彭李明

（武漢體育學(xué)院體育工程與信息技術(shù)系，湖北武漢430079）

淺析運(yùn)動生物力學(xué)在武術(shù)項目中的應(yīng)用

彭李明

（武漢體育學(xué)院體育工程與信息技術(shù)系，湖北武漢430079）

文章通過查閱2000～2009年期間被維普期刊和中國期刊全文數(shù)據(jù)庫所收錄的全部有關(guān)運(yùn)動生物力學(xué)應(yīng)用在武術(shù)項目分析的文章，從運(yùn)動生物力學(xué)的技術(shù)手段在武術(shù)項目中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，了解其在武術(shù)中應(yīng)用的基本情況，以啟發(fā)更多的研究。

武術(shù)項目運(yùn)動生物力學(xué)分析

武術(shù)項目，作為中國的國粹，受到國人的熱情關(guān)注。隨著競技體育的飛速發(fā)展，高水平武術(shù)運(yùn)動員之間的身體素質(zhì)、基本技術(shù)及演練水平的差距日趨縮短，因而，武術(shù)技術(shù)的提高和創(chuàng)新顯得成尤為重要，迫切需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。而運(yùn)動生物力學(xué)在武術(shù)中的應(yīng)用正逐漸豐富起來，得到了很多科研人員和武術(shù)教練員的青睞，本文通過查閱維普期刊和中國期刊全文數(shù)據(jù)庫2000年至2009年全部關(guān)于運(yùn)動生物力學(xué)在武術(shù)項目中的應(yīng)用的文章，從運(yùn)動生物力學(xué)的技術(shù)手段在武術(shù)運(yùn)動項目中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，了解其在武術(shù)中應(yīng)用的基本情況。

1 研究方法

查閱了2000～2009年期間被維普期刊和中國期刊全文數(shù)據(jù)庫所收錄的全部有關(guān)運(yùn)動生物力學(xué)應(yīng)用在武術(shù)項目分析的文章。

2 研究結(jié)果

本文共查詢到了17篇關(guān)于有關(guān)運(yùn)動生物力學(xué)應(yīng)用在武術(shù)動作分析的文章，通過對這些文章進(jìn)行整理分類，其中有太極拳項目3篇，散打項目4篇，武術(shù)套路項目10篇。運(yùn)用的運(yùn)動生物力學(xué)技術(shù)大概可以分為運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)理論對武術(shù)動作技術(shù)的定性分析；運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)儀器設(shè)備對武術(shù)技術(shù)動作的定量分析；應(yīng)用相關(guān)統(tǒng)計軟件對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理；應(yīng)用圖像解析軟件對拍攝的圖像進(jìn)行定量分析。

2.1 運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)理論對武術(shù)動作技術(shù)的定性分析

朱君、鄭雪榮的《鞭腿的運(yùn)動生物力學(xué)分析》通過力學(xué)原理，根據(jù)牛頓第二定律a=F/m和動量定理和動量守衡定律I=Ft，F(xiàn)t=mv。得出鞭打動作可使運(yùn)動鏈末端環(huán)節(jié)產(chǎn)生極大的運(yùn)動速度和打擊力量。此動作由腰腹發(fā)力，然后制動，在制動過程中，角動量向大腿傳遞，大腿再制動并傳遞到小腿。這樣就像鞭打一樣使小腿獲得較大的速度與力量。因此，做此動作要求上體與大腿依次做合理的加速與制動，使小腿與腳組成的末端獲得較大的打擊力量。王杰、王海鷗的《擒拿技法機(jī)制分析》一文運(yùn)用解剖學(xué)、生理學(xué)以及運(yùn)動生物力學(xué)的有關(guān)理論，對武術(shù)擒拿基本技法加以剖析，旨在探索其內(nèi)在機(jī)理，為武術(shù)教學(xué)和訓(xùn)練提供理論依據(jù)。馬南京、張兵的《拳擊和武術(shù)打擊動作的生物力學(xué)比較》一文根據(jù)動量定理，打擊力F=△P／At，得知，拳擊和武術(shù)打擊動作因目的和條件不同而存在較大差異，在運(yùn)動生物力學(xué)上又表現(xiàn)為打擊力、打擊速度、打擊質(zhì)量的不同。筆者對兩者進(jìn)行運(yùn)動生物力學(xué)上的比較，揭示打擊的本質(zhì)過程，以利于運(yùn)動員對打擊動作結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，從而提高訓(xùn)練水平。邱郁、路峰的《散打中的運(yùn)動生物力學(xué)原理》一文運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)，對散打動作中的爆發(fā)力的力學(xué)原理，重心原理的應(yīng)用，牛頓第三定律的應(yīng)用，斜面、旋轉(zhuǎn)力學(xué)原理的運(yùn)用進(jìn)行技術(shù)分析，為散打訓(xùn)練和實(shí)踐提供理論依據(jù)。胡哲純、王思樂的《騰空旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720度接馬步穩(wěn)定性的技術(shù)分析》一文研究認(rèn)為：競技武術(shù)套路日漸成熟和發(fā)展，在現(xiàn)代競技體育大背景下和現(xiàn)代武術(shù)套路新規(guī)則的指導(dǎo)下，追求高、難、美、新的競技武術(shù)套路發(fā)展方向是難美類項群項目的必然。隨之，武術(shù)套路中出現(xiàn)了大量的難度加分動作，正是這些難度加分動作的出現(xiàn)，使武術(shù)套路比賽更加具有競技性、可比性、觀賞性。文章通過對旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720度接馬步的各個技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)的分析研究，找出影響其穩(wěn)定性的主要因素，揭示旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720度接馬步的技術(shù)原理，提出易犯錯誤和糾正措施，為科學(xué)的訓(xùn)練提供理論支持，預(yù)測武術(shù)套路難度動作的發(fā)展趨勢。李俊卿的《武術(shù)“勁”的運(yùn)動生物力學(xué)探析》一文運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)原理，分析了武術(shù)運(yùn)動中力的分類、力與勁的區(qū)別和勁的力學(xué)本質(zhì)，探討了在武術(shù)運(yùn)動中，如何把人體內(nèi)蘊(yùn)之力，也即勁，合理有效地化為外力發(fā)放出來，并驗證了古代拳論的科學(xué)性,為武術(shù)訓(xùn)練提供了現(xiàn)代力學(xué)的理論依據(jù)。邱建華、陳軍、商艷、張啟華、汝安的《旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體540度動作的運(yùn)動生物力學(xué)與解剖學(xué)分析》一文運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)和運(yùn)動解剖學(xué)理論，對旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體技術(shù)動作進(jìn)行分析，為教學(xué)和訓(xùn)練掌握合理的運(yùn)動技術(shù)提供理論依據(jù)。周勇的《運(yùn)用生物力學(xué)原理對太極拳運(yùn)動進(jìn)行再認(rèn)識》一文通過實(shí)踐及資料分析，對太極拳運(yùn)動的特點(diǎn)及其作用進(jìn)行了總結(jié)和分析，指出太極拳運(yùn)動存在的一些問題，對有代表性的運(yùn)動特點(diǎn)和動作進(jìn)行了生物力學(xué)分析，從而對太極拳運(yùn)動有了進(jìn)一步的認(rèn)識。

2.2 運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)儀器設(shè)備對武術(shù)技術(shù)動作的定量分析

孟俊慶、張維憲的《散打典型擊法——寸腿動作的運(yùn)動生物力學(xué)研究》一文以散打運(yùn)動員為對象，對散打典型擊法——寸腿動作進(jìn)行了運(yùn)動生物力學(xué)分析。周繼群、徐彩桐的《武術(shù)套路中“旋風(fēng)腳”動作的運(yùn)動生物力學(xué)分析與訓(xùn)練》一文以運(yùn)動生物力學(xué)方法，對高水平武術(shù)運(yùn)動隊學(xué)生及普體課選項武術(shù)學(xué)生練習(xí)武術(shù)套路中“旋風(fēng)腳”動作進(jìn)行分析，從而找出運(yùn)動技術(shù)結(jié)構(gòu)的規(guī)律，探索如何使運(yùn)動技術(shù)動作達(dá)到最優(yōu)化的原理及教學(xué)訓(xùn)練手段。

2.3 應(yīng)用圖像解析軟件對拍攝的圖像進(jìn)行定量分析

劉健、魏鑫的《競技武術(shù)套路C級高難度動作323C+4的生物力學(xué)分析》一文采用運(yùn)動生物力學(xué)的三維攝像解析法，對運(yùn)動員323C+4動作進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析?，F(xiàn)場采用兩臺日本產(chǎn)JVC9800型號的攝像機(jī)拍攝運(yùn)動員完成323C+4動作的全過程，拍攝速度為50 fps，兩機(jī)高度為1.5m，兩機(jī)主光軸互成700夾角對準(zhǔn)動作平面中段，錄制三維坐標(biāo)框架后，再進(jìn)行定點(diǎn)同步拍攝。使用美國Ariel錄像解析系統(tǒng)進(jìn)行解析，根據(jù)運(yùn)動生物力學(xué)的相關(guān)原理對運(yùn)動員的技術(shù)動作進(jìn)行分析與評價。劉小平、衛(wèi)志強(qiáng)的《太極拳騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體1800的運(yùn)動生物力學(xué)對比分析研究》一文選取體育學(xué)院武術(shù)隊運(yùn)動員，運(yùn)用上海體育科學(xué)研究所生物力學(xué)實(shí)驗實(shí)的Motion Analysi8運(yùn)動分析解析系統(tǒng)，進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)同步測量，找出其運(yùn)動生物力學(xué)規(guī)律，以期對訓(xùn)練有所指導(dǎo)作用。文章使用Motion Analysis運(yùn)動分析系統(tǒng)解析法，利用上海體科所生物力學(xué)實(shí)驗室美國生產(chǎn)的Motion Analy-sis運(yùn)動分析系統(tǒng)的4臺紅外線攝像機(jī)對每個運(yùn)動員進(jìn)行攝像采樣，再經(jīng)三維坐標(biāo)分析計算，完整記錄動作過程中人體各關(guān)節(jié)點(diǎn)位置三維空間坐標(biāo)的原始數(shù)據(jù)，再解析出角位移、角速度、角加速度、位移、線速度、加速度等。三維測力臺測試法，利用上海體科所美國生產(chǎn)的型號為Analog R／C ASC I三維測力臺測取運(yùn)動員起跳和著地時動力學(xué)參數(shù)：Fx、Fy、Fz、Mx、實(shí)驗測試過程：在上海體育科學(xué)研究所生物力學(xué)實(shí)驗室運(yùn)用美國Motion Analysis公司生產(chǎn)的Motion Analysis運(yùn)動解析系統(tǒng)對這6名運(yùn)動員的騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180度動作進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)同步測試。在1名運(yùn)動員的20個測試點(diǎn)貼上Markers，運(yùn)動員提膝獨(dú)立站在測力臺上完成騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180度，四臺紅外攝像機(jī)同步進(jìn)行攝像每動作取樣時間為7秒，紅外攝像機(jī)取樣頻率是120幅／秒，測力臺取樣頻率是1000／秒。其余運(yùn)動員如是依次進(jìn)行。實(shí)驗測試點(diǎn)為從左肩到右足尖的20個標(biāo)定點(diǎn)。樊藝杰的《武術(shù)套路中323 C+4技術(shù)動作的運(yùn)動生物力學(xué)分析》一文運(yùn)用三維錄像機(jī)DLT法和運(yùn)動生物力學(xué)的原理與方法，對河南省武術(shù)套路女子代表隊的三名武英級運(yùn)動員所做的323C+4動作進(jìn)行解析，以此作為一種量化的技術(shù)判斷措施，為促進(jìn)武術(shù)套路高難度技術(shù)動作的整體發(fā)揮，進(jìn)一步提高武術(shù)套路競技的整體水平，提供了有力的科學(xué)依據(jù)，為運(yùn)動員進(jìn)一步提高競賽成績和教練員們指導(dǎo)科學(xué)的訓(xùn)練提供重要的參考依據(jù)。樊藝杰、馬文海的《武術(shù)旋子轉(zhuǎn)體7200接跌叉技術(shù)動作的運(yùn)動生物力學(xué)分析》一文運(yùn)用三維錄像機(jī)DLT法和運(yùn)動生物力學(xué)的原理與方法，對4名武英級運(yùn)動員旋子轉(zhuǎn)體720。接跌叉動作進(jìn)行解析，為武術(shù)動作的技術(shù)創(chuàng)新和難度創(chuàng)新提供理論依據(jù)和技術(shù)參數(shù)。韓雅婷、朱洪的《楊式太極拳競賽套路的運(yùn)動生物力學(xué)特征分析》一文借助先進(jìn)的測試儀器和運(yùn)動解析系統(tǒng)，以運(yùn)動生物力學(xué)和相關(guān)運(yùn)動生理學(xué)指標(biāo)測試的方法，獲取整體套路動作的時間、位移、速率、肌電、心率及能耗等指標(biāo)，以此初步探析優(yōu)秀太極拳選手演練楊式太極拳競賽套路的運(yùn)動生物力學(xué)特征和生理學(xué)特征。王進(jìn)的《武術(shù)套路中旋風(fēng)腳動作的運(yùn)動生物力學(xué)分析》一文對武術(shù)套路訓(xùn)練專業(yè)隊員所做旋風(fēng)腳動作進(jìn)行實(shí)驗研究，利用生物力學(xué)實(shí)驗及統(tǒng)計學(xué)方法對所得結(jié)果進(jìn)行分析。

3 結(jié)論與建議

（1）通過對上述文章進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)采用運(yùn)動生物力學(xué)基本理論進(jìn)行定性分析，共有文章8篇，占總數(shù)的47%，而使用運(yùn)動生物力學(xué)測試儀器和手段引入到武術(shù)運(yùn)動技術(shù)研究的文章9篇，占總數(shù)的53%，可見，運(yùn)用現(xiàn)代化的手段對武術(shù)運(yùn)動項目進(jìn)行分析的比重較大，這會對武術(shù)運(yùn)動技術(shù)水平的提高將起到重要作用。

（2）在運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)測試手段和儀器設(shè)備的方面，再進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)分，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用圖像解析軟件對拍攝的圖像進(jìn)行定量分析的文章有7篇，占總數(shù)的41%，而運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)儀器設(shè)備對武術(shù)技術(shù)動作的定量分析的文章中有2篇，占總數(shù)的12%，可見使用圖像解析軟件和相關(guān)系統(tǒng)對武術(shù)項目的運(yùn)動技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析占主流，這也是因為圖像解析軟件和相關(guān)分析軟件的不斷改進(jìn)和提高，便于應(yīng)用到各類運(yùn)動技術(shù)的研究和分析中，從而促進(jìn)了各項運(yùn)動技術(shù)水平和運(yùn)動成績的提高。

（3）通過對這17篇文章進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，雖然運(yùn)動生物力學(xué)技術(shù)手段在武術(shù)運(yùn)動項目中的應(yīng)用較為廣泛，但應(yīng)用和分析手段較為單一，沒有形成系統(tǒng)研究，而為了解決武術(shù)運(yùn)動中的某一技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)而單獨(dú)開發(fā)的分析系統(tǒng)更是鳳毛麟角，因此，還希望廣大武術(shù)工作者從掌握運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)這一學(xué)科中更上一層樓，多開發(fā)系統(tǒng)解決方案，促進(jìn)武術(shù)運(yùn)動技術(shù)水平的改進(jìn)和提高，增強(qiáng)武術(shù)的觀賞性、競技性。

[1]曾世華．運(yùn)動生物力學(xué)在武術(shù)運(yùn)動中的研究現(xiàn)狀[J]．西安體育學(xué)院學(xué)報，2002（7）：55-56．

[2]楊慧馨，楊雷．運(yùn)動生物力學(xué)在武術(shù)動作技術(shù)分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀研究[J]．哈爾濱體育學(xué)院學(xué)報，2006（5）：144-147．

[3]趙煥彬，王海濤．中國運(yùn)動生物力學(xué)研究現(xiàn)狀[J]．山東體育學(xué)院學(xué)報，2005（10）：62-63．

[4]王向東等．運(yùn)動生物力學(xué)方法學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．中國體育科技，2003（2）：15-16．

[5]李建設(shè)．運(yùn)動生物力學(xué)進(jìn)展及其面臨的若干基本問題[J]．中國體育科技，2001（6）：2．

[6]郭艷玲．中國運(yùn)動生物力學(xué)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]．體育科學(xué)研究，2008（4）：42-44．

On the Application of Sports Biomechanics to

Wushu Peng Liming
（Department of Sports Engineering and Information Technology,Wuhan Institute of Physical Education, Wuhan Hubei 430079）

Through consulting all papers relevant to application of sports biomechanics to Wushu in CNKI and VIP Information databases from 2000 to 2009,the application of sports biomechanics to Wushu is analyzed and acknowledged in the study so as to enlighten more researchers.

Wushusports biomechanicsanalysis

G85

A

1004—5643（2010）02—0043—02

彭李明（1974～），男，武漢理工大學(xué)在讀博士研究生，講師。研究方向：體育工程與計算機(jī)應(yīng)用。