羽毛球二级运动员蹬跨步法下肢关节运动学分析

发布时间：2019-09-30

　　摘 要：本文借助Codamotion三维捕捉系统采集羽毛球二级运动员右前场蹬跨步法下肢各关节运动学参数，通过关节角度、角速度的变化描述运动员蹬跨步法的运动学特征，并对不同速度蹬跨步法进行运动学对比分析，帮助运动员和羽毛球爱好者清晰了解蹬跨步法下肢各关节运动学特征，提高羽毛球技术水平的同时预防下肢损伤。

　　关键词：羽毛球 蹬跨步法 下肢关节 运动学

　　蹬跨步法是羽毛球运动中最为常见的步法之一，本文选择右前场蹬跨上网步法进行研究。根据蹬跨步法的技术特征，可分为出发步、垫步、跨步和缓冲蹬伸阶段4个阶段。其中，缓冲蹬伸阶段是运动员击球及回位的关键阶段，因此，本文主要针对运动员蹬跨步法缓冲蹬伸阶段右侧下肢各关节进行运动学分析。

　　1 研究对象与方法

　　1.1 研究对象

　　本文以10名男子羽毛球运动员作为测试对象，均为国家二级水平，右手持拍，健康状况良好，无损伤，平均年龄 21.5岁。

　　1.2 测试法

　　1.2.1 测试设备

　　采用英国产Codamotion三维动作捕捉系统，包括CX1 装置2台、Ma rker24个及配套驱动6个、扩展Hub1台。2台 CX1装置自动识别标识点(Marker)，所以不用经过后期处理来定义Marker。装置可以高分辨率和高精度测量Marker 的空间位置，因此避免了Marker的误判和时间延迟，更快的对动作进行分析。

　　1.2.2 场地布置

　　CX1装置放置于受试者周围，主光轴夹角为180°，高度为1.8m，距离右脚着地点均为3m，能够最大可能识别所有的Marker。对系统进行空间坐标标定，“1”代表X方向，即运动方向，“2”代表Y方向，“3”代表Z方向。动作捕捉频率设定为100Hz。

　　1.2.3 测试过程

　　当指挥员发出“开始”口令后，喂球人员立即松手(喂球点：球网上方40cm(快速组)、60cm(一般组)，在地面上的投影距球网30cm，距单打边线30cm)，保证球自由下落。受试者采用三步蹬跨上网步法模拟挑球动作，要求第二步采用垫步的方式。根据Codamotion系统数据实时反馈，每个喂球高度每人分别采集3次成功动作，保证每个动作没有可直接观测的错误，而且Marker点识别度较好。

　　1.2.4 数据采集与分析

　　运动学原始数据采用Codamotion Odin软件解析，选择下肢关节角度、角速度、运动时间、位移等运动学参数。采用Excel软件进行数据整理和图表处理，数据均采用平均数±标准差( s)表示，P<0.01表示具有非常显著性差异，P<0.05表示具有显著性差异。

　　2 结果与分析

　　2.1 支撑脚与地面接触时间分析

　　快速组蹬跨步缓冲蹬伸阶段总时间是0.73±0.07s，一般组动作总时间(0.79±0.08)s(P<0.05)，总时间具有显著性差异;快速组动作在缓冲阶段的时间是0.31±0.05s，一般组时间是(0.35±0.06) s(P<0.05)，缓冲阶段消耗的时间具有显著性差异;快速组动作在蹬伸阶段耗时 (0.42±0.04)s，一般组动作则需耗时(0.44±0.05)s(P > 0.05)。快速组蹬跨步在缓冲蹬伸阶段总时间和分别完成缓冲和蹬伸的时间均相对较少。

　　2.2 缓冲阶段右侧下肢关节运动学特征分析

　　一般组动作在落地时刻和缓冲结束时刻两大关节的角度均小于快速组动作，说明一般组动作在此阶段躯干前倾幅度较大。这与一般组动作上步位移不足有关，为了达到击球位置，躯干只能向前探出。躯干的过度前倾对运动员击球结束后下肢蹬伸回位影响较大，容易延长蹬伸阶段的时间，降低肌肉发力效果，增大了回位的路程，减小了回位的速度，对回位准备接球动作造成不利的影响。快速组与一般组动作在缓冲阶段膝关节角度变化值没有显著性差异(P>0.05)，两组动作膝关节角度变化值非常接近，快速组动作变化值稍大。但是两组动作在缓冲阶段膝关节的角速度距有显著性差异(P<0.05)，快速组动作膝关节角速度更大。

　　在缓冲阶段的落地时刻，一般组与快速组动作踝关节角度具有非常显著性差异(P<0.01)，快速组动作踝关节跖屈程度较小，前脚掌到地面的位移较大，在较大的位移中，运动员能够获得较大的缓冲路径，有利于及时对冲击力进行缓冲。而一般组动作可能会在脚掌完全着地后，冲击力并未完全被缓冲，此时身体重心继续前移，尤其是膝关节和踝关节角度均持续减小，当膝关节位置超过踝关节，胫骨前移幅度大，容易造成ACL(膝关节前交叉韧带)的损伤甚至是撕裂，继而膝关节处关节软骨、半月板等部位产生连锁性的损伤。所以在训练中，运动员脚跟着地时刻可适当增加“勾脚”动作，增加制动效果的同时，可以延长缓冲路径，增强滑车关节滚动式缓冲效果，避免膝关节损伤。

　　2.3 蹬伸阶段右侧下肢关节运动学特征分析

　　快速组与一般组动作在离地时刻膝关节角度具有显著性差异(P<0.05)，快速组动作离地时刻膝关节角度较大，说明其下肢蹬伸较为充分。同时快速组动作膝关节角速度较大，说明快速组动作膝关节蹬伸速度更快。

　　在蹬伸阶段，足底发力区由脚尖向足跟转移，躯干前倾角度减小，重心后移，膝关节完成伸膝动作，此时，踝关节跖屈程度增大，踝关节的角度逐渐增大。当运动员逐渐蹬离地面，脚尖翘起牵拉腓肠肌，使得足跟更好的发力，踝关节角度出现减小现象。快速组动作在蹬伸阶段踝关节角速度相对更大一些，蹬伸速度快，蹬伸效果较好，更有利于快速回位。

　　快速组与一般组动作在蹬伸开始时刻踝关节角度以及角度变化值之间均具有显著性差异(P<0.05)，踝关节的角速度具有非常显著性差异(P<0.01)。快速组动作踝关节角速度更大一些，说明快速组动作的踝关节蹬伸速度更快。

　　3 结语

　　综合分析羽毛球右前场蹬跨上网步法的运动学特征，在缓冲阶段，快速组躯干前倾幅度小，膝关节肌群牵拉速度快。一般组动作在落地时刻踝关节背屈程度小，缓冲路径短，足触地后容易出现膝关节超出踝关节现象，易导致 ACL和半月板等部位的损伤。在蹬伸阶段，快速组动作膝关节与踝关节蹬伸更充分，蹬伸速度更快，蹬伸回位效果更好。在缓冲蹬伸阶段，要特别注意超等长收缩，这种复合式收缩形式动作转换快，具有牵张反射的特点，能够动员更多的运动单位，所起到的短促而有力的收缩效果优于其他方式。参考文献 [1] 贺莉.浅谈快速步法在羽毛球运动中的重要性[J].科教文汇,2008(3):129-130. [2] 范菲.羽毛球步法对比赛中技战术的影响分析[J].文体用品与科技,2013(24):178-179. [3] 黄祯耀,孙术友,安辉.浅析羽毛球步法及其教学[J].体育世界:学术版,2009(11):39-40. [4] Lin, H. Specific inspiratory muscle warm-up enhances badminton footwork performance[J].Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism,2007(6):32. [5] 任妮妮.羽毛球运动步法的力学分析[J].华章,2011(21):174.

　　期刊推荐：《成都体育学院学报》(月刊)创刊于1960年，是国内外发行的文理综合刊物。设有体育人文社会科学、运动竞赛与训练学、学校体育学、运动人体科学等栏目。