我國優秀男子鉛球運動員投擲技術的運動學研究

張少偉，張 浩，劉 芳

●研究報道

我國優秀男子鉛球運動員投擲技術的運動學研究

張少偉1，張 浩1，劉 芳2

采用運動生物力學研究方法，對現階段我國4名優秀男子鉛球運動員背向滑步推鉛球技術進行研究。發現：劉×滑步過程中重心抬起幅度較大，上體過早上抬，減小超越器械的效果，過渡階段劉×右側下肢伸展幅度大，上體抬起過高，減小用力的距離，姚××過渡階段上體抬起幅度大，增量大，右膝關節處壓緊效果差，最后用力階段王××右側下肢髖、膝關節用力時機一致，協調性好，姚××踝關節伸展幅度小，蹬伸不積極，劉×膝關節處伸展幅度大，馮×右髖關節伸展速度慢，用力階段主要以蹬伸下肢為主，協調用力差。

男子鉛球運動員；投擲技術；背向滑步推鉛球

投擲項目是我國田徑中的傳統強項，特別是女子鐵餅、鏈球、鉛球，都涌現出很多世界級的優秀選手，但男子鉛球項目為什么不能沖出亞洲走向世界，這是學者們一直在思考的問題[1-4]。除了運動員本身存在專項素質的問題外，我國男子鉛球運動員在滑步技術方面也存在一定的問題。主要體現在，滑步過程中整個器械運行的軌跡不合理，不能把通過滑步加速獲得的全部勢能積蓄到器械上完成用力動作，使器械在用力過程中左右方向產生過多的分力，縱軸用力效果差。文章采用三維運動學研究法對現階段在役優秀男子鉛球運動員的投擲技術進行系統診斷和分析，找出技術上的不足，改進運動技術，使理論真正的指導訓練實踐，為運動員提高成績、推動該項目發展提供幫助。

1 研究對象與方法

1.1研究對象

本文研究對象為2 0 1 0年石家莊舉行的全國田徑大獎賽系列賽中獲得前4名的運動員（國際健將3名，運動健將1名），都以右手投擲，基本情況見表1。

表1 研究對象情況

1.2 研究方法

1.2.1 近景動態立體攝影法 采用2臺高速攝像機（日本產的卡西歐），對2 0 1 0年石家莊舉行的全國田徑錦標賽男子鉛球比賽的完整滑步技術進行拍攝。機位設置為一部攝像機置于投擲圈的正后面，與投擲方向平行，一部攝像機置于投擲方向的右側，與投擲圈中線基本平行，拍攝頻率為1 2 0幀/s，2臺攝像機之間的主光軸夾角約9 0°左右，拍攝距離約1 2 m左右，機高1.1 ~1.3 m。

1.2.2 運動學解析法 解析軟件采用美國艾列爾公司生產的APAS運動錄像分析系統，對鉛球運動員投擲過程（預備姿勢—鉛球出手）的錄像進行解析；采用俄羅斯的扎齊奧爾夫斯基人體參數模型，在解析前對框架進行嚴格的標定，并選取身體的2 0個主要關節點和一個器械附加點（鉛球）；采取2機同步逐副解析，并對數據進行濾波平滑處理，平滑系數為8，獲取本研究所需的運動學原始數據。

2 結果與分析

為更好的研究投擲技術，現將完整的背向滑步推鉛球技術分為3個技術階段和4個技術瞬間，分別為滑步階段（右腳離地—右腳著地）、過渡階段（右腳著地—左腳著地）和用力階段（左腳著地—器械出手）[1]。

2.1 投擲過程各技術環節重心位置變化特征分析

我國選手王××右腳離地瞬間重心較低，其他3名選手重心都較高，說明其右腿蹬伸方向主要以向后為主，向上蹬伸幅度較小，但其他3名選手向上蹬伸幅度偏大，向后蹬伸幅度小。

馮×右腳著地瞬間重心最低，說明其右側下肢緩沖幅度最大，整個身體后傾幅度大，上體沒有過早的抬起。劉×右腳著地瞬間重心最高，表明右側下肢伸展幅度大，緩沖幅度小，上體過高抬起，后傾幅度小，不利于身體對器械的進一步超越，這是不合理的。王××雖然在右腳著地瞬間重心并不高，但增量較大，說明由于蹬伸幅度大，重心騰起的高度較大。從增量上看，劉×和王××重心在滑步階段的高度增量明顯比其他2名選手大，重心向上騰起的高度較大，重心在滑步階段的起伏程度大，不符合低平快的滑步技術要求，相比姚××和馮×重心高度增量小，滑步階段重心起伏程度小，滑步技術較好。

姚××和劉×在左腳著地瞬間重心位置較高，說明上體抬起程度較大，但不同的是姚××在過渡階段重心有很大程度增加，過渡階段技術都比較差，劉×在過渡階段的重心并沒有過多增加，主要是右腳著地瞬間增加過大的結果，過渡階段重心增高的幅度很小。2人重心位置都比較高，但有本質區別，姚××主要在過渡階段上肢抬起，造成重心位置過高。

姚××在器械出手瞬間重心位置最高，馮×重心位置最低，這和其身高較矮有一定關系，但在一定程度上也說明其向上伸展幅度不夠，雖然最后用力階段重心高度的增量最大，由于前面技術環節重心壓的過低，造成伸展程度減小。劉×在最后用力階段重心位置增量最小，整個身體向上伸展幅度低，也是由于過渡階段重心過高造成用力階段伸展空間減小。

王××器械出手點最高，整個投擲臂伸展幅度較大，注意下肢蹬伸；姚××和劉×出手點位置較低，器械出手瞬間投擲臂向上伸展幅度??；劉×存在出手角偏小的特點，這也說明他下肢向上蹬伸幅度小，過多依靠向前的力量投擲。馮×雖然身高較矮，但器械出手點較高，但存在出手角偏大缺點，表明他注意下肢向上蹬伸，而忽略向前的力量，力量向前性差，訓練中要適當增加最后用力中身體轉動的力量和向前的蹬伸，減小向上的蹬伸（見表2）。

表2 運動員投擲過程重心高度變化特征表

2.2 投擲過程中各技術環節運動學特征分析

2.2.1 滑步階段運動學角度特征分析 右腳離地瞬間王××右髖關節較小，說明上肢在髖關節處沒有抬起過高，重心較低，間接說明軀干后傾幅度大，右膝關節角度比較小，說明右腳離地瞬間右腿膝關節處伸展不充分。蹬伸幅度小，這和上體后傾幅度較大有關，右腳離地瞬間劉×整個右側下肢角度都比較大，特別是右髖角度，說明其上體抬起幅度最大，右膝關節伸展幅度大，這也是造成上體抬起過高的主要原因。馮×右腳離地瞬間右側下肢角度也偏大，特別是右膝角右腿蹬伸充分。整個右腳離地瞬間，馮×和劉×右側下肢伸展充分，右腿蹬伸積極，但造成右側上肢抬起過高，從后邊身體軀干傾角也可以看出這一點。王××和姚××右腳在著地瞬間右髖角較小，說明此時上肢在右側壓緊幅度大，上體反而控制較好，髖關節處沒有過高抬起。但姚××右膝關節角度偏大，下肢在膝關節處壓緊幅度較差，劉×和馮×右側上肢在髖關節處角度偏大，上體抬起幅度大，壓緊效果差，特別是劉×上體抬起幅度增大，直接減小身體后傾幅度，這對用力姿勢的形成是不利的。王××和馮×右側下肢在膝關節處壓緊效果較好，而姚××和劉×在膝關節處壓緊效果差。

王××和姚××右腳離地瞬間蹬地角偏大，說明重心在右腳離地瞬間起伏較大，重心抬起較高，注重向上蹬伸幅度，而向投擲方向蹬伸幅度減小，這是不合理的。劉×和馮×蹬地角較小，右腿蹬伸方向主要為投擲方向，而減小向上蹬伸幅度，使身體更加集中向后運動。

右腳離地瞬間，王××和姚××軀干傾角偏大，這和前面研究的蹬地角偏大結果相符；整個上體向后傾斜幅度較小，上體抬起幅度較大，而劉×和馮×軀干向后傾斜幅度較大。但在右腳著地瞬間，王××和劉×的身體后傾角度偏大，增加幅度也比較大，說明上體在滑步過程中抬起現象明顯，增加幅度偏大。相反，馮×和姚××在右腳著地瞬間后傾角較小，增加幅度也較小，進一步說明在滑步過程中上體抬起幅度較小，有利于增加超越器械幅度（見表3）。

王××滑步距離最長，劉×和馮×相差不大，但姚××滑步距離明顯偏小，說明王××右腿在滑步過程中收拉積極，幅度也較大，直接增加超越器械的效果，右腳著地積極。但姚××滑步距離短，說明其右腳著地速度快，收拉不積極或者收拉幅度小，不利于增加超越器械效果。

王××、劉×、馮×在右腳離地瞬間，肩髖扭轉角度較大，但相差不大，說明這3名選手上下肢扭轉的幅度大，此時上肢還沒有向投擲轉動，主要以直線運動方式為主，所以還保持較大的肩髖扭轉幅度。但姚××在右腳離地瞬間肩髖扭轉角偏小，主要是由于左腿向后擺動幅度較小，髖橫軸轉動幅度減小，造成肩髖扭轉幅度減小，應適當增加左腿向后擺動幅度，以利于快速進入滑步階段。隨著滑步動作完成，肩髖扭轉幅度逐漸縮小，右腳著地瞬間由于髖橫軸回旋，使肩髖之間的扭轉幅度進一步減小。馮×右腳著地瞬間肩髖扭轉角較大，王××、姚××和劉×肩髖扭轉角偏小，說明這3名選手在右腳著地瞬間右肩向投擲方向轉動幅度增大，左腿向后伸展幅度小，左腳著地速度快，但減小了肩髖之間扭緊程度，而馮×右肩控制較好，沒有過多轉向投擲方向，這對器械后留有很好效果，左腳著地速度偏慢、不積極（見表3）。

王××和劉×兩腿之間夾角最大，在滑步階段左腿向投擲方向的擺動幅度較大；馮×的大腿夾角最小，說明左腿向后擺動的高度不夠，注意向投擲方向擺動，但向上擺動幅度較小，造成兩腿之間夾角減小。從擺動時機看，4名選手兩腿夾角最大瞬間都是在右腳離地以前，特別是姚××時機最早，表明他右腿擺動速度快，時機早，而其他3名選手大腿夾角最大時機相同（見表3）。

表3 我國運動員滑步階段角度特征

2.2.2 過渡階段運動學角度特征分析 左腳著地瞬間，4名選手右髖角相差并不大，只有姚××右髖角度偏大，說明右側上肢在髖關節處伸展幅度大，直接會造成上體抬起幅度增加。劉×左腳著地瞬間右膝角和踝角都比較大，說明右腿伸展幅度大，蹬伸時機過早，不利于上體后留，也會直接造成上體抬起程度增加，不利于良好用力姿勢形成，減小超越器械效果。相比馮×左腳著地瞬間右側下肢主要角度比較小，右側下肢壓的幅度較大，一定程度上增加超越器械的幅度，但造成左腳著地慢，不利于重心快速向左腿過渡，訓練中應該適當增加右腿蹬伸的速度和幅度，使左腳盡快著地，減少過渡時間。

王××和馮×左腳著地瞬間，左腿在髖關節處伸展幅度較大，左腿在膝關節處伸展幅度也大，進一步說明這2位選手上體后留幅度大，增加左右腳著地距離，在一定程度上延長最后用力工作距離，為良好用力姿勢形成創造條件。相比，姚××和劉×左側下肢髖角和膝角較小，向投擲方向伸展幅度小，這必定減小最后用力工作距離，雖然增加左腳著地速度，但不利于延長用力工作距離。特別是劉×，左右腳幾乎同時著地，左腿沒有進一步前伸增加左腳著地距離，所以也造成工作距離短、左側下肢伸展幅度小。從踝角情況看，姚××左踝角最大，說明左腳著地瞬間腳著地相對積極，踝關節伸展幅度大，其他選手之間相差并不大。劉×左腳著地瞬間軀干后傾角度最大，整個上體抬起程度最大，這與右腳著地瞬間上體抬起較高有很大關系，上體抬起程度過高必然造成用力幅度和距離減小，這是不合理的。相反，王××和馮×左腳著地瞬間軀干后傾角較小，說明上體抬起程度較低，最后用力姿勢較好，但2名選手之間增幅程度不同；王××過渡階段增幅最小，上體在這一階段控制較好，左腳在完成著地過程中上體抬起幅度低，留到右腿上的程度較大，超越器械效果較好，但馮×雖然左腳著地瞬間軀干后傾幅度大，但在左腳著地過程中上體抬起程度偏大，也就是說這一階段上肢控制較差，雖然增加左腳著地距離，但過多損失軀干的后傾幅度，這也是得不償失的。姚××左腳著地瞬間軀干后傾幅度較大，但也存在上體增加幅度過大的缺點，在以后訓練中，注意在過渡階段盡量控制軀干不要過多抬起，加快左腳著地時機，適當減小左腳著地距離（見表4）。

姚××和馮×左腳著地瞬間兩大腿之間夾角較大，也說明他們左腳著地瞬間左腿伸展幅度較大，延長了兩腳之間的著地距離，但存在左腳著地速度慢和身體重心向左腿過渡困難的現象，如果能加快重心在左右腿過渡的時間成績會有進一步提高。劉×在左腳著地瞬間兩腿之間夾角最小，這與左腳著地距離短，軀干抬起幅度有關，在過渡階段應該注意適當增加左腳著地距離，使軀干進一步向后傾斜，增加超越器械效果，劉×的過渡技術是最差的，在技術上存在嚴重不合理。

馮×左腳著地瞬間肩髖扭轉角最大，整個髖橫軸超越肩橫軸的幅度大，能進一步延長用力距離，減小幅度也不大，說明過渡階段右肩控制較好，沒有提前向投擲方向轉動并對器械進行提前加速現象。姚××左腳著地瞬間肩髖扭轉角最小，而且減小幅度最大，說明左腳著地過程中右肩存在提前轉動現象，減小肩髖扭緊幅度，過渡技術存在不合理性。左腳著地過程中，應控制右肩減小轉動幅度，增加超越器械效果。王××和劉×左腳著地瞬間肩髖扭轉角度相差不大，但2名選手增幅較小，也就是說整個過渡階段右肩轉動幅度小，但劉×主要是由于過渡階段時間短，本身在右腳著地瞬間右肩轉動幅度大的原因。

馮×兩腳著地距離最長，但身高是最矮的，進一步說明左腿著地瞬間伸展幅度大，一定程度上增加了最后用力工作距離，但不利于重心向左腿過渡。劉×兩腳之間距離最短，身高不是主要影響因素，主要原因是由于左腳著地瞬間伸展幅度小，上體抬起高，造成最后用力工作距離減?。ㄒ姳?）。

2.3 最后用力階段下肢主要運動學特征分析

表4 我國運動員過渡階段左腳著地瞬間各環節角度特征（°、m）

王××和馮×右踝角最大，右腳在踝關節處蹬伸幅度大；姚××右腳在踝關節處伸展幅度小，蹬伸不積極。而劉×在膝關節處伸展幅度較大，王××和姚××右腿在膝關節處伸展不夠充分，蹬伸幅度小，3名選手最大的右髖角都相差不大，但達到最大瞬間的時機卻不相同。王××和劉×右膝角和髖角達到最大瞬間時機在同一個時間，說明右側下肢髖膝關節用力時機較為一致，協調性較好；但姚××右膝角達到最大的時機比右髖角早0.0 6 s，說明姚××最后用力是先伸展膝關節再抬上體，右腿用力協調程度較差；馮×右膝關節角度達到最大的時機比右髖角提前0.0 8 s，說明馮×整個右側髖關節伸展速度慢，用力階段主要以蹬伸下肢為主，在器械出手瞬間才迅速伸展髖關節，協調用力程度較差。

王××在左腳著地后，髖關節緩沖幅度最大，增加后續用力的可能，為后續快速伸展上肢做好準備；姚××和馮×相差不大，但劉×左髖關節緩沖幅度過小，一定程度上減小左側髖關節伸展用力的幅度，雖然有利于快速用力，但不利于增加用力的幅度。

從左膝關節的緩沖時間和幅度看，王××、姚××左腿與膝關節緩沖幅度較大，緩沖時間也較長，這為增加后續左腿膝關節處伸展幅度創造了條件，也就是說為左腿蹬伸用力創造了條件，但不利于左腿快速蹬伸用力。劉×左膝關節緩沖幅度過小，緩沖時間也是所有選手中最短的，雖然有利于左腿膝關節快速蹬伸用力，但在一定程度上減小左腿膝關節伸展幅度，減少左腿后續蹬伸效果。馮×左膝關節緩沖幅度也比較小，時間較短，這也說明左腿在著地后沒有積極緩沖左膝，不利于蹬伸幅度的增加。從后面左腿在膝關節處蹬伸幅度可以清楚的看到，王××和姚××左腿在用力過程中膝關節伸展幅度大，向上蹬伸充分，劉×左膝關節伸展幅度最小，用力效果較差，馮×也存在同樣的問題，左腿蹬伸幅度小。

王××和姚××對器械加速工作距離較長，這與出手點位置靠前、兩側下肢蹬伸幅度大有關。劉×整個用力過程中對器械的工作距離最短，加速時間也比較短，這與過渡階段上肢抬起過高，左腿著地過程伸展幅度小、蹬伸階段伸展幅度小有直接的關系。馮×對器械工作距離也比較短，受左側下肢伸展幅度小、器械出手瞬間器械位置點靠后的影響，也就是說只注重向上的用力，而減小向前用力效果（見表5）。

表5 我國運動員最后用力階段右側技術和出手參數

2.4 整體用力效果分析

王××用力過程中，重心軌跡曲線基本是一條直線，身體重心在左右方向上移動幅度很小，進一步說明其對身體控制加速情況較好，整個投擲用力效果較好。其他3名選手重心軌跡曲線在左右方向的移動幅度較大，但存在的技術階段不同。姚××主要是在滑步階段，重心位置左右移動現象較為嚴重，滑步技術效果較差；劉×是在過渡階段，重心左右移動現象嚴重，過渡技術效果較差；馮×是在最后用力階段，重心左右移動嚴重，最后用力效果較差，但滑步技術較好。3名選手重心位置在左右方向上移動幅度增加，會造成向后加速力量產生分化，分離到別的方向，使向后力量不夠集中，不利于滑步用力動作的完成。王××重心軌跡曲線相對比較平滑，中間沒有出現過高或者過低的現象，用力過程中重心上下起伏程度小，有利于各技術環節之間快速銜接。相比而言，姚××在用力過程中重心變化也比較平穩，但滑步開始階段重心位置偏高，在器械出手瞬間人體向前性較好。劉×在整個用力過程中，特別是滑步階段，重心軌跡上下起伏現象嚴重，軌跡高點和低點之間差距較大，這對整個用力過程中各技術環節之間的銜接不利，增加用力難度。從馮×的重心和器械運行軌跡可以看出，在滑步階段重心非常平穩，重心沒有過高的上下起伏現象，說明蹬伸方向主要向后，沒有使重心過高騰起，但在最后用力階段重心軌跡上升現象明顯。

3 結論與建議

（1）滑步階段，姚××和馮×重心位置控制較好，重心高度增量小，沒有過高抬起，但姚××過渡階段上體抬起幅度大，增量大，劉×滑步過程中重心抬起幅度較大，上體過早上抬，減小超越器械的效果。

（2）過渡階段，劉×右側下肢伸展幅度大，上體抬起過高，減小用力距離，王××和姚××右腳著地瞬間上肢右側壓緊幅度大，但姚××右膝關節處壓緊效果差，劉×和馮×右側上肢在髖關節處角度偏大，上體抬起幅度大，壓緊效果差，特別是劉×上體抬起幅度增大，直接減小身體后傾幅度。

（3）最后用力階段，王××和馮×右踝角伸展幅度大，姚××踝關節伸展幅度小，蹬伸不積極。劉×膝關節處伸展幅度大，王××和姚××右腿膝關節伸展不夠充分，蹬伸幅度小，王××右側下肢髖、膝關節用力時機一致，協調性好，姚××最后用力右腿協調程度差。馮×整個右側髖關節伸展速度慢，用力階段主要以蹬伸下肢為主，協調用力差。

（4）最后用力中，王××左髖關節緩沖幅度最大，為后續快速伸展上肢做好準備，劉×左髖緩沖幅度過小，減小左髖關節伸展用力幅度，王××、姚××左腿膝關節緩沖幅度較大，緩沖時間長，劉×和馮×左膝關節緩沖幅度小，時間也短，減少左腿蹬伸效果。

[1]林德華，李濤.集體教學模式在背向滑步推鉛球教學中的就用[J].上海體育學院學報，2 0 0 3（6）：1 0 5-1 0 6.

[2]董海軍.我國優秀男子鉛球運動員最后用力技術的運動學研究[J].西安體育學院學報，2 0 0 8，2 5（6）：9 5-9 9.

[3]王倩，周華鋒，劉茂輝，等.對兩名不同水平男子鉛球選手投擲技術的生物力學分析[J].北京體育大學學報，2 0 0 7，1 7（3）：4 0 4-4 0 6.

[4]肖林鵬.我國優秀女子鉛球運動員背向滑步推鉛球技術動作速度節奏的特征與模式研究[J].天津體育學院學報，2 0 0 2，1 7（1）：3 0-3 2.

A Research on Kinematics of Throwing Technique of Chinese Elite Male Shot-Putters

ZHENG Shaowei1，ZHANG Hao1，LIU Fang2
（1.School of PE，Northeast Normal University，Changchun 130024，China；2.The affiliated School of Beijing Education Institute，Shijingshan Branch，Beijing 100043，China）

The sports biomechanics method was used and the back gliding shot putting technique of China's four elite athletes was studied.The results were found that the center of gravity sliding process of Liu raised greatly，the upper body premature，reduce the effect of the transition stage beyond the equipment，Liu's right lower limb stretch，upper body lifted high，to reduce the force distance；the Yao's transition stage upper body lifted greatly，incremental，your knee compression effect is poor；the final stage of Wang to the right hip，knee joint force moment，good coordination，Yao's ankle stretch，stretch not active.Liu's knee joint extension greatly，Feng's right hip extension speed，thrust stage mainly stretching legs，coordinated effort difference.On the systematic diagnosis and analysis by throwing technology on China's elite athletes，find their own shortcomings，improve sports skills，to help athletes improve performance.

male shot-putters；throwing technology；back gliding shot putting

G849.9

A

1005-0000（2013）03-273-04

2013-01-28；

2013-04-01；錄用日期：2013-04-02

張少偉（1956-），男，吉林長春人，副教授，研究方向為體育教育訓練學。

1.東北師范大學體育學院，吉林長春130024；2.北京教育學院石景山分院附屬學校，北京 100043.

1.2.3 數理統計法 對所獲得原始數據采用SPSS10.0統計學軟件進行處理，并制作成需要的數據表格和圖片。