倫巴WALK上步+螺旋轉體動作的運動學分析

黃少凱

[關鍵詞]倫巴WALK;動作;運動學

本研究運用四臺攝像機對6名女性倫巴選手完成倫巴WALK上步+螺旋轉體動作進行拍攝，通過利用SIMI Motion錄像解析分析系統得出數據。結果：連續三圈旋轉過程中，選手Z方向上重心位移周期性的波動，每周重心最高點呈現上升的趨勢，有利于旋轉中的加速。對三周旋轉的膝關節角度與運動時間進行person相關性分析，第一周與第三周相關性具有統計學意義。結論：身體重心的變化對選手旋轉動作的完成是非常重要的。選手在轉體時，除了需要注意手臂的伸展和收攏，膝關節角度的變化與運動時間也存在較高相關性。

一、研究對象和方法

（一）研究對象

受試者選取：通過現場對志愿者進行測試測量數據，選取6名在身體基本形態指標和專項能力方面均不存在顯著性差異的體育舞蹈專業學生，受試者均為女性。所有受試者均熟練拉丁舞旋轉動作，無受傷經歷。實驗前對每位受試者講解本實驗的具體流程及其實驗目的，受試者同意參加本次實驗。這6名選手均在山東省體育舞蹈比賽中獲得前六名。在自愿的情況下參加實驗。

（二）研究方法

1.文獻資料法

運用知網、維普、等相關網站，以“倫巴”“WALK步”“運動學分析”為關鍵詞，查找瀏覽有關期刊文獻。

2.實驗法

測試前準備好實驗所用儀器，包括身高體重測量儀、PEAK三維標定框架、4臺高速攝像機及錄像支架、黑色幕布、白色標志點、同步燈。運用身高體重測量儀得到受試者身高及體重信息，填寫入個人情況表中。對攝像機進行安裝，4臺高速攝像機位置按逆時針順序擺放。場地布置為長方形，每個角放置一臺攝像機，場地中間為拍攝區域放置PEAK三維標定框架。1號攝像機與2號攝像機以及3號攝像機與4號攝像機之間的距離為10 m，2號攝像機與3號攝像機以及4號攝像機與1號攝像機之間的距離為7 m，從而構成一個長10 m寬7 m的長方形區域。設定攝像機拍攝頻率為100幀/s，調整攝像機高度均為135cm。在對受試者規定的倫巴WALK上步+螺旋轉體動作進行拍攝之前，首先4臺攝像機對PEAK三維標定框架進行拍攝，約10s后結束對三維標定框架的拍攝并將其移走，同時為了使受試者的動作表現接近于平日比賽和訓練，受試者在測試前要進行15min的準備活動。測試前對受試者身體兩側的肩關節、肘關節、腕關節、髖關節、膝關節、踝關節進行白色標志貼放，以確保后期錄像分析打點的準確性。三維標定框架拍攝完畢后，受試者分別在錄像區域內完成倫巴WALK上步+螺旋轉體動作。每位受試者開始測試前，先將同步燈放置在四臺攝像機均能拍攝到的位置使其閃爍兩到三下進行視頻同步。每位受試者均完成測試后，視頻經過剪輯導入德國SIMI Motion錄像解析分析系統，對圖像進行標定、打點后得出數據。

拉丁舞倫巴旋轉動作的運動學參數。

本文通過SIMI Motion錄像解析分析系統所得出的數據對倫巴WALK上步+螺旋轉體動作的基本特征進行分析研究，主要包括完成動作時身體重心的位移特征和速度變化、運動時間以及左右膝關節角度的變化。轉體第一周時間：從動作啟動上步開始到螺旋轉體360°為第一周旋轉所用時間。轉體第二周時間：從第一周轉體動作完成接第二次螺旋轉動作啟動到第二次螺旋轉動作完成為第二周所用時間，此時身體旋轉過720°。轉體第三周時間：第二周轉體完成接第三次螺旋轉動作啟動到第三次螺旋轉動作完成為第三周所用時間，此時身體轉過1080°。膝關節角度為大轉子頂點與股骨外上髁的連線以及股骨外上髁與腓骨外髁隆起的連線所構成的夾角。

3.數理統計法

受試者測試的原始數據經過Excel儲存和整理，使用數據統計分析軟件SPSS20.0進行person相關性分析。隨著r的絕對值的增加，兩變量之間關系強度隨之增加。

二、結果與分析

（一）身體重心位移特征與分析

Z方向上的重心位移原始數據經過Excel整理繪制成曲線圖，發現在倫巴WALK上步過程中選手重心均先降低后升高，這是由于完成倫巴WALK上步時需要轉動右側身體與胯部向后，帶動左腿收回，彎曲左腿膝關節。當左腿經過右腿向前移動時，左側膝關節又慢慢伸直，在左腳著地的同時右腳腳跟離地，身體重心繼而上升。根據運動生物力學對人體運動的表現形式分類，拉丁舞倫巴螺旋轉動作屬于轉動，其在轉動過程中雙腳支撐著地，未有可見的轉動軸，因此又屬于有支點無實體軸的轉動。質量是用來量度平動物體慣性的物理量，慣性也存在于轉動的物體中，我們用轉動慣量來量度轉動物體的慣性。轉動慣量可以用來描述物體保持原有轉動狀態的能力是用來量度轉動物體慣性大小的物理量。在完成三圈螺旋轉過程中，重心在Z軸上的位移呈現出周期性的變化，這與選手在每一圈的旋轉過程中左右腿轉換和腳后跟的抬起有關。選手在多圈旋轉過程中，每一圈的重心最高點都呈現出上升的趨勢。由于人體重心越高，身體轉動速度就越快，因此選手在旋轉過程中身體轉動速度也應呈現出上升趨勢。經過對拍攝視頻的觀看與分析，發現選手在每一圈的旋轉過程中，身體重力始終分布于腳前掌，腳后跟沒有落地，通過腿部肌肉持續收縮將身體重心抬高。由I=mr2我們可以發現，兩側手臂伸展時身體質量分布離轉動軸較分散，轉動慣量增大，手臂收攏時身體質量分布較集中，轉動慣量減小。所以，拉丁舞選手要想獲得較快的轉速，就需要在旋轉過程中提踵，從而抬高重心增大身體的旋轉速度，相應的旋轉過程中持續提踵，就需身體具有良好的控制能力。同時，旋轉開始時要想獲得較高的旋轉速度，就需要選手身體兩側手臂打開以增大轉動慣量。

除此之外，步子過大也會影響旋轉的速度，在每一圈的旋轉銜接過程中，要注意步子大小應該適中。人體各個環節的協調配合，身體肌肉的用力大小以及外力等也是影響螺旋轉動作完成的重要因素。

（二）身體重心速度特征與分析

實驗數據表明反應的是在連續的三圈螺旋轉體過程中，選手在3D方向上重心速度變化幅度不大，每一周的旋轉速度平均為（0.954±0.244）m/s、（0.974±0.215）m/s和（0.945±0.220）m/s。這表明在拉丁舞倫巴連續多圈旋轉過程中，選手對身體轉動的速度有比較好的掌控能力。經過長時間訓練，動作會從泛化到形成穩定的動作定型，對于外界環境的影響，會表現出選擇性，從而降低各種影響因素，使每一次的動作趨于最好水平和質量相同。值得注意的是雖然這6名選手在旋轉速度上各有不同，但在三周螺旋轉過程中，螺旋轉啟動階段速度大于每一周旋轉的平均速度，這與拉丁舞倫巴螺旋轉前的WALK上步有關，WALK上步的速度較低，因而WALK上步與螺旋轉體的銜接過程降低了旋轉的平均速度。

（三）運動時間特征及分析

第一周所用時間平均為（0.869±0.087）s，第二周所用時間平均為（0.698±0.072）s，第三周所用時間平均為（0.690±0.058）s，這表明選手在旋轉過程中的速度處于遞增狀態。雖然三號選手完成旋轉所用時間最長，但其第一周旋轉時間為0.936s，第二周旋轉時間為0.755s，第三周旋轉時間為0.685s，時間遞減率為19.3%和9.2%，總體旋轉加速節奏明顯。四號選手旋轉三周的總用時最少，雖然第三周旋轉所用時間相對于第二周所用時間增加，但依舊小于平均所用時間，表現出快于其他人的旋轉速度。選手之所以每一周旋轉所用的時間不一樣，是因為人在進行運動時都要受到神經系統的控制而非機械運動，再加上場地等各種外界因素的影響導致在相同旋轉過程中，選手表現出來的動作質量各不相同。

（四）膝關節角度特征與分析

拉丁舞旋轉過程中需要保持自身的穩定和快速的旋轉，這就使得腿部肌肉收縮帶動下肢動作的快速移動以及中段動作維持身體穩定顯得尤為重要。在人體環節劃分中，膝關節是大腿和小腿的連接關節，可以代表腿部運動速度。基于此，對選手完成三周旋轉動作的膝關節角度進行分析。

通過對6名選手膝關節角度變化的分析，每名選手在完成動作時膝關節角度大小各有差異，這與每位選手在旋轉過程中有各自的動作特點有關。雖然6名選手膝關節角度變化有大小的差異，但是總的來說第二圈膝關節角度較大，這與3D方向上重心速度在第二圈表現出較快的速度也是相符合的。在旋轉過程中身體重心的不斷轉換，離不開下肢運動與整個身體的動作的協調一致，身體的舒展，有利于獲得較大的旋轉速度。

（五）不同時刻膝關節角度與運動時間的相關分析

本文擬在分析左右兩側膝關節角度與其運動時間大小的關系。選取6名選手左右膝關節角度以及運動時間進行Pearson相關性的系數分析，發現右側膝關節角度與運動時間有相關性。本研究發現在連續三圈的螺旋轉體過程中，第一周轉體和第三周轉體時右側膝關節角度與運動時間呈現出較強的負相關。轉體第一周與運動時間相關系數為-0.867（P<0.05）， 轉體第三周與運動時間相關系數為-0.826（P<0.05）。這表明在轉體第一周和第三周膝關節角度較大，旋轉所用時間較短。

三、結論與建議

（一）結論

（1）拉丁舞倫巴旋轉過程中身體重心的變化對選手維持自身穩定是非常重要的。選手在完成三圈螺旋轉體過程中，重心在Z軸上的位移呈現出周期性的變化，選手在每一圈的旋轉過程中左右腿轉換和腳后跟的抬起有關。選手在3D方向上重心速度變化幅度不大，這表明在拉丁舞倫巴連續多圈旋轉過程中，選手對身體轉動的速度有比較好的掌控能力。

（2）倫巴WALK步+多圈螺旋轉體要想得到良好的旋轉效果，就要做到啟動、轉體和結束這3個重要特征時刻身體各部分的協調發力。在協調發力的基礎上，旋轉過程中手臂收攏置于胸前，每一圈轉體開始或結束時手臂又盡量向身體兩側伸展。

（3）選手在轉體時，不僅需要注意手臂的伸展和收攏，下肢關節尤其是膝關節角度的變化也尤為重要。實驗結果表明在三圈螺旋轉體過程中，第一周和第三周膝關節角度與運動時間呈現出較強的負相關。

（二）建議

（1）了解旋轉原理

選手應學習并知道旋轉過程中動力的來源以及重心的變化規律，學會找平衡點來控制重心，合理利用腿給地面的推力及軀體自身的內動力。

（2）加強核心力量訓練

核心力量訓練有助于身體中段的收緊，增強身體穩定性對提高旋轉質量有積極作用。

（3）勤于練習

拉丁舞選手對旋轉動作每個階段技術動作的控制都對整個動作的完成起著至關重要的作用。通過不斷地練習正確動作，逐漸達到最終穩定的動作定型。