競技健美操跳躍類難度動作C477運動學分析

劉 紅，詹曉梅，袁文麗

隨著競技健美操運動的不斷發展，對運動員難度動作的要求也越來越高［1］。高質量地完成難度動作是運動員取得比賽成績的關鍵所在。本文從運動學角度對我國優秀男子競技健美操運動員轉體180°屈體跳再轉體180°成俯撐動作技術進行研究，運用三維實驗測量等方法，對該動作進行運動學分析，從而改進我國優秀競技健美操運動員完成難度動作的技術水平和完成質量。

1 研究對象和方法

1．1 研究對象

壽旻超，國際健將，2011年世界杯健美操系列賽法國站男子單人操冠軍；潘芑驥，健將，2012年世界杯健美操系列賽法國站六人操亞軍；席延峰，國家一級，2012年世界杯健美操系列賽法國站六人操亞軍。

1．2 研究方法

1．2．1 文獻資料法

通過中國知網、萬方數據庫、Pubmed、Spinger等數據庫及江西師范大學圖書館，廣泛查閱和收集有關競技健美操難度動作和運動生物力學方面的資料，把握目前有關競技健美操運動中難度動作技術運動學研究的狀況，并對有關資料全面閱讀，加以歸類、分析。

1．2．2 實驗測量法

測試儀器及測試要求：實驗使用兩臺日本索尼攝像機在健美操訓練館的標準比賽場地（競賽木地板）進行拍攝，攝像機拍攝速度25 s／幀，攝像機高度為1．20 m，兩臺攝像機主光軸夾角約為90°，到定標架距離約為8．5 m，攝像機之間的距離約為10 m。拍攝前，用三維標定框架對拍攝動作范圍進行標定并錄制，再定點同步拍攝，拍攝時采用德國進口SI MI－motion三維動作解析系統軟件拍攝三位運動員三組共計9次難度動作。

數據采集與處理：將現場拍攝的材料運用美國ARIEL公司的APAS系統進行解析，從三組難度動作中取每個運動員較好的一個作為分析對象，截取所要分析的視頻，對人體每格畫面關節打點，共17個關節點和26個環節控制點，然后將2D轉換成3D，最后對所獲得的數據進行平滑處理，獲得難度動作運動學參數。

1．2．3 數理統計法

對實驗所得的相關數據運用Excel2003進行統計處理。

2 結果與分析

根據國際體操聯合會（FIG）2013—2016健美操評分新規則中對“轉體180°屈體跳再轉體180°成俯撐”動作的描述為：垂直起跳轉體180°空中完成一次屈體，空中再轉體180°前傾準備落地，成俯撐姿態落地。動作屬于C組難度動作中跳與躍—C477，分值為0．7分。對“轉體180°屈體跳再轉體180°成俯撐”的要求為：軀干和雙腿的夾角不得大于60°。根據“轉體180°屈體跳再轉體180°成俯撐”技術競賽規則將難度動作劃分為三個階段：起跳階段即起跳腳著地時刻至起跳腳離地時刻；騰空階段即起跳腳離地時刻至手腳落地時刻；落地時刻即手腳落地時刻至緩沖成靜止姿態。

2．1 重心相關運動學參數的描述與分析

跳躍類難度動作要表現出高質量，主要在于空中能準確、優美地完成動作［2］。在空中完美的展現動作，必須要有足夠的騰空高度，才能有足夠的空中時間完成與控制好各種空中動作，并且讓人在視覺上能產生飄逸的感覺。表1可見，壽旻超的騰空高度最高為0．82 m，其次是潘芑驥為0．81 m，席延峰的騰空高度最低，只有0．56 m；騰空時間上，席延峰的騰空時間為0．56 s，與壽旻超相比較，騰空時間少了0．1 s，導致他的騰空高度不高，在空中停留的時間較短，空中姿態展示不充分。數據表明運動水平越高，其騰空高度越高、時間越長，空中姿態展示越充分。

表1 C477難度動作重心運動學參數

競技健美操規則要求跳躍類難度動作必須最大極限地展示爆發力和最大的動作幅度。表1顯示，壽旻超的離地瞬間垂直速度為3．84 m／s，潘芑驥的離地瞬間垂直速度為3．95 m／s，席延峰的離地瞬間垂直速度為2．84 m／s，其中席延峰的垂直速度比潘芑驥小了1．11 m／s，導致其沒有足夠的騰空時間去完成空中動作。但是潘芑驥的離地瞬間垂直速度比壽旻超要快0．11 m／s，騰空時間卻比壽旻超的騰空時間少了0．06 s，騰空高度也少了0．01 m，說明并不是離地瞬間垂直速度越大騰空時間就越長，這可能說明運動員要完成C477難度動作，必須具有較好的爆發力素質，空中姿勢的平衡、動作完成幅度和技術規范程度都可能導致騰空時間縮短，影響整個難度動作的完成。

2．2 起跳階段運動學參數描述與分析

起跳分為緩沖和蹬伸兩個階段。緩沖是下肢各關節伸肌（踝關節屈肌）屈髖、屈膝和伸踝作離心收縮完成退讓工作的過程，為后續蹬伸動作的完成儲備彈性勢能為蹬伸創造必要工作條件。蹬伸是整個起跳過程中最關鍵的階段，肌肉由退讓性收縮變成主動性收縮，通過下肢關節依次伸髖、伸膝和屈踝對地面產生作用力與反作用力，使人騰起。表2顯示，三位運動員在起跳階段踝關節的緩沖幅度是最大的，其次是膝關節，可見，三位運動員起跳階段主要是靠增大股四頭肌、小腿三頭肌的初長度儲備彈性熱能。席延峰的踝關節緩沖幅度比其他兩位運動員要小，只有31．8°，在蹬伸階段用時比另外兩位少，離地瞬間垂直速度也是最小的，由此說明一級運動員應加強屈膝伸踝肌群的的伸展性和爆發力訓練。三位運動員髖關節的緩沖幅度按運動水平呈遞減態勢，分別為6．5°、5．4°、4．2°，從表面上看是髖關節不參與緩沖活動，其實髖關節的緩沖方式和膝、踝關節緩沖的不同。譚吟月、王玉君等在對競技健美操彈動技術中髖關節的運動學分析中指出：髖關節是在髂腰肌、闊筋膜張肌、縫匠肌、骨直肌、臀大肌、臀中肌、臀小肌和股后肌群等肌肉群的協同作用下，迅速制動，做伸展運動或彎曲運動，但都是為保持髖關節的穩定性和維持上體的姿態。所以，在起跳階段髖關節的緩沖幅度最小［3］。

2．3 騰空階段運動學參數描述與分析

空中動作是跳躍類難度動作中的重要部分，空中動作完成的好壞，決定整個技術的成功與否［4］。表3可見，三名運動員的軀干與雙腿夾角分別為：24．8°、47．3°、31．9°，都符合競技健美操規則對軀干與雙腿的夾角不大于60°的要求，整體動作完成質量較高。潘芑驥的左右髖關節角度為170．7°、173．1°，壽旻超的左右髖關節角度為160．9°、167．5°，幾乎是以直體方式完成轉體180°，而席延峰的左右髖關節角度為149．3°、170．4°，髖關節左右兩邊角度相差較大，導致身體向左邊傾斜，轉體時沒有以直體方式完成，加大了身體縱軸的轉動半徑，不利于身體繞縱軸轉動；髖角大有利于縮短身體縱軸轉動的半徑，提高轉動角速度，有利于身體垂直轉動，減少能量損失，為下一步技術環節的完成創造良好的條件［5］。身體控制的實質是通過骨骼肌力量控制身體的穩定和平衡，特別是腰背肌對核心位置的穩定，在四肢動作的銜接過程中，起著承上啟下的作用［6］。所以，在今后訓練中應加強對腰腹肌的訓練，例如兩頭起、轉體等輔助性練習。

表3 騰空階段主要技術參數（單位：°）

踝關節角度和膝關節角度都屬于運動員姿態的細節問題。競技健美操中要求運動員最大可能的繃直腳面來體現姿態美，但由于踝關節特有的生理結構，是不可能完全達到180°，只能以越接近180°來作為判斷姿態是否優美的標準［7］。表3中數據顯示，壽旻超的踝關節姿態最好，席延峰和潘芑驥的踝關節角度過小，且潘芑驥的左踝角度只有65．2°，說明他的腳面在空中沒有繃直，從錄像中也可以看出，潘芑驥在騰空過程中身體過早的往后倒，影響了空中姿態，在平時訓練中要加強對動作細節的重視。三位運動員的膝關節角度都接近180°，說明三位運動員在轉體180°時膝關節都保持了直膝狀態。

2．4 落地階段運動學參數與分析

落地階段是整個動作的結束部分，動作好壞直接影響整個難度動作的完成情況，且易對運動員造成身體的損傷。所以，落地階段的上下肢緩沖是結束部分的關鍵。俯撐落地是手指觸地同時腳尖觸地，迅速屈腕、屈肘、肩關節外展、屈腳趾緩沖的過程［8］。表4中上肢關節運動學指標可知，落地緩沖階段主要是靠肘關節和肩關節的緩沖來完成動作，肘關節的緩沖幅度最大，其次是肩關節。腕關節的緩沖幅度最小，主要是用來支撐身體的作用。壽旻超肘關節的緩沖幅度最大，左右肘關節緩沖幅度分別為60．9°、42．1°，說明他在落地時積極緩沖，減少了地面對肢體的反作用力，不容易受傷；潘芑驥左右肘關節的緩沖幅度分別為：10．7°、12．3°，沒有積極屈腕，容易造成對手腕的沖擊力過大而導致腕關節受傷。表4數據顯示：壽旻超落地時肘關節左右最大屈角為101．5°、104．7°，關節角度在90－110°之間。章旌紅、嚴發本在對肘關節角度與外負荷的關系中得出結論：肘關節在做屈伸運動時，當角度為90－110°時，肌力的運動效果最佳，最省力，克服的阻力最大［9］。可見，落地時肘關節的緩沖幅度最大，其次是肩關節，腕關節的緩沖幅度最小，肘關節屈角在90－110°之間，運動員完成難度動作效果最佳。

表4 落地緩沖階段肩、肘、腕關節角度（單位：°）

表5 落地緩沖階段髖、膝、踝關節角度（單位：°）

表5中C477難度動作落地緩沖階段過程中下肢各關節的運動學參數可見，踝關節的緩沖幅度最大，在25－40°之間，其次是髖關節，5－20°之間。有研究指出：人體從高空成俯撐落地，膝關節在落地時緩沖幅度較小，腳部的緩沖主要靠踝關節以勾腳落地支撐來縮短小腿骨與腳踝之間的距離，達到加強固定的作用和加強支撐力的作用，而繃腳落地支撐容易因落下的沖力與地面反支撐力的相互作用而損傷腳踝部［10］。表5數據顯示：壽旻超踝關節緩沖幅度為39．4°，席延峰踝關節的緩沖幅度為29．2°，都主動勾腳面來支撐緩沖落地，而潘芑驥落地時踝關節的緩沖幅度為17．1°，沒有充分緩沖，加大了踝關節與地面的沖擊力。因此，在C477難度動作中，高空落地支撐應保持合理的勾腳（伸踝）角度，以達到加固和支援作用。

3 結論

1）高重心和爆發力強是大幅度完成C477難度動作的前提。起跳階段踝關節角度在40－50°之間、膝關節角度在30－45°之間的充分緩沖將為后續蹬伸動作的完成儲備較大的彈性勢能，以保證運動員充分展示空中姿態。2）完成C477騰空時，水平越高的運動員，其髖、膝、踝關節角度越大，說明其起跳充分并且有利于身體繞縱軸轉動；踝關節度角大，繃直腳面可體現競技健美操的姿態美。3）C477落地緩沖階段，主要是靠肘關節的緩沖和踝關節勾腳的支撐來完成，肘關節屈角為90－110°、踝關節緩沖角度為25°～40°時，運動員完成落地效果最佳。

［1］ 王 敏．對競技健美操“屈體分腿跳成俯撐”動作的運動學分析［D］．上海：上海體育學院，2010．

［2］ 楊 宏．我國優秀男子競技健美操運動員難度動作的三維運動學分析［D］．南昌：江西師范大學，2008．

［3］ 譚吟月，王玉君，談 強．競技健美操彈動技術中髖關節的運動學分析［J］．蘇州市職業大學學報，2007（3）．

［4］ 趙卓然．健美操剪式變身跳轉體180°動作的運動學研究［D］．長春：東北師范大學，2006．

［5］ 彭 亮．競技健美操剪式變身跳轉360°動作運動學分析［J］．西南石油大學學報（社會科學版），2012（5）．

［6］ 吳麗華．健美操課程中運動損傷的解剖學分析與思考［J］．黃山學院學報，2011（5）．

［7］ 馬凌波．不同水平競技健美操運動員完成C467和C477的技術診斷［D］．北京：北京體育大學，2009．

［8］ 章旌紅，嚴發本．肘關節角度與外負荷的關系［J］．武漢體育學院學報，2000（2）．

［9］ 周全權．落地成俯撐動作運動學分析［J］．黑龍江科技信息，2009（35）．