羽毛球二級運動員蹬跨步法足底動力學分析

摘 要：本文借助ATMI三維測力臺采集羽毛球二級運動員右前場蹬跨步法足底三維力參數(shù)，描述運動員蹬跨步法足底三維力變化特征，并對不同速度蹬跨步法進行足底動力學對比分析，幫助運動員和羽毛球愛好者清晰了解蹬跨步法足底動力學特征，提高羽毛球技術水平的同時預防下肢損傷。蹬跨步法是羽毛球運動中最為常見的步法之一，本文選擇右前場蹬跨上網(wǎng)步法進行研究。

關鍵詞：羽毛球 蹬跨步法 足底 動力學

中圖分類號：G847 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2813（2018）12（a）-0189-02

蹬跨步法是羽毛球運動中最為常見的步法之一，本文選擇右前場蹬跨上網(wǎng)步法進行研究。根據(jù)蹬跨步法的技術特征，可分為出發(fā)步、墊步、跨步和緩沖蹬伸階段4個階段。其中，緩沖蹬伸階段是運動員擊球及回位的關鍵階段。因此，本文主要針對運動員蹬跨步法緩沖蹬伸階段右腳足底動力學分析。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本文以10名男子羽毛球運動員作為測試對象，均為國家二級水平，右手持拍，健康狀況良好，無損傷，平均年齡21.5歲。

1.2 測試法

1.2.1 測試設備

采用美國產(chǎn)ATMI三維測力平臺進行動力學數(shù)據(jù)采集，測力臺長2m，寬0.55m，由踏板、傳感器和底座三部分組成，踏板和底座之間由安放在四角的傳感器支撐，當受試者的腳踏在平臺上時，通過每個傳感器可以測得三維力Fx、Fy、Fz等數(shù)據(jù)。

1.2.2 場地布置

測試前利用重力調(diào)試檢驗設備的準確性。測力臺測試頻率為100Hz，閾值設置為10N。

1.2.3 測試過程

當指揮員發(fā)出“開始”口令后，喂球人員立即松手（喂球點：球網(wǎng)上方40cm（快速組）、60cm（一般組），在地面上的投影距球網(wǎng)30cm，距單打邊線30cm，保證球自由下落。受試者采用三步蹬跨上網(wǎng)步法模擬挑球動作，要求第二步采用墊步的方式。每個喂球高度每人分別采集3次成功動作，保證每個動作沒有可直接觀測的錯誤。

1.2.4 數(shù)據(jù)采集與分析

動力學數(shù)據(jù)采用ATMI三維測力臺系統(tǒng)獲取，采用Biomechanics Movement Analysis Gait way系統(tǒng)解析。采用Excel軟件進行數(shù)據(jù)整理和圖表處理，數(shù)據(jù)均采用平均數(shù)±標準差表示，P<0.01表示具有非常顯著性差異，P<0.05表示具有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 右腳足底動力學整體特征

Fx代表運動員矢狀軸方向的受力，以向前為正，運動員具有向前較快的移動速度，足跟落地后進行制動，產(chǎn)生水平方向上的沖擊力；Fz代表運動員垂直軸方向的受力，以向上為正，這與運動員沖擊力對地面產(chǎn)生的垂直分力有關；Fy代表運動員冠狀軸方向的受力，以向右為正，運動員在跨步時腳尖稍有外翻，右腳朝右前方邁出，足跟著地時產(chǎn)生左右方向的分力。

在Fx軸上足底壓力變化波動較小，且壓力方向均指向運動方向的反方向，此方向足底壓力最小。在Fz軸上足底壓力有明顯較大的波動，出現(xiàn)“三峰”曲線，此方向足底受力最大，方向為豎直向上。在Fy軸上足底壓力也有明顯的波動以及“雙峰”曲線特征，此方向足底壓力大于Fx軸壓力，小于Fz軸壓力，足底受力方向先向左，再向右，最后向左。同時可以看出，一般組動作第二波峰后沖擊力緩沖效果較差。

在Fz方向上的力值，一般組動作與快速組動作在后兩個波峰的力值均具有非常顯著性差異（P<0.01），快速組動作的力值更大。在整個緩沖蹬伸階段，第二波峰是足底受到的最大力，快速組動作足底受力大約為自身重力的2.53倍，一般組動作則大約為2.04倍，由于快速組動作更快的上步速度，沖擊力越大，足底受力相對較大。

在Fz軸上足底壓力有明顯較大的波動，出現(xiàn)“三峰”曲線，此方向足底受力最大，方向為豎直向上。分析認為足底Z軸方向受力出現(xiàn)的第一波峰與運動鞋、足跟脂肪墊的緩沖有關，實際并沒有達到最大值，待緩沖效果消失，由于運動員向前運動并未停止，Z軸方向上的受力會繼續(xù)增大，達到最大值，即第二波峰，本文并未對第一波峰進行分析。

2.2 緩沖階段足底動力學特征分析

在緩沖階段，三個方向上的壓力均在極短時間內(nèi)達到波峰，力值上升趨勢較大，其中，F(xiàn)z垂直方向上的壓力最大，其次是Fy左右方向，F(xiàn)x前后方向上的力值最小。隨著各關節(jié)和肌肉的緩沖作用，沖擊力逐漸減小，三個方向的力值均減小，當達到緩沖結(jié)束時刻時，力值基本達到波谷。此時，F(xiàn)z垂直方向上的壓力最大，其次是Fx前后方向，F(xiàn)y左右方向上的力值最小。緩沖階段Fz垂直方向與Fy左右方向上的力起伏較大，F(xiàn)x前后方向上的里波動較小。一般組動作的移動速度較慢、跨步步長較小，足跟落地時刻膝關節(jié)伸膝不足，沖擊力在三個方向上的分力極值也會較小，同時一般組動作本身速度小，沖擊力也就小，所以快速組動作在三個方向上的極值更大，而且一般組動作足跟落地時刻膝關節(jié)伸膝不足的現(xiàn)象容易造成脛骨前移，膝關節(jié)產(chǎn)生損傷。

2.3 蹬伸階段足底動力學特征分析

緩沖結(jié)束后，運動員開始蹬伸，首先右側(cè)足底發(fā)力，重心有明顯上升過程，隨著右腳蹬伸發(fā)力，重心開始向后上方移動，但是運動員的重心一直位于體前，這樣能在后移過程中遇到緊急事故以制動向前場移動，保護好前場。在蹬伸階段，由于沖擊力被緩沖，蹬伸階段的足底壓力小于緩沖階段。Fx軸前后方向上壓力變化較小，F(xiàn)z軸垂直方向上的壓力隨蹬伸發(fā)力增大，達到峰值，F(xiàn)y軸左右方向上的壓力出現(xiàn)方向變換的現(xiàn)象，分析認為隨著足跟著地后整個腳掌均著地，由于落地時腳尖有一定的外翻以及重心前移，蹬伸開始時，整個腳掌發(fā)力，足底可能會對地面產(chǎn)生向左下方的壓力，足底壓力則體現(xiàn)為向右上方的力。在蹬伸階段，運動員足底蹬伸力不僅受下肢肌肉爆發(fā)力的影響，緩沖階段肌肉離心收縮蓄積的彈性勢能對其蹬伸力影響更大。一般組動作離心——向心偶聯(lián)時間較長，彈性勢能利用率比專業(yè)運動員低，影響其蹬伸效果。

3 結(jié)語

在Fz豎直方向上的力最為明顯，出現(xiàn)“三峰”特征。后兩峰之間的時間即為超等長收縮中離心——向心偶聯(lián)時間。快速組偶聯(lián)時間短，更有利于發(fā)揮超等長收縮的作用。在緩沖階段，快速組動作在三個方向上的力均大于一般組動作，這與快速組動作移動速度較快有關。一般組動作出現(xiàn)伸膝不足現(xiàn)象容易引起脛骨前移造成膝關節(jié)損傷。在蹬伸階段，快速組動作離心——向心偶聯(lián)時間短，超等長收縮利用率高，緩沖階段儲存的彈性勢能利用率高，三個方向上的力大于一般組動作，蹬伸效果更好。

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