拳擊運動員電子準靶研制及上肢肌力訓(xùn)練效果分析

王雅一 張雙

(1.四川體育職業(yè)學(xué)院 四川成都 610043;2.四川省人民醫(yī)院 四川成都 610072)

隨著競技體育的發(fā)展，體育科研結(jié)合項目特點研發(fā)的訓(xùn)練設(shè)備對提高運動員成績起到了重要作用。例如，數(shù)字化鐵餅［1］硬件電路系統(tǒng)的研究，獲得鐵餅在整個運動過程中的三維信息，實現(xiàn)動力學(xué)信息獲??；新型的數(shù)字力量設(shè)備，通過光電編碼器采集運動數(shù)據(jù)，向用戶提供科學(xué)的運動數(shù)據(jù)［2］。而與拳擊項目相關(guān)的訓(xùn)練設(shè)備研制較少，手靶訓(xùn)練有利于運動員技戰(zhàn)術(shù)的鞏固和提高，使運動員迅速進入比賽狀態(tài)，在拳擊訓(xùn)練中占有重要地位［3］。得點取勝并擊打清晰是得分的關(guān)鍵，裁判員對得點的判斷更加嚴格［4］。研制拳擊電子手靶，利用現(xiàn)代測力系統(tǒng)和傳感技術(shù)獲得打擊力量、打擊速度、打擊功率等主要的生物力學(xué)參數(shù)，是現(xiàn)代訓(xùn)練手段的需求之一［5-8］。目前，國內(nèi)電子手靶為卜憲貴［9］所研制的硬件與軟件分離式手靶。而該實驗經(jīng)過重慶大學(xué)兩個重點實驗室（力學(xué)實驗室和光電精密儀器實驗室），選用飛行器產(chǎn)品中的高速AD轉(zhuǎn)換器，克服硬件與數(shù)據(jù)處理分開的困難，通過AD 轉(zhuǎn)換器顯示擊打數(shù)據(jù)，為教練員直觀指導(dǎo)運動員提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

12名男子拳擊隊運動員，健將級4人，一級7人，二級1 人。隨機分為實驗組（n=6）和對照組（n=6），受試者基本信息，如表1 所示，對照組訓(xùn)練為普通手靶，實驗組為電子準靶，訓(xùn)練安排相同，訓(xùn)練3次/周，3組/次，30 個/組（左、右手直拳、勾拳共30 個，自由組合），共8周。無任何增肌類營養(yǎng)品干預(yù)或其他上肢訓(xùn)練方式干擾。

表1 受試者基本信息

1.2 研究方法

1.2.1 等速肌力測試

該文采用ISOMED-2000 多關(guān)節(jié)等速測試儀測試兩組雙側(cè)肘關(guān)節(jié)。肘關(guān)節(jié)角速度分別為60°/s（5 次）、180°/s（10 次）。測試時，取坐位（椅背調(diào)至最大直立位），按其固定方向做屈曲和伸展運動。測定順序為先慢速（60°/s），后測快速（180°/s）。測試峰力矩（N·m）是指肌肉收縮產(chǎn)生的最大力矩輸出值，代表肌肉或肌群的最大肌力，60°/s代表了肌肉收縮的絕對肌力，180°/s代表了肌肉功率和耐力。

1.2.2 電子準靶測試

拳擊電子準靶的測力范圍50～800kg，測力精度≤1%，測力作用時間0.3～180ms，測速范圍0～30m/s，測速精度＜2%，該實驗選用了在航空航天領(lǐng)域長期廣泛使用的AD574A5D，平均完成轉(zhuǎn)換時間在25μs，單片機對AD 轉(zhuǎn)換器送入的數(shù)字信號作高速采樣，采集10 次數(shù)據(jù)，取平均值。速度測試程序，測周期時間；力量測試程序，A/D轉(zhuǎn)換；操作鍵程序包括選擇鍵、功能鍵、啟動鍵；力量、速度下限報警程序，顯示功能。將每組平均值折算成打擊力的公斤值，換算比例尺，經(jīng)標準砝碼（精度0.5‰）標定，試用樣機為19.8mv/kg，選用LCD1602液晶顯示器，將最大電壓與最大力顯示出來。結(jié)合拳擊項目的規(guī)則特點，標出電子準靶靶心位置，直徑8.5cm，若擊打偏離靶心，會導(dǎo)致?lián)舸蛄p小，要求運動員打準靶點，具體參數(shù)獲取，通過擊打力量、擊打速度、擊打沖量、擊打功率4個指標體現(xiàn)（見圖1）。

圖1 拳擊電子準靶原理圖

實驗組與對照組電子準靶的擊打力量和擊打功率測試，擊打力量（kg）測試兩次（第7 周和第8 周），5 次/人。擊打功率（kg·m/s）測試擊打3min，間歇1min，2組/人，拳法均自由組合。擊打功率P=F·V，代表擊打力量和擊打速度。

1.2.3 上臂緊張圍、握力測試

上臂緊張圍測量時，受試者自然站立，右上臂前屈，掌心向上握拳并用力屈肘，測量者將皮尺于右上臂肱二頭肌處圍繞一周，所測數(shù)值即為上臂緊張圍（cm）；握力測試通過電子握力計測量右手握力，讀取握力數(shù)值（kg）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用統(tǒng)計軟件SPSS 19.0 進行數(shù)據(jù)處理，采用配對樣本t檢驗，P＜0.05為顯著性水平表示。

2 研究結(jié)果

2.1 肘關(guān)節(jié)等速肌力測試

如表2 所示，左側(cè)肘關(guān)節(jié)伸肌的峰力矩（60°/s）由44.50±12.20 上升至51.25±10.22（P＜0.01），右側(cè)肘關(guān)節(jié)屈、伸肌峰力矩有非常顯著差異（P＜0.01）。左側(cè)伸肌的峰力矩（180°/s）存在顯著差異（P＜0.05），右側(cè)肘關(guān)節(jié)屈肌峰力矩（180°/s）由34.25±7.38 上升至41.13±9.47，伸肌峰力矩由32.13±5.41上升至40.00±18.06（P＜0.01）。

表2 兩組肘關(guān)節(jié)屈伸峰力矩（N·m）

2.2 電子準靶擊打力量和擊打功率

如表3 所示，實驗組第一次擊打力量與對照組相比，提高了17.18%，第二次擊打力量提高了17.74%（P＜0.01），兩組受試者擊打功率對比，第一次由83.83±2.31 上升至91.20±0.61，第二次由75.39±2.26 上升至86.03±0.88（P＜0.01）。

表3 兩組擊打力量和擊打功率

2.3 上肢緊張圍和握力

實驗前、后，兩組上肢緊張圍對比無顯著差異（P＞0.05），實驗組右側(cè)握力由49.12±5.88 上升至54.28±6.46（P＜0.05）。

3 討論

通過電子準靶訓(xùn)練后，實驗組左上肢的伸肌和右上肢屈、伸肌峰力矩在60°/s、180°/s 均有顯著差異，同時兩組的擊打力量和擊打功率的提高，進一步證明運動員的上肢綜合力量提高。這與孫玉科［10］對不同條件下武術(shù)套路與其他項目運動員擊打效果的生物力學(xué)實驗研究結(jié)果一致，區(qū)別于普通手靶的訓(xùn)練效果，電子準靶更加準確地對運動員限定目標，進行全力擊打，提高擊打效率。通過測試右側(cè)上臂緊張圍和握力，再次驗證上肢肌肉力量的增長效果。陳嚴等［11］研究握力與肘關(guān)節(jié)屈、伸肌峰力矩呈正相關(guān)，握力與肘關(guān)節(jié)屈肌力量相關(guān)性高，該研究證明實驗組肘關(guān)節(jié)屈伸肌和握力不同程度增大，驗證了前人研究。但實驗前、后，兩組上臂緊張圍均無顯著差異，肌肉的圍度增加可能不只是單因素，如訓(xùn)練水平、負荷強度、激素水平等也會造成影響，Angleri等［12］證實了該實驗假設(shè)，認為肌肉的肥大程度很可能與抗阻訓(xùn)練的負荷強度相關(guān)，抗阻訓(xùn)練的負荷強度越大，肌肉的肥大程度也相應(yīng)越大。而此次實驗無抗阻訓(xùn)練，上肢肌肉圍度沒有明顯改變。該研究仍存在局限性，由于科研經(jīng)費問題，只能設(shè)計外形簡單的樣機，這需要后期與相關(guān)設(shè)備公司合作改造。

4 結(jié)語

拳擊電子準靶的研制，將硬件和軟件結(jié)合，直觀運動員擊打數(shù)據(jù)，方便教練員和運動員訓(xùn)練，提高拳擊運動員的上肢肌力，優(yōu)化擊打力量和速度。