陜西藝術體操難度動作運動學分析

宋海明，楊 鋒

(陜西省體育科學研究所，陜西西安 710065)

1. 研究目的

本研究針對陜西省藝術體操主教練的科研需求,應用運動生物力學研究方法,對陜西省藝術體操重點隊員團體完成成套動作過程中的難度動作進行運動學分析。了解目前陜西省藝術體操團體項目的技術特征及存在的技術缺陷與問題、影響評分的因素等。為教練員進行訓練提供科研服務與理論支撐、幫助陜西省藝術體操隊創造優異成績。

2. 研究對象與方法：

以陜西省藝術體操集體項目一線隊員為研究對象、通過文獻資料法查閱藝術體操相關研究文獻了解該項目研究現狀、通過訪談法與陜西省藝術體操主教練進行多次溝通了解項目特點及運動隊急需要解決的技術問題。運用運動學三維攝像解析法，采用兩臺高速攝像機對陜西省藝術體操隊訓練測驗進行三維攝像獲得整套動作視頻。視頻解析軟件對難度動作進行解析處理獲得相關數據。結合運動生物力學專業知識對難度動作進行研究。

3. 結果與分析討論

3.1 圈棒難度動作分析

3.1.1 俯平衡動作運動學分析

圖1 測試現場示意圖

表1 圈棒難度動作俯平衡動作先后順序時刻表

數據顯示動作開始先后順序為：1號位、2號位、3號4號位、5號位，動作結束先后順序為：3號4號位、5號位、1號2號位。動作開始先后最大相差0.2秒，動作結束先后最大相差0.13秒。動作開始有4個時刻點，動作結束有3個時刻點。相比之下動作結束的一致性要相對好于動作開始。裁判認為動作有先后不一致的時間間隔為0.5秒。開始結束最大相差均小于0.5秒、故該難度動作的一致性較好。

表2 圈棒難度動作俯平衡動作保持時間表

腿抬至最高點保持時間2、3、4、5號4名隊員均在1.秒左右其均值為1.15秒，停頓時間在難度動作所要求的時間為2秒；1號位為0.367秒，1號位在完成腿上舉動作過程中有0.501秒的停頓之后繼續完成上舉動作。可見隊員腳部抬起保持180度的時間均小于動作要求的時間。其中1號位隊員應引起高度重視。結合動作視頻分析4號1號隊員手持圈、其中4號隊員手持圈在腿抬起做俯平衡后圈高度不夠有圈靠到地面的嫌疑、且手持圈做旋轉動作后圈的高度也較低、且與5號相比動作要略慢些。2號3號5號隊員手持棒，3號隊員在做棒旋轉前兩臂平舉手的位置高于肩部、在旋轉棒過程雙手高度約與肩齊平、而2號與5號隊員尤其是2號隊員在做棒旋轉前兩臂平舉手的位置約與肩齊平、在旋轉棒過程雙手高度低于肩部、3號隊員的動作將雙手高于肩部此姿態更利于背部肌肉的發力使上肢保持固定姿勢、而2號5號隊員則更容易使背肌松弛不利于上肢的穩定。5名隊員中1、2、3、4、號位均相對自身體位偏右，應該均像5號位隊員體位方向所示。其中2、3、4、5號隊員頭部上仰一致，而1號位隊員則頭部上仰略低于其于隊員。

表3 圈棒難度動作浮埃迪轉動作先后順序時刻表

3.1.2 浮埃迪轉動作運動學分析

數據顯示動作開始先后順序為： 3號4號5號位、2號位、1號位、動作結束先后順序為：3號4號位、2號位，1號位5號位、。動作開始先后最大相差0.1秒，動作結束先后最大相差0.301秒。動作開始有3個時刻點，動作結束有4個時刻點。相比之下動作開始的一致性要相對好于動作結束。開始結束最大相關均小于0.5秒、在裁判不可見范圍內、故該難度動作的一致性較好。結合動作視頻分析1號全隊員在第1、5、6圈腳部存在一定的跳越，第4圈腳部存在一定的移動。2號位隊員在第2、6圈腳部存在一定的跳越。3號位隊員在1、6圈存在一定的跳越。4號位隊員在2圈存在一定程度的移動。5號位隊員在1圈存在一定程度的跳越。5名隊員在擺動腿擺起角度均可達到要求的90度、且每圈旋轉的方向性各自己也基本一致，在隨后的巴塞動作中部分隊員在不同的旋轉圈中存在巴塞腳低于支撐腿膝關節部位。在動作結束擺動腿落地瞬間1號位隊員兩腳間距離過大影響美觀程度。

3.1.3 俯平衡轉與側倒動作運動學分析

數據顯示動作開始先后順序為3號位、2號位、1號位、4號位、5號位，動作結束先后順序為1號位、2號位，3號位，4號位，5號位。動作開始先后最大相差1.38秒，動作結束先后最大相差0.4秒。動作開始與結束5名隊員有5個時刻點可見該難度動作的統一性相對較差。

4號5號位隊員在完成側倒動作過程中腿舉起180度保持的時間分別為0.801秒、0.601秒，要少于難度動作要求的2秒的時間范圍。結合動作視頻分析俯平衡各隊員腿抬起兩腿均達到180度，且開始旋轉與旋轉結束其自身方向在一個方向、支撐腿也沒有跳越或移動。側倒動作4號、5號隊員在腿下落著地瞬間支撐腿有均有跳動且4號隊員的跳越程度非常明顯。

3.1.4 浮埃迪平衡動作運動學分析

表6 圈棒難度動作浮埃迪動作先后順序時刻表

數據顯示動作開始先后順序為1號位、2號位、3號位、4號位、5號位。動作結束先后順序為1號位、2號位、5號位、4號位、3號位。動作開始時刻先后最大相差2.269秒，動作結束時刻先后最大相差1.747秒。動作開始與結束5名隊員均有5個時刻點，顯然該動作完成的統一性很差。

數據顯示在該難度動作的三個部分中，第一部分5名隊員的高點停頓時間均值為0.574秒，第二部分5名隊員的高點停頓時間均值為0.5068秒，第三部分5名隊員的高點停頓時間均值為0.2734秒。與該難度動作的要求停頓2秒相差甚遠。在該難度動作的三個部分5名隊員兩腿夾角均符合該難度動作的要求。結合動作視頻分析支撐腿在完成動作過程中均沒有跳越或移動、擺動腿抬起的度數均達到了所要求的度數135度與90度。過程中隊員的方向與面均保持較一致。

表7 圈棒難度動作浮埃迪動作保持時間表

3.1.5 反髖大跳動作運動學分析

表8 圈棒難度動作反髖大跳動作先后順序時刻表

數據顯示動作開始先后順序為2號位、3號位、4號位、5號位、1號位，動作結束先后順序為2號位、3號位、4號位、5號位、1號位。動作開始先后最大相差0.267秒，動作結束時刻先后最大相差0.267秒。動作開始與結束時刻5名隊員均有5個時刻點，完成該難度動作的統一性較差。結合視頻分析5名隊員空中兩腿角度及髖關節高度均符合該難度動作的要求。

3.2 五帶難度動作分析

3.2.1 俯平衡轉和側倒動作運動學分析

表9 五帶難度動作俯平衡轉和側倒動作先后順序時刻表

數據顯示動作開始先后順序為2號位、1號位、3號位、5號位、4號位，動作結束先后順序為5號位、4號位、1號位、2、3號位，開始時刻先后最大相差0.3秒，結束時刻先后最大相差0.767秒，5名隊員動作開始有5個時刻點，結束有4個時刻點。

表10 五帶難度動作俯平衡轉和側倒動作保持時間表

4號、5號位隊員完成側倒難度動作腿舉起180度保持的時間分別為0.868秒，0.734秒。低于難度動作要求的2秒的時間范圍。

3.2.2 反髖大跳動作運動學分析

數據顯示動作開始先后順序為5號位、4號位、2號位、3號位、1號位、動作結束先后順序為5號位、4號位、2號、3號位，1號位，開始時刻先后最大相差0，233秒，結束時刻先后最大相差0.234秒。動作開始有5個時刻點，結束有4個時刻點，動作結束時刻的統一性相對好于開始時刻。結合視頻分析5名隊員空中兩腿角度及髖關節高度均符合該難度動作的要求。

表11 五帶難度動作反髖大跳動作先后順序時刻表

3.2.3 浮埃迪平衡動作運動學分析

表12 五帶難度動作浮埃迪平衡動作先后順序時刻表

數據顯示動作開始先后順序為1號位、5號位、2號、3號位、4號位，動作結束順序為3號、4號位，2號、5號位，1號位。開始時刻先后最大相差0.1秒，動作結束時刻先后最大相差0.133秒，動作開始開始有4個時刻點，結束有3個時刻點，動作結束相比動作開始統一性較好。

表13 五帶難度動作浮埃迪平衡動作保持時間表

數據顯示該難度動作第一部分5名隊員高點停頓時間均值為0.366，第二部分5名隊員高點停頓時間均值為0.4208秒，第三部分5名隊員高點停頓時間均值為0.5138秒。與該難度動作的要求停頓2秒相差甚遠。在該難度動作的三個部分5名隊員兩腿夾角均符合該難度動作的要求。

3.2.4 俯平衡動作運動學分析

表14 五帶難度動作俯平衡動作先后順序時刻表

表15 五帶難度動作俯平衡動作保持時間表

表16 五帶難度動作浮埃迪轉動作先后順序時刻表

該難度動作為1號、2號、3號隊員先做之后4號、5號隊員再做故分別說明，數據顯示1號、2號、3號隊員動作開始先后順序為2號3號、1號位，結束先后順序為3號位、2號位、1號位，開始時刻先后最大相差0.133秒，結束時刻先后最大相差0.473秒。4號、5號隊員動作開始先后順序為5號位、4號位，動作結束先后順序為4號位、5號位。開始時刻先后相差0.1秒，結束時刻先后相差0.033秒。

數據顯示隊員腿抬起180度保持時間5名隊員的平均時間為0.801秒，低于該難度動作要求的保持時間1-2秒的范圍。

3.2.5 浮埃迪轉動作運動學分析

數據顯示動作開始先后順序為2號、3號、5號位，1號位，4號位，動作結束先后順序為5號位、2號位，3號、4號位、1號位。開始時刻先后最大相差0.006秒，動作結束先后最大相差0.1秒。開始時刻有三個時刻點、結束時刻有4個時刻點。結合視頻分析1號隊員在第1圈、4-5圈處腳部存在一定程度的跳越，2號位隊員在第6圈存在明顯的跳越現象，3號位隊員在第1圈存在一定程度的跳越，4號位隊員在第1圈、2圈、6圈存在一定程度的跳越現象。5號位隊員在第4圈存在明顯跳越現象。

4. 研究結論

完成部分難度動作的一致性較差。部分難度動作肢體空中保持姿態的時間不符合其難度動作的要求。在不同時限腳部普遍存在跳越或移動的現象。個別隊員肢體姿態角沒有達到其難度動作的要求。