運動生物力學是研究體育運動中人體機械運動規律的科學，它從力學角度和生物學角度進行研究，以解剖學、力學、生理學和各專項技術理論為基礎，研究人體的動作技術原理，以及最佳運動技術。

可見，探討運動力學的規律對運動員技能改進具有極高的參考價值。健身氣功競賽功法與太極推手進行力學對比，結合運動生物力學的相關原理，可以突破粗略描述性數據與定性經驗，從而客觀、精確地描述分析兩者的力學特征，為運動員提高技能水平提供理論支持。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

健身氣功競賽功法與太極推手的力學。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法 通過查閱中國知網，搜集關鍵詞"健身氣功""競賽功法""太極推手""生物力學"等，共收集并查閱學術論文 101 篇。其中，集上述 3 個關鍵詞于一身的論文共計 26 篇。通過上述論文研究的分類整理，我們制訂出較為詳實的實驗與數據分析、處理的基本路向。

1.2.2 專家訪談法 鑒于此種研究的專業性與實驗的信度與效度的保證，走訪了中科院、北京體育大學運動力學等方面的專家與學者，咨詢實驗設計與數據處理的相關問題，為論文完善提供科學的參考。

1.2.3 實驗法 按照既定的實驗設計方案，我們采用 QUALISYS-MCU500 紅外遠射測試系統，對測試者的健身氣功競賽功法與太極推手進行定點的三維攝制，進而獲取三維的運動力學方面數據資料。

QUALISYS-MCU500 紅外遠射測試系統對于受試者動作的同步測量省去了傳統人工解析的工作，通過快速反饋避免了人工判讀的誤差，能夠較為快捷、準確地獲得三維運動學領域的數據資料。數據分析上，我們采用 Qualisys 系統程序，對于實驗獲得的數據進行運動學的指標統計與分析。本文的測試對象為健身氣功競賽功法的專業運動員、國家一級運動員，獲得過全國健身氣功競賽功法大賽冠軍。值得注意的是，這些運動員也曾經習練過太極推手，太極推手同樣具有極高的理論支持與技術素養。

1.2.4 數理統計法 運用統計學原理對全部數據進行統計分析。

1.3 實驗設計

1.3.1 準備階段 本實驗在實驗場地架設QUALISYS-MCU 500紅外遠射測試系統，對 6 個鏡頭進行高度、俯度與焦距的調整，確保坐標框架處于中間略靠下位置，光點要適中。然后，按照實驗要求，對測試者選擇 18 個紅外線反射點，在實驗對象身上粘貼紅外光點，提高實驗精度，減少操作誤差?？紤]到健身氣功競賽功法的內容繁多，我們選取鹿奔動作作為分析的樣本，系統拍攝頻率為 100fps.

1.3.2 指標選取 按照健身氣功競賽功法、太極推手動作要點以及具體實驗要考察的問題，我們采用的主要目標是肩關節、肘關節、髖關節三維空間變化分析。

1.3.3 數據處理 本文實驗的數據處理參考實驗過程中對于受試者的光點粘貼進行定義，繼而依據 Qualisys 系統程序計算各個光點對應的空間坐標系的三維坐標。然后，利用 Qualisys 系統程序中的相關計算對于數據的運動學指標進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 健身氣功競賽功法之鹿奔定式劃分

按照健身氣功競賽功法的基本套路與專家的實驗建議，我們在測試時只選擇鹿奔動作右式，其基本動作劃分如下。動作 1:右腿前跨步，做成右弓步，兩手握拳劃弧至胸前；動作 2:身體右腿上擺，兩臂前伸，掌背相對；動作 3:左腿起跳，屈膝向上、向后擺，右腳落步，兩臂外旋。

在對上述基本的動作定式進行劃分之后，我們考慮了鹿奔動作的特點，將特征畫面進行了詳細的確定。所謂特征畫面也就是各個定式的相互銜接點，對基本動作關節角度的分析和把握以及銜接點是否規整、畫面是否確定都極為重要。在具體的數據分析中，我們對于特征畫面關節角度與日常訓練中的動作規格進行了較為深入的研判。例如，將鹿奔劃分為 3 個基本動作階段、5 個特征畫面。（表 1）

2.2 健身氣功競賽功法鹿奔動作肩關節角度力學分析

我們注意到，在健身氣功競賽功法鹿奔動作的完成過程中，受試者肩關節帶動手臂繞身體作屈伸狀運動，受試者的右肩關節角度出現了 2 次上升的過程，從開始的 16°上升至 112.8°，肩關節趨于穩定，隨后角度下落至 28.1°，又回升至55°后，最后停在 14.2°。從表 2 我們看出，受試者背部呈現"橫弓"狀時，受試者需重心后移并內旋兩肩確保肩角度維持在 112.8°。在此階段，兩臂前伸促成肩部關節云門穴、肩骨禺穴、極泉穴、肩貞學以及肩井穴都得到了較為全面而充分的刺激。除此之外，右肩關節與兩臂完成向上、前、下的動作中肩關節角度并未超過100°。從生物學的角度來說，此種動作有虛靈頂勁、氣沉丹田之氣勢，利于習練者氣血循環，調理肝氣。從力學的角度來說，要確保整個鹿奔動作準確到位，充分體現出"橫弓"狀，必然對肩關節及其周圍肌肉三角肌、背闊肌、小圓肌和肩關節柔韌度有較高的要求。這在平時的訓練中應注意強化上述肌肉群的力量及柔韌度訓練，通過持啞鈴擴胸、臥推、負重臂外展等進行力量方面的訓練，關節柔韌性訓練采取拉肩、壓肩、反臂前屈等進行柔韌性鍛煉。

2.3 健身氣功競賽功法鹿奔動作肘關節角度力學分析

肘關節由尺骨、橈骨和肱骨 3 者相互構成關節面。其中，上肢與肘關節、肩關節相連，肩關節與肘關節的互動及其力學關系的形成對于準確實現上肢的鹿奔動作有較大的影響。我們注意到，在健身氣功競賽功法鹿奔動作的完成過程中，受試者肘關節作屈伸狀運動，肘關節角度同樣體現出上肢動作完整性與美觀性的統一。從具體的動作分析，我們可以看到，受試者的右肘關節角度從動作初期的 142°下降到 38°，繼而上升到 141°，然后下降到72.3°，之后又快速爬升為 142°，再降低為 105.5°，然后到達第 3 個波峰 158.1°，最后右肘關節趨向平緩。顯然，上述過程中，身體肘關節角度上出現了 3 次波動較大的過程。從表 3 看出，右腿前跨步階段，右肘關節的動作突然下降是為了實現力學意義上的力度的轉移。從重心后移開始右肘動作出現第 2 次的波峰。此階段肘關節角度達到 105.5°并持續較長時間，此時出現的波谷及時展現的是肘關節兩臂內旋到整個肘關節屈伸的動作過程。受試者的肘關節動作幅度有較大的變動，屈伸出現了幾個回合的轉變，尺澤穴、少海穴、曲澤穴等都得到了較為充分的刺激，進而有效改善了練習者肘部的諸多氣機，實現了活動肘部、舒心等目的。肘關節的屈伸對于曲池穴、小海穴等都有較大的刺激功能，進而實現穴位按摩、疏通經絡的目的與作用。

需要指出的是，我們探討的健身氣功競賽功法僅僅是鹿奔此一動作，而且囿于篇幅限制僅僅展現了鹿奔動作中的肩部、肘部動作的角度與力學分析過程。此外的膝關節、髖關節等角度的分析與力學展示遵循同樣的趨勢，而在具體數據上呈現出一定的差異。另外，健身氣功競賽功法中的其他動作，盡管在完成時動作急緩、重心起伏、移動幅度等層面存在差異，但在完成平衡性、柔韌性和跳躍性動作時，均注重身體對肩、肘、髖、膝等各個關節的作用力，表現出共同的力學特征。

2.4 基于系統程序的太極推手力學對比分析

太極推手作為太極拳的功夫之一，是在太極拳的盤架之上，2 人通過肢體的觸碰來實現對手勁路的破解，通過肘、捋、擠、采等技法互相運化，實現制勝對手的基本運動。太極推手的力學特征主要強調的是頂勁、轉勁、合勁 3 種基本的路向。

其中，頂勁考慮到了力學的基本原理與關節的角度，試圖通過作用方向相反的 2 個力的對峙與相持狀態來相互抵消。轉勁則強化了力的方向的相反性，通過力的方向的翻轉，實現兩力作用從受控一方發生轉移與翻轉。合勁則強化了斜合勁、順合勁、綜合合勁的 3 種基本路向。（圖 1）基于上述分析，受試者的太極推手中的頂勁運用從雙手搭手開始，雙方各自掤住對手。兩力同時作用在一點上，力的作用大小是相等的而方向是相反的，兩力隨即呈現相互抵消的態勢。轉勁則是常用的動作力道，在太極推手中應用較為普遍。

在這個勁力中兩力作用于兩個肢體上，并通過肢體動作的轉化，將我力與彼力共同轉移到對方身上。從三維運動學測試的角度來說，太極八法勁力的外在路線是各不相同的，但都遵循太極拳因勢利導、借力打力的原理。其中，掤法在路線上可走平圓亦可走立圓，下面就立圓掤法作三維影像分析。

從圖 2 中我們可以看出，受試者重心在縱軸出現一個明顯的波形變化的過程。顯然，受試者的重心前移 0.42m 后，略后退至 0.30m,然后又前進到 0.46m,后又后退至 0.34m,最后在 0.39m 左右趨于穩定，這是在提示受試者先是經歷了一個向后緩沖的過程，然后因勢利導、借力打力地向前進攻完成了掤的動作。

從圖 3 看出，受試者在掤法動作中的左右髖關節在縱軸顯示位移的趨勢和幅度是一致的，說明兩髖的運動軌跡基本上一致，這就為受試者重心的穩固奠定了基礎，從而做到"虛領頂勁，氣沉丹田。不偏不倚，忽隱忽現。"3 結 論。

從上述的分析中，我們可以看出太極推手與健身氣功競賽功法力學分析的諸多異同。一方面，與健身氣功競賽功法相比，太極推手在力學上更為強調的是立身中正的特點。這意味著虛領頂勁、松腰座跨、尾閭中正等要求比健身氣功鹿奔動作嚴格，也即要做到中正安舒、旋轉自如、運用隨心；另一方面，健身氣功競賽功法強化的是個人對于關節不同角度的作用力，以便完成難度較大的平衡、柔韌和跳躍性動作，而太極推手強調重心下降，以便增加下盤的穩定性。

參考文獻：
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