一種跳水運(yùn)動(dòng)員核心力量蹬伸訓(xùn)練器的研發(fā)*

李 媛 柴建中 曹立業(yè)

（1.河北省體育科學(xué)研究所，河北 石家莊 050011； 2.河北省體育局游泳跳水運(yùn)動(dòng)管理中心，河北 秦皇島 066000）

跳水運(yùn)動(dòng)員在做跳水動(dòng)作時(shí)，腹部和下肢的各個(gè)肌肉群都要參與動(dòng)作的完成，因此需要對(duì)人體核心區(qū)域各個(gè)主動(dòng)肌和協(xié)同肌進(jìn)行相應(yīng)的訓(xùn)練[1-4]。由于不同的跳水動(dòng)作需要不同的肌群進(jìn)行協(xié)作，這就導(dǎo)致跳水運(yùn)動(dòng)員肌肉的訓(xùn)練不能僅僅局限于一種模式，需要在下肢與腹部成不同的角度下進(jìn)行不同的肌群組合訓(xùn)練。改變角度可以更有效地鍛煉主動(dòng)肌和協(xié)同肌，并使各個(gè)小肌肉群都得到訓(xùn)練，增強(qiáng)協(xié)同能力，從而使動(dòng)作更為協(xié)調(diào)，而且訓(xùn)練效果遠(yuǎn)超單一增加大肌肉群力量的訓(xùn)練效果。另外，各個(gè)肌肉群的協(xié)調(diào)發(fā)展也是防止發(fā)生運(yùn)動(dòng)損傷的最佳方法。

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，有學(xué)者設(shè)計(jì)了輔助訓(xùn)練系統(tǒng)[5-8]，以彌補(bǔ)訓(xùn)練中依靠經(jīng)驗(yàn)判斷的不科學(xué)性。目前跳水項(xiàng)目訓(xùn)練中，進(jìn)行下肢和腹部肌肉的力量訓(xùn)練器械有鐵片蹬伸練習(xí)器、彈簧蹬伸練習(xí)器、氣動(dòng)蹬伸練習(xí)器等，其中有的可以設(shè)定各種蹬伸力量參數(shù)，有的可以在向心訓(xùn)練和離心訓(xùn)練兩種形式下自由變換。但是，這些練習(xí)器的共同缺點(diǎn)是都只能進(jìn)行單一角度的蹬伸練習(xí)，即運(yùn)動(dòng)員無(wú)法調(diào)整下肢和軀干之間的蹬伸夾角，使得肌肉的訓(xùn)練在組合上和負(fù)荷比例上呈單一性，不能適應(yīng)各種不同跳水動(dòng)作訓(xùn)練的需要，這種情況至今沒(méi)有得到改善。

本研究提出一種跳水運(yùn)動(dòng)員核心力量蹬伸訓(xùn)練器（以下簡(jiǎn)稱“蹬伸訓(xùn)練器”），這種蹬伸訓(xùn)練器可以讓跳水運(yùn)動(dòng)員能夠進(jìn)行多角度的蹬伸力量練習(xí)，對(duì)不同的肌肉群進(jìn)行有針對(duì)性的訓(xùn)練，增強(qiáng)主動(dòng)肌和協(xié)同肌的協(xié)調(diào)能力，以便充分發(fā)揮肌肉的最大力量，同時(shí)避免發(fā)生運(yùn)動(dòng)損傷。

1 技術(shù)方案

蹬伸訓(xùn)練器詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 蹬伸訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)示意圖

底座為水平放置的長(zhǎng)方形框架，座椅固定在底座的一端，底座上安裝可以前后滑動(dòng)的蹬板，蹬板與拉簧相連接。其改進(jìn)之處在于蹬伸架，蹬伸架為長(zhǎng)方形框架，蹬伸架內(nèi)安裝有可以前后滑動(dòng)的滑動(dòng)小車，蹬板固定在滑動(dòng)小車上，拉簧連接在滑動(dòng)小車與蹬伸架后端之間。底座由兩個(gè)縱梁和兩個(gè)橫梁組成，兩個(gè)縱梁之間的寬度與蹬伸架的外側(cè)寬度相匹配。蹬伸架的后端位于底座的兩個(gè)縱梁之間，蹬伸架的后端與底座的兩個(gè)縱梁通過(guò)轉(zhuǎn)軸相連接。在底座的前端安裝有角度調(diào)整架，角度調(diào)整架由兩個(gè)立柱和一個(gè)橫桿組成，兩個(gè)立柱的下端與底座前端兩側(cè)固定連接。兩個(gè)立柱平行，兩個(gè)立柱的上端由橫桿相連接，兩個(gè)立柱上沿著立柱的長(zhǎng)度方向順序排列分布有多個(gè)調(diào)節(jié)孔。蹬伸架的前端位于兩個(gè)立柱之間，蹬伸架的前端兩側(cè)分別有插孔，銷軸穿過(guò)立柱兩側(cè)的調(diào)節(jié)孔與蹬伸架前端的插孔將蹬伸架前端與立柱相連接。

蹬伸訓(xùn)練器所述蹬伸架的長(zhǎng)方形框架兩側(cè)為槽鋼，槽鋼的開(kāi)口相對(duì)，槽鋼的后端由鋼板焊接連接，槽鋼的中部有橫向拉桿焊接連接，槽鋼的前端與頂板相連接，頂板為N 型鋼板，頂板的相對(duì)兩側(cè)的板面分別與槽鋼前端兩側(cè)外壁由螺栓緊固連接。

蹬伸訓(xùn)練器所述滑動(dòng)小車為鋼板制作的盒體，滑動(dòng)小車前部和后部分別安裝有橫軸，橫軸與滑動(dòng)小車移動(dòng)的方向垂直，橫軸兩端分別安裝有滾輪，橫軸兩端的滾輪分別嵌在蹬伸架兩側(cè)的槽鋼開(kāi)口中，滾輪與槽鋼開(kāi)口的上下兩側(cè)板面為滾動(dòng)配合。

蹬伸訓(xùn)練器所述蹬伸架的兩側(cè)槽鋼開(kāi)口的上下兩側(cè)板面的前端分別焊接有滾輪限位條，滾輪限位條與槽鋼上下兩側(cè)板面垂直，滾輪限位條向槽鋼開(kāi)口方向凸出，滾輪限位條位于滾輪的內(nèi)側(cè)面。詳見(jiàn)圖2、圖3。

蹬伸訓(xùn)練器所述拉簧為3-7 條，拉簧的后端與蹬伸架的后部橫桿通過(guò)掛鉤相連接，拉簧的前端與滑動(dòng)小車的后部通過(guò)掛鉤相連接，蹬伸架的后部上平面有防護(hù)板，防護(hù)板位于拉簧的上方，防護(hù)板與蹬伸架上表面由螺栓固定連接。

圖2 滑動(dòng)小車與蹬伸架槽鋼的安裝示意圖

圖3 滑動(dòng)小車與蹬伸架槽鋼的安裝剖視圖

2 具體實(shí)施方式

蹬伸訓(xùn)練器由底座1、座椅2、蹬伸架3、蹬板4、拉簧5、轉(zhuǎn)軸6、角度調(diào)整架7、滑動(dòng)小車8 組成。

如圖1 所示，底座1 為長(zhǎng)方形框架，底座1 水平放置，座椅2 固定在底座1 的一端。蹬伸架3 為長(zhǎng)方形框架，蹬伸架3 與底座1 安裝連接，蹬伸架3 上安裝有可以前后滑動(dòng)的滑動(dòng)小車8。蹬板4 與滑動(dòng)小車8 相連接，滑動(dòng)小車8 與蹬伸架3 之間安裝拉簧5。

如圖1 所示，底座1 由兩個(gè)縱梁和兩個(gè)橫梁組成，兩個(gè)縱梁之間的寬度與蹬伸架3 的外側(cè)寬度相匹配，蹬伸架3的后端位于底座1 的兩個(gè)縱梁之間，蹬伸架3 的后端與底座1 的兩個(gè)縱梁通過(guò)轉(zhuǎn)軸6 相連接，蹬伸架3 可以繞轉(zhuǎn)軸6 進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整蹬伸架3 與底座1 的角度，即調(diào)整坐在座椅2的運(yùn)動(dòng)員與蹬伸架3 的蹬伸角度。

如圖1 所示，為調(diào)整蹬伸架3 的角度，在底座1 的前端安裝有角度調(diào)整架7。角度調(diào)整架7 由兩個(gè)立柱9 和一個(gè)橫桿10 組成，兩個(gè)立柱9 的下端與底座1 前端兩側(cè)固定連接，兩個(gè)立柱9 平行，兩個(gè)立柱9 的上端由橫桿10 相連接，兩個(gè)立柱9 上沿著立柱9 的長(zhǎng)度方向順序排列分布有多個(gè)調(diào)節(jié)孔11。蹬伸架3 的前端位于兩個(gè)立柱9 之間，蹬伸架3 的前端兩側(cè)分別有插孔，銷軸12 穿過(guò)立柱9 兩側(cè)的調(diào)節(jié)孔11與蹬伸架3 前端的插孔將蹬伸架3 前端與立柱9 相連接。調(diào)節(jié)蹬伸架3 的角度時(shí)，將銷軸12 拔出，更換不同的調(diào)節(jié)孔11 即可。

如圖1 所示，蹬伸架3 的長(zhǎng)方形框架兩側(cè)為槽鋼13，槽鋼13 的開(kāi)口相對(duì)，槽鋼13 的后端由鋼板焊接連接，槽鋼13 的中部有橫向拉桿14 焊接連接，槽鋼13 的前端由頂板15 相連接。頂板15 為N 型鋼板，頂板15 的相對(duì)兩側(cè)的板面分別與槽鋼13 前端兩側(cè)外壁由螺栓16 緊固連接。頂板15 的作用：一是將蹬伸架3 兩側(cè)的槽鋼13 固定連接，二是取下頂板15 后，可以將滑動(dòng)小車8 放入蹬伸架3，或是從蹬伸架3 中取出滑動(dòng)小車8，便于維修和更換。

如圖1 所示，拉簧5 為3-7 條，拉簧5 的后端與蹬伸架3 的后部橫桿10 通過(guò)掛鉤相連接，拉簧5 的前端與滑動(dòng)小車8 的后部通過(guò)掛鉤相連接，練習(xí)時(shí)可以選擇拉簧5 的數(shù)量，通過(guò)掛鉤摘下或掛上實(shí)現(xiàn)。

如圖1 所示，蹬伸架3 的后部上平面有防護(hù)板20，防護(hù)板20 位于拉簧5 的上方，防護(hù)板20 由螺栓16 與蹬伸架3 上表面固定連接。防護(hù)板20 的作用是在發(fā)生拉簧5 脫鉤或斷裂時(shí)防止拉簧5 對(duì)人體造成傷害。

如圖1、圖2、圖3 所示，滑動(dòng)小車8 為鋼板制作的盒體，滑動(dòng)小車8 前部和后部分別安裝有橫軸17，橫軸17 與滑動(dòng)小車8 移動(dòng)的方向垂直，橫軸17 兩端分別安裝有滾輪18，橫軸17 兩端的滾輪18 分別嵌在蹬伸架3 兩側(cè)的槽鋼13 開(kāi)口中，滾輪18 與槽鋼13 開(kāi)口的上下兩側(cè)板面為滾動(dòng)配合。滾輪18 可以采用滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈與橫軸17 配合連接，滾動(dòng)軸承的外圈作為滾動(dòng)輪。采用滑動(dòng)小車8的優(yōu)點(diǎn)是可以避免使用滑動(dòng)桿時(shí)產(chǎn)生的桿體轉(zhuǎn)動(dòng)。在使用滑動(dòng)桿時(shí)，運(yùn)動(dòng)員必須用腳控制滑動(dòng)桿，防止滑動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，不僅會(huì)分散注意力，也會(huì)對(duì)訓(xùn)練效果產(chǎn)生很大的影響。

如圖2、圖3 所示，蹬伸架3 的兩側(cè)槽鋼13 開(kāi)口的上下兩側(cè)板面的前端分別焊接有滾輪限位條19，滾輪限位條19 的作用是將滾輪18 約束在槽鋼13 中，防止?jié)L輪18 左右擺動(dòng)，即避免滑動(dòng)小車8 左右晃動(dòng)，與槽鋼13 發(fā)生摩擦。滾輪限位條19 與槽鋼13 上下兩側(cè)板面垂直，滾輪限位條19 向槽鋼13 開(kāi)口方向凸出，滾輪限位條19 位于滾輪18 的內(nèi)側(cè)面。

3 使用方法

根據(jù)訓(xùn)練計(jì)劃確定運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。按照運(yùn)動(dòng)負(fù)荷確定運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行練習(xí)的拉簧5 的數(shù)量，打開(kāi)防護(hù)板20，調(diào)整拉簧5 的數(shù)量，調(diào)整完畢，重新固定防護(hù)板20。

根據(jù)訓(xùn)練計(jì)劃確定蹬伸練習(xí)的角度。拔出角度調(diào)整架7兩側(cè)立柱9 上的銷軸12，將蹬伸架3 調(diào)整到與座椅2 合適的角度，然后將銷軸12 插入立柱9 兩側(cè)的調(diào)節(jié)孔11，再將蹬伸架3 前端與立柱9 相連接，即可將蹬伸架3 的角度調(diào)節(jié)到位。

運(yùn)動(dòng)員坐上座椅2，按照教練員規(guī)定的節(jié)奏進(jìn)行蹬伸練習(xí)。練習(xí)中需要調(diào)整運(yùn)動(dòng)負(fù)荷或調(diào)整蹬伸角度時(shí)，重復(fù)上述操作。

更換運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行練習(xí)時(shí)，按照上述步驟重新對(duì)訓(xùn)練器進(jìn)行重新設(shè)置。

4 可實(shí)施的設(shè)計(jì)方案

底座1 的縱梁和橫梁分別由鋼板焊接為盒體，底座1的長(zhǎng)度為1.80 米，寬度為1 米；蹬伸架3 由槽鋼13 和鋼板制作，蹬伸架3 的長(zhǎng)度為1.40 米，寬度為0.70 米；拉簧5的直徑為30mm，靜止長(zhǎng)度為500mm，拉伸長(zhǎng)度為1200mm，蹬伸拉力為200-300N；角度調(diào)整架7 由鋼板焊接制作，鋼板厚度為12mm，調(diào)節(jié)孔11 的直徑為16mm；銷軸12 的直徑為16mm；滾輪18 為單列深溝球軸承，型號(hào)為6205；防護(hù)板20 為鋼板，厚度為2mm，長(zhǎng)度為500mm，寬度為800mm。