短跑項目擺臂力量訓練器的研制

黃小林

摘 要： 本研究目的在于提供一種短跑項目擺臂力量訓練器，該訓練器不僅能使短跑運動員的擺臂專項力量訓練更接近、符合專項技術(shù)動作要求，而且操作簡便、價格低廉、易于普及。通過使用文獻資料法和訪談法，在機械專業(yè)人士的協(xié)助下設(shè)計和生產(chǎn)了一款短跑項目擺臂力量訓練器。該訓練器可以為短跑運動員的擺臂力量訓練提供新的訓練手段，使短跑運動員的擺臂力量訓練更接近和符合專項比賽動作的要求，通過各種調(diào)節(jié)方式滿足不同身高、肩寬和上臂長的短跑運動員的練習需要，而且負荷大小可調(diào)，滿足短跑運動員練習需要的負荷強度。

關(guān)鍵詞： 擺臂力量 專項力量 訓練器

1.研究目的

擺臂在短跑技術(shù)中越來越受到體育專業(yè)人士的關(guān)注，查閱大量文獻可以發(fā)現(xiàn)，2000年以后國內(nèi)學者對短跑擺臂的關(guān)注程度越來越高。眾多相關(guān)文章指出，擺臂對提高短跑成績具有重要作用。概括起來，擺臂具有以下幾個作用：①增強后蹬力量；②增大步幅，提高步頻；③維持跑動中的身體平衡；④從心理角度講，有利于下肢肌肉的放松，提高動作速度。

目前，我國短跑項目擺臂專項力量訓練，普遍采用的訓練手段有橡皮帶或彈簧拉力器練習、杠鈴練習、啞鈴練習、雙手推實心球練習、克服自身重量練習及手持輕器械的擺臂練習。這些練習手段被廣泛采用，不足之處是它與短跑專項技術(shù)特點不一致。用于專項力量訓練的方法還有等動力量練習法。此練習法是借助等動力量訓練器進行的等動力量練習，可以使肌肉在關(guān)節(jié)整個運動范圍得到最大鍛煉，而且訓練效果比等長訓練、等張訓練更明顯。但等動力量訓練需要搭配價格昂貴的輔助儀器，而且操作比較復雜，需要在專業(yè)人員指導下使用。從訓練效果看，練習時的動作速度完全控制，限制肌肉爆發(fā)力的發(fā)展。

研究證明，專項力量練習在接近、符合或超過專項比賽動作要求時才會取得理想的訓練效果?；蛘哒f專項力量的訓練效果主要取決于在多大程度上能適應專項運動的要求（動作幅度、動作速度、用力特性、肌肉工作方式及對供能系統(tǒng)和心理適應性的要求）[4]。

從運動生理學角度分析，力量訓練主要應從三個方面滿足或盡可能接近“專項”：（1）只有參與專項運動的肌肉在力量訓練時被調(diào)動起來（墓集），肌肉才有可能得到訓練；（2）只有肌肉的工作方式（離心或向心工作）和沖動頻率（收縮速度）與專項技術(shù)一致，才能使肌肉力量朝著專項技術(shù)方向發(fā)展；（3）只有肌肉或肌群之間的配合與專項技術(shù)特點一致，才能將機體各環(huán)節(jié)的肌力整合，形成正確的“用力順序”。訓練中，只有注意這三方面的問題，才能形成良好的專項力量素質(zhì)[3]。

為了解決短跑運動員現(xiàn)有擺臂專項力量訓練手段與專項技術(shù)特點不一致的問題，本研究的目的在于提供一種短跑項目擺臂力量訓練器，該訓練器不僅能使短跑運動員的擺臂專項力量訓練更接近、符合專項技術(shù)動作要求，而且操作簡便、價格低廉、易于普及。

2.研究方法

2.1文獻資料法

通過查閱CNKI中國學術(shù)期刊和相關(guān)書籍，了解短跑的起源和技術(shù)演變過程、擺臂的技術(shù)動作和作用、我國現(xiàn)代普遍采用的短跑擺臂力量訓練手段及中國青年人體基本參數(shù)。

2.2訪談法

咨詢有關(guān)機械制造、力學、運動生物力學、短跑教學和訓練的專業(yè)人士，了解相關(guān)知識。

3.結(jié)果與分析討論

3.1短跑的擺臂技術(shù)動作分析

對短跑的擺臂技術(shù)動作進行分析，為本研究短跑項目擺臂力量訓練器提供設(shè)計依據(jù)。

從整個擺臂技術(shù)動作中可以了解到：（1）在擺臂過程中，上臂以肩關(guān)節(jié)為轉(zhuǎn)動軸，做前后擺動；（2）肩軸以軀干的垂直軸為轉(zhuǎn)動軸，做來回扭動，則肩關(guān)節(jié)的空間位置并不是固定的。

3.2不同身高的男女短跑運動員的肩寬、上臂長和肩高的確定

肩寬、上臂長和肩高的確定，為本研究短跑項目擺臂力量訓練器的肩寬調(diào)節(jié)范圍、輪軸高度調(diào)節(jié)范圍和擺桿長度調(diào)節(jié)范圍提供數(shù)據(jù)參考。

依據(jù)中國青年男女環(huán)節(jié)基本參數(shù)，計算出身高為157cm的男女短跑運動員和190cm的男短跑運動員（優(yōu)秀男女短跑選手的身高分別在1.57～1.90米和1.57～1.78米[8]的肩寬、上臂長和肩高。

3.3短跑項目擺臂力量訓練器的研制

3.3.1短跑項目擺臂力量訓練器的技術(shù)方案

本研制的短跑項目擺臂力量訓練器，包括底座、一對支架和一對負荷阻力傳動機構(gòu)，所說一對支架對稱固定在底座的左右兩側(cè)，一對負荷阻力傳動機構(gòu)對稱安裝在兩個支架的上端，該機構(gòu)中包括阻力輪、摩擦帶、輪軸、擺桿和傳動桿，輪軸裝于支架上，輪軸外端與阻力輪固定，里端與擺桿上端固定，摩擦帶套在阻力輪上，并設(shè)有張緊調(diào)節(jié)裝置，擺桿下端與傳動桿外端連接，傳動桿里端連接有一對臂動同步擋桿。

上述短跑項目擺臂力量訓練器，所說負荷阻力傳動機構(gòu)設(shè)有負荷指示裝置，該裝置包括刻度盤、指針和指針軸，指針軸裝于支架上，其一端與指針固定，另一端與摩擦帶固定，刻度盤固定于支架上。

上述短跑項目擺臂力量訓練器，所說擺桿下部設(shè)有與傳動桿連接用插銷的多個調(diào)節(jié)銷孔，傳動桿由插接套和插接桿插接構(gòu)成。

上述短跑項目擺臂力量訓練器，所說一對臂動同步擋桿是一對凹弧面滾輪，滾輪裝于一輪距可調(diào)的連接架上，連接架與傳動桿的插接桿固定，滾輪外表包裹有柔性防護墊。

上述短跑項目擺臂力量訓練器，所說底座上設(shè)有踏板，支架由上半架與下半架插接構(gòu)成，上半架上設(shè)有多個供高度調(diào)節(jié)插銷插接的銷孔，下半架上設(shè)有一至兩個插銷孔。

3.3.2短跑項目擺臂力量訓練器的工作原理

調(diào)節(jié)適當?shù)挠柧毱鞲叨?，練習者站在訓練器的腳踏板上，兩腳前后站立，兩膝微屈，身體微前傾，肩高與輪軸齊，上臂伸入兩個臂動同步擋桿間，同伴幫其調(diào)節(jié)傳動桿與擺桿的連接高度。練習者用力前后擺臂，帶動阻力輪往復轉(zhuǎn)動。阻力輪的轉(zhuǎn)動與摩擦帶產(chǎn)生摩擦，產(chǎn)生的摩擦力即運動阻力。通過摩擦帶張緊調(diào)節(jié)裝置可以調(diào)節(jié)摩擦帶的松緊度，從而調(diào)節(jié)運動阻力的大小。運動阻力的大小可以通過負荷指示裝置指示。使用本訓練器進行日常訓練，可以使練習者的肩帶力量訓練更接近和符合專項比賽動作的要求，使短跑運動員在符合前后擺臂技術(shù)動作的條件下進行力量訓練。另外，本訓練器結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低。

3.3.3短跑項目擺臂力量訓練器的具體指標參數(shù)

本研究的短跑項目擺臂力量訓練器的具體指標參數(shù)如下：

a.輪軸高度調(diào)節(jié)范圍：1290mm～1570mm，間隔40mm一檔；

b.肩寬調(diào)節(jié)范圍：350mm～600mm；

c.擺桿長度調(diào)節(jié)范圍：170mm～250mm，間隔20mm一檔；

d.最大負荷阻力矩期望值大于66.5N.M；

e.訓練器具有安全性，即訓練器的各部件不存在安全隱患；

f.在接近或符合擺臂技術(shù)動作下進行擺臂；

g.額定負荷下運動員訓練時，負荷阻力的穩(wěn)定性良好。

4.研究結(jié)論

4.1本文研究的短跑項目擺臂力量訓練器，可以為短跑運動員的擺臂力量訓練提供一種新的訓練手段，滿足教練員、運動員訓練上肢擺臂力量的要求；

4.2本文研究的短跑項目擺臂力量訓練器，可以使短跑運動員的擺臂力量訓練更接近和符合專項比賽動作要求；

4.3本文研究的短跑項目擺臂力量訓練器，可以通過各種調(diào)節(jié)方式滿足不同身高、肩寬和上臂長的短跑運動員進行練習；

4.4本文研究的短跑項目擺臂力量訓練器，負荷大小可調(diào)，滿足短跑運動員練習時需要的負荷強度。

參考文獻：

[1]劉建國.田徑[M].北京：高等教育出版社，2006：190-203.

[2]張英波.現(xiàn)代田徑運動訓練方法[M].北京：北京體育大學出版社，2005：13-27.

[3]陳小平.力量訓練的發(fā)展動向與趨勢[J].體育科學，2004，24（9）：36-40.

[4]王川.短跑運動員專項力量練習的設(shè)計與選擇[J].中國體育科技，1999，35（10）：7-8.

[5]王保成，等.對我國短跑運動專項力量訓練的思考與建議[J].首都體育學院學報，2005，17（4）：39-41.

[6]翼鵬，等.對格林擺臂方式的力學分析[J].河北體育學院學報，2004，18（1）：67-68.

[7]王衛(wèi)星，蔡有志.體能——力量訓練指南[M].北京：北京體育大學出版社，2006：13-18，41-57.

[8][澳]約翰.A.霍利等.跑步[M].北京：人民體育出版社，2002：2-4.

[9]羅躍兵，等.現(xiàn)代短跑運動的專項力量訓練[J].武漢體育學院學報.2004，38（4）：77-79.