优秀跆拳道运动员远距离进攻型后横踢的生物力学分析

摘 要： 远距离进攻型后横踢技术是我国优秀跆拳道运动员的主要薄弱环节之一。采用运动生物 力学研究方法对我国优秀跆拳道运动员远距离进攻型后横踢技术进行数据采集，通过相关参 数分析，得出以下研究结论：下肢力量不足影响启动速度；启动时髋部发力顺序错误影响到 启动时程和提膝阶段支撑脚拉动的距离；还原阶段运动员重心加速度水平较低，导致运动员 还原阶段时间延长。为不断改善技术，提高运动水平提供理论指导。

关键词：优秀跆拳道运动员；远距离进攻型后横踢；踢击速度

中图分类号：G804.66文献标识码：A文章编 号：1007-3612(2011)04-0064-04

Biomechanics Research on the Offensive Back Turning Kickin Long Distance of Elite Tae Kwon Do Players

HAO Ying1，DUAN Haijun1，JI Zhongqiu2

(1.College of Physical Education，Northwest Normal University ，Lanzhou 730070，Gansu China; 2.College of Sports and Physical Educati on，Beijing Normal University，Beijing 100875，China)

Abstract: The offensive back turning kick in long distance is the one of main weak links o f elite Tae Kwon Do players.By using the sport biomechanics research to gatherthe data of this technology of elite Tae Kwon Do players，and with parametric an alysis，the result shows: the strength shortage of lower limb influence the star t speed.The sequence error of swing leg at the starting phase affects the starttime interval and the pulling distance between the feet when launching; the gra vity acceleration comes lower in the restoration period which causes the longertime of the restoration period.In order to improve the player’s technique cont inuously，the research provides the theoretical reference for the sport’s devel opment.

Key words: outstanding Tae Kwon Do players; offensive back turning kickthrough long distance; velocity of attack

在跆拳道的众多腿法技术中，横踢技术以动作简洁迅速、击打效果好等特点成为最常用 、最有实用价值的技法［1］。由于比赛中的或然性，根据时机、战术组合的不同需 要，运动 员往往采用有别于标准后横踢的技术动作［2］，远距离进攻型后横踢技术就是其中 的一种， 它是指从距离较远的位置主动发起的后横踢［3］。动作形式与后横踢［4］基 本相同，但因其进 攻距离长，导致支撑脚向攻击方向有较大的位移［5］。作为后横踢在竞技中的变形 动作，远 距离进攻性后横踢常与步法相结合使用，如踮步、跳换步、前进步等［6］，它也可 以是直接从原地发起的远距离进攻。

我国开展跆拳道运动的时间相对较短，整体实力水平发展不均衡，未形成夺金的群体优 势［7］。造成落后的原因是多方面的，腿法技术运用的熟练和优劣程度是衡量一个 运动员技 能水平的主要指标［8］。目前，国内缺乏对高水平运动员腿法技术的深入研究，这 将严重制 约我国跆拳道训练的发展水平［9］。因此，有必要将更加接近实战的技术动作进行 科学、系统的分析，为我国跆拳道科学化训练提供理论支持。

1 实验对象与方法

1.1 实验对象

研究对象为14名队跆拳道运动员，其 中9名为健将级运动员，5名国家一级运动员。

1.2 研究方法

1.2.1 三维标定使用一个包括25个标记点的PEAK三维框架，型号为003-C，对拍摄空间进行三维标定。 误差分析使用运动员样本量为：n=5，测量次数为2次，运动员实际身高和解析软件APAS SYS TEM 2003解析后身高标准差平均为0.014，能满足本次研究的要求。

1.2.2 现场拍摄采用日本产JVC GR-DVL9800SH高速数码摄相机对跆拳道运动员在实验控制条件下三维同步定 点拍摄，拍摄时，一部摄像机的主光轴与运动的主平面垂直，摄像机高度为1.24 m，拍摄 距离为12 m，拍摄速度为100 帧/s。

拍摄时，要求运动员站左架，以右腿为摆动腿，尽可能远的调整自己与目标物之间的距 离，以最大能力踢击目标。要求运动员踢击与自己肋部高度相同的靶位。为了保证运动技术 的稳定性，对每一位研究对象的6次三种远距离进攻型后横踢技术动作进行拍摄，征求教练员意见，选取质量较高的2次动作进行解析。

1.2.3 影像解析对运动技术录像采用美国APAS SYSTEM 2003软件分析。根据扎齐奥尔斯基人体模型［10 ］ ，构造人体16个主要的模型参数，对整个动作进行解析。对数据采用DLT法处理，用数据滤 波法进行平滑，截断频率为6，并输出相关数据参数。将动作参数与动作结构原理相结合进 行分析研究。

2 结果与分析

在保证动作完整性的前提下，根据横踢技术动作的任务与性质，将远距离进攻型后横踢 划分为步伐阶段、启动阶段、提膝阶段［11］、踢击阶段［12］和还原阶段［13］，并将步伐以外 的阶段统称为击打阶段。实验涉及的三种远距离进攻型后横踢动作，具有相同的技术特点， 击打阶段前的踮步、跳换步都是由于场上战术安排或双方对峙时变化的需要进行的步伐调整 。三种动作有无步伐或步伐实施的方法影响到击打阶段初速度的获得，从而对完成动作的速 度产生影响，但并不会影响击打阶段的技术构成。

2.1 远距离进攻型后横踢技术的时间特征分析竞技跆拳道中，完成动作的速度是影响技术效果的重要因素。时间是反映完成动作快慢的最 直接的运动学参数，对不同性别研究对象的三种动作各阶段时间进行独立样本T检验， 结果显示各阶段时间在男女运动员之间并没有显著性差异。

图1 击打阶段中各阶段时间分布图

对击打阶段的时间特征分析，观察到启动阶段、提膝阶段、踢击阶段和还原阶段分别占 整个击打阶段的22.13%、18.04%、16.21%、43.62%。通过相关分析，启动阶段、提膝阶 段和 还原阶段用时与击打阶段用时存在显著相关关系，说明这三个阶段是影响整体技术的关键阶 段。其中，还原阶段耗时最多，占总体时间的43.39%，平均在0.316 s，表明运动员消耗 了近 一半时间还原，明显表现出运动员还原能力的不足。踢击时间占总时间的比例相比其它几个 阶段最短，表现出积极的踢击，有利于时机的把握和提高击响效果。而启动阶段时间占总时 间的22.13%，耗时长，明显大于提膝和踢击阶段，是研究中反映出的突出问题。从动作结 构 上看，启动阶段的动作幅度小于提膝和踢击阶段，消耗时间也应较短。动作时程分布的不均 衡表明运动员在动作节奏上存在问题，进而会影响整体动作的发力效果。

下面将对影响整体技术的关键阶段，即启动阶段、提膝阶段和还原阶段，逐一进行分析 ，分阶段探讨造成运动员产生技术问题的主要原因。

2.2 启动阶段技术的分析启动阶段是由警戒式开始至摆动腿脚尖离地瞬间止。从动作构成来看，启动阶段髋关节 屈肌为主动发力肌群，踝关节跖屈使得摆动腿蹬离地面，因此，启动阶段髋关节和踝关节发 力技术是影响启动时间的关键因素。

2.2.1 影响启动阶段髋部技术的关键技术因素分析

图2 启动时髋关节角速度的数据分布图

通过相关因素分析，启动时刻髋关节角速度与启动时间呈显著性负相关关系（P＜0.00 1 ）。髋部角速度是描述大腿与躯干之间夹角变化快慢的物理量，进一步对启动时刻髋关节角 速度数值进行频数分析得到图2，启动时刻髋关节角速度的数值中位线位于下1/2处，即数值 分布半数以上小于平均值，表明大多数运动员启动时刻髋关节角速度较小，并且最大值与最 小值相差较大，说明运动员在此项参数上表现出较大差异，因此，启动时刻髋关节角速度普 遍较慢是影响启动时间较长的关键技术原因。

通过相关分析，启动时刻髋关节速度与启动阶段髋膝发力延迟时间、启动阶段踝关节加 速度最大值出现时刻依次存在显著相关关系。

研究过程中，用髋膝发力延迟时间来表示髋关节和膝关节发力时的先后关系。启动阶段 髋膝发力延迟时间平均为负值，表明从膝关节开始发力到髋关节开始发力的时间极短，甚至 膝关节的发力落后于髋关节，说明运动员启动阶段摆动腿的用力并非由下而上依次进行，而 是存在力量传递的脱节或是用力顺序的错乱。启动阶段踝关节加速度最大值出现时刻均接近 摆动腿脚尖离地瞬间，说明启动阶段踝关节发力时间较晚。虽然启动阶段膝踝发力延迟时间 与此阶段髋关节角速度无显著性相关关系，但是，启动阶段膝踝发力延迟时间为(-0.012± 0.047)s，表明启动阶段膝关节发力早于踝关节，这是摆动腿发力顺序混乱的又一表现。

2.2.2 影响启动阶段踝关节技术的关键技术因素分析通过对启动时刻踝关节角速度的数据进行频数分析后发现，大部分运动员启动时刻踝关 节角速度小于平均水平，因此，启动时刻踝关节角速度普遍偏小是造成启动时间长的主要技 术原因。

进一步研究影响启动时刻踝关节角速度普遍偏小的技术原因后发现，没有参数与它有显 著相关关系，说明启动时刻踝关节角速度普遍偏小是一个原发性技术问题，主要是由运动员 对启动时踝关节发力技术的理解不到位，掌握技术有偏差，造成了错误的技术习惯引起的。2.3 提膝阶段技术的分析提膝阶段是从摆动腿离地瞬间开始，至膝关节屈曲角度变化到最小值。提膝阶段主要完 成了摆动腿大小腿的折叠和支撑腿的拉动，因此，提膝末膝关节的角度和支撑腿向前拉动的 距离是衡量提膝阶段技术优劣的决定性因素。

2.3.1 影响提膝阶段末提膝角度的关键技术因素分析理论上，膝关节绕冠状轴的运动幅度可达135°～140°［14］，即大小腿折叠后夹角 可达4 0°～ 45°。提膝阶段末期膝关节角度平均在94.327°，普遍表现出没有充分的屈膝，即 便 是屈膝最充分的运动员在提膝末期膝关节的角度64.690°也比理论值大。而屈膝最不充分 的 运动员此时膝角达到120.230°，运动员基本没有主动屈膝的表现。这样，严重影响了摆动 腿以髋关节为圆心的转动速度，造成提膝阶段时程延长。因此，屈膝不充分是造成提膝阶段 时程过长的关键因素。进一步分析表明，提膝末期运动员屈膝不充分属于原发性技术问题。2.3.2 影响提膝末支撑脚拉动距离的关键技术因素分析远距离进攻型后横踢制胜的关键之一在于是否在控制与对手的距离时，成功实施远距离 的攻击，击打远度体现了运动员的进攻能力［7］。击打远度是指运动员从启动瞬间 到击中目 标之间的距离，可以分为支撑脚向前拉动的距离，加上击中目标瞬间支撑脚和目标在水平面 投影点之间距离。击中目标瞬间，支撑脚和目标在水平面投影点之间的距离，是由两腿之间 夹角控制的，可以通过柔韧训练得以改善，但会导致平衡的丧失。而支撑脚拉动距离与击打 距离显著相关（P＜0.001），并且支撑脚向前拉动的远近充分显示了运动员的下肢爆 发力，可以通过长期的训练得到充分的改善。

研究显示，男子支撑脚拉动距离平均为0.402 m，女子为0.237 m，男子运动员向前拉动的 距离大于女子选手，与个别学者［5］的相关研究相悖。支撑脚拉动距离占击打距离 的比重为 男子22.58%、女子15.38%，实际贡献率很低。进一步研究支撑脚拉动距离的实验数值后， 得 出性别对此参数无影响。通过分析支撑脚拉动距离的数值分布，发现多数运动员支撑脚拉动 距离较短。最小值0.097 m与最大值0.593 m相差近0.5 m之多，说明实验对象在此能力上 存 在差距，而此能力可以通过专项训练得到提高。因此，支撑脚拉动距离普遍较短是提膝阶段 技术不合理的另一个表现，应得到重视。

启动时重心到两脚的位置与支撑脚拉动距离呈显著性负相关关系，说明进攻的有效性应与启 动时身体姿势的合理性相一致。重心到两脚的位置是由重心在水平面的投影点到左脚的距离 与重心的投影点到右脚距离的比值求得的，用氡硎荆弘=X重心-X左/X右-X 重心。

标准的预备姿势要求重心在两脚间前1/3处，即氪笾挛 0.5，实验测得的数据表明运 动 员在启动时肫骄 0.790，大于理论的合理值，说明研究对象在启动时重心普遍前压性不 够，在启动时容易造成重心的前后起伏，从而影响了启动效果，而启动时重心到两脚的位置 关系值越大，支撑脚拉动距离会越小。进一步对启动时重心到两脚的位置进行数值分布研究 ，发现多数朐 0.5～1.0之间，靠近理论值，因此，启动时重心到两脚的位置对支撑脚拉 动距离有一定影响，但不是造成支撑脚拉动距离较短的主要技术原因。

重心速度体现了躯体的整体速度，受多方因素的影响。启动时刻重心速度的数值分布图 显示半数以上数值大于平均值1.284 m/s，表明研究对象启动时刻重心速度的数值整体较 大，说明启动时刻重心速度是影响支撑脚拉动距离的直接原因，但不是造成支撑脚拉动距离 较短的主要技术原因。

2.4 还原阶段技术的分析还原阶段是从踢击到脚靶，至摆动腿落地瞬间。它是对方最容易反击的一个环节，还原 过程中，重心下落，进攻腿回收，人体处于单脚支撑的极不稳定平衡状态，还原的速度和程 度是决定防守反击的最重要一环。还原的速度和还原后的身体姿势是评价还原能力的两个重 要方面。

2.4.1 影响还原速度的技术因素分析提高还原阶段的速度，需提高摆动腿收腿的相对速度，以及还原时身体的牵连速度，众 多学者认为摆动腿踝关节在还原阶段的速度峰值小于在踢击阶段的速度峰值，是导致“收比 打慢”的关键原因，即缩短还原时间应该以提高肢体的相对速度为主，提高身体的牵连速度 为辅。然而，本研究结果表明，虽然三种动作摆动腿脚尖最大速度出现的时刻均在击中目标 之前的踢击阶段，没有出现在还原阶段，而且摆动腿脚尖最大速度也远远不如世界优秀选手 (17.62±1.21)m/s的水平［15］，充分说明运动员踢击的绝对速度较低，还原不够 积极，但 是，通过相关性分析发现，摆动腿脚尖最大速度出现的时刻与还原时间无显著相关关系，而 重心加速度最大值与还原时间有显著性相关关系（P

进一步分析重心加速度最大值，观察到数据最大值0.660 m/s和最小值6.500 m/s间差距较 大，多数运动员重心加速度最大值小于平均水平0.212 m/s，这说明还原阶段运动员重心普 遍加速度水平较低，这是导致研究对象还原阶段时间过长的主要直接原因。

通过相关分析，根据技术动作的先后顺序，把影响重心加速度最大值的技术参数关系用 下图表示，箭头方向表示相互影响的因果关系。

图3 影响还原阶段重心加速度最大值的技术参数关系

根据技术动作的先后顺序，对还原阶段之前的各阶段关键技术参数进行相关分析可知， 启动阶段和提膝阶段技术逐级影响提膝末期和击中目标时刻的重心速度，最终影响重心加速 度最大值，可见，重心加速不够是一个继发性技术问题。根据之前对启动阶段和提膝阶段的 技术分析，启动时髋部技术问题，以及提膝阶段屈膝不充分是最终影响重心加速度最大值较 小的根本原因。

击中目标时刻踢击方向和水平方向的夹角表明摆动脚在与目标发生碰撞时的情况。踢击 方向与水平面夹角为0°时，摆动脚与目标发生正向碰撞，能够获得最好的击响效果。本研 究中，踢击方向和水平方向的夹角平均为20.273°，变化范围在0.746°～30.948°之间 。从 踢击方向和水平方向的夹角实验数值的分布来看，大多数运动员踢击方向和水平方向的夹角 在20°左右，表明几乎所有运动员在击打目标瞬间摆动脚脚背与目标物没有正向碰撞，并且 为原发性技术问题。

2.4.2 影响摆动腿落地时重心到两脚位置的技术因素分析摆动腿落地时重心到两脚的位置体现了踢击后还原的程度。落地时，如果重心在水平面 的投影点在两脚之间，人体基本处于有限度的稳定平衡状态，此时，运动员右站式站立，形 成与启动前相反的准备姿势，容易控制重心，有利于攻防衔接。

本次研究结果显示，男、女运动员摆动腿落地时重心基本处于两脚之间，但过于接近左 脚的位置，也就是说，运动员摆动腿落地瞬间重心并没有迅速向前，以控制整体的平 衡，而是较为滞后，并且为原发性技术问题。

3 结 论

1)启动阶段、提膝阶段和还原阶段是影响整体技术的关键阶段。

2)摆动腿蹬地时发力顺序错误，髋部力量的不足，以及启动时踝关节的主动发力不足 是启动阶段用时过长的主要技术原因。

3)提膝阶段末期屈膝不足是影响提膝阶段时程过长的原发性技术因素，启动时髋部错误的 发力顺序影响了启动时程，以及提膝阶段支撑脚拉动的距离，启动时身体姿态对支撑脚拉动 距离也有一定影响。

4)还原阶段运动员重心普遍加速度水平较低，是导致研究对象还原阶段时间过长的主要直 接原因，它受到提膝阶段屈膝不充分、启动时髋部技术，以及踢击方向的影响。摆动腿落地 时重心还原不充分属于原发性技术问题。

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