女子曲棍球健将短角球拉射技术的生物力学研究

　　1 问题提出
　　
　　我国女子曲棍球运动在历史上曾经创造了辉煌，但是，2008 年奥运会后，我国女曲面临这新老交替和更换主教练所带来的影响，成绩有了一定幅度的滑坡，导致在伦敦奥运会上国女子曲棍球队在伦敦奥运会上仅仅获得了第六名的成绩，这也是过去八年间中国女曲的最差战绩。分析输掉比赛的主要原因，一方面是由于队员年轻化，导致运动员之间的配合能力和技战术组织素质不够导致的，另一方面是由于运动员进攻能力欠缺和把握机会能力不足所导致。[1]

　　从现代世界女曲发展趋势看，短角球技战术已经是世界强队的得分主要手段之一，尤其是在两个队实力接近时候，比赛中短角球进攻的效果往往对成败起着关键和决定性的作用。国际上高水平曲棍球队都非常重视短角球技战术的不断细化。[2]

　　因此，短角球技战术的训练理论与实践的创新，是提升我国女曲运动员竞技能力的重要手段。本研究着力点在于对我国优秀女子曲棍球运动员短角球拉射技术的生物力学研究，力求在理论上探讨技术动作的最佳化并对运动员进行技术动作诊断，为提高优秀女子曲棍球运动员的短角球技术动作水平提供理论借鉴和实际指导。[3]

　　2 研究对象与方法
　　
　　2. 1 研究对象
　　
　　本文以吉林省女子曲棍球队和江苏省女子曲棍球队的 8 名优秀女曲运动员的短角球拉射技术动作为研究对象。该 8 名运动员全部为健将级，平均年龄为22. 3 ± 2. 18 岁； 身高 164. 82 ± 4. 75cm,体重为 52. 38± 3. 79kg.运动员无运动性伤病，正常参加日常训练，动作技术的拍摄在运动员准备活动之后进行。

　　2. 2 研究方法
　　
　　采用英国产的 Quintic 高速图像扑捉分析系统，该系统配有 2 个高速摄像头，采样频率最高可达 250hz.实验设置在曲棍球训练场地，[5]分别对射门球员完成的动作技术进行三维摄像，采用 Quintic Biomechanics视频解析软件，对运动图像进行数字处理，并对原始数据平滑处理，截断频率为 8,每名运动员至少要完成三次完整的短角球拉射动作，取教练员认为完成技术最好的一次作为研究分析的样本。

　　2. 3 数理统计法
　　
　　数据资料处理主要通过 SPSS12. 0 统计分析软件对所采集的运动学数据进行量化分析，结果用平均数± 标准差表示。

　　3 短角球拉射技术的生物力学分析
　　
　　3. 1 交叉上步阶段动作技术分析【1】

　　
　　从完成交叉步的时间特征上看，我国优秀运动员完成交叉步的平均时间为 0. 21 ± 0. 04s.从运动员完成动作水平速度变化上看，交叉步开始时刻平均为1. 84 ± 0. 13m / s,结束后平均为 2. 10 ± 0. 11 m / s,所有的运动员在交叉步阶段，重心的水平速度都有了一定幅度的提升。理论上，运动员完成交叉步用时越短，水平速度上升越快越好。表明运动员交叉步达到了提高速度的效果。

　　从运动员重心上升最大高度看，在交叉步阶段，运动员重心最大高度平均为 1. 11 ± 0. 09m,最大为1. 24m,最小为 0. 99m.交叉步阶段身体重心越平稳，在垂直速度波动就小，有利于运动员在水平方向上的水平速度得以保持而不至于严重丢失，从而使球能够获得更大的水平速度。运动员身体重心高度越高，运动员在垂直方向上的分力就越大，就容易导致重心在垂直方向上的速度波动较大，从而影响到水平方向上速度的获得。因此较好的交叉步技术往往尽量保持身体重心在垂直高度上较小的变化，而努力提高水平方向上的速度。

　　后蹬角是支撑点与身体重心的连线与地面形成的前夹角，交叉步阶段测试运动员的后蹬角度平均为71. 2° ± 4. 52°，这一结果与刘玉娥的研究成果具有显着性的差异。当后蹬角度过大时候，运动员用力的方向垂直向上的分力相应地也大，导致增加了在垂直方向上的速度从而降低在水平方向上的速度。后蹬角度偏大的主要原因一方面是由于运动员用力方向不准确导致的，另一方面也是由于运动员下肢关节的力量，尤其是踝关节的力量薄弱致使后蹬不充分所导致的。

　　着地角是支撑点和身体重心的连线与地面形成的后夹角。从测试结果上看，交叉步结束时，运动员着地角平均为 56. 1° ± 2. 64°，其中最大为 64. 1°，最小为53. 2°，可见我国优秀运动员的着地角普遍偏小。着地角越小，人体重心距离支点的距离相对就越远，此时地面摩擦的作用导致运动员在水平方向上的阻力增加，这对重心水平速度的保持是不利的。

　　3. 2 跨步引杆阶段动作技术分析
　　
　　3. 2. 1 跨步距离在跨步引杆阶段，双脚之间的距离即跨步距离的长短，表明运动员双脚之间的位置关系，也影响了身体的重心和随后动作的幅度。从跨步距离看，我国优秀选手跨步双脚平均距离为1. 24 ±0. 11m,去除身体影响因素，相对距离为0. 849 ±0. 07m.国外一些研究中发现，当前国际上优秀曲棍球运动员的跨步距离平均在 1. 42 -1. 55m 左右，[6-7]可见，我国优秀选手与国际优秀选手相比还有较大的差异。跨步距离相对较长时，一方面运动员可以更好地降低自己身体的重心的高度，有利于在随后的射门鞭打动作过程中，腿部向前蹬伸用力，提高鞭打的整体效果； 另一方面，较大的跨步距离也延长了身体重心的工作距离，也为延长球的加速距离提供可能。

　　国际上目前普遍采用的都是这种较长跨步的拉射方式。【2】

　　
　　跨步引杆阶段前脚与球之间的距离，也是评判跨步动作质量的一个重要指标。由于运动员跨步引杆后，前脚和球之间的位置关系，同样也决定了最后拉射球的工作距离，同时也决定了最后用力阶段发力姿势。

　　研究中表明，我国优秀运动员前脚与球之间的距离为- 1. 23 ± 0. 15m,同样也小于国际优秀运动员的参考值 -1. 38 ±0. 21m.[7]因此在日常训练中，要加强运动员支撑脚准确性的训练，将左脚处于合理的位置，以便于更好的发力和保证球的运动轨迹、方向。

　　3. 2. 2 跨步引杆阶段关节角度【3】

　　
　　运动员在跨步引杆阶段完成的是一个以双脚为支点，身体躯干绕冠状面与矢状面发生复合转动的动作过程。髋轴与肩轴在这个过程中都会发生不同程度的扭转，这就与地面连线之间形成了两个夹角，判断这两个角度的大小有助于我们了解运动员在引杆阶段的身体转动幅度。从表 5 中可以看出，运动员转髋角最大值为 21. 65°，最 小 值 为 10. 85°，平 均 为 17. 02° ±3. 51°，这与国外的相关研究结果并无显着性差异，[8]表明我国运动员在转髋幅度上，与国外优秀选手相似。

　　在转肩角度上，我国运动员平均值为 - 14. 34° ±7. 71°，与国外优秀运动员 - 8. 52° ± 4. 61°的平均值相比，我国运动员转肩角度偏大。由于在跨步引杆阶段的动作要领要求运动员不但要充分跨步以增加随后击球身体作功的距离，同时也要快速向后引杆，通过躯干的以充分扭转，使躯干肌肉形成一个先拉长后收缩的过程，使肌肉处于一个激活状态，增大形变势能，并能为下一阶段最后用力鞭打动作提供良好的条件，这也是超越器械原理的一个重要生物力学特征。但是在这个过程中，并不是扭转幅度越大越好，从国外的一些研究结果上看，优秀运动员转髋角与转肩角度并不是很大，这主要是在躯干过度的前后扭转的情况下，虽然一定程度上会增大扭转的肌力矩，但也容易让运动员在随后击球动作中不容易控制球的飞行方向。因此，国外优秀运动员在引杆阶段往往更加注重通过加大躯干的后仰幅度来加大肌肉的拉伸。而我国运动员在此阶段动作普遍的特点是肩部过度的后转，而躯干后仰幅度又相对不足，这对提高击球的准确性和击球的速度性是不利的。[9-10]

　　3. 3 挥杆击球阶段动作技术分析
　　
　　3. 3. 1 身体转动幅度变化分析【4】

　　
　　从我国运动员转髋幅度看，在挥杆击球动作开始到最后动作结束，运动员平均转髋幅度达 32. 98° ±4. 70°。而从转肩幅度上看，运动员平均转动幅度为50. 05° ± 8. 99°运动员的转髋与转肩幅度决定了挥杆击球动作完成的幅度。通过身体躯干的扭转动作，运动员会将身体的动量从下肢传递给躯干，再次传递给上肢，通过髋关节的加速扭转，身体动量传递给肩部，再由肩加速扭转传递给肘关节。可见，转髋和转肩幅度越大，越能发挥躯干的力量，运动员最后挥杆击球动作越充分，击打的效果也就越明显。国外的文献报道，优秀运动员转髋幅度约在 38°-47°之间，转肩幅度约为50°-60°之间，在转肩幅度上我国和国外没有什么差异，但在转髋幅度上我国运动员平均为 32. 98°，个别运动员甚至仅有 20. 94°的转髋幅度，这就不利于最后挥杆用力的发挥，影响到球的飞行速度。

　　3. 3. 2 关节角速度变化分析【5】

　　
　　挥杆击球阶段，身体是以一个运动链的形式进行复制的旋转运动，这种转动形成了“鞭打效应”.即运动员以髋关节为轴的躯干“鞭打”动作和以肩关节为轴的投掷臂“鞭打”动作与左腿有力的支撑动作相配合，构成一个完整的人体运动链。在各环节依次加速然后依次制动的过程中，由下肢蹬伸产生的动量从质量较大的躯干依次向下一运动环节传递，最后传递给球。从研究结果上看，运动员的髋关节、肩关节、肘关节角速度峰值尽管各有不同，但都形成了从髋关节 -肩关节 - 肘关节依次增加的趋势，表明多数运动员在挥杆击球阶段都形成了正确的鞭打效应。

　　从运动员关节达到最大峰值的时间上看，我国运动员髋关节角速度达到峰值时，时间为 - 0. 07 ±0. 04s,表明运动员前脚还没有充分着地时刻，髋关节已经开始充分发力，使身体重心在交叉步阶段获得的水平速度能由下肢充分向上传递。随后，肩关节也开始充分开始扭转，并在 0. 01 ±0. 02s 的时候，肩关节角速度也达到峰值水平，上肢肘关节在 0. 08 ± 0. 01s 的时候角速度达到峰值。可见，我国优秀运动员髋关节角速度速度、肩关节角速度、肘关节角速度、球棍均能依次达到峰值，表明运动员身体在各环节依次加速制动的过程中，由下肢蹬伸产生的动量向球棍传递，最后传递给球。

　　3. 3. 3 击球效果分析球棍运行的距离越长，相对来说运动员动作的幅度也就越大，因此，较长的运行距离有利于球棍不断加速，同时在短时间内作用在曲棍球上，使之产生爆发性的打击动作，最终提高球的初速度。[11]

　　交叉上步，跨步的目的正是增大后续用力的工作距离，同时使向前挥臂动作的主动肌被快速和强烈的牵拉，使肌肉蓄积弹性势能，在挥臂动作前提高肌肉的预张力，从而增大挥臂动作时肌肉总的收缩力，保证运动员在时间一定的情况下对球有尽可能长的加速距离。从表 6 中可以看出，我国优秀运动员的球棍平均作用距离为 1. 02 ±0. 09,这和国外优秀选手相比，差距比较明显，国外文献报道优秀女曲运动员球棍作用距离在 1. 3-1. 5m 之间。这样，尽管我国运动员球棍作用的时间相对较短，但是球最终的出手速度仍旧低于国外平均 22m 的水平。所以我国运动员要提高挥杆击球动作的有效性，在球出手之前，尽可的拉长工作距离，使肌肉处在拉紧的状态，有利于肌群的爆发性收缩用力。在保证最大工作距离的前提下，缩短最后用力的时间，对提高运动成绩也有一定的意义。【6】

　　
　　4 结论
　　
　　对我国优秀女子曲棍球运动员短角球拉射技术发现，我国运动员在交叉步阶段后蹬角度明显偏大，着地角普遍偏小。重心在垂直方向的高度偏高，对这对重心水平速度的保持是不利的； 在跨步引杆阶段跨步距离不够，前脚与球之间的距离较小，躯干后仰幅度不足； 在挥杆击球阶段转髋幅度偏低，导致球最终飞行的速度不够。

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