基于數據工程對鐵餅運動員投擲技術的運動學對比分析

摘要：應用運動數據工程方法--三維攝像解析在2015年4月中國田徑投擲項群賽系列賽的鐵餅決賽現場，對女子鐵餅運動員擲鐵餅技術進行拍攝，并對兩名運動員擲鐵餅的投擲技術動作進行解析，得出相關運動學參數，通過對比分析總結出各自的動作特點和不足，以期為中國女子鐵餅運動員投擲技術的改進提供理論依據和技術參考。

關鍵詞：鐵餅;三維攝像解析;投擲技術;運動學分析

近幾年中國出現了一批女子鐵餅運動員受到世人的矚目，但與世界優秀運動員投擲技術相比，仍存在一定的差距。本文基于數據工程方法對鐵餅運動員最后用力技術的運動學對比分析，并對兩名運動員擲鐵餅的投擲技術動作錄像進行解析，獲得兩名鐵餅運動員在比賽中的運動學參數，通過對比分析總結出各自的動作特點和不足，以期為中國女子鐵餅運動員投擲技術的改進提供理論依據和技術參考。

1研究對象與方法

1.1、研究對象

本文以2015年4月中國田徑投擲項群賽系列賽決賽成績兩名女子鐵餅運動員為研究對象，運動員分別是蘇欣悅、馮彬（以下簡稱蘇、馮），本次的運動成績分別為：61.00m、60.75m。

1.2、研究方法

本文主要研究方法：三維攝像解析法

2015年4月在中國田徑投擲項群賽系列賽決賽現場，對兩名女子鐵餅運動員投擲動作進行三維定點高速攝像。用兩部JVC GC-PX10AC攝像機分別置于投擲圈方向的正后方和正右側。兩部攝像機的主光軸夾角約為90°，拍攝頻率為50Hz，運用SignaltEC3D錄像解析軟件對錄像視頻進行解析，選用松井秀治人體模型（21個關節點，16個環節）。原始數據經低通濾波器平滑處理，截斷頻率為8Hz。

2研究結果與分析

2.1 擲鐵餅技術的階段劃分

所有運動員均采用背向旋轉擲鐵餅技術，為便于分析可將其動作分為6個時刻，5個階段：

t1：動作開始時刻，運動員第一圈開始預擺最大時刻;t2：運動員右腳離地時刻;t3：運動員左腳離地時刻;t4：運動員右腳著地時刻;t5：運動員左腳著地時刻;t6：運動員鐵餅出手時刻;

2.2雙腿支撐起轉階段分析

由表1可知t1時刻兩名運動員肩髖角分別為63.2°、58.9°。兩名運動員與中國優秀鐵餅運動員相比肩髖角普遍偏小，說明身體扭轉程度相對不充分，未能充分拉長腰腹部的肌肉，也減小了鐵餅的預擺距離;由表2可知t1時刻兩名運動員拉引角分別為118.1°、122.4°說明t1時刻兩名運動員投擲臂伸展幅度較大，投擲臂肌肉充分拉伸為人—鐵餅運動系統儲備了轉動動量和彈性勢能，技術穩定，為大幅度完成投擲技術奠定基礎。

由表1可見，在右腳離地時刻，兩名運動員右踝角分別是這是144.9°、137.9°，因為右腳積極蹬伸，獲得較大的地面作用力，在此時刻獲得了較快的轉動速度。從數據來看蘇右腳蹬伸幅度較大馮相對較差。

2.3 左腳單支撐旋轉階段分析

從表2數據不難看出，從兩名運動員左、右肩髖差可以看出在t3時刻左肩髖速度下降，右肩髖速度上升，形成右肩帶左肩，右髖帶左髖的特點，從而獲得較大的轉動量距。在左腳單支撐旋轉階段，兩名運動員髖速均大于肩速，其中蘇、馮兩肩速差分別為1.89m/s、1.72m/s，說明蘇和馮轉動速度快，能夠快速進入騰空階段。

2.4騰空階段分析

從表3可以看出，在騰空階段用時分別為0.08s、0.10s，在騰空階段用時越短越有利于運動員向下一階段過渡，其中蘇、馮用時相對較短，更有利于過渡到下一階段;

從表3可以看出，在t3時刻和t4時刻的拉引角分別為147.0°和155.7°、131.5°和145.8°。兩名運動員從t3時刻至t4時刻拉引角均在增大，說明在騰空階段兩名運動未能保持較好的上體拉伸狀態。蘇欣悅在t4時刻拉引角最大，說明騰空階段蘇保持超越器械能力相對較弱，與馮相比不能良好的將鐵餅控制在身后。

2.5過渡階段分析

由表4可以得出在左腳著地時刻兩名運動員拉引角分別為125.0°、142.1°，說明蘇在左腳著地時刻保持超越器械能力相對較強，較馮來說能夠良好的將鐵餅控制在身后。

從表4來看，兩運動員的肩髖角分別為61.6°、50.4°。從肩髖角數據可以得出，兩名運動員在左腳著地時刻，蘇相對于馮旋形成扭轉姿勢強，保持較好的髖超越肩的姿勢。

要讓鐵餅在最后用力階段保持一定的速度，t5時刻左右肩速度的差值可作為評價指標，從表4在左腳著地時刻左、右肩速可以得出蘇運動員左、右肩速差分別為2.52m/s、2.07m/s，肩速差較大，說明胸肩臂打開幅度相對較大，超越器械能力強，蘇、馮胸肩臂打開幅度相對較小，超越器械能力不理想，對最后用力有一定的影響。

2.6最后用力階段分析

從表5可知蘇、馮運動員在最后用力階段用時分別為0.14s、0.24s，世界優秀女子鐵餅運動員最后用力階段用時在0.1s-0.2s之間，馮用時過長，蘇用時相對合理。

影響鐵餅遠度的因素有出手速度、出手角度、出手高度等，研究表明，鐵餅出手速度是影響鐵餅遠度最重要的因素，從表5可知鐵餅出手速度分別為23.24m/s、22.57m/s。世界優秀女子鐵餅運動員出手速度約為25m/s，與優秀世界女子鐵餅運動員相比均有待提升，馮鐵餅出手速度較慢，應加強專項訓練來提高鐵餅出手速度。

從表5可知鐵餅出手時刻兩名運動員鐵餅出手角度分別為32.8°、41.7°，查閱相關文獻可知，女子鐵餅運動員出手角度的合理范圍為35°-40°。馮出手角度偏大，蘇出手角度偏小。

從表5可知兩名運動員在鐵餅出手時刻出手高度分別為1.674m、1.712m從以上數據對比可知馮、蘇出手高度相對合理。

3 研究結論

基于數據工程對鐵餅運動員最后用力技術的運動學對比分析得到以下的結論：

3.1、雙腿支撐起轉階段

兩名運動員肩髖角普遍偏小，身體扭轉程度相對不充分，t1時刻兩名運動員投擲臂伸展幅度較大，蘇（144.9°）右腳蹬伸幅度較大馮（137.9°）相對較差。

3.2、左腳單支撐旋轉階段

蘇和馮轉動速度快，能夠快速進入騰空階段

3.3、騰空階段

蘇（0.10s）、馮（0.10s）用時相對較短，更有利于過渡到下一階段;騰空階段蘇保持超越器械能力相對較弱，與馮相比不能良好的將鐵餅控制在身后。

3.4、過渡階段

蘇在左腳著地時刻保持超越器械能力相對較強，較馮來說能夠良好的將鐵餅控制在身后，蘇相對于馮旋形成扭轉姿勢強，保持較好的髖超越肩的姿勢，蘇、馮胸肩臂打開幅度相對較小，超越器械能力不理想，對最后用力有一定的影響。

3.5最后用力階段

馮（0.24s）用時過長，蘇（0.14s）用時相對合理，馮鐵餅出手速度相對較慢，應加強專項訓練來提高鐵餅出手速度，馮出手角度偏大，蘇出手角度偏小;馮、蘇出手高度相對合理。

參考文獻：

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作者簡介：李俊茗（1991-）男，河南商丘人，學歷：碩士研究生，研究方向：運動訓練。

（作者單位：天府新區航空旅游職業學院）