世界高水平女子鏈球選手器械加速特征的研究

摘 要：運用運動生物力學等方法，對現階段4名世界優秀女子鏈球運動員的投擲技術特征進行研究。發現：我國選手在技術上占有一定優勢，但對器械持續加速能力有待于提高，特別是最后用力階段對器械的做功距離和旋轉節奏。其中王崢第三、第四圈雙支撐、最后用力階段對器械加速的效果較差，存在左肩后撤和左膝關節壓緊效果差的現象。張文秀對器械加速軌跡路線較長，但第一圈存在左膝伸展幅度大和第二圈左側軸回撤現象；國外優秀選手普遍存在進旋轉“迎球”不積極的現象，但旋轉節奏較好，對器械持續加速能力好于我國選手，特別是最后用力階段。其中沃達對器械旋轉節奏較好，雙支撐階段對器械加速效果較好，左膝關節壓緊效果明顯好于我國選手。本研究分析我國選手在技術上的優勢和存在的問題，對進一步完善技術提供理論依據，為我國在該項目上的選材提供幫助，以期推動該項目在我國的進一步發展。

關鍵詞：世界高水平；女子鏈球運動員；投擲技術

中圖分類號：G824.4文獻標識碼：A文章編號：1009-9840（2023）01-0040-06

Accelerated Trajectory Characteristics of World Top Women 's Hammer Throwers

DONG Haijun

（Hebei Institute of P.E.， Shijiazhuang 050041， Hebei， China）

Abstract：This article used sport biomechanics method to study the throwing technique of the current world's elite 4 female hammer throwers. The study found that Chinese players occupy a certain advantage in technology， but the ability that continually accelerated the equipment should be improved， especially in the work distance of the instrument at last force phase， and improved the rotation rhythm. Wang Zheng is poor in the acceleration effect of the third and fourth ring double support and last force phase on the equipment， and the back of the left shoulder and the bad pressed effect of left knee. Zhang Wenxiu has a longer accelerated track route on the equipment， but she has the problem of large stretch of left knee on first lap and the left shaft on second ring withdrawal. Foreign hammer throwers have a common phenomenon of inactive facing ball of rotation， but the rotation rhythm is better， the ability to continually accelerate the equipment better than Chinese players， especially in the last force stage of force. Voda is obviously better in the aspects of the rotary rhythm of instruments， the accelerated effect of equipment in the double support phase and the compression effect of the left knee joint. The advantages and problems of Chinese hammer throwers in technology are found， which can provide a theoretical basis for the further improvement of the technology， help for talent selection and further promotion of the project in China.

Key words：world top level; female hammer throwers; throwing technique

女子鏈球是我國田徑的優勢項目，在亞洲處于遙遙領先的地位。歷史上涌現出了顧原、張文秀、王崢等一大批優秀的運動員，為我國在國際大賽中爭得了榮譽。其中顧原獲得過世界杯冠軍，張文秀獲得過一枚奧運會銀牌，一枚奧運會銅牌，王崢是現亞洲和全國紀錄保持者，獲得過一枚奧運會銀牌。從目前國際女子鏈球項目的發展規律和成績變化趨勢看，逐步提高專項能力的基礎上發展速度是未來一個階段女子鏈球發展的方向。眾所周知，鏈球項目不同于其他投擲項目的最大特點是：器械本身就是一個力量體，整個旋轉加速過程是人體和器械在對抗中完成的。所以對投擲過程中器械運行軌跡特征進行研究，有利于更好地判斷人體加速過程中的合理性及人體運動和器械之間的關系，探索器械加速過程中特有的規律，有利于更好地了解項目特征和訓練規律，推動該項目在我國更好地發展，保持自己在技術上的優勢，發展劣勢能力，逐步提高我國選手在國際賽場上的競爭能力。

1研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究以現階段4名世界優秀女子鏈球運動員的投擲技術特征為研究對象。4名選手個人最好成績都在77米以上，其中沃達爾奇克是現世界紀錄82.98米保持者，也是世界上唯一能把器械投到80米以上的女運動員，在該項目擁有絕對實力；俄羅斯的賴申科個人最好成績78.80米，獲得過該項目奧運會和世錦賽的金牌；我國選手張文秀最好成績為77.33米，獲得過一枚奧運會銀牌，是我國在該項目上的優秀選手；王崢是繼張文秀之后我國又一名該項目上在世界大賽中爭奪獎牌的運動員，最好成績為77.68米，也是目前亞洲紀錄和全國紀錄保持者，在剛剛結束的東京奧運會上以77.03米的成績獲得該項目的銀牌。對世界上4名77米以上運動員的投擲技術進行對比研究，發現我們自身在技術上存在的不足，為我國該項目保持優勢提供技術保障。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

查閱近幾年相關的文獻資料，對現階段鏈球技術特點和國際女子鏈球發展趨勢進行了解，了解研究現狀，對本研究提供堅實的理論和時間基礎。

1.2.2 高速攝像法

采用兩臺高速攝像機，一臺攝像機位置于投擲圈右側，一臺位于投擲圈后側，兩臺攝像機主光軸夾角約90度左右，拍攝距離約10米，機高1.20米左右，拍攝采樣頻率為120幀/秒。在比賽前對三維框架進行一次拍攝標定，比賽后再進行一次框架的標定，保證所拍比賽視頻全部有效。

1.2.3 三維運動學解析法

采用美國ARIEL公司生產的APAS運動錄像分析系統，對比賽技術視頻進行裁剪和解析，采用人體模型DLT引導圖像測量系統，模型采用日本的松井秀治人體模型。首先把運動員比賽視頻導入框架進行標定，并根據項目的要求選取身體的20個關節點，另外選取一個附加點（器械）采取逐副解析的方法，最后對解析數據進行低濾波平滑處理，平滑系數為8，獲取所需參數的原始數據。

1.2.4 數理統計法

利用Excel的統計功能對部分原始數據通過公式計算、統計，獲得研究所用的參數，并繪制成圖表。

2 結果與分析

為了更好地研究技術，通常將完整的擲鏈球技術分為三個技術階段：預擺進旋轉技術、四圈旋轉技術、最后用力技術。其中又分為10個技術瞬間：包括預擺進旋轉瞬間、第一圈右腳離地瞬間、第一圈右腳著地瞬間、第二圈右腳離地瞬間、第二圈右腳著地瞬間、第三圈右腳離地瞬間、第三圈右腳著地瞬間、第四圈右腳離地瞬間、第四圈右腳著地瞬間、器械出手瞬間［1-2］。

器械在旋轉過程中的軌跡說明了對器械加速的路線長短，以及加速過程的合理性，在時間一定的情況下，軌跡路線越長說明對器械做功的時間越長，特別是雙支撐階段的做功效果越好［3］。訓練中要求增加雙支撐階段對器械的做功距離，而縮短單支撐階段的器械軌跡和時間節奏是相符的［4］。

2.1 器械、身體重心移動軌跡特征的分析

由圖1身體重心移動的軌跡可以看出，4名選手重心在前后和左右方向移動的幅度并不相同，張文秀和沃達的身體重心器械軌跡在左右方向上移動的幅度明顯要比王崢和賴申科的小，間接地反映了她們二人在雙支撐階段左側下肢蹬伸的幅度小，特別是在左右方向上，身體重心偏離左側支撐轉動軸的幅度小，更有利于重心的平穩過渡和轉動加速。相反，王崢和賴申科重心移動軌跡不但在前后方向上移動的距離長，同時在左右方向移動幅度大，也就是說身體重心偏離左側軸的幅度要大，特別是王崢雙支撐階段不但存在向身體方向拉球的現象，同時左肩也有回撤現象，不利于重心在單支撐階段的平穩過渡。從分析中也發現她重心在雙支撐階段騰起幅度偏大，和左膝關節壓不住有直接關系，也造成了重心在左右方向上移動幅度增加的現象。從器械運動的軌跡可以看出，賴申科的器械軌跡運行并不圓滑，特別是在前兩圈的加速中，從最后用力和出手瞬間器械的軌跡運行情況看，張文秀和沃達的器械軌跡明顯是沿著圓運動軌跡的切線出手的，但王崢和賴申科的器械軌跡在出手瞬間時機晚，沒有沿著器械軌跡的切線出手，這也是王崢最近一個賽季經常出現器械出手后打網現象出現的原因。器械出手的時機偏晚，根本的原因還是最后用力前右腳著地的速度慢，沒有給下肢充分完成用力的時間造成的。

2.2 器械運行軌跡長度的分析

器械運行軌跡長度除了受身高和臂展等不能改變的因素影響外，還受到技術合理性的影響［3］。因此，在一定程度上只有通過完善技術的合理性來增加器械的長度，特別是延長雙支撐階段對器械的有效用力時間，而縮短單支撐階段過渡的軌跡［5］。

由表2可知，從整個旋轉過程中器械軌跡長度的分配情況看，沃達是唯一一名四圈中器械軌跡長度逐圈增長的，雖然總的軌跡長度短，但節奏比較明顯，特別是最后用力階段的器械軌跡比較長，是影響最后成績的主要因素之一。總的雙支撐階段加速軌跡要長于單支撐階段，這是合理技術的一個重要標志，每圈在雙支撐階段的器械軌跡也呈現出了逐圈延長的現象，表明沃達在克服不斷增加的器械離心力這方面的能力比較強，對器械的控制能力較高。隨著旋轉的推進，器械上的離心力逐圈增加，需要人體降低重心才能克服增加的離心力，進一步說明她身體重心的高度控制得較好，這也是她在該項目上屢破世界紀錄，提高個人最好成績的一個主要因素。

王崢的器械軌跡在各圈中呈現出了逐圈縮短現象，特別是每圈雙支撐階段，也表現出了逐圈縮短的趨勢，說明她在整體加速節奏上還存在一定的問題，特別是最后用力階段對器械的加速軌跡縮短到了4.96米。而每圈雙支撐階段對器械加速軌跡呈現出了明顯縮短的現象，雖然總的雙支撐階段器械軌跡長于單支撐階段，但每圈的雙支撐加速存在一定的不合理性。特別是第三、第四圈加速效果比較差，進一步說明了她身體重心在第三、第四圈抬高幅度較大，對器械的控制能力逐漸減弱，對后續的加速效果并不好。特別是第四圈雙支撐階段的軌跡縮短到4.29米、單支撐階段軌跡反而延長到了4.90米，充分表明了對器械有效加速距離縮短了，而在單支撐轉換階段由于下肢不能及時對器械形成超越，造成時間的延長，一定程度上縮短了最后用力的時間和距離。

賴申科在旋轉中整個器械的軌跡還是比較長的，特別是最后用力階段。但第四圈器械軌跡出現了縮短的現象，這在節奏上還存在一定的不合理性。賴申科在各圈加速中也存在和王崢相同的問題，在第三、第四圈雙支撐階段軌跡呈現出縮短的現象，特別是第四圈縮短現象比較嚴重。反而單支撐階段軌跡長度在逐漸延長，這也是不合理現象的體現，說明她第四圈器械有向身體方向轉移的現象，或者是重心高度增加幅度大，造成器械上的離心力突然減小，這對旋轉加速的節奏影響比較大。

張文秀的器械軌跡是4名選手中最長的，達到了44米以上，這和她身高和臂展長有關。其中第三圈軌跡明顯偏短，說明她的第三圈技術還存在一定問題，特別是在雙支撐階段，主要說明她第三圈加速過程中器械有向身體方向轉移的現象，造成軌跡路線縮短，和左肩加速以及重心伸幅度偏大有直接關系，這也是張文秀旋轉中技術不合理的地方。而最后用力的軌跡也并不長，主要還是反映了她用力幅度存在偏小的現象，特別是最后用力的鞭打階段，左肩也存在回撤現象。總的雙支撐軌跡要比單支撐階段短，這是不合理現象，出現這一問題的關鍵在第三圈雙支撐階段沒有使器械走該走的路線。單支撐階段的軌跡變化并不大，但第四圈延長現象較為明顯，說明了她第四圈上腿過程中也存在不積極的現象，在一定程度上會縮短最后用力的時間和距離，最后用力階段的軌跡情況也驗證了這一問題。

2.3 器械軌跡運行斜面角分析

斜面角為器械運行過程中每圈高點和低點之間形成的連線在水平面所形成的夾角，高點和低點是相對應的，高點越高相應的低點就越低，形成的斜面角就越大［4］。

由表3可知，隨著旋轉的推進，器械的斜面角呈現了逐圈增加的趨勢。其中我國選手張文秀第一圈進旋轉器械的斜面角明顯高于其他選手，這和張文秀采用的進旋轉方式有關，4名選手中只有她采用的是左腳跟進旋轉的，這種方式雖然比較穩，缺點是身體重心不容易移動到左腿上，進旋轉速度慢，會出現縮短器械在0～90度之間軌跡現象，造成重心位置偏高，這也是她第一圈斜面角偏大的主要原因。相比其他三名選手第一圈進旋轉采用的都是左腳前腳掌，有利于重心快速通過左側支撐軸，進旋轉速度快，缺點是重心不好控制，上下起伏的幅度增大。

第二圈器械斜面角中張文秀和賴申科比較大，王崢和沃達控制的相對比較低。從器械的軌跡情況看，主要原因還是器械第二圈低點位置過低造成的，雙支撐體前加速階段放的幅度小，相應的高點也就隨之增高。相反王崢和沃達第二圈在雙支撐階段器械向前放的幅度較大，整個器械軌跡相對平緩，上下起伏的幅度小。

第三圈器械的斜面角變化幅度都比較大，也就是說第三圈對器械的加速幅度比較大。4名選手之間相差并不大，但王崢和沃達增加了6度，而且王崢也是4名選手中最小的，說明她第三圈中整個手臂對器械的三角加速效果較差一些。效果比較好的有沃達和張文秀，器械在高點走的幅度較大。

第四圈4名選手中沃達的器械高點最高，進一步說明了她手臂對器械的三角加速效果更好。相比我國選手王崢雖然第四圈斜面角并不小多少，但從技術解析的情況看，她斜面角增加的主要原因是左肩上翻動作，造成器械高點位置升高，而重心向前跟進的效果較差，影響了身體在前后方向的運動速度。我國的張文秀也存在同樣的問題，身體跟進不積極。但賴申科第四圈器械在高點上肢跟進速度比較快，但從側面反映了她手臂對器械的三角加速效果并不好。

2.4 旋轉過程中左膝關節角度特征的分析

左側膝關節角度是判斷旋轉過程中左側軸壓緊效果的一個重要指標，反映了對器械加速過程中下肢動作的情況，特別是雙支撐階段，研究中經常作為判斷左側下肢蹬伸幅度的標準，在技術研究和訓練中是一個重要的技術指標［6］。

由圖2～圖5左膝關節角度變化過程可以看出，4名選手的左膝關節角度隨著旋轉都是逐圈減小的，但賴申科和張文秀在第四圈的膝關節最大角度都比第三圈有所增加，說明二人第四圈在右腳離地瞬間左膝關節蹬伸幅度較大。而沃達和王崢雖然都是第一圈左腿壓得較低，但第二圈都是四圈中最大的，第三、第四圈又呈現了下降的趨勢。從雙支撐階段的情況看，4名選手在左膝關節的角度變化并不是相同的，膝關節每圈出現角度峰值的瞬間主要在右腳落地瞬間，也就是說每圈的雙支撐加速階段左側膝關節是呈現出蹬伸狀態，在離地瞬間達到峰值狀態，身體重心高度也隨之增加，也就是伸展幅度最大。在單支撐階段左側膝關節又開始呈現逐漸壓緊的狀態，在右腳著地瞬間達到角度的波谷值，身體重心也隨之降低。通過比較不難發現，我國選手王崢從第二圈開始，在每圈的雙支撐階段左膝關節的蹬伸就達到了峰值狀態（如圖3），而且峰值的時機在右腳落地前，進一步驗證了她在雙支撐用力階段左腿膝關節蹬伸幅度過大，造成身體重心起伏較大，伴隨著用力階段左肩的用力回撤，這也是她雙支撐用力階段存在的主要問題和不合理的地方。其他3名選手的左腿蹬伸的時機基本上都在右腳離地瞬間，雙支撐階段結束，主要在左腳尖向投擲方向轉動階段動作，配合上肢的三角向高點的三角加速，說明三名選手左腿蹬伸的時機還是合理的，沒有出現在雙支撐用力階段。

左膝關節反映了左腿蹬伸的幅度［7］，從右腳落地瞬間左膝關節的角度看，王崢除了在第一圈和第二圈右腳離地瞬間左側膝關節壓得幅度較好外，在第三、第四圈的右腳落地出現了蹬伸幅度偏大的現象，特別是第三圈達到了153度，所有選手中最大，說明她在雙支撐階段左腿膝關節伸展幅度過大，離地瞬間左膝關節壓緊效果較差，附帶著左肩出現回撤現象。出現這個問題的主要原因還是右腳著地的位置偏后，和左腳沒有在一條平行線上，而且兩腳之間的距離也比較近，增加了重心經過左腿的難度， 造成身體重心起伏增大的現象。也是4名選手中唯一一名右腳落地位置在左腳平行線后側的，其他三名選手右腳落得位置都在左腳平行線前（如圖6）。

張文秀第一圈右腳離地瞬間存在膝關節壓不住的現象，和采用的進旋轉方式有關。但從第二圈開始右腳離地瞬間的膝關節角度呈現出了逐圈下降的趨勢，這表明她在后續的旋轉中左腿壓緊效果比較好，并沒有大幅度的蹬伸現象出現，而且每圈右腳落地的位置基本在左腳的平行線附近，在這一點上技術比較合理。

賴申科也存在第一圈膝關節壓不住的現象，但第二圈蹬伸現象更嚴重，達到了156度，是4名選手中最大的，勢必增加重心向支撐軸移動的難度。雖然在第三、第四圈有小幅度減小，但效果并不明顯，說明她也存在左腿蹬伸幅度較大的現象，進一步增加了重心上下起伏的程度，這對身體重心的轉動加速不利。

沃達在進旋轉左膝關節壓緊效果較好，但第二、三圈也存在蹬伸幅度偏大的現象。在每圈的右腳著地瞬間膝關節反而壓得效果最好，特別是前兩圈只有92度，角度是4名選手中最小的，進一步說明沃達的左腿膝關節伸展能力較強，下肢力量較大，從器械出手瞬間的左膝關節角度也反映出了這一特點，達到了175度，下肢膝關節伸展非常充分。

2.5 器械出手瞬間參數的分析

影響成績的器械出手參數主要有出手角度、出手速度以及高度，其中出手速度和成績之間呈正相關關系（r=0.97）［8］。而且出手瞬間器械在水平和垂直方向上的分速度對整個運動成績影響也比較大。由表5可知，王崢的器械出手角度在4名選手中屬于最小的，主要和她水平方向的器械速度較大有直接關系，而且整個出手速度是所有選手中最大的，所以王崢應該適當地增加下肢向上的蹬伸幅度，增加整個身體在用力階段的伸展幅度，提高垂直速度，最后用力技術還有進一步改進的空間。相比沃達和張文秀的器械出手角度都比較大，但二人之間的情況有本質的區別，沃達特別器械在垂直方向的速度是所有選手中最大的，說明和她整個最后用力階段身體向上的伸展速度和幅度較大，應該適當地增加器械在水平方向的速度，減小出手角度，提高器械的攻擊性。我國選手張文秀也存在相同的問題，最后用力中向前水平速度偏小，而向上的垂直速度較大，身體用力的向前性不好。相比賴申科應該適當地增加最后用力階段下肢的伸展幅度，提高向上用力的幅度，增加器械的出手角度，使最后用力技術更加合理。

3 結 論

3.1 旋轉過程中張文秀和沃達身體在左右方向移動幅度小，重心更貼近左側軸。王崢和賴申科身體重心在左右方向移動幅度過大，身體重心偏離左側轉動軸幅度大，在雙支撐用力階段左肩有后撤拉球現象，不利于重心在單支撐階段的平穩過渡，影響身體向投擲方向移動的水平速度。

3.2 沃達的器械加速軌跡分配較為合理，最后用力階段對器械做功距離較長，和賴申科、張文秀存在同樣的問題，進旋轉階段“迎球”動作不充分。賴申科旋轉階段第四圈雙支撐階段對器械加速軌跡存在縮短的現象。王崢進旋轉階段“迎球”動作充分，不足的是第三、第四圈雙支撐階段對器械加速的距離較短，用力階段對器械做功距離短，旋轉過程器械軌跡加速存在逐圈縮短的現象，上肢放松程度差。張文秀旋轉過程對器械加速的軌跡較長，存在問題集中在第三圈雙支撐階段，存在撤左肩拉球的現象，縮短了對器械加速的距離。

3.3 沃達的器械前兩圈器械在雙支持階段位置較高，第三、第四圈高點位置增加幅度較大，應該適當地增加器械在水平方向向前的運行幅度。賴申科除第二圈器械高點位置較高外，其他三圈對器械控制得比較好。王崢也存在第三、第四圈器械高點位置較高的現象，降低了向前的水平速度，存在這一問題的還有張文秀，特別是前兩圈器械高點位置增幅過大。

3.4 沃達和賴申科旋轉中左側膝關節壓緊效果都比較好，并表現出逐圈降低的趨勢，而且每圈左膝關節蹬伸最大階段出現在右腳離地瞬間，時機較為合理。王崢左膝關節蹬伸幅度不但偏大，角度峰值時機都出現在每圈雙支撐階段的后半段，對器械加速階段左腿壓緊效果差，這也是影響她競技能力進一步提高的主要因素。張文秀左膝關節角度雖然也表現出了逐圈降低的趨勢，但第一圈雙支撐階段存在嚴重偏大的現象，第四圈壓緊效果也比較差。

3.5 沃達和張文秀器械出手瞬間在水平方向和垂直方向的分速度分配較為合理，器械的出手角度也比較大。王崢和賴申科器械出手角度偏小，存在水平速度偏大，而垂直速度偏小的現象，和最后用力階段整個身體的伸展用力效果較差有關，也是最后用力階段對器械加速軌跡偏短的原因之一。

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收稿日期：2022-08-29

基金項目：國家隊備戰東京奧運會科技服務攻關課題（編號：2016HT085）。

作者簡介：董海軍（1978- ），男，河北邯鄲人，博士（后），教授，研究方向為田徑技術理論與實踐。