动作进行录像分析。录像资料采用SimiMotion图像解析系统进行处理，在解析过程中，13个关节点，其中包括头、肩关节、肘关节、腕关节、髋关节、膝关节、踝关节。采用DLF法进行三维分析，X、Y、Z坐标为右手系。运用计算机把图像进行数字化处理，并进行运动生物力学分析研究，得出必要的参考模型。解析肩关节、肘关节、腕关节、髋关节、膝关节、踝关节的结果用数字滤波法进行数据平滑,用Excel对数据进行整理，分析的运动特征及变化趋势。1.2.2观察法通过多次观看录像，研究分析受试者南拳腾空外摆腿技术动作中肩、肘、腕、髋、膝、踝、脚的运动规律，利用运动解剖学的动作分析原理，归纳总结南拳腾空外摆腿动作的关键部位运动情况和技术要领。1.2.3文献资料法通过研究内容，从CNKI、万方数据库、长春市图书馆以及吉林体育学院图书馆查阅国内外有关南拳腾空外摆腿技术动作以及三维解析、运动解剖学等方面的文献资料，通过文献检索的方法，选取了多篇有关运动学分析、南拳相关技术分析的资料作为参考文献，了解目前我国关于南拳腾空外摆腿技术的研究现状、存在问题和发展趋势，确定研究思路。2结果与分析2.1动作阶段划分腾空外摆腿划分为起跳、腾空和落地三个阶段，不同的阶段有着不同的运动学特征[6]。“腾空外摆腿”起跳阶段：运动员要想取得足够的腾空高度，就要在蹬地起跳瞬间达到足够的速度,从而保证在空中完成指定动作,原地腾空没有助跑,身体重心水平速度变化小,但垂直速度变化极大。“腾空外摆腿”腾空阶段：要求运动员的空中动作：左腿蹬地跳起,身体在空中向右转动,右腿向上、向外摆,在右转瞬间右腿提起，同时左手掌心拍击右脚面。运动员在做“腾空外摆腿”时,腾空一定高度后，要以快速的肌肉收缩形式延长在空中停留的时间，从而完成击打动作。“腾空外摆腿”腾空击打动作完成的好坏判定标准是左腿的在空中是右腿直腿还是弯腿、脚的高度是高于头顶还是低于头顶、两腿空中几近纵向横叉，运动员完成动作前者的难度远胜后者。“腾空外摆腿”的落地阶段：落地阶段右腿为摆动腿需要控制落地重心的转换，左腿落地支撑,最后双脚同时落地,无论是哪个落地环节出现问题,都会影响到选手最终能否平稳的着地,膝关节的缓冲能够减小地面对人体的冲击,也为后续的动作创造有利的条件。2.2“腾空外摆腿”起跳阶段“腾空外摆腿”需要快速有力的蹬地获得足够的腾空高度，在空中滞留足够的时间从而完成指定动作,最终平稳落地，因为本实验技术动作没有跑跳环节,单纯凭借身体重心垂直速度的变化，完成整套动作，因此,起跳阶段的动作技术在完成“腾空外摆腿”整套动作中起着“地基”的作用,起跳环节的快速下蹲，将身体下蹲时获得的动能最大限度地转化为运动员纵上的动力势能,起跳环节动作的完成情况影响接下来动作的完成质量。起跳阶段关节角度的变化情况反映了整个人体作为生物力学系统运动时活动度的变化情况,关节速度的变化数据也是评价武术“腾空外摆腿”技术动作的重要参考指标。图1起跳阶段肩关节速度注：横坐标坐标数值为坐标间隔，各间隔间的时间为0.02秒图2起跳阶段肩关节角度注：横坐标坐标数值为坐标间隔，各间隔间的时间为0.02秒图3起跳阶段两髋关节、两膝关节速度注：横坐标坐标数值为坐标间隔，各间隔间的时间为0.02秒图4起跳阶段膝、右髋关节的角度注：横坐标坐标数值为坐标间隔，各间隔间的时间为0.02秒2.2.1“腾空外摆腿”起跳下蹲阶段技术分析起跳的缓冲阶段是指运动员起跳腿下蹲后,选手的左腿以弯曲膝盖方式进行缓冲,最终得到最大弯曲角度。做退让性动作的肌肉发挥最大的力量,做静力性动作的肌肉仅次其后,而做克制性动作的力量最小,从肌肉牵张反射机制看出,退让性动作能使被拉长的肌肉再次收缩,将运动中起跳腿的弹性势能转化为动能。起跳阶段下蹲阶段，下肢小腿固定，右腿在右髋关节处做屈，股四头肌参与运动。起跳的下蹲动作在完成整套技术动作里起到关键性的作用,图3是左右髋、膝关节的速度，从关节速度变化情况来看,下蹲阶段膝关节速度先增大再减小，左右膝平均最大蹬伸速度为1.13m/s，左膝的最大蹬伸速度大于右膝的最大蹬伸速度，是由于左腿为支撑腿，要给右腿提供腾空前的腾空速度。图1、2分别是肩关节角度及速度，图中肩关节的角度在最大缓冲阶段的变化不明显，在下蹲过程中右肩角度大于左肩，下蹲阶段右肩角度下降，肩关节的拧转速度增大，是腾空前肩拧转的速度增大的重要因素之一。2.2.2“腾空外摆腿”起跳蹬伸阶段技术分析起跳蹬伸技术是整个难度动作的预备阶段，对完成整个动作质量的好坏起着至关重要的角色[7]。图3是左右膝、髋关节的速度，该运动员起跳蹬伸离地时，膝关节与髋关节的伸展都十分完美,在最大缓冲时刻的膝关节角度为112.46°,在蹬伸离地时刻为151.88°，而髋关节角度为118.77°,蹬伸离地时刻为169.25°。该过程说明在蹬伸阶段,髋、膝关节同时有力的蹬伸,使得起跳腿膝关节的从屈膝的角度迅速增大至蹬直状态,这是增大蹬地力量必不可少的有利条件,也在一定程度上提高了身体重心腾起的速度。这种关节速度变化说明下肢的最大缓冲时刻有力蹬伸有关。蹬伸阶段足在踝关节处做直屈，大腿快速还原，此过程中股二头肌、腓肠肌、比目鱼肌等肌肉群都参与运动。图4反映起跳阶段蹬伸阶段髋、膝关节角度的变化趋势，在下蹲过程里，髋、膝关节的角度减小，但在蹬伸阶段迅速上升，离地时刻的右踝、右膝和右髋关节角度差异较小[8]。关节角度的变化是展示充分伸展的起跳腿在膀臂的摆动并配合提肩、拔腰等身体一系列动作的共同作用，也是摆动腿继续向上摆前提。2.3“腾空外摆腿”腾空阶段“腾空外摆腿”的空中动作是整套动作的核心，也是动作的评判标准之一，要求右腿蹬地纵跳,身体能够停留在空中并向右转动,紧接着右腿向上、向外摆动,同时手掌击打右脚面。“腾空外摆腿”核心技术动作就是腾空阶段,空中动作完成质量,是该技术动作在比赛中的得分关键点之一。腾空外摆腿动作腾空阶段，既要完成起跳的动作,而且要在完成整个跳跃动作的期间,有指定的空中技术动作,且要在空中保持优美的姿态。此阶段无论是维持身体平衡，还是完成空中的击响和转体动作，又或是优美的动作落地,最终都对落地平衡起着决定性作用。因此,肩关节腾空转体角度、右髋关节的腾空转体速度以及身体在转体过程中的身体姿势是评价“腾空摆莲”动作质量的重要因素之一。2.3.1“腾空外摆腿”腾空阶段技术曲线图图5腾空阶段右肩、右髋关节角度注：横坐标坐标数值为坐标间隔，各间隔间的时间为0.02秒图6腾空阶段右肩、右髋关节的速度注：横坐标坐标数值为坐标间隔，各间隔间的时间为0.02秒图7腾空阶段膝关节的速度注：横坐标坐标数值为坐标间隔，各间隔间的时间为0.02秒2.3.2“腾空外摆腿”腾空阶段技术分析表图5图6是“腾空外摆腿”腾空阶段运动员的右肩和右髋关节拧转角度与速度的变化趋势图,从表5中可以看出,在离地瞬间至击响前,肩关节和髋关节扭转的角度都是先下降再上升,由于腾空后，髋关节与肩关节为击打瞬间做准备，右髋关节相对于地面的角度从最大169.25°降至45.90°，右肩关节的角度在下降一段时间后数值变化不明显，是为落地是的稳定性做准备。在击打瞬间右髋关节的最大速度为:1.39m/s；右踝关节的最大速度为：5.46m/s；左腕关节的最大速度为：5.025m/s；图7这说明在此阶段人体左膝关节的速度变化效果并不是很明显,右腿变化较大，这主要是此时左腿蹬地腾空后保持腿部蹬直状态，右腿需要水平伸，首先摆动至最高点,手掌迎击右脚掌。右腿在髋关节处做水平伸运动，身体也做拧转动作，下肢需要伸直并保持伸直的状态，此大腿的股四头肌、股内外侧肌、臀大肌、竖脊肌、腹内外斜肌等肌肉群参与运动。在手掌击打脚面直至落地前,肩关节拧转的角度仍保持缓慢变化趋势，其平均值为34.23°，但髋关节在此时间段中拧转角度急剧增大,其平均为106.05°，引起的该现象原因主要是运动员该动作其实近似于做鞭打动作,其加速的摆动腿的摆动,促进了髋关节的扭动。肩关节持续扭转，其目的在于左腿在落地弯曲的前期,能减小了绕垂直轴的转动惯量,进而增大髋关节在之后的转动速度。2.4“腾空外摆腿”落地阶段该动作从动作开始直至动作结束，落地平衡性起着至关重要的作用。落地后脚步的任何移动、身体的细微晃动都会在一定程度上降低比赛中该动作的得分。由于“腾空外摆腿”在动作落地瞬间，髋关节还在拧转，故其转动速度较大,右腿在落地缓冲靠膝关节与踝关节的缓冲,所以落地平衡阶段的难点就在于用极小的单脚支撑面去缓冲较大的身体动态负荷，肩、肘关节的拧转也为完成落地稳定性动作的提供有力的条件。2.4.1“腾空外摆腿”落地阶段曲线图图7腾空至落地阶段肩、肘关节的速度注：横坐标坐标数值为坐标间隔，各间隔间的时间为0.02秒图8整个动作阶段膝、右髋关节的角度注：横坐标坐标数值为坐标间隔，各间隔间的时间为0.02秒2.4.2“腾空外摆腿”落地阶段技术分析图7是腾空至落地阶段肩、肘关节的速度，从图中可以看出肩、肘关节在击打环节的速度瞬间增大后下降，再次达到最大是由于落地后为身体平衡，将肩、肘的转动势能转为落地的缓冲动能。“腾空外摆腿”落地阶段，主要是运动员利用身体各关节的缓冲从而确保落地的平稳。从生理学角度分析，髋、膝、踝大关节周围肌肉群做退让性收缩为完成落地动作的缓冲提供有效的做功[9]。图8为“腾空外摆腿”膝关节及右髋关节动作的落地阶段的角度，运动员落地右髋关节角度最大缓冲时刻的均值为167.40°,右膝关节角度均值为151.95°,这个角度有利于运动员维持身体平衡以及完成紧接的动作。落地阶段，髋、膝、踝依次缓冲，需要运动员股四头肌、股二头肌、小腿三头肌等肌肉收缩减小对关节的损伤[10]。3结论与建议3.1结论3.1.1运动员起跳腿蹬伸离地时刻，膝关节还是髋关节的蹬伸都十分充分，为起跳腿膝角度迅速增大、增大蹬地力量以及提高身体转动的速度提供了条件。3.1.2腾空阶段运动员在击响后至落地瞬间,肩关节的扭转速度变化增大,髋关节的扭转速度在击响后至落地瞬间这段时间内也急剧增大，主要是为运动员在完成空中动作后，摆动腿近似鞭打的动作,肩关节的变化有利于右腿的摆动,促进了髋关节水平伸的动作。3.1.3在落地缓冲阶段髋、膝、踝各关节依次弯曲,运动员落地最大缓冲时刻的右髋关节角度167.40°,右膝关节角度为151.95°,这个角度有利于维持身体平衡和衔接动作的完成。3.2建议在武术南拳训练和教学中，可重点增强竖脊肌、腹内