“撓羊賽”雙抱腿技術(shù)動作三維力學(xué)分析

朱彥青，趙 麗

“撓羊賽”雙抱腿技術(shù)動作三維力學(xué)分析

朱彥青1，趙 麗2

1.忻州市體校，山西 忻州，034000； 2.忻州師范學(xué)院，山西 忻州，034000。

通過三維力學(xué)分析、Vicon系統(tǒng)測試法，對“撓羊賽”雙抱腿技術(shù)動作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，從運(yùn)動學(xué)角度分析“撓羊賽”雙抱腿技術(shù)動作在進(jìn)行過程中的肩、肘、髖、膝主要關(guān)節(jié)的活動變化和活動順序，重心高度變化，以及發(fā)力腿的腳蹬力強(qiáng)度、蹬力方向。結(jié)果表明在進(jìn)行“雙抱腿”技術(shù)動作中髖、膝關(guān)節(jié)在發(fā)力抱摔階段為主要的活動關(guān)節(jié)，發(fā)力腿的腳蹬因素方向和強(qiáng)度也是影響發(fā)力的重要因素，重心是整個動作的重要決定因素。因此，在進(jìn)行“撓羊賽”雙抱腿技術(shù)動作的訓(xùn)練中應(yīng)該著重對重心高低、遠(yuǎn)近的調(diào)整有一個適度的把握，注重身體的各個關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)發(fā)力，特別是髖、膝關(guān)節(jié)的發(fā)力，同時也要加強(qiáng)發(fā)力腿的腿部肌肉的力量訓(xùn)練和踝關(guān)節(jié)的活動角度。

撓羊賽；雙抱腿技術(shù)；運(yùn)動學(xué)分析；三維力學(xué)；民族體育

“撓羊賽”是流行于山西省忻州地區(qū)忻州、原平、定襄一帶民間摔跤活動。一個民族的強(qiáng)大，離不開傳統(tǒng)文化的維系。因摔跤文化作為忻州文化的重要構(gòu)成，定會在一個恒久的時空強(qiáng)健人的體魄，啟迪人的心智，昭示人的精神，引起廣大體育屆、文化屆專家與學(xué)者的關(guān)注。山西忻州被譽(yù)為“摔跤之鄉(xiāng)”，“撓羊賽”就是其千百年流傳下來的文化樣式?！皳涎蛸悺痹?006年被山西省批準(zhǔn)為山西省首批非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，2008年被國家批準(zhǔn)為國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。

摔跤不同于其他武術(shù)，作為冷兵器時代徒手相搏的游戲，首先憑的是力氣，在角力中，跤手們開始琢磨技巧，逐漸便形成了一定的招數(shù)。在摔跤過程中，練習(xí)者不僅要掌握動作的規(guī)格和動作要領(lǐng)，還要對動作的技擊含義、相關(guān)技術(shù)動作的理論有所了解。因?yàn)樵诖诉^程中勁力特征和關(guān)鍵環(huán)節(jié)掌握不對，這就會使得練習(xí)者難以掌握摔跤技術(shù)動作的動作要領(lǐng)，從而影響動作的發(fā)揮效果。目前三維力學(xué)研究被廣發(fā)地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和一些體育運(yùn)動項(xiàng)目方面，絕大多數(shù)是針對競技體育某些項(xiàng)目的某些運(yùn)動項(xiàng)目技術(shù)動作和一些醫(yī)學(xué)方面的技術(shù)進(jìn)行分析。運(yùn)用vicon運(yùn)動捕捉系統(tǒng)測試分析高水平運(yùn)動員肩部主要肌肉群對發(fā)球技術(shù)過程的影響，建立多剛體動力學(xué)模型，推出了肩部負(fù)荷和力矩數(shù)據(jù)[1]。胡宗祥較全面地進(jìn)行了慢跑中下肢運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)分析，表明慢跑中膝關(guān)節(jié)是最重要的緩沖部位[2]。劉卉通過對棒球、標(biāo)槍等運(yùn)動項(xiàng)目出手動作的三維運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)的測量，得出對上肢鞭打類動作末端環(huán)節(jié)速度的主要因素[3]。張勇通過三維力學(xué)系統(tǒng)分析了詠春拳的典型動作，研究表明膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)三者的角度變化是影響詠春拳沖拳動作整體發(fā)揮效果的重要因素[4]。本研究課題通過對“撓羊賽”雙抱腿技術(shù)動作實(shí)驗(yàn)測試、分析，對“撓羊賽”雙抱腿技術(shù)動作進(jìn)行深入探討，使雙抱腿技術(shù)動作更加準(zhǔn)確。

1 實(shí)驗(yàn)對象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對象

選取忻州李**、石*兩名撓羊漢進(jìn)行測試，實(shí)驗(yàn)對象二者實(shí)力、身高、身材體格相當(dāng)，實(shí)驗(yàn)前24h未從事劇烈運(yùn)動，身體無損傷。

表1 研究對象基本情況

查閱與“撓羊賽”雙抱腿技術(shù)動作運(yùn)動三維力學(xué)有關(guān)的各種文獻(xiàn)資料，了解雙抱腿技術(shù)動作的主要環(huán)節(jié)、主要發(fā)力關(guān)節(jié)的活動程度、主要發(fā)力腿等方面的知識。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 主要儀器及設(shè)備 采用英國產(chǎn)VICON 硬件及其配套軟件系統(tǒng)，16 臺 MX_F40 攝影頭，直徑為14mm 的 Mark 球，采用頻率設(shè)為300HZ。

1.2.2 測試步驟 讓受試者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：受試者做雙抱腿技術(shù)動作，雙抱腿技術(shù)動作分為3個階段[5]：（1）預(yù)備姿勢：身體呈半蹲，兩足平行站立；（2）上步抱腿：突然起身，脖頸緊貼對方腰側(cè)，身體前傾抱住對方膝蓋，胸部緊貼對方小腹；（3）發(fā)力抱摔：后腿蹬地發(fā)力同時雙手提拉對方膝蓋，利用前沖力和反方向的牽拉力將對方摔倒在地，在整個雙抱腿技術(shù)動作中起重要作用。每次測動作重復(fù)3次，收集有效數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

完成雙抱腿技術(shù)動作過程中，結(jié)合計(jì)算機(jī)中同步的動作畫面，分析完成該動作的重要影響因素以及與各關(guān)節(jié)活動角度的關(guān)系。通過Nexus軟件進(jìn)行信號采集與處理軟件導(dǎo)出數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，將所要研究部位的數(shù)據(jù)錄入SPSS軟件，采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 關(guān)節(jié)角度變化

2.1.1 髖關(guān)節(jié)角度變化

圖1 撓羊漢李**髖關(guān)節(jié)角度變化

髖關(guān)節(jié)角度進(jìn)行雙抱腿技術(shù)動作過程中的變化幅度較小。如上圖呈現(xiàn)的是左髖關(guān)節(jié)角度變化，預(yù)備姿勢階段，髖關(guān)節(jié)角度大于140°；上步抱腿階段，左腿向前一步，左髖關(guān)節(jié)角度逐漸減小，穩(wěn)定在90°左右；發(fā)力抱摔階段，上體仍是彎曲，但是身體又向前傾的趨勢，所以髖關(guān)節(jié)角度再次增大，大于100°，此時，角度由小變大。

右髖關(guān)節(jié)角度變化，預(yù)備姿勢時，右髖關(guān)節(jié)度穩(wěn)定在150°左右；上不抱腿時，角度變化趨勢有所下降，發(fā)力抱摔時，右髖關(guān)節(jié)角度繼續(xù)下降，降至80°左右，隨后又有所上升。在前兩個階段，無論是預(yù)備姿勢還是上步抱腿，都是左腳在前，右髖關(guān)節(jié)角度要比左髖關(guān)節(jié)角度大，降低時間相對遲。并且，發(fā)力時是右腿發(fā)力，所以右髖關(guān)節(jié)角度在此階段會低于左髖關(guān)節(jié)角度。

2.1.2 膝關(guān)節(jié)角度變化

圖2 撓羊漢李**膝關(guān)節(jié)角度變化

在做雙抱腿技術(shù)動作過程中，膝關(guān)節(jié)角度有一定變化。如上圖呈現(xiàn)出了左膝關(guān)節(jié)角度變化，準(zhǔn)備姿勢時，左腿膝關(guān)節(jié)角度趨勢比較平穩(wěn)，穩(wěn)定在150°左右；上步抱腿時，角度有波動起伏：在啟動身體時，左膝關(guān)節(jié)角度下降；當(dāng)左腳向前邁出時，左膝關(guān)節(jié)角度增大；左腳邁出之后，穩(wěn)定抱腿動作時，左膝關(guān)節(jié)角度再次減??；發(fā)力抱摔時，左腿需用力蹬地，身體會先向下對地面產(chǎn)生一個力，此時，左膝關(guān)節(jié)角度會有所下降，但下降幅度不大，然后地面才會對身體產(chǎn)生反作用力使身體上起，左膝關(guān)節(jié)角度變大。

右膝關(guān)節(jié)角度變化：預(yù)備姿勢時，左腳在前，右腳在后，所以右膝關(guān)節(jié)角度要大于左膝關(guān)節(jié)角度，但是右膝關(guān)節(jié)角度趨勢也有下降；上步抱腿時，身體向下用力時，右膝關(guān)節(jié)角度有所下降，下降至90°左右；發(fā)力抱摔時，身體在給地面一個力時，右膝關(guān)節(jié)和左膝關(guān)節(jié)一樣看，關(guān)節(jié)角度有所下降，當(dāng)?shù)孛娼o身體一個反作用力，身體上起時，右膝關(guān)節(jié)角度再次增大，但是，在收腿時，右小腿還是會習(xí)慣性地收一下，盡管，右膝關(guān)節(jié)角度會變大，角度仍然比左膝關(guān)節(jié)角度小。

2.1.3 踝關(guān)節(jié)角度變化

圖3 撓羊漢李**踝關(guān)節(jié)角度變化

在進(jìn)行雙抱腿技術(shù)動作過程中，踝關(guān)節(jié)也有一定的變化。如上圖呈現(xiàn)了左踝關(guān)節(jié)角度變化，預(yù)備階段，踝關(guān)節(jié)角度有所增加，呈上升趨勢，在上步抱腿開始之前，身體稍有前傾，膝關(guān)節(jié)有彎曲，左踝關(guān)節(jié)角度有所下降；上步抱腿階段，關(guān)節(jié)角度仍有下降，在左腳向前邁出時，左踝關(guān)節(jié)角度增加。落地之后有所下降；發(fā)力抱摔階段，身體向前傾，左腿有后伸動作，左踝關(guān)節(jié)角度有所增加。在發(fā)力之后，左腳落地，左踝關(guān)節(jié)角度再次減小。

右踝關(guān)節(jié)角度變化預(yù)備階段，在做準(zhǔn)備動作時，右踝關(guān)節(jié)角度有下降的趨勢，上步動作開始之前，身體前傾，同時右腿有后蹬的動作，這時，踝關(guān)節(jié)角度又有所增加；上步抱腿階段，右踝關(guān)節(jié)角度仍繼續(xù)增加。在上體緊貼對方的腿部時，身體重心下降，踝關(guān)節(jié)角度有所減??；發(fā)力抱摔階段，抬右腿向前邁出時，右踝關(guān)節(jié)角度迅速增加，右腳落地后，身體前傾，重心降低，右踝關(guān)節(jié)角度呈下降趨勢，角度減小。

2.2 重心高度的變化

圖4 撓羊漢李**重心起伏變化

預(yù)備姿勢時，李某的重心逐漸下降；上步抱腿時，左腳向前邁出，為了更穩(wěn)更快速更有效地抱腿，李某重心仍繼續(xù)降低；發(fā)力抱摔時，由于身體要上起，并且要頂肩，將對手頂起，此時，李某重心逐漸上升，上身逐漸上起。

3 結(jié)果分析與建議

3.1 重心變化

兩人的重心高度相當(dāng)；上步抱腿時，做雙抱腿技術(shù)動作之人（李某）的重心高度與對手（石某）的重心高度相當(dāng)；上步抱腿時，李某的重心明顯降低；發(fā)力 抱摔時，身體上起，重心向前上方移動。只有身體重心下降，才會使身體穩(wěn)定。這與張樂[6]觀點(diǎn)相一致，他在影響大學(xué)生平衡能力的因素研究中表明男性的平均身高高于女性，重心較高，平穩(wěn)性較差，平衡能力不如女性。所以在上步抱腿時，為了身體的穩(wěn)定性更好，需要降低重心。當(dāng)發(fā)力抱摔時，為了更好更有效地發(fā)力，身體重心仍會降低到一定程度，然后發(fā)力，將對手摔倒。所以在進(jìn)行雙抱腿練習(xí)時，要注意控制好身體重心高度，例如：兩人面對面做弓步，相互握住手，然后進(jìn)行推拉，來測定，重心降至0.9m左右時，身體比較穩(wěn)定。

3.2 各關(guān)節(jié)角度變化分析

通過Vicon系統(tǒng)和相關(guān)數(shù)據(jù)的觀察可得知，隨著重心的變化，其各個關(guān)節(jié)角度也會隨之變化。當(dāng)重心降低到一定程度時，即重心達(dá)到0.626m時，則其各關(guān)節(jié)角度達(dá)到最佳角度，其發(fā)力效果最好。

3.2.1 髖關(guān)節(jié)角度變化分析 在做雙抱腿技術(shù)動作過程中，左、右髖關(guān)節(jié)角度在預(yù)備階都有波動，這是由于身體要調(diào)整預(yù)備姿勢，最后做好一個最佳的預(yù)備姿勢，有助于下一步的進(jìn)行。在預(yù)備階段有關(guān)節(jié)角度比左關(guān)節(jié)角度大。隨后都有所下降，但是右髖關(guān)節(jié)角度仍比左髖關(guān)節(jié)角度大。發(fā)力抱摔時做關(guān)節(jié)角度為103.8°，右關(guān)節(jié)角度為66°。由于發(fā)力之時，右腿在前，左腿在后，右髖關(guān)節(jié)角度比左髖關(guān)節(jié)角度小。

3.2.2 膝關(guān)節(jié)角度變化分析 在整個雙抱腿技術(shù)動作中，左、右膝關(guān)節(jié)角度在準(zhǔn)備階段都有所變化，但是在此階段關(guān)節(jié)角度要大于左關(guān)節(jié)角度。上步抱腿時，由于左腿在右腿前面，左、右膝關(guān)節(jié)角度都有下降的趨勢，但是右膝關(guān)節(jié)角度仍大于左膝關(guān)節(jié)角度，此時右膝關(guān)節(jié)角度小于150°。從而為下一步——發(fā)力抱摔做好了準(zhǔn)備。不同膝角靜態(tài)蹬伸測試結(jié)果表明，隨著膝關(guān)節(jié)角度的增大，起跳階段所達(dá)到的最大力值也隨之增大[7]。但是當(dāng)膝關(guān)節(jié)角度超過了150度后，蹬伸最大力值則會減小。當(dāng)膝關(guān)節(jié)由淺蹲到深蹲（即膝關(guān)節(jié)角度由大變?。r，隨著膝關(guān)節(jié)角度的減小，伸膝、伸髖、屈踝關(guān)節(jié)的肌群被充分拉長，肌肉儲備的彈性性能也多。

3.2.3 踝關(guān)節(jié)角度變化分析 通過實(shí)驗(yàn)可知，左踝關(guān)節(jié)和右踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動基本上是對稱的，只是在上步抱腿階段左踝有兩個峰值，而右踝只有一個峰值，有些不對稱。當(dāng)進(jìn)行發(fā)力抱摔時，自身體重量和對方身體重量的幾乎都轉(zhuǎn)移到了右腿上，從而也就使得右踝的承受壓力較大。此時，右踝關(guān)節(jié)角度有所下降，且比左踝關(guān)節(jié)角度要低。在抱摔完之后，兩人分離，對方的身體壓力消失，自身的重量逐漸轉(zhuǎn)移到兩腿上，右踝關(guān)節(jié)壓力小，關(guān)節(jié)角度則增大。這與唐靚婕[8]的觀點(diǎn)一致，其研究表明，身體承受的負(fù)荷不同會使得踝關(guān)節(jié)角度有所變化，即負(fù)荷增大，則踝關(guān)節(jié)角度會下降。

3.3 發(fā)力抱摔階段各關(guān)節(jié)發(fā)力順序

在進(jìn)行雙抱腿技術(shù)動作過程中，發(fā)力抱摔階段為主要的階段，在此階段，肌肉發(fā)力會遵循一定的時間順序，即身體協(xié)調(diào)發(fā)力。此時，關(guān)節(jié)活動也是有一定的順序：肩關(guān)節(jié)—髖關(guān)節(jié)—膝關(guān)節(jié)—踝關(guān)節(jié)。其中髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的活動是主要影響雙抱腿技術(shù)動作發(fā)揮效果的因素。運(yùn)動生物力學(xué)的關(guān)節(jié)活動順序性原理認(rèn)為：正確的蹬伸過程，髖、膝、踝三個關(guān)節(jié)的肌肉群應(yīng)該是依次產(chǎn)生向心收縮的[9]。由于髖、膝關(guān)節(jié)周圍是較大的肌肉群，所以產(chǎn)生的力較大。在蹬伸的前一段克服人體較大的慣性阻力主要靠這兩個關(guān)節(jié)的肌群先產(chǎn)生向心收縮。

3.4 發(fā)力腿踝關(guān)節(jié)角度變化分析

在“撓羊賽”雙抱腿技術(shù)動作中，發(fā)力腿為右腿。右腿的踝關(guān)節(jié)角度變化在每個階段都有波動起伏，整個過程中隨著重心的變化而變化，當(dāng)重心上升時，身體有所上升，膝關(guān)節(jié)角度增大，則踝關(guān)節(jié)角度也有所增大；當(dāng)重心下降時，身體有所下降，膝關(guān)節(jié)角度減小，則踝關(guān)節(jié)角度也有所減小。當(dāng)踝關(guān)節(jié)角度減小到一定程度時，則有助于發(fā)力，此時，則可以進(jìn)行發(fā)力抱摔。從而有效地進(jìn)行雙抱腿技術(shù)動作。

4 結(jié) 論

（1）“撓羊賽”雙抱腿技術(shù)動作是需要各個環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)用力的，但關(guān)鍵還是在于發(fā)力抱摔階段的動作技術(shù)，在此階段主要看發(fā)力腿的蹬伸技術(shù)和髖、膝、踝關(guān)節(jié)的角度變化，這是決定雙抱腿技術(shù)動作發(fā)揮效果好壞的關(guān)鍵因素。

（2）在做雙抱腿技術(shù)動作時，要注意各個關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)活動（即先后活動順序）及其發(fā)力，使該動作發(fā)揮效果更好，從而有助于在比賽中取得良好的成績。

（3）在進(jìn)行雙抱腿技術(shù)動作過程中，重心也是影響此動作發(fā)揮效果的一個重要因素。其中有兩名運(yùn)動員的重心距離；做抱摔動作的運(yùn)動員的重心高度，特別是在上步抱腿這個階段要注意，如果不加注意，就會影響上步抱腿時的身體穩(wěn)定性；提肩頂起時的重心加速度，加速度適宜，則頂起效果就好，雙抱腿技術(shù)動作的效果也會越好。

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Three Dimensional Mechanical Analysis of Double-leg-holding Technique in “NaoYang Contest”

ZHU Yanqing1, ZHAO Li2

1.Xinzhou City Sports School, Xinzhou Shanxi, 034000, China;2.Physical Education Department ,Xinzhou Teachers College, Xinzhou Shanxi, 034000, China.

Through three-dimensional mechanical analysis and Vicon system test method, this paper conducts experimental tests on the double - leg - holding technical movements of “NaoYang Contest”. From the kinematics point of view, it analyses the movement change and sequence of the main joints of hip, knee and ankle, the change of the height of the center of gravity, the pedal strength and the direction of pedal force of the exerting leg. The results show that the hip and knee joints are the main active joints in the process of double - leg – holding technical movements. The direction and strength of the pedal factors of the legs are also the important factors affecting the power, and the center of gravity is the important determining factor of the whole movement. Therefore, in the training of the double - leg - holding technique “NaoYang Contest”, we should focus on the adjustment of the height and distance of the center of gravity, pay attention to the coordination of all joints of the body, especially the hip and knee joints, and at the same time, we should also strengthen the strength training of leg muscles and the angle of ankle joint movement.

NaoYang Contest;Double-leg-holding technique; Kinematics analysis; Three Dimensional mechanics; National sports

G852.9

A

1007―6891（2019）04―0070―04

10.13932/j.cnki.sctykx.2019.04.17

2019-03-04

2019-04-25

1.忻州師范學(xué)院科研項(xiàng)目（201723）；2.忻州師范學(xué)院重點(diǎn)學(xué)科項(xiàng)目資助。