標槍運動員閆澤坤和胡海龍最后用力下肢動作運動學參數比較分析

王東陽，郭鳳勝，史 兵

擲標槍屬于典型的速度力量性項目，不但要求運動員有很高的助跑速度，也要求有很好的爆發力量[1]。在擲標槍的過程中還要求技術動作具有高度的連貫性和協調性，尤其是投擲步的最后兩步是標槍技術的關鍵。國內諸多學者曾對擲標槍最后用力有過研究，王茂仕等研究發現，我國運動員右髖水平速度峰值出現時，右肘水平速度已超過右肩水平速度；右肘水平速度峰值出現時，右手水平速度已超過右肘速度。說明我國運動員一味追求動作的快速性而忽略了各環節依次用力的順序，存在用力不合理現象。盧竟榮在《我國優秀男子標槍運動員從交叉步到出手技術生物力學分析》中論述了現階段我國男子標槍運動員普遍存在右肘發力過早的現象[2]。劉冰、紀仲秋在《我國男子標槍運動員投擲步技術缺陷的原因分析》中論述了我國男子標槍運動員平均在左腳著地前約0.8s就開始加速發力，這時右髖加速還沒達到峰值，影響從髖到臂力的傳遞效果，違反了從近端環節向遠端環節傳遞的生物力學原理，不但破壞了鞭打的動量依次傳遞，而且使最后的用力提前進入[3]。上述研究成果表明我國運動員的確存在著投擲臂提前用力和用力不合理等問題。本研究采用德國simi7.0三維攝像分析系統對閆澤坤和胡海龍的技術動作進行科學分析，通過相關數據分析他們各自的特點和不足，為其技術改進做貢獻。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

即將參加2010年全國青年錦標賽的2名運動員。閆澤坤：男，1990年出生，身高為1.84 m，最好成績是2008年全國青年錦標賽上投出的67.81 m，排名第二；胡海龍：男，1988年出生，身高1.90 m，最好成績是在2008年全國大獎賽上投出的75.92 m，排名第一。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料調查法

查閱分析國內外相關擲標槍技術的文獻資料。

1.2.2 影片拍攝法

采用目前國際上使用較多、功能較全面、能直接為競技體育運動服務的德國SIMI公司生產的SIMI motion 7.0三維運動錄像分析系統(包括拍攝率為100幅/s的三臺攝像機12個標定點的三維運動框架)對兩名優秀標槍運動員進行定點拍攝。兩臺攝像機對運動員同時拍攝，其中一臺主光軸與助跑到中心線之間的夾角在30°以內，另一臺位于練習投擲線上且其主光軸與助跑道中心線垂直，攝像機鏡頭中心距離距地面高度為1.20 m，以與SIMI motion 7.0配套的三維運動框架作為標定框架，標定好后整個過程始終定點、定焦，拍攝范圍從助跑后階段開始到標槍出手的全過程。

1.3 圖像解析法

多次拍攝，選擇運動員最佳一次投擲動作的影片，利用SIMI motion 7.0三維運動錄像分析系統分析，平滑處理得到的數據。

1.4 數理統計法

導出數據，利用Excel軟件統計處理、分析數據。

2 結果與分析

最后用力是投擲標槍中的關鍵技術，它集中了下肢的制動技術和上肢的鞭打技術。本研究主要從右腳著地到最后出槍瞬間，右腳及左腳制動技術的運動學參數和右臂鞭打技術的運動學參數。良好的制動可將助跑階段獲得的動量有效傳遞給標槍，良好的鞭打技術是決定標槍出手速度的重要因素，標槍出手瞬間的速度和出手高度直接影響運動成績。研究從以下幾方面對兩名優秀運動員最后用力技術進行分析。

2.1 時間右腳著地到雙支撐的時間

左腿的制動支撐是助跑與最后用力的橋梁，在最后用力過程中，由于右腿用力蹬轉，推動右髖向投擲方向轉動，右臂迅速有力的做鞭打動作，此時，身體左側特別是左腿負荷最大。因此，左腿的有力支撐不僅提高了身體重心，也使助跑速度得到了良好轉移。如果左腿支撐不好，會使身體向左側傾斜，使身體重心與持槍臂產生角度分力，導致力量的減弱和能量的損失[4]。

標槍運動中所有的制動都是從不穩定的點過渡到穩定面的，最后一步右腳著地到左腿穩定支撐都是從腳跟逐漸過渡到全腳掌而后達到穩定狀態的。根據生物力學知識，投擲標槍最后用力動作應該在盡量短的時間內完成最長的工作距離，如此才能獲得更佳的動量傳遞效果[5]。從時間角度對兩名運動員分析，一定程度上可反映出運動員下肢技術的積極程度。表1顯示兩名運動員從右腳腳跟著地到全腳掌再到穩定狀態中的時間間隔都是0.02 s，而左腳腳跟著地到左腳穩定胡海龍所用時間卻比閆澤坤多0.03 s，說明閆澤坤在下肢技術上優于胡海龍。單支撐時間上，胡海龍為0.25 s，閆澤坤用了0.20 s。如果單支撐時間過長，導致上體過早移過支撐點，縮短了最后用力工作距離和良好的發力時間，造成右腿蹬地吃力，左腳被迫落地不能發揮力量的弊病。通過視頻圖像資料看，胡海龍在最后一步左腳著地后并沒有馬上穩定，而是向前滑動一段距離后才穩定。分析原因可能是因胡海龍左腿力量相對較弱，沒有積極主動的下壓扒地而被動的等待落地支撐。

表1 右腳著地到左腳穩定的時間表

2.2 緩沖

緩沖在標槍投擲過程中起著重要作用，如同拳擊選手在出拳擊打對手時要有力，手臂必須先彎曲并快速擊打。標槍運動也一樣，在最后用力階段，右左腿著地緩沖、投擲肘關節緩沖都是為了積蓄全身肌肉力量為投擲鞭打出手做準備。

最后用力階段右腳著地后即刻屈膝緩沖，但不同身體條件和訓練水平的運動員，由于右腿落地后的緩沖能力不同，表現為右膝角度的大小有所不同。不管運動員水平如何，右膝角度的變化總體趨勢是右腳落地后隨著右腿的緩沖，右膝角度逐漸變小，并達到最小，而后在左腳落地后，右腿開始蹬伸，右膝角度又逐漸增大[6]。表2可看出兩名運動員在右膝關節關節角度變化符合這個規律。但從最大緩沖到蹬伸結束兩角度差值來看，胡海龍和閆澤坤分別相差了34.46°和39.39°。說明兩名運動員都是靠右腿積極蹬伸發力帶動身體重心向前的，重心波動較小，有利于身體重心速度的保持和加速。

表2 右膝關節角度

根據力學和幾何知識，可將運動員左腳支撐右臂鞭打出槍的過程看成是以左腳為圓心，以左腳到右手距離為半徑(投擲半徑)的圓周運動。根據生物力學知識，圓周上的點(標槍)要想獲得更大速度，可改變圓周運動的半徑及左腳到右手之間的距離。因此，運動員出手瞬間軀干與左腿的夾角一定程度上可反映出出手高度(投擲半徑)，也可反映出最后用力階段運動員髖關節的挺伸程度。夾角越大說明投擲半徑越大，夾角越小說明投擲半徑越小，挺髖越積極。表2可看出，胡海龍左腿和軀干的夾角為139.19°，而閆澤坤左腿與軀干的夾角則為152.41°，說明在這一技術上閆澤坤優于胡海龍。分析原因，從視頻影像上也可看出胡的髖關節在左支撐腳穩定后就停止不前了，雖然果斷有力的支撐有助于動量傳遞，但當身體重心與支撐點太遠時易造成投槍時出現“坐著”投槍的現象，導致左腿與軀干夾角較小。閆澤坤的夾角相對較大，說明閆澤坤能積極主動的將髖關節挺伸出去，一定程度地反映了胡技術動作的不足之處。

2.3 投擲臂的鞭打效應

投標槍最后一步用力階段中，最重要的技術動作是投擲臂的鞭打效果。鞭打動作的原理是利用動量的傳遞使助跑速度得以保持并傳遞給標槍。整個鞭打過程中，肩、肘、腕3關節動量傳遞順序應遵循關節活動順序性原理，符合大關節傳遞給小關節，近端關節傳遞給遠端關節的動量傳遞原理[7]。所以順序應該為：肩關節傳遞給肘關節，再傳遞給腕關節，最后傳遞給標槍。每一次的傳遞速度都不斷增加(當然其中由于各個肌肉的制動和制約，速度會損失一部分)[5]。根據生物力學的知識，鞭打整個過程中的用力順序也應遵循上述規律，那么表現在圖像上應是當肩關節速度達到或接近最大時，肘關節速度開始增大，肘關節速度達到最大時腕關節速度開始增大，時間—速度曲線上的各個關節曲線應該依次在最高點銜接。由于各關節速度依次加速和制動使得投擲臂在鞭打時獲得良好的動量傳遞，使最遠端的腕關節速度獲得大幅度增加，從而增大出手初速度。從圖1上看出胡海龍在1.56 s時刻肘關節出現了提前發力的現象，但在1.59 s恢復了正常。盡管出現一點小失誤，但總體并沒影響3關節速度的銜接，大關節速度曲線依次通過小關節速度曲線的最高點，使身體動量依次傳遞給標槍。其肩、肘、腕峰值依次為7.93 m/s—12.99 m/s—18.07 m/s。

圖1 胡海龍肩、肘、腕關節的時間-速度曲線圖

在鞭打動作中，近端環節的制動，并非以使該環節加速的主動肌群的對抗肌用力實現的，而是其遠端關節的肌肉用力在其遠端環節產生加速度運動時所產生的阻力距造成的[7]。從圖2中可看出，閆澤坤在鞭打動作開始前，腕關節已先于肩關節發力，會使肩關節克服更大的阻力，使遠端傳遞的角動量減小，從而使末端環節獲得的角速度和線速度都相應的減少而影響運動成績。雖然二者都有提前發力的現象，但是與胡海龍相比閆澤坤在鞭打技術上還需要付出很大的努力去改進。

圖2 閆澤坤肩、肘、腕關節的時間-速度曲線圖

2.4 出手情況

助跑、超越器械、鞭打技術等所有技術動作都只為一個目標：盡可能大的提高標槍的出手速度。排除其他因素，出手速度每增加1 m/s，標槍的飛行遠度增加5 m，因此出手速度是決定標槍成績的重要因素。對比分析圖3和圖4發現，胡海龍在標槍出手前標槍速度出現了明顯下降，從1.48 s時刻的5.80 m/s下降到了到1.52 s時刻的4.87 m/s，下降了近1 m/s的速度，之后以很快的加速度將速度提至21.57 m/s。速度與時間曲線可發現其斜率遠大與閆澤坤速度曲線的斜率，胡海龍如此之大的加速度很大程度上和其良好的鞭打技術和強有力的上肢力量有關。胡海龍圖像上會出現速度下降的原因很可能是左腳支撐不穩定，在從左腳跟過度到全腳掌的過程中出現滑動的原因從而導致真個動量的損失速度的下降。而通過閆澤坤的速度圖像并沒有出現明顯的下降過程，而是一直程遞增的趨勢逐漸增長的，這一點是優于胡海龍的。

圖3 胡海龍出手速度變化

圖4 閆澤坤出手速度變化

3 結語

1)通過對兩名運動員技術動作的分析，兩名運動員各有自己的優點和不足。整體上看，胡海龍的技術優于閆澤坤，尤其在標槍最后一步鞭打技術環節，胡海龍的技術基本達到了高水平運動員的技術水準，而閆澤坤出現的小關節提前發力影響了成績。但在最后標槍出手前胡海龍標槍重心水平速度出現了少許下降，而閆澤坤則保持了一直提升的態勢。緩沖階段，兩人的技術都較好，有利于身體重心速度的保持和加速。2)兩人仍有許多細節需改進和加強。胡海龍左腿支撐不夠穩定，在以后訓練中要加強左腿肌肉的鍛煉，同時要加強左腿積極著地的意識，閆澤坤則需在鞭打技術上加強訓練，掌握大關節帶動小關節的要點，也要注意各個關節肌肉力量的均衡提高。3)兩名都是陜西省訓練中心的隊員，盡管在同一環境中訓練，但跟隨不同的教練員，訓練出了不同的技術風格，因此教練員的選擇對運動員技術的影響是至關重要的。

[1] 文 超.田徑運動高級教程[M].北京：人民體育出版社，1994.

[2] 盧競榮.我國優秀男子標槍運動員從交叉步到出手技術生物力學分析[J].體育科學,2000(5).

[3] 劉 冰，紀仲秋.我國男子標槍運動員投擲步技術缺陷的原因分析[J].沈陽體育學院學報, 2003 (4).

[4] 張 斌.標槍最后用力時左腿動作生物力學分析[J].湖北體育科技，2001(3).

[5] 高衛哲，金 萍.我國優秀標槍運動員擲標槍最后用力技術運動學分析[J].廣州體育學院學報，2002(2).

[6] 康利則.男子標槍運動員張連標投擲技術分析[J].西安體育學院學報，1999(3).

[7] 全國體育學院教材委員會.運動生物力學[M].北京：人民體育出版社，2007.