双杠大回环屈体后空翻2周成挂臂动作的运动学分析

摘 要：通过运动学分析揭示了双杠大回环屈体后空翻2周成挂臂动作的运动学规律和技术特点，为我国运动员发展和改进此类动作提供理论依据和参考数据。

关键词：双杠；大回环；屈体后空翻2周；运动学分析

20世纪80年代以来双杠一直是我国男子体操的优势项目，从1980年开始至2003年我国优秀运动员李月久、楼云、李敬、黄力平、张京律、李小鹏等共夺得14次双杠世界冠军。1998年至2003年李小鹏，一人就夺得4次双杠世界冠军，我国运动员能长盛不衰的保持双杠的实力，一个最宝贵的经验就是不断创新和发展高难动作，如李小鹏在2000―2004年奥运周期除了完成大回环屈体后空翻2周挂臂等高难动作外，还创新了双杠“李小鹏挂”即挂臂团身后空翻2周成挂臂。

双杠大回环屈体后空翻2周挂臂是近几年新发展的高难动作，不少优秀运动员在双杠比赛中使用了这个动作，它是双杠成套的核心动作，在相当长的时间内这个动作仍然是双杠技术发展趋势之一。本文研究这个动作的目的旨在揭示该动作的运动学规律和技术特点，为我国运动员发展和改进这类动作提供理论依据和参考数据。

1 研究对象与方法

1．1 研究对象 梁富亮，广东籍国家体操集训队队员，获2002年亚运会个人全能第2名和单杠鞍马冠军。冯敬、广东籍国家体操集训队队员，获得过第35届世界体操锦标赛个人全能冠军及双杠第4名。

1．2 研究方法

1．2．1 文献资料法 阅读有关文献资料10余篇，还未见到双杠大回环屈体后空翻2周挂臂动作的研究。

1．2.2 观察法 观看了2001年和2003年世界体操锦标赛，2002年亚运会，2004年奥运会及2004年全国体操锦标赛双杠比赛录像和实况，对我国和世界双杠现状与发展趋势有了一个基本的了解和认识。

1．2.3 运动学研究法 2004年5月在苏州全国体操锦标赛上，用一台日本产JVC9800型摄像机拍摄了梁富亮和冯敬双杠大回环屈体后空翻2周成挂臂动作的全过程，摄像机对准双杠正侧面，定点摄像，拍摄速度为50幅／s，然后对拍摄到的原始材料，通过美国ARIL运动生物力学高速解析系统，采用系统人体模型，21个关节点，25个环节控制点，解析了80多幅动作画面，获得14000多个数据，用数字滤波法进行平滑截断频率为6。根据研究需要本文只采集了身体重心和各关节的位移，水平速度、垂直速度，合速度及各关节角度等数据，还有重心轨迹与特征画面棍图等，

2　结果与分析

双杠大回环屈体后空翻2周成挂臂的动作结构可以分成两个部分，第一部分由倒立开始做向后大回环，重心轨迹绕握点做圆周运动；第二部分是屈体后空翻2周成挂臂，重心轨迹是大回环放手离杠后形成一个小小的腾空抛物线，最后挂臂时重心落在原握点的前面。下面分三个阶段进行分析，即下摆阶段、上摆阶段、空翻阶段。前两个阶段属于大回环的动作，梁富亮和冯敬完成动作的方向正好相反，梁富亮是从右向左做大回环，冯敬是从左向右做大回环。

2．1 下摆阶段 由杠上手倒立至杠下垂面的运动过程为下摆阶段。梁富亮和冯敬由手倒立开始下摆瞬间，身体重心处于最高位置，分别为1．05m和0．99m，重心合速度较小，分别为0．6m／s和0．91 m／s(表1，图1―图4)。

下摆时两手从内握，脚尖向外伸，肩角逐渐加大，至杠水平面时身体重心离握点最远，梁冯二人分别为1．07m和0．93m、这样能尽量增大绕杠的动量矩，这是完成该动作的动力之一。身体下摆至杠水平面以后开始屈腿，肩角和髋角增大，拉长腹部肌肉，为下阶段兜腿上摆创造有利的肌肉工作条件。梁冯二人下摆至杠下垂直面时，身体重心位置最低，距离杠水面分别为0．97m和0．99m；重心合速度最大，分别达到5．24m／s和5．37m／s；肩角和髋角接近最大值，梁富亮分别为174°和192°，冯敬分别为176°和204°，屈膝角度不能过大也不能过小，只要膝盖不碰地就行，二人膝角分别为107°和1100(表2、图5、图6)。梁富亮从杠上手倒立下摆至杠下垂面用了0．60s时间，这一区间的旋转角速度为5．24rad／s，冯敬用了0．66s时间；这一区间的旋转角速度为4．57rad／s，显然梁富亮的旋转角速度要大于冯敬。

2．2 上摆阶段 由杠下垂直面至放手离杠瞬间的运动过程为上摆阶段。过垂直面后身体过渡到上摆阶段，两膝要加速向上兜腿，肩角和髋角逐渐减小，身体摆到杠水平面部位时两手离杠，两腿开始伸直，梁富亮身体重心高于杠水平面0．30m，离握点水平距离为0．82m，肩角131°，髋角144°，膝角130°，两腿位置较高，重心合速度比垂直面稍小一点，为4．14m／s(表3、图7)，从杠下垂面至放手瞬间运行时间为0．20s，这一区间的旋转角速度9.33 rad／s。与梁富亮比较冯敬放手瞬间身体重心低于杠水平面0．09m，距握点水平距离为0．74m，肩角113°，髋角126°，膝角136°，两腿位置较低，重心合速度为3．94m／s(表3、图8)。从杠下垂面至放手瞬间运行时间为0．16s，旋转角速度为9．92rad／s，从腾空效果比较(后面分析)，身体重心超过杠水平面以后放手比较好。

2．3 空翻阶段 从放手离杠经过空翻两周至两臂触杠的运动过程为空翻阶段。两手离杠后身体进入屈体后空翻2周阶段，身体重心轨迹以抛物线的形式由前向后运动，经测算梁冯二人抛物线的抛射角度分别为78°和86°。抛物线逐渐向斜后上方运动，到最高点后逐渐下降，腾空抛物线轨迹不高也不远，二人最高点至杠面的垂直距离分别为0．72m和0．62m，二人的远度分别为0．33m和0．2gm，重心最高点合速度都不大，分别为0．64m／s和1．01 m／s(表4、图9、图10)。

抛物线的落点祁在原握点的前面，梁冯二人比较前者放手瞬间垂直速度稍大于后者，分别为4．14m／s和3．94m／s，所以前者的腾空高度大于后者分别为0．72m和0．62m，与前一阶段的技术联系起来，提高上摆的重心垂直速度和身体重心的位置是非常重要的。

两手离杠后在重心抛物线上升的过程中迅速屈髋抱腿，梁富亮经过0．08s，冯敬经过0．10s抱上腿，抱腿的位置在膝盖后面，空翻过程抱腿越来越紧，髋角越来越小，梁富亮髋角最小达到50°左右，冯敬髋角最小达到63°左右。髋角减小，身体横轴半径缩短，有利加快身体翻转角速度。从图片分析梁冯二人大约翻转1周后，躯干处于头朝后的水平位置时开始撒腿，然后髋角略有增大，两臂侧伸，上臂触杠后两手迅速向前握杠，准备连接前摆上动作。从两手离杠到两臂触杠，说是屈体后空翻2周，实际上只翻了屈体后空翻1周半左右，整个空翻过程梁富亮用了0．32s时间，空中翻转角速度为25．08rad／s，冯敬用了0.36 s时间，空中翻转角速度为20．36rad／s，二人比较前者翻转角速度大于后者，因此挂臂时前者能在较高的位置上完成该动作，二人身体重心至杠水平面的垂直距离分别为0．33m和0．13m，(表5、图11、图12)

3 结 论

1)由手倒立开始下摆，两手从内握，脚尖向远伸，身体重心远离握点，过杠水平面后，开始屈腿，肩角和髋角逐渐加大，至杠下垂面时接近最大值，这时重心位置最低，合速度最快，梁富亮和冯敬分别为5．24m／s和5．37m／s。

2)过垂直面后两腿迅速向上兜腿上摆，同时髋角肩角减小，膝角逐渐增大，当重心超过杠水平面时两手离杠，梁富亮肩角为131°，髋角为144°，膝角为130°；冯敬肩角为113°，髋角为126°，膝角为136°。二人比较梁富亮放手较晚身置较高，有利于下阶段动作的完成。

3)两手离杠后迅速屈髋抱腿，越紧越好，躯干翻转1周后撒腿伸髋两臂侧伸，挂臂后两手积极握杠，该动作腾空不是很高，但翻转速度要求较快，梁富亮腾空抛物线最高点距杠水平面距离为0．72m，翻转角速度为25．08 rad/s，冯敬为0．62m和20．36rad／s。