速度輪滑雙蹬技術足底壓力分布及傳遞特征

摘要：為揭示速度輪滑雙蹬技術的規律和特征，正確理解速度輪滑雙蹬技術動作原理，為尋找更先進和省力的速度輪滑技術提供科學依據。運用足底壓力分布測試系統，以專業輪滑運動員為研究對象，獲取不同速度滑行過程運動員在雙蹬技術一個單步中的足底動力學參數。結果說明足底壓力隨時間變化是影響速度輪滑蹬動效果的主要因素；不同的足底壓力傳遞特征體現了不同的技術動作，從而形成不同的運動效果；在快速滑行中雙蹬技術更有利于保持身體平衡。

關鍵詞：速度輪滑；雙蹬技術；壓力分布；壓力傳遞特征

中圖分類號：G862.8 文獻標識碼：A 文章編號：1006－7116(2007)05－0059－04

速度輪滑是一種體能類競速性、多種比賽形式的體育項目，良好的身體素質和靈活性是對速度輪滑運動員的基本要求，滑行技術是取得比賽勝利的關鍵。目前，世界速度輪滑運動已經達到了相當高的水平，500m和1000m的成績已接近冰上運動的成績。當運動員達到一定訓練水平后，傳統技術會限制其速度的提升，雙蹬技術可使速度輪滑成績大幅度提高。我國輪滑水平同國際輪滑水平差距很大，其主要原因在技術方面。本研究采用足底壓力分布測試系統進行足部動力學參數采集，描述足部的運動生物力學特征，目的是定量揭示速度輪滑雙蹬技術的規律和特征，正確理解速度輪滑雙蹬技術動作原理，為尋找一種更先進和更省力的速度輪滑技術提供科學依據。

受試者為一級以上運動等級的專門從事速度輪滑訓練的男運動員。經過足部病史詢問和體格檢查，確定其無足部疾病及損傷，足部解剖結構和機能一切正常，身體狀況以及運動能力良好。在專門組織的實驗條件下，以比利時生產的足底壓力分布測試系統，對直道滑行中慢速、中速、快速滑行一個完整復步動作進行測試，用Footscan SOFTWARE 7.00、Excel等工具軟件進行數據處理。

1 足底壓力一時間曲線特征

在速度輪滑運動中，運動員的運動技術動作和足底對地面的壓力分布有著密切的關系，通過對輪滑運動員足底壓力隨時間變化的分析，可以得出運動員技術動作是否合理，進而從更深層次對動作結構合理性進行評價。對輪滑蹬地力學基本特征分析，可以選取直道滑跑過程中一個單步為研究對象，時間段選定為2s。

圖1是運動員李××直道滑行一個單步(左)的足底壓力隨時間變化情況。在直道滑跑過程中，3種不同滑速曲線形狀大致相同，都呈雙峰形。雙蹬理論認為，浮腿平刃著地后用外刃推地(1推)，在經由平刃后用內刃蹬地(2蹬)，在一個單步滑行中作兩種方向推蹬，產生兩次蹬動效果獲得兩次推進力。圖1中第1峰反映1推情況，第2峰反映2蹬狀況，2種滑速下，2蹬的峰值壓力大于1推，1推作用時間長于2蹬。分析原因，1推作用時間較長，主要是維持現有速度，延長單腳支撐時間；2蹬充分使用爆發力，作用時間較短，獲得比1推更大的加速度；提示雙蹬技術中以2蹬為主。

左單步第1波峰與第2波峰的時間差可以反映單支撐時間段長短，進而反映步頻。從圖1分析，運動員隨滑行速度增加，峰值壓力減小，單支撐時間縮短，步頻加快，這對于在訓練中如何調整步頻具有一定的參考作用。

在1推與2蹬之間形成一個小于體重的波谷，這種低谷式的體重壓力減小了地面摩擦力，有利于降低1推與2蹬之間速度損失，維持滑跑速度。這就可以解釋在輪滑訓練中體重蹬地技術的重要性，蹬動結束時要迅速降低體重壓力，開始蹬動時要迅速增加體重壓力。上述分析結果說明，足底壓力隨時間變化與速度輪滑雙蹬技術動作結構相一致。

2 足底壓力分布與傳導的力學特征

為研究足底壓力分布與傳導特性，將足底分為3個區：即足前區、足中區、足后區。足后區代表足跟部位，足后區外側為1區，內側為2區；足中區外側為3區，代表足弓部位；足前區外側為4區，中部為5區，內側為6區，6區代表第1跖趾關節部位，5區代表第2、3跖趾關節部位，4區代表第4、5跖趾關節部位。本實驗采集到的數據經處理后，匯總如下表1。(見第61頁)

表1是3名隊員快速滑行時一個單步(左)足底不同區域的峰值壓力等指標。表中(ST、ET)列數據表示足底特定區域開始著地與離地時間，可以反映足底不同區域著地與離地順序。數據顯示速度輪滑一個單步先是足跟著地，之后由足中區過渡到全足。前腳掌外側先離地，之后足跟區與6區同時離地。即速度輪滑著地時由足跟過渡到全足，離地時足部先內翻，前腳掌外側離地，之后內側離地。從運動圖像觀看，首先是后輪著地，然后過渡到整個滑輪著地，足底壓力變化與輪滑技術動作一致。

快速滑行時，2人的最大峰值壓力(P_max)出現在6區；1人的P_max在1區，其次在6區。上述結果表明，雙蹬技術一個單步中，P_max出現的區域可能存在個體差異，主要在足跟區或6區，最小峰值壓力主要在3區。壓力峰值是輪滑壓力雙峰曲線的第2峰，可反映出絕對蹬地力的大小；表中(P·m^-1)數據是峰值壓力與體重的比值，可以反映蹬地力相對大小，在不同運動員之間用該指標可進行比較分析。Mary指出足底壓力測量顯示，在足部某一區域，承受過大壓力時，易產生過度使用傷害。在運動訓練中，利用P_max可以尋找個體化力量訓練負荷中最佳負荷范圍，增加訓練負荷的有效性和合理性，因此該指標是速度輪滑力量訓練負荷強度的科學參考依據。

表1中P表示特定區域的平均壓力(p)。3名運動員最大平均壓力出現的次序與對應區域p_max出現次序幾乎是一致的。表中(C)表示特定區域觸地時間占整個步態階段時間的百分比，3名運動員的C最大值均出現在足跟區外側，提示在單步滑行中，除蹬地發力外大部分時間是足跟區受力，其次是6區。p表示特定區域達到峰值的時間占完整步態時間的百分比，(L)表示特定區域著地時間占整體時間的比值，這兩個指標的趨勢基本一致，反映了足底各區域的用力傳遞過程和方向。運動員在一個單步滑行中首先足跟蹬地發力，用力達最大值，之后足中區出現峰值壓力，足前區最后出現峰值壓力。分析表明，雙蹬技術中，一個單步足底各區壓力峰值出現依次為足跟區，足中區，足前區，輪滑蹬地發力依此順序。提示足底壓力分布具有傳遞性趨向特征，足底壓力變化與雙蹬技術動作相一致。

(LR)表示特定區域的壓力變化率。快速滑行時，足跟區、6區壓力變化率最大，3區及4區壓力變化率最小。從運動生理及醫學角度分析，運動中壓力變化率越大，運動中越易受到損傷，因此應加大對相應關節及肌肉在運動訓練及比賽中的防護。

(comp)足前區各部位壓力占足前區總壓力的百分比。在足跟區左右兩側壓力相對比較均衡；足中區主要是外側承擔壓力；足前區主要是6區承擔壓力，其次5區，4區最小，6區與4區壓力相差達8倍，說明輪滑雙蹬技術中前腳掌受力極不平衡。

3 足底壓力中心變化特征

足底壓力中心隨足底支撐部位和支撐時間的變化而縱向往復移動，只要有支撐期都會形成一條足底壓力中心。通過對壓力中心的研究，可找出不同運動狀態下足底壓力中心的變化規律和特征，從而分析足底壓力在不同運動狀態下受力位置的變化和壓力分布。

表2是運動員不同滑行速度下，足底壓力中心在x、y軸上的位移變化，數值大小代表壓力中心的位移距離。從表2中可以發現，隨著滑行速度的加快，足底壓力中心位移距離減小，速度越快，足底壓力中心變化幅度越小。提示速度輪滑隨著滑行速度增加，身體趨于穩定。相比之下，滑行速度越快，足底壓力中心表現出前移，從人體解剖學角度看，受力部位主要集中在第2、3跖骨，在運動訓練中，如何有目的地訓練運動員第3、4跖骨力量是提高滑行速度的關鍵。

4 結論

1)足底壓力隨時間變化是影響速度輪滑蹬動效果的主要因素。速度輪滑雙蹬技術一個單步時相，足底壓力隨時間變化呈雙峰曲線，第2峰的峰值壓力及峰值壓力變化率高于第1峰，提示雙蹬技術中以第2蹬為主。曲線波峰增加的越快，峰值越大，蹬動效果越好；波峰峰值越大，同時波峰斜率越大，蹬動的爆發性越好，獲得的加速度越大。

2)不同的足底壓力傳遞特征體現不同的技術動作，從而形成不同運動效果。足底壓力分布特征與技術動作具有一致性，對于技術動作可以進行某些細微變化，從而改變足底發力特征。在一個單步中，首先足跟著地，之后過渡到足前區；前腳掌外側首先離地，之后足跟與第一跖趾關節區離地；最大峰值壓力主要出現在足跟區或第一跖趾關節區，運動中壓力變化率越大越易受到損傷，運動訓練中加強防護。

3)在一個單步滑行中，隨著滑行速度的增加，足底壓力中心變化軌跡在x、y，軸的位移變化幅度減小。足底壓力中心表現出前移，提示在快速滑行中雙蹬技術更有利于保持身體平衡。

編輯：周 威