不同阻力源劃船器訓(xùn)練效果的分析

李璇

摘 要 劃船器是用于賽艇運(yùn)動(dòng)陸上訓(xùn)練的體育器材。之前一直被運(yùn)用在競(jìng)技賽艇運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練中，隨著國(guó)民體育意識(shí)的不斷提高、劃船器的全面升級(jí)以及人們的物質(zhì)水平的提高，劃船器逐漸的進(jìn)入家庭。市面上最常見(jiàn)的風(fēng)阻劃船器多用于賽艇訓(xùn)練，水阻、磁阻劃船器多用于家庭與健身房中。兩種不同阻力源的劃船器的鍛煉效果是否有差異呢？因此本文利用運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)和表面肌電系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)法對(duì)測(cè)試者在水阻和風(fēng)阻兩種不同劃船器上肌肉用力特征及關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)變化等方面進(jìn)行研究?？傮w而言，在劃船器上鍛煉時(shí)，從肌肉被激活的順序看符合劃槳運(yùn)動(dòng)的用力原理，從肌肉的貢獻(xiàn)率可以看出劃船器能達(dá)到很好的鍛煉效果。

關(guān)鍵詞 劃船器 表面肌電 運(yùn)動(dòng)捕捉 肌肉用力特征 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)變化

中圖分類(lèi)號(hào)：G806 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

本文運(yùn)用較為先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)備（vicon）運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)和表面肌電系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)采集測(cè)試者的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)水阻以及風(fēng)阻兩種不同條件下人體的肌肉用力特征及運(yùn)動(dòng)學(xué)變化等指標(biāo)進(jìn)行分析，有利于幫助我們了解人體在使用這兩種不同阻力源劃船器時(shí)，人體肌肉、關(guān)節(jié)的各種變化。它對(duì)普通人群選擇健身器材、力量訓(xùn)練的效果分析以及全民健身的推廣具有指導(dǎo)意義。

1測(cè)試設(shè)備的介紹

1.1測(cè)功儀的介紹

賽艇測(cè)功儀最初設(shè)計(jì)是為了供專(zhuān)業(yè)的賽艇運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的訓(xùn)練，測(cè)功儀可以模擬劃船在水里的運(yùn)動(dòng)，能提高人體有氧耐力，增強(qiáng)肌肉力量。而且劃船器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，適合廣大民眾使用。

1.2 vicon的介紹（運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)）

運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)，是一種利用高科技的三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的技戰(zhàn)術(shù)實(shí)時(shí)指導(dǎo)和對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的實(shí)時(shí)采集和數(shù)字分析技術(shù)。

1.3表面肌電系統(tǒng)的介紹

肌電是指運(yùn)用電子學(xué)儀器記載肌肉靜止或緊縮時(shí)的電活動(dòng)及應(yīng)用電刺激檢查神經(jīng)、肌肉興奮及傳導(dǎo)功能的方法。通過(guò)原始肌電圖可以判斷肌肉的活動(dòng)順序和肌肉失活、激活的時(shí)間，評(píng)價(jià)肌肉之間的調(diào)和性。

1.4劃槳?jiǎng)幼鞯慕榻B

劃槳?jiǎng)幼饕还部梢苑譃閮刹糠?，一部分是拉槳，另一部分是回槳。提槳時(shí)，兩只手臂伸直，頭部處于正中心，兩肩放平，挺直腰腹。上身處于一點(diǎn)鐘位置，肩膀在臀部位置之前。小腿垂直，不前傾。腳掌完全接觸踏板；拉槳開(kāi)始時(shí)，慢慢伸長(zhǎng)手臂。當(dāng)手和槳柄過(guò)膝蓋后，膝蓋立即彎曲，在滑軌上，臀部帶動(dòng)座位慢慢向前滑，上身前傾至一點(diǎn)鐘方向；拉槳結(jié)束時(shí)，雙手伸直，上身保持一點(diǎn)鐘位置，雙腿慢慢開(kāi)始發(fā)力蹬踏板。雙腿伸直的過(guò)程中，上身后傾至十一點(diǎn)鐘方向，直線向后拉槳至下肋處；回槳時(shí)，雙腳伸直，雙手抓住手柄，將其放在下肋處。當(dāng)上身處于十一點(diǎn)鐘位置的時(shí)候，身體則依靠核心肌肉的撐持略向后仰。頭部位于中間位置。肩頸放松，雙手慢慢劃過(guò)身體，腕關(guān)節(jié)放平。

2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地

功效實(shí)驗(yàn)室。

2.2受試人員

一名普通大學(xué)生。

2.3測(cè)試儀器與設(shè)備

水阻劃船器一臺(tái)、電磁阻劃船器一臺(tái)、vicon運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)、表面肌電系統(tǒng)。

2.4實(shí)驗(yàn)所需材料

Mark反光球、mx標(biāo)定工具、mx連接線、肌電電極、醫(yī)用膠帶、消毒酒精、脫脂棉、雙面膠、筆記本電腦、排插、礦泉水等。

2.5實(shí)驗(yàn)方案

Vicon實(shí)驗(yàn)：

用八臺(tái)紅外高速攝像機(jī)圍成圓狀，對(duì)劃船器的技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行拍攝。水阻劃船器放置于圓狀中心位置。在受試者身上39個(gè)點(diǎn)貼上Mark點(diǎn)，讓測(cè)試者在水阻以及風(fēng)阻劃船器上面各做劃槳技術(shù)動(dòng)作（三個(gè)來(lái)回為一次），待電腦上收集完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)則視為實(shí)驗(yàn)成功，受試者要求成功測(cè)試三次，然后收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，測(cè)試者待實(shí)驗(yàn)完畢后離開(kāi)。

表面肌電實(shí)驗(yàn)：

在受試者身上選取三角肌、肱二頭肌、背闊肌、豎脊肌、股四頭肌、以及脛骨前肌等六塊肌肉貼附無(wú)線電極和傳感器。先用海綿蘸取酒精擦拭六塊肌肉以消毒，待酒精風(fēng)干之后在肌肉上（選擇左側(cè)肌肉）貼附無(wú)線電極和傳感器。讓測(cè)試者在水阻以及風(fēng)阻劃船器上面各做劃槳技術(shù)動(dòng)作，待電腦上收集完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)則視為實(shí)驗(yàn)成功，受試者要求成功測(cè)試三次，然后收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.6實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)前，檢查設(shè)備主機(jī)與鏡頭導(dǎo)線的連接情況，檢査電腦與信號(hào)采集器的連接情況，以及電腦顯示端同步信號(hào)發(fā)送和接收情況等；讓受試者進(jìn)行簡(jiǎn)單的熱身運(yùn)動(dòng)然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但注意運(yùn)動(dòng)量不要過(guò)大，防止出汗不利于電極的貼附；詳細(xì)登記受試者的年齡、體重、身高、踝關(guān)節(jié)寬度、腿長(zhǎng)、膝關(guān)節(jié)寬度等身體生理參數(shù)，并告知測(cè)試者測(cè)試流程，使其熟悉職責(zé)，配合好實(shí)驗(yàn)。

3結(jié)果與分析

3.1表面肌電實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1.1肌肉貢獻(xiàn)率

受試者在風(fēng)阻劃船器上做實(shí)驗(yàn)時(shí)肌肉的貢獻(xiàn)率由高到低依次為三角肌、肱二頭肌、背闊肌、脛骨前肌、股四頭肌、豎脊肌。每一次實(shí)驗(yàn)貢獻(xiàn)率的百分比都相差不大。受試者在水阻劃船器上做實(shí)驗(yàn)時(shí)肌肉的貢獻(xiàn)率由高到低依次為三角肌、肱二頭肌、背闊肌、豎脊肌、股四頭肌、脛骨前肌。背闊肌以及脛骨前肌三次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)差別較大，除此之外其他四塊肌肉的數(shù)值相差不大。肱二頭肌的貢獻(xiàn)率水阻的大于風(fēng)阻的；三角肌的貢獻(xiàn)率水阻的小于風(fēng)阻的；背闊肌的貢獻(xiàn)率水阻的大于風(fēng)阻的；豎脊肌的貢獻(xiàn)率水阻的大于風(fēng)阻的；股四頭肌的貢獻(xiàn)率水阻的大于風(fēng)阻的；脛骨前肌的貢獻(xiàn)率水阻的小于風(fēng)阻的。

3.1.2肌肉的激活順序

受試者在風(fēng)阻劃船器上做實(shí)驗(yàn)時(shí)肌肉的激活順序依次為脛骨前肌、肱二頭肌、背闊肌、三角肌、股四頭肌、豎脊肌，而且每一次實(shí)驗(yàn)的肌肉被激活開(kāi)始的時(shí)間是一樣的。受試者在水阻劃船器上做實(shí)驗(yàn)時(shí)肌肉的激活順序是脛骨前肌、三角肌、股四頭肌、肱二頭肌、背闊肌、豎脊肌，每一次實(shí)驗(yàn)肌肉被激活開(kāi)始的時(shí)間順序都不太一樣。肱二頭肌等六塊肌肉被激活的順序水阻的都在風(fēng)阻之后。endprint

3.2運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)選取了肘關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)等三個(gè)關(guān)節(jié)。肘關(guān)節(jié)的角度是先上升后下降，然后區(qū)于平穩(wěn)。髖關(guān)節(jié)角度是先下降再上升，最后趨于平穩(wěn)。膝關(guān)節(jié)角度則是先下降后上升再趨于平穩(wěn)。與水阻劃船器不同的是，風(fēng)阻劃船器在50%周期各關(guān)節(jié)角度達(dá)到突變點(diǎn)，此時(shí)受試者處于回槳階段。說(shuō)明水阻劃船器比風(fēng)阻劃船器更快到達(dá)突變點(diǎn)。膝關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的曲線波動(dòng)較大，髖關(guān)節(jié)的曲線波動(dòng)較小，說(shuō)明在劃槳過(guò)程中手部以及腿部的運(yùn)動(dòng)程度高于髖部。

3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

肌肉的貢獻(xiàn)率：

風(fēng)阻：三角肌>肱二頭肌>背闊肌>脛骨前肌>股四頭肌>豎脊肌

水阻：三角肌>肱二頭肌>背闊肌>脛骨前肌>股四頭肌>豎脊肌

肌肉激活的順序：

風(fēng)阻：脛骨前肌、肱二頭肌、背闊肌、三角肌、股四頭肌、豎脊肌

水阻：脛骨前肌、三角肌、股四頭肌、肱二頭肌、背闊肌、豎脊肌

各關(guān)節(jié)的角度變化大?。?/p>

水阻：膝關(guān)節(jié)>肘關(guān)節(jié)>髖關(guān)節(jié)

風(fēng)阻：膝關(guān)節(jié)>肘關(guān)節(jié)>髖關(guān)節(jié)

4結(jié)論

通過(guò)對(duì)水阻、風(fēng)阻劃船器的實(shí)驗(yàn)，我們可以得出結(jié)論。表面肌電實(shí)驗(yàn)證明了肌肉的貢獻(xiàn)效率水阻劃船器與風(fēng)阻劃船器是一致的。而肌肉的激活順序兩者卻有所不同。運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)證明了各關(guān)節(jié)的角度變化大小的變化，水阻和風(fēng)阻劃船器是一致的。總體而言，在劃船器上鍛煉時(shí)，從肌肉被激活的順序看符合劃槳運(yùn)動(dòng)的用力原理，從肌肉的貢獻(xiàn)率可以看出水阻劃船器和風(fēng)阻劃船器都能達(dá)到很好的鍛煉效果。

參考文獻(xiàn)

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