龍清泉是 2008 年北京奧運會、2009 年世界舉重錦標賽、2009 年第十一屆全國運動會和 2013 年第十二屆全國運動會舉重 56 kg 級的冠軍獲得者。2016年巴西里約熱內盧奧運會時龍清泉 26 歲,正處于奧運奪冠的黃金年齡[1].本文運用三維運動學對其抓舉技術進行分析,一方面可以總結歸納龍清泉的優秀技術動作特征,為其他教練員及運動員的訓練工作提供有益參考。
1 研究對象和方法
1. 1 研究對象
參加 2013 年第 12 屆全國運動會男子舉重比賽預賽階段的我國優秀男子舉重運動員龍清泉。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 定點攝像測量法
2013 年 3 月 24 日于山東省淄博市體育中心體育館,使用兩臺 SONY DCR - TVR11E 數碼攝像機(如圖 1) ,兩機主光軸對準運動平面,拍攝距離15 m,機高 1. 5 m,拍攝頻率為 50 幀/s,定點拍攝了龍清泉在第 12 屆全運會男子舉重 56 kg 級預賽中成功抓舉125 kg 的技術動作錄像。
1. 2. 2 三維錄像解析法
采用德國的 SIMI Motion 三維錄像分析系統對所拍龍清泉在男子舉重 56 kg 級比賽中成功抓舉125 kg的技術動作錄像進行解析,解析采樣頻率為 25 Hz.運用截斷頻率 6 Hz 的低通濾波方法對原始數據進行平衡處理。使用 PEAK 三維標定框架,建立 20 個身體環節標志點的三維解析模型。
1. 2. 3 數理統計法
對所有數據使用三維解析軟件進行解析,并使用Excel 軟件進行制圖。
1. 2. 4 抓舉技術的階段劃分與時相確定
抓舉是競技舉重比賽中的第一種舉法。根據比賽規則,運動員須用一個連續不斷的動作把杠鈴從舉重臺上提起,并向上舉至兩臂完全伸直,兩腿可做任何一種下蹲動作。完成動作時,運動員的臂、腿和軀干應完全伸直,兩腳站在一條橫線上,與軀干和杠鈴成一平面,保持靜止狀態。
本文將從關節角度變化、速度、加速度變化、位移變化等4 個方面來對龍清泉的技術進行分析。為清晰表述問題和更方便與前人研究進行橫向比較,將龍清泉整個抓舉技術中具有標志性的時間節點進行標注和說明,共標注出6 個時相(圖2) 和5 個階段。
6 個時相為: 1) 開始提鈴時相: 杠鈴離開地面的那一時刻。2) 開始引膝時相: 提鈴結束,膝關節角度增至最大的那一時刻。3) 開始發力時相: 運動員引膝完成之后膝關節角度最小的那一時刻。4) 杠鈴慣性上升至最高點時相: 運動員發力杠鈴隨慣性上升至最高點時刻。5) 下蹲至最低點時相: 杠鈴經過下蹲支撐階段之后,人體屈髖屈膝直至杠鈴回落至最低點的那一時刻。6) 上舉至最高點時相: 杠鈴經過上舉之后達到最高點那一時刻。每兩個時相間構成一個時間階段,共 5 個階段。在這 5 個階段中,發力階段和下蹲支撐階段是決定運動員試舉成功率的關鍵,本文將對這兩個階段的相關數據進行重點分析。
2 技術數據分析與討論
正確和熟練的技術是力量和其他必要素質得以充分發揮的保證。除每個運動員都要遵循的技術原則外,還要依據運動員的個人特點,形成具有個人特點的技術。每個人技術上的特點便可以看作是技術細節。細節是不可忽視的,對每個運動員來說,動作技術只有體現了個人特點才能稱得上是合理的。本研究將按照關節角度分析、速度與加速分析、位移數據分析等三個方面對龍清泉的技術動作進行特征論述。
2. 1 關節角度分析
在抓舉技術的完成過程中,不同技術階段的各主要關節角度及角速度能夠體現出運動員的發力順序以及發力的協調性,進而能夠對其進行技術診斷。根據抓舉技術的動作特點,選取了膝關節、髖關節和肘關節角度作為研究的重點。
由圖3 可以看出,龍清泉的髖關節角度在 0. 16 s之前是沒有增加的,而膝關節角度持續增大,說明提鈴開始階段的杠鈴上升主要通過伸膝完成,而由伸髖才能帶動的腰背部肌肉群并沒有做功。髖關節角度在提鈴后半階段是逐步增大的,特別在 0. 32 s 以后髖關節角速度增速明顯加快,而膝關節角速度變化趨于緩慢說明在提鈴后半階段作用在杠鈴上的力主要是由伸髖肌群提供。這符合提鈴階段先伸膝后展髖的技術要領,之所以要先伸膝后展髖是因為伸直膝關節的力量主要是靠股四頭肌收縮,而伸直髖關節主要是靠大腿后面的股二頭肌、半腱肌、臀大肌。兩者比較起來伸膝肌的力量比伸髖肌的力量小。如果在提鈴開始階段伸髖肌群就參加工作,這樣身體重心就會后移,使得伸膝關節時的重力矩增大,不利于提鈴,說明龍清泉很好地掌握了提鈴階段膝關節和髖關節動作的要領。
在第一步提鈴結束,膝關節角度增至最大時,應連續不停地利用抬上體,即伸髖力量繼續提鈴,同時膝關節迅速回屈膝進入杠鈴下,叫做引膝。引膝幅度大小各有利弊,同時也受體形特點和各部分肌肉發展水平的制約。引膝幅度大,能加大膝關節伸展的幅度,便于充分拉長腿部肌肉,能夠發揮腿部肌肉力量。
但因膝、踝關節回屈幅度偏大會致使制動時間延長,使速度下降較多,不利于動作的連貫性發揮。引膝幅度小,速度下降也少,但膝踝角太大,腿部肌肉未適度拉長,發力時不利于充分發揮腿部的蹬地力。在常規引膝技術中膝關節的回屈角度為 12 ~ 20 Deg[2],而從表2 可知,龍清泉膝關節回屈角度僅為3 Deg,而髖關節角度卻增大了 17. 3 Deg,整個引膝階段耗時為0. 08 s.這說明龍清泉在引膝階段膝關節幾乎處于靜止狀態,利用背部肌肉力量充分展髖帶動杠鈴持續上行。其引膝技術與傳統技術動作相比已產生明顯變化,卻與石智勇[3]和伍超[4]的引膝技術頗為相似。
這一技術特點在不同優秀運動員身上同時出現應當值得大家關注。龍清泉在引膝結束時膝關節角度只有108. 44 Deg,小于高水平運動員的常規范圍 115 ~143 Deg[5],也小于參加 2012 年世界舉重錦標賽的 9位世界優秀選手的平均引膝角度128.5 Deg[6],引膝結束時較小的角度能夠為發力階段的伸膝提供更大的發力空間。這在后面杠鈴速度的分析中也得到了印證。
從圖 3 可知,發力階段按照關節角度變化情況又分為兩個部分。第一部分是通過發力,伸膝、伸髖迅速使這兩個關節角度達到最大值; 第二部分是在發力后杠鈴慣性上升到最高點期間運動員通過提肘、屈膝、屈髖,重心下降。從圖 3 可以明顯看出在開始發力的 0. 64 s 之后,龍清泉膝關節、髖關節角度迅速增大,在 0. 24 s 的時間內膝關節角度由 98. 4 Deg 增加到158.7 Deg,髖關節角度由94.1 Deg 增加到171.7 Deg.
從曲線圖可以看出兩者變化速度非常一致,且在同一時間達到了角度最大值,說明龍清泉身體發力時協調性很好,熟練掌握了發力階段的動作要領。在發力階段的第二部分杠鈴利用慣性勢能繼續上升,此時肘關節、膝關節、髖關節角度同時減小,身體重心下降為后面的下蹲支撐做好準備。在該部分中龍清泉肘關節角度由 165. 8 Deg 迅速減小到94. 6 Deg,減小幅度達到 71. 2 Deg,說明龍清泉能夠主動抬肘提升杠鈴,同時利用反作用力加速身體重心下降。
2. 2 速度與加速度分析
杠鈴重心速度與加速度是衡量運動員力量素質與技術水平的重要指標,也是確保杠鈴達到必要高度的先決條件。發力階段中杠鈴最大速度指標是抓舉技術中貢獻率最大的因子[7].從表3 可以看出龍清泉在開始發力時相杠鈴速度為 1. 13 m/s,在對比數據中位列中等,同樣在合理技術指標范圍之內。從杠鈴速度最大值分析,龍清泉是1.77 m/s,排在占旭剛和吳文雄之后位列第三位,杠鈴速度提升比更是達到了 56.6 %僅次于吳文雄。這充分體現了龍清泉發力階段優異的力量與技術水平,同時也印證了前面所論述的在引膝結束時較小的膝關節角度帶來的更大發力空間。
在發力階段杠鈴慣性上升到最高點時杠鈴速度為零,這時受重力作用杠鈴會向下降落,產生負向速度,進入下蹲支撐階段。根據迪伯特的研究,10 位世界優秀運動員在下蹲支撐階段身體重心向下運動的最大加速度均超過了 9. 8 m/s2的重力加速度,而 26名一般水平運動員則沒有超過[5].通過數據解析發現龍清泉在該階段的重心加速度達到了 10. 3 m/s2.
從這一指標看,龍清泉的下蹲技術是合理的而且屬于世界級水平。平均下蹲加速度之所以能夠超過重力加速度,一是因為發力后肩部的繼續提帶,杠鈴以等大、反向的作用力作用于人體,使人體下蹲加快,二是與髖關節處于下肢快速上收,造成人體騰空有關。
根據圖 4 和圖 5 中龍清泉與石智勇的相關速度曲線對比發現,在支撐時石智勇重心下降速度制動時間更短,僅用 0. 1 s 便達到人體與杠鈴的速度同步,而龍清泉則為 0. 15 s.這說明在支撐過程中石智勇能夠提前介入對杠鈴的有效控制,降低杠鈴下砸力,在這一點上龍清泉仍有提升空間。
2. 3 相關位移分析
在抓舉技術中有 3 個"距離指標"是診斷運動員技術水平的重要標準。第一是人杠重心間距,抓舉技術中最為重要的"近""快""低"3 個原則中,人杠重心間距是體現"近"最主要的指標,較小的間距能夠減少阻力臂,更高效地將垂直方向的力作用于杠鈴。
第二是杠鈴上升高度,抓舉中運動員要想完成下蹲支撐動作,首要的前提就是需將杠鈴提升到必要的高度位置。第三是杠鈴回落距離,杠鈴慣性上升到最高點后回落距離與下砸力直接相關,是關乎抓舉成敗的重要因素[11].
2. 3. 1 人杠重心間距分析。
在抓舉的站法上,一般有人字、大八字、小八字和平行 4 種,世界優秀運動員一般采取大八字或小八字站法[12].通過錄像觀察發現龍清泉在開始提鈴時采取了大家常用的"小八字"站法。這種站法能夠最大限度地使小腿靠近杠鈴,同時又能夠保證在提鈴時腿部肌肉的調動。龍清泉在開始提鈴時相 7. 8 cm 的人杠重心間距也證明了"小八字"站法的合理性。
提鈴階段的主要任務之一便是將杠鈴提拉至更靠近身體重心的位置,減小阻力臂。根據表 4 可知雖然龍清泉在提鈴開始后人杠重心間距一度減小至5. 2 cm,但是在引膝和發力時其重心間距分別達到了10 cm 和 8. 6 cm.這一數據雖然仍在合理指標范圍之內[12],但相對開始提鈴時相不減反增,這與常規技術要求并不一致,且與其他運動員差距較明顯。根據前面對其引膝技術的分析,認為導致這一問題的主要原因是由于龍清泉引膝幅度過小。在發力階段龍清泉的人杠重心間距最大值達到了 25. 2 cm,數值在所有對比運動員中最大的,這說明龍清泉在人杠重心間距的控制上能有提升空間。
2. 3. 2 杠鈴高度與回落距離分析
抓舉中運動員要想完成下蹲支撐動作,首要的前提就是需將杠鈴提升到必要的高度位置,這一位置既不宜過高更不宜過低。高度越高意味著運動員在舉起同一重量的杠鈴時做功會更多,不利于成績的提高。此外,過高的杠鈴高度還會增加下蹲支撐時杠鈴的回落距離并增加杠鈴下砸力。與此相反,杠鈴高度如果不足,運動員則無法充分伸臂完成支撐動作,會直接導致動作失敗。根據劉平的研究[7],同一運動員抓舉同一重量時,在其他指標不變的前提下杠鈴高度下降幅度過大會導致動作失敗。通過表 5 可知,龍清泉抓舉時杠鈴上升到最高點的位置為 116. 2 cm,與身高比值為72. 6 %,屬于世界優秀選手的指標,同時也與其他兩位奧運會舉重冠軍數值相當。
下蹲支撐是提鈴過程的最后階段。在這一階段兩腿屈曲,兩腳著地,身體重心降至最低位置,臀部及大腿"坐" 在小腿上。兩臂在頭上伸直支撐杠鈴。下蹲支撐時杠鈴的回落距離是影響抓舉成功率的一個重要指標。在下蹲支撐過程中應始終使腰部肌肉收緊,做出挺胸塌腰的動作,這對下蹲支撐的穩定性有重要作用。根據王云德[14]的研究,世界最優秀運動員的抓舉杠鈴回落距離為 10 ~15 cm.從表 5 可知,龍清泉抓舉時杠鈴回落距離為 14. 1 cm,屬于世界級優秀選手的范圍,體現了其優異的下蹲支撐技術。
3 結論與建議
1) 提鈴開始階段的杠鈴上升主要通過伸膝完成,而由伸髖才能帶動的腰背部肌肉群并沒有做功。髖關節角度在 0. 32 s 以后髖關節角速度增速明顯加快,提鈴后半階段作用在杠鈴上的力主要是由伸髖肌群提供,符合提鈴階段先伸膝后展髖的技術要領。
2) 引膝階段耗時 0. 08 s,膝關節回屈角度僅為3 Deg,而髖關節角度卻增大了 17. 3 Deg,引膝階段膝關節幾乎處于靜止狀態,利用背部肌肉力量充分展髖帶動杠鈴持續上行。其引膝技術與傳統技術動作相比已產生明顯變化。這種引膝技術已經在數名世界級優秀運動員身上反復出現,應當引起教練員的充分重視和深入研究。
3) 獨特的引膝技術導致正反兩個方面的影響:反面影響為人杠重心間距偏大,最大值達到25. 2 cm,且發力開始時相人杠間距大于開始提鈴時相; 正面影響為發力連貫性較好,杠鈴速度提升比較大。
4) 發力階段髖、膝關節角度變化高度一致,且在同一時間達到了角度最大值,證明了龍清泉極好的發力協調性和熟練的發力動作要領。杠鈴速度最大值為 1. 77 m/s,速度提升比為 56. 6 %,杠鈴最高點與身高比值為 72. 6 %,指標均為合理值。
5) 下蹲支撐時杠鈴回落距離為 14. 1 cm,人體重心加速度達到 10. 3 m/s2,兩項指標均屬世界級優秀選手范圍。
參考文獻:
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[2]章旌紅。 舉重提鈴動作的運動力學分析[J]. 武漢體育學院學報,1999(4) : 95.
[3]王雷,楊世勇,艾康偉。 奧運冠軍石智勇抓舉運動學分析[J]. 山東體育學院學報,2011(12) : 66.
[4]王舉濤,李建英,苗苗。 全國舉重冠軍伍超抓舉 154kg 的技術特征分析[J]. 上海體育學院學報,2012(4) : 69.
[5]雷·G·迪伯特。 高水平與一般水平舉重運動員抓舉技術的生物力學[J]. 體育與運動研究季刊,1982(3) : 23.