短跑項目擺臂力量訓練器的研制

黃小林

摘 要： 本研究目的在于提供一種短跑項目擺臂力量訓練器，該訓練器不僅能使短跑運動員的擺臂專項力量訓練更接近、符合專項技術動作要求，而且操作簡便、價格低廉、易于普及。通過使用文獻資料法和訪談法，在機械專業人士的協助下設計和生產了一款短跑項目擺臂力量訓練器。該訓練器可以為短跑運動員的擺臂力量訓練提供新的訓練手段，使短跑運動員的擺臂力量訓練更接近和符合專項比賽動作的要求，通過各種調節方式滿足不同身高、肩寬和上臂長的短跑運動員的練習需要，而且負荷大小可調，滿足短跑運動員練習需要的負荷強度。

關鍵詞： 擺臂力量 專項力量 訓練器

1.研究目的

擺臂在短跑技術中越來越受到體育專業人士的關注，查閱大量文獻可以發現，2000年以后國內學者對短跑擺臂的關注程度越來越高。眾多相關文章指出，擺臂對提高短跑成績具有重要作用。概括起來，擺臂具有以下幾個作用：①增強后蹬力量；②增大步幅，提高步頻；③維持跑動中的身體平衡；④從心理角度講，有利于下肢肌肉的放松，提高動作速度。

目前，我國短跑項目擺臂專項力量訓練，普遍采用的訓練手段有橡皮帶或彈簧拉力器練習、杠鈴練習、啞鈴練習、雙手推實心球練習、克服自身重量練習及手持輕器械的擺臂練習。這些練習手段被廣泛采用，不足之處是它與短跑專項技術特點不一致。用于專項力量訓練的方法還有等動力量練習法。此練習法是借助等動力量訓練器進行的等動力量練習，可以使肌肉在關節整個運動范圍得到最大鍛煉，而且訓練效果比等長訓練、等張訓練更明顯。但等動力量訓練需要搭配價格昂貴的輔助儀器，而且操作比較復雜，需要在專業人員指導下使用。從訓練效果看，練習時的動作速度完全控制，限制肌肉爆發力的發展。

研究證明，專項力量練習在接近、符合或超過專項比賽動作要求時才會取得理想的訓練效果。或者說專項力量的訓練效果主要取決于在多大程度上能適應專項運動的要求（動作幅度、動作速度、用力特性、肌肉工作方式及對供能系統和心理適應性的要求）[4]。

從運動生理學角度分析，力量訓練主要應從三個方面滿足或盡可能接近“專項”：（1）只有參與專項運動的肌肉在力量訓練時被調動起來（墓集），肌肉才有可能得到訓練；（2）只有肌肉的工作方式（離心或向心工作）和沖動頻率（收縮速度）與專項技術一致，才能使肌肉力量朝著專項技術方向發展；（3）只有肌肉或肌群之間的配合與專項技術特點一致，才能將機體各環節的肌力整合，形成正確的“用力順序”。訓練中，只有注意這三方面的問題，才能形成良好的專項力量素質[3]。

為了解決短跑運動員現有擺臂專項力量訓練手段與專項技術特點不一致的問題，本研究的目的在于提供一種短跑項目擺臂力量訓練器，該訓練器不僅能使短跑運動員的擺臂專項力量訓練更接近、符合專項技術動作要求，而且操作簡便、價格低廉、易于普及。

2.研究方法

2.1文獻資料法

通過查閱CNKI中國學術期刊和相關書籍，了解短跑的起源和技術演變過程、擺臂的技術動作和作用、我國現代普遍采用的短跑擺臂力量訓練手段及中國青年人體基本參數。

2.2訪談法

咨詢有關機械制造、力學、運動生物力學、短跑教學和訓練的專業人士，了解相關知識。

3.結果與分析討論

3.1短跑的擺臂技術動作分析

對短跑的擺臂技術動作進行分析，為本研究短跑項目擺臂力量訓練器提供設計依據。

從整個擺臂技術動作中可以了解到：（1）在擺臂過程中，上臂以肩關節為轉動軸，做前后擺動；（2）肩軸以軀干的垂直軸為轉動軸，做來回扭動，則肩關節的空間位置并不是固定的。

3.2不同身高的男女短跑運動員的肩寬、上臂長和肩高的確定

肩寬、上臂長和肩高的確定，為本研究短跑項目擺臂力量訓練器的肩寬調節范圍、輪軸高度調節范圍和擺桿長度調節范圍提供數據參考。

依據中國青年男女環節基本參數，計算出身高為157cm的男女短跑運動員和190cm的男短跑運動員（優秀男女短跑選手的身高分別在1.57～1.90米和1.57～1.78米[8]的肩寬、上臂長和肩高。

3.3短跑項目擺臂力量訓練器的研制

3.3.1短跑項目擺臂力量訓練器的技術方案

本研制的短跑項目擺臂力量訓練器，包括底座、一對支架和一對負荷阻力傳動機構，所說一對支架對稱固定在底座的左右兩側，一對負荷阻力傳動機構對稱安裝在兩個支架的上端，該機構中包括阻力輪、摩擦帶、輪軸、擺桿和傳動桿，輪軸裝于支架上，輪軸外端與阻力輪固定，里端與擺桿上端固定，摩擦帶套在阻力輪上，并設有張緊調節裝置，擺桿下端與傳動桿外端連接，傳動桿里端連接有一對臂動同步擋桿。

上述短跑項目擺臂力量訓練器，所說負荷阻力傳動機構設有負荷指示裝置，該裝置包括刻度盤、指針和指針軸，指針軸裝于支架上，其一端與指針固定，另一端與摩擦帶固定，刻度盤固定于支架上。

上述短跑項目擺臂力量訓練器，所說擺桿下部設有與傳動桿連接用插銷的多個調節銷孔，傳動桿由插接套和插接桿插接構成。

上述短跑項目擺臂力量訓練器，所說一對臂動同步擋桿是一對凹弧面滾輪，滾輪裝于一輪距可調的連接架上，連接架與傳動桿的插接桿固定，滾輪外表包裹有柔性防護墊。

上述短跑項目擺臂力量訓練器，所說底座上設有踏板，支架由上半架與下半架插接構成，上半架上設有多個供高度調節插銷插接的銷孔，下半架上設有一至兩個插銷孔。

3.3.2短跑項目擺臂力量訓練器的工作原理

調節適當的訓練器高度，練習者站在訓練器的腳踏板上，兩腳前后站立，兩膝微屈，身體微前傾，肩高與輪軸齊，上臂伸入兩個臂動同步擋桿間，同伴幫其調節傳動桿與擺桿的連接高度。練習者用力前后擺臂，帶動阻力輪往復轉動。阻力輪的轉動與摩擦帶產生摩擦，產生的摩擦力即運動阻力。通過摩擦帶張緊調節裝置可以調節摩擦帶的松緊度，從而調節運動阻力的大小。運動阻力的大小可以通過負荷指示裝置指示。使用本訓練器進行日常訓練，可以使練習者的肩帶力量訓練更接近和符合專項比賽動作的要求，使短跑運動員在符合前后擺臂技術動作的條件下進行力量訓練。另外，本訓練器結構簡單，制作成本低。

3.3.3短跑項目擺臂力量訓練器的具體指標參數

本研究的短跑項目擺臂力量訓練器的具體指標參數如下：

a.輪軸高度調節范圍：1290mm～1570mm，間隔40mm一檔；

b.肩寬調節范圍：350mm～600mm；

c.擺桿長度調節范圍：170mm～250mm，間隔20mm一檔；

d.最大負荷阻力矩期望值大于66.5N.M；

e.訓練器具有安全性，即訓練器的各部件不存在安全隱患；

f.在接近或符合擺臂技術動作下進行擺臂；

g.額定負荷下運動員訓練時，負荷阻力的穩定性良好。

4.研究結論

4.1本文研究的短跑項目擺臂力量訓練器，可以為短跑運動員的擺臂力量訓練提供一種新的訓練手段，滿足教練員、運動員訓練上肢擺臂力量的要求；

4.2本文研究的短跑項目擺臂力量訓練器，可以使短跑運動員的擺臂力量訓練更接近和符合專項比賽動作要求；

4.3本文研究的短跑項目擺臂力量訓練器，可以通過各種調節方式滿足不同身高、肩寬和上臂長的短跑運動員進行練習；

4.4本文研究的短跑項目擺臂力量訓練器，負荷大小可調，滿足短跑運動員練習時需要的負荷強度。

參考文獻：

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