尤雅男单杠直体前空翻转体360°再握杠运动学分析

摘 要: 通过运动生物力学分析揭示了我国运动员尤雅男完成的单杠直体前空翻转体360°再握杠的 运动学规律和技术特点,为我国运动员改进和发展该动作提供了理论依据和技术参考 ,对提高我国单杠技术水平有积极的现实意义。

关键词:单杠;直体前空翻转体360°再握杠;运动学分析

中图分类号:G832.32文献标识码:A文章编 号:1007-3612(2009)08-0121-03

A Kinematical Analysis on You Yanan's Straight Forward So mersault with Double Twist and Grip on Horizontal Bar

LI Wei1, YAO Zhihong2, YAO Xiawen3

(1. Beijing Union University, Beijing100101, China;

2. Affilia ted Middle School of Beijing Petrol University, Beijing100083, China;3.Beijing Sport University, Beijing100084, China)

Abstract: This paper reveals the kinematical rules and technical characteristicsof straight forward with full twist and grip on horizontal bar performed by YouYanan, a Chinese gymnast. The purpose of this study is to provide a theoretic b asis and technical reference for Chinese gymnasts improving and develop the move ment. It has a positive practical significance to improve the technical level ofChina's horizontal bar.

Key words: horizontal bar; straight forward somersault with full twist a nd grip; kinematical analysis

1979年我国体操队参加世界体操大赛以来,在20世纪80年代初我国运动员曾多次夺得 过世界体操锦标赛单杠冠军,在世界上处于领先地位。1991年以后我国单杠一直处于落后状 态,从未夺得过单杠世界冠军,直到2008年北京奥运会上我国运动员邹凯出人意料的夺得了 奥运会单杠冠军,实现了历史性的突破。但是我国男子单杠的整体水平与外国先进水平比较 还是有差距的,还属于比较弱的项目,原因有很多,其中缺少高难度的“飞行动作”就是其 中之一。我国运动员邹凯在北京奥运会上夺得单杠冠军,一个重要原因是他在单杠单项决赛 中使用了直体前空翻转体360°再握杠的高难E组动作。我国男子体操要改变目前我国单杠项 目较弱的状态就必须大力发展和创新高难度“飞行动作”。目前世界上掌握单杠直体前空翻 转体360°再握杠的运动员很少,为此本文通过运动生物力学分析和研究揭示了该动作的运 动学规律和技术特点,为我国年轻的运动员发展和改进该动作技术提供了理论依据和技术参 考,对于提高我国单杠技术水平有积极的现实意义。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象尤雅男是山东籍原国家集训队队员,多次参加全国体操锦标赛单杠单项决赛,取得过较好成 绩。

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,了解了我国单杠 的发展情况与研究现状,到目前为止在公开发表的刊物上还未见到此动作的定量研究论文。

1.2.2 观察法观看了2000年悉尼奥运会、2004年雅典奥运会、2008年北京奥运会及2005年第38届、2006年 第39届、2007年第40届世界体操锦标赛男子单杠单项决赛的电视传播,还在比赛现场观看了

2004-2008年5次全国体操比赛单杠单项决赛,对单杠的发展现状与发展趋势有了一个基本的 认识。

1.2.3 运动学研究法

2004年全国体操锦标赛,用两台日本JVC9800型摄像机从正侧面两个方向拍摄了尤雅男完成 的 单杠直体前空翻转体360°再握杠的全过程。两台摄像机主光轴夹角为90°,拍摄速度为50 幅/s。然后对拍摄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 解析了82幅画面,获得15 000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 要本文采集了身体重心和各关节位移、水平速度、垂直速度及各关节角度等数据,还采集了 身体重心轨迹及特征画面与棍图等。

2 结果与分析

单杠直体前空翻转体360°再握杠的动作结构由两部分组成。第一部分由手倒立开始向前大 回环至两手撒杠的运动过程。身体重心轨迹的走向是绕杠做不完整的圆周运动。第二部分从 两手撒杠做直体前空翻转体360°至两手再握杠的运动过程。身体重心抛物线轨迹运行特点 是几乎垂直向上运动,到最高点后在重力作用下又几乎垂直向下运动直至两手握杠为止,上 下抛物线的轨迹几乎重叠在一起。本文按以上两个部分进行技术分析。

2.1 向前大回环技术分析男子单杠由大回环连接的空翻类和腾越类(即“飞行动作”)以及下法类等高难动作均采用 振浪技术。所谓振浪技术就是完成大回环的过程中通过身体的屈伸与鞭打以增加杠子的弹性 势能和肌肉的工作能量,达到较高的腾空效果,单杠大回环振浪技术又分为向后大回环振浪 技术和向前大回环振浪技术。下面具体分析向前大回环振浪技术。

由手倒立开始两手反握比肩稍宽,身体伸直微屈髋梗头,然后身体向前下摆,顶肩伸髋,使 身体重心远离杠轴以获得较大的动量短。当身体下摆至杠上水平部分时左右髋角增加到最大 ,为208°和210°,左右肩角增大到165°和167°(表1,图1,图2)身体重心的运动速度 增加到4.08 m/s。

当身体继续下摆至杠水平部位时身体重心离杠轴最远,获得的动量距最大。在身体下摆的同 时髋角逐渐减小,到杠下垂直部位前左右髋角减到最小,分别为126°和127°(表1,图3, 图4,图5)。屈髋的目的是为了拉长腰背肌肉为下阶段的快速摆腿创造有利的肌肉工作条件 ,这是振浪技术的关键技术环节,此外在屈髋的同时肩关节要下沉,左右肩角变化不是很明 显,分别为168°和170°。沉肩的过程由于重力的作用杠子会发生形变向下弯曲,当下阶段 向后摆腿时就可以充分利用杠子的弹性势能(图4)。杠下垂直部位身体获得的动能最大 ,速度较快,重心的运动速度增加到7.50 m/s(表1)。

接近杠下垂直部位时在沉肩和屈髋之后要及时迅速向后上方摆腿,髋角逐渐加大,身体完全 成反弓形,左右髋角最大增加到210°和215°,(表1,图6,图7),在向后上方摆腿的过 程 中脚的运动速度远远大于肩的运动速度。分别为18 m/s和6.10 m/s。肩角比沉肩时略有减小 但 仍然保持伸肩状态,左右肩角分别为156°和159°在身体上摆阶段绝对不能抬肩缩小肩角的 动作,一方面会影响摆腿速度;另一方面会使身体重心过于靠近杠轴,完成动作时容易打杠 造成动作失败。由于身体向上运动,在重力作用下,身体的运动速度有所减小为5.57 m/s ,主要是向上的垂直速度起主要作用。

当身体继续上摆超过杠后水平部位时两手要及时撒手,撒手角为10°(撒手角是身体重心至 杠轴连线与杠水线的夹角),这时身体重心与杠水平面垂直距离为0.22 m,与杠轴的水平距 离为1.22 m。髋角和肩角略为减小,左右髋角分别为195°和196°,左右肩角分别为145° 和148°(表1,图8,图9)。说明撒手时两腿略有制动。身体运动速度进一步减小,为4.53m/s。垂直速度起主要作用,对身体离杠后获得向上的腾空高度有重要的作用。

从以上向前大回环技术的具体描述和分析中明显看到,在完成向前大回环的过程中通过髋关 节的屈伸形成一个系统的鞭打振浪技术。下摆时伸髋顶肩,至杠下垂直面时屈髋沉肩,过垂 直面时向后摆腿伸髋,这种髋关节的伸――屈――伸的鞭打技术充分利用了杠子的外力和肌 肉内力,是运动员完成好直体前空翻转体360°再握杠的必要条件。

2.2 直体前空翻转体360°再握杠技术分析 本阶段是从撒手 离杠经过直体前空翻转体360°至两手再握杠的运动过程。

两手撒杠后从理论上说身体重心抛物线轨迹应该沿着圆周运动的切线方向运行,但是在人体 运动中为了较好的完成直体前空翻转体360°再握杠不至于打杠,在撒手一瞬间还需要一定 的远离杠轴的水平速度。尤雅男完成该动作时向外的重心水平速度为0.32 m/s,因此他的重 心抛物线腾飞角为85°。身体重心抛物线轨迹几乎垂直向上运动,到了最高点时重心垂直速 度接近零,为0.02 m/s,这时重心离杠轴水平距离为

1.24 m,离杠子的垂直高度为1.19 m。 到 了最高点在重力作用下重心抛物线又垂直向下运动,直至两手再抓杠为止,向下的抛物线轨 迹与向上的抛物线轨迹几乎重叠在一起。从撒手经过空翻转体至两手再抓杠,空中的运行时 间为0.92 s。必要的腾空高度和腾空时间是完成该动作的重要条件之一。

两手几乎同时撒杠,离杠后在身体绕横轴翻转不到1周的情况下要及时快速完成转体360°并 及时准确的再抓杠。转体的动力主要是利用头肩的带动两臂迅速向胸腹前屈抱减小纵轴半径 以加快转体速度。转体过程肩角先减小而后增大,髋角略有变化但不明显,身体基本在伸直 的情况下完成转体360°,这样有利于完成快速转体动作。身体重心抛物线上升的过程中基 本完成向左转体180°,这时肩角最小,左右肩角分别为68°和69°,髋角比撒手时略有减 小,左右髋角分别为170°和172°(表2,图10,图11)。然后在重心抛物线下降的过程中 继续完成直体前空翻转体360°。

当身体翻转约3/4周,转体约270°时两臂开始伸直离开身体准备抓杠。当身体绕纵轴基本上 转完360°时两臂伸直两手几乎同时抓杠,与此同时身体向后伸开,肩角和髋角增大,左右 肩角分别为156°和159°,左右髋角分别为170°和173°(表2,图12,图13)这时的身体重 心离杠子的水平距离为

1.21 m,比杠子低0.14 m。抓杠子时身体重心离杠较远,位置较高对 完 成下面连接的动作是非常必要的。从撒手到再抓杠,横轴翻转角速度为5.80 rad/s,纵轴转 体角速度约为6.83 rad/s。

3 结 论

通过运动学的分析尤雅男完成的单杠直体前空翻转体360°再握杠动作是成功的,结论如下 :1) 向前大回环采用振浪技术,向前下摆时伸髋顶肩;过杠水平面后逐渐屈髋,至杠下垂直 面前,屈髋最小,向下沉肩;然后迅速向后摆腿,髋角增大,直至撒手,摆腿时防止抬肩。

2) 身体摆过杠水平后两手撒杠,撒手角约为10°,肩角和髋角略有减,左右肩角分别为145°和148°,左右髋角分别为195°和196°。3) 撒手后身体重心抛物线沿着85°的方向几乎垂直向上运动,到了最高点又向下落,向上 向下的重心抛物线几乎重叠在一起。重心最高点至杠子垂直高度为1.19 m,水平距离为1.24m。4) 撒手后立即向左转体,转体动力主要靠头肩带动,两臂向胸腹前屈抱加速转体,转完27 0°后两臂离开身体,基本上转完360°时两臂伸直及时准确抓杠,纵轴转体角速度为6.83 r ad/s。

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