速滑蹬冰下肢關(guān)節(jié)工作順序分析

蔡冰

(黑龍江省大慶市杜爾伯特縣文化廣電體育局 黑龍江大慶 166200)

由于受到各種條件的影響,每一個速滑運動員的蹬冰動作都明顯不同,這也決定了其速滑的成績。通過長期研究發(fā)現(xiàn),蹬冰力量、滑跑頻率是速滑運動中最關(guān)鍵的技術(shù)要點,這兩項也與運動員下肢關(guān)節(jié)的伸展幅度存在著緊密的聯(lián)系。經(jīng)過實踐證明,速滑運動中優(yōu)秀選手的蹬冰技術(shù)特點主要包括以下四點:(1)在開始蹬冰之前,運動員下肢膝關(guān)節(jié)彎曲的角度相對較小;(2)在蹬伸的過程中,運動員的中軀干角相對較小;(3)在蹬冰的過程中,運動員的蹬伸角度較大;(4)運動員在每次蹬冰的過程中所耗費的力量相對較大。由此看來,速滑運動員在實施這一運動的過程中,其膝關(guān)節(jié)的伸展時機極其伸展幅度與速滑運動的效果存在著密不可分的聯(lián)系。但是我們也需要注意到的是速滑蹬冰動作不僅僅與運動員膝關(guān)節(jié)有關(guān),還與運動員下肢的髖關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)存在著密切的關(guān)系。為了了解速滑蹬冰運動中與下肢三個關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)關(guān)系及運動中下肢關(guān)節(jié)的工作順序,本文采用了運動生物力學方法與機能解剖學方法,深入分析在速滑蹬冰運動中下肢關(guān)節(jié)的工作順序及對運動員中心的作用效果,通過此研究希望能夠提高運動員的速滑蹬冰技術(shù)。

1 研究方法

在世界杯比賽現(xiàn)場,研究者需要整個大跑道設(shè)置8臺數(shù)碼攝像機,尤其是在各個彎道,設(shè)計者應(yīng)采用定焦拍攝的方法注意運動員在彎道的完整動作。為了保證研究的準確性,研究者必須要在速滑蹬冰比賽開始之前啟動機器,并將其拍攝的頻率設(shè)定在50Hz左右,并保證在拍攝期間不停機。等到比賽完畢之后,將攝像機的錄像進行分析,并建立一個三維框架模型,再利用相應(yīng)的解析系統(tǒng)對這一拍攝圖像進行全面分析,從中分析運動員在整個動作下的參數(shù)。

2 研究結(jié)果的分析

2.1 速滑蹬冰運動員在不同滑行階段下肢關(guān)節(jié)的角度變化情況

在速滑蹬冰運動過程中,運動員在蹬冰時下肢各個關(guān)節(jié)角度的變化情況決定了運動員動作結(jié)構(gòu)的特征。一個優(yōu)秀速滑運動員在開始蹬冰之前,下肢髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)都處于相對較低的狀態(tài),只有速滑運動員在滑行過程中保持流線型的身體姿勢,才能夠保持其自身的平衡,減小空氣的阻力,從而達到高速度滑跑的目的。運動員在單支撐蹬冰的過程中,其膝關(guān)節(jié)的伸展角度相對較小,經(jīng)過解析系統(tǒng)測量分析,其平均角度僅為12.4°左右,在這一過程中,運動員的髖關(guān)節(jié)的角度會不斷增大,其次是膝關(guān)節(jié),而運動員此時的踝關(guān)節(jié)的角度并沒有太大的變化。也就是說,在速滑蹬冰開始時,運動員的髖關(guān)節(jié)是發(fā)力的關(guān)鍵部位。而在傳統(tǒng)的并且蹬冰運動過程中,其動作順序是:膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的伸展角度幾乎是同步的,并且運動員在運動過程中,其膝關(guān)節(jié)的伸展角度要遠遠超過踝關(guān)節(jié)。也就是說,傳統(tǒng)的蹬冰動作與速滑蹬冰運動項目的用力時機與用力程度都存在著很大的區(qū)別。

當運動員從單支撐蹬冰過程轉(zhuǎn)變?yōu)殡p支撐蹬冰過程時,其髖關(guān)節(jié)的伸展角度依然會不斷增大,其伸展角度的最大值為113.6°,而膝關(guān)節(jié)的伸展角度也開始不斷增大,經(jīng)測定,其伸展的平均角度為67.93°,等到運動員雙支撐蹬冰結(jié)束之后,膝關(guān)節(jié)的最大伸展角度為171.4°。另外我們還發(fā)現(xiàn),在運動員在雙支撐蹬冰過程中,若運動員使用的是心室并且,那么運動員在滑跑過程中也就相對比較靈活,也就是說運動員踝關(guān)節(jié)的伸張角度也會不斷增大,等到雙支撐蹬冰完成之后,其最大的伸展角度達到116.6°。也就是說,在整個運動過程中,并且也會影響到運動員髖關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié)的伸展情況,改變了人們過去下肢關(guān)節(jié)的運動順序。一個優(yōu)秀的速滑蹬冰運動員在整個運動過程中,通過對其下肢關(guān)節(jié)伸展角度變化情況進行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)蹬冰動作具有爆發(fā)式的特點。也就是說運動員利用單步滑跑所花費的時間大約在0.40s左右,但若采用爆發(fā)式蹬冰,那么其花費的時間也就只有0.14s左右。經(jīng)過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),運動員在單步滑跑的過程中,髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的伸展角度都會有不同程度的增長,然后運動員的踝關(guān)節(jié)會逐漸降低,等到在轉(zhuǎn)變成雙支撐蹬冰的瞬間,髖、膝、踝關(guān)節(jié)都會急劇增大。也就是說,在整個速滑運動過程中,運動員并不是時時刻刻都處于主動蹬冰的狀態(tài),而是在某一時刻存在著消息的滑行狀態(tài)。具體來講,運動員在進行單支撐蹬冰初期,運動員主要是依靠自身重力進行蹬冰,即處于一個被動式蹬冰狀態(tài);而在單支撐后期或者在轉(zhuǎn)變?yōu)殡p支撐蹬冰的瞬間,運動員也就將被動式蹬冰轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥疟绞?這樣才能夠有效的提高質(zhì)心的速度,并且此時的蹬冰還具有爆發(fā)式特點。

2.2 運動員在蹬冰過程中下肢關(guān)節(jié)伸展角度的動態(tài)變化情況

為了了解運動員在蹬冰過程中下肢關(guān)節(jié)伸展角度的動態(tài)變化情況,我們將整個蹬冰過程中髖、膝、踝關(guān)節(jié)的角度變化情況繪制成曲線,通過對其分析表明,在滑行階段運動員的膝關(guān)節(jié)的伸展角度正在緩慢增加,期間存在有降低的趨勢,等到滑行階段后期,其伸展角度也就會大幅度增加;髖關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié)大多相似,而踝關(guān)節(jié)則與髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)伸展角度變化情況相反。也就是說,在運動員進行蹬冰的初期,其踝關(guān)節(jié)伸展角度呈現(xiàn)緩慢降低,在蹬伸的過程中,運動員的整個身體呈現(xiàn)足背屈的現(xiàn)象,等到運動員從單支撐蹬冰轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘀蔚疟倪^程中,其伸展角度才會不斷增大。由此看來,運動員在蹬冰過程中出現(xiàn)的足背屈現(xiàn)象與膝關(guān)節(jié)伸展角度存在著十分密切的關(guān)系,在理論上我們將這一技術(shù)稱之為伸膝壓踝技術(shù)。

從髖、膝、快關(guān)節(jié)角度曲線變化情況來看,髖關(guān)節(jié)是最先出現(xiàn)角度變化的,膝關(guān)節(jié)次之,最后才是踝關(guān)節(jié)。由此可以看出運動員在速滑蹬冰運動過程中下肢的用力情況是不一致的。并且由于踝關(guān)節(jié)是運動最后階段的用力部位,這也就說明踝關(guān)節(jié)具有鞭打的特點。在該項運動過程中,運動器材的選擇對于踝關(guān)節(jié)自由度的變化存在著一定的影響,如果運動員采用的是傳統(tǒng)的冰島,那么在蹬伸過程中只能夠?qū)Ⅲy、膝關(guān)節(jié)的力量充分發(fā)揮出來,而踝關(guān)節(jié)的自由度也就受到了限制,增加了運動員的輸出功。而如今,我們將克拉普冰刀應(yīng)用在其中之后,運動員在蹬冰的過程中可以保持身體重心向前傾,此時踝關(guān)節(jié)的力量也就得到了充分的發(fā)揮,改變了傳統(tǒng)冰刀的缺陷,達到了理想的蹬冰效果。在整個滑行階段,運動員的滑行速度得到了顯著的提升,下肢關(guān)節(jié)工作順序有條不紊,不僅提高了運動員的滑跑成績,還提高了運動員滑行的技術(shù)。

2.3 運動員蹬冰腿關(guān)節(jié)角速度的變化情況

為了了解運動員在蹬冰過程中下肢關(guān)節(jié)的具體發(fā)力時機與發(fā)力順序,我們選取下肢關(guān)節(jié)伸展角度較大的階段進行深入研究,即運動員在蹬冰過程中下肢關(guān)節(jié)角度的變化情況。通過分析表明,運動員在蹬冰滑行初期,髖關(guān)節(jié)的角速度呈現(xiàn)緩慢增長的狀態(tài),等到在蹬伸過程中減小之后出現(xiàn)大幅度增長,而膝關(guān)節(jié)角速度變化趨勢與髖關(guān)節(jié)角速度的變化情況幾乎一致,而踝關(guān)節(jié)在滑行初期一直處于平穩(wěn)的狀態(tài),在蹬伸時其角速度會逐漸減小,而到后期,其角速度也就不斷增大。我們將髖、膝、踝關(guān)節(jié)的發(fā)力情況進行相應(yīng)的比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)髖與膝關(guān)節(jié)幾乎同時發(fā)力,而踝關(guān)節(jié)則明顯趨后,在運動員蹬冰時達到最大限度的伸展角度是,髖、膝、踝關(guān)節(jié)的發(fā)力是在同一時間進行。在整個環(huán)節(jié)中,運動員在蹬伸過程中,髖關(guān)節(jié)的角度處于不斷上升的狀態(tài),而膝關(guān)節(jié)則會有一段時間內(nèi)角度不斷減小,由此可以看出,速滑蹬冰時,運動員下肢關(guān)節(jié)的工作順序為髖、膝、踝。在整個過程中,在最后滑行階段,由于踝關(guān)節(jié)是最后的發(fā)力關(guān)節(jié),因此我們必須要對其產(chǎn)生的足背屈現(xiàn)象加以重視。

3 結(jié)語

通過上述相關(guān)分析表明,運動員在蹬冰過程中,其下肢關(guān)節(jié)發(fā)力情況具有爆發(fā)式特點;髖關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié)具有同步性特點,而踝關(guān)節(jié)與髖、膝關(guān)節(jié)恰恰相反,并且在運動員滑行的過程中下肢關(guān)節(jié)的工作順序為髖、膝、踝;踝關(guān)節(jié)在發(fā)力的過程中會使運動員出現(xiàn)足背屈的現(xiàn)象,這需要教練以及運動員引起高度重視。

[1]張術(shù)學,李萍,陳民盛.速滑選手出彎道銜接技術(shù)的生物力學診斷[J].東北師大學報(自然科學版),2003(3).

[2]陳民盛,覃曉紅,佟永典,等.關(guān)于速滑蹬冰動作的實效性分析[J].東北師大學報(自然科學版),2003(1).