姚俠文　郝衛(wèi)亞　徐元玉　徐青華　師玉濤

摘要：通過運(yùn)動(dòng)學(xué)分析揭示了馮?完成的單杠直體后空翻轉(zhuǎn)體360°越杠再握動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和技術(shù)特點(diǎn)，為我國運(yùn)動(dòng)員改進(jìn)和發(fā)展此類型動(dòng)作提供了理論依據(jù)和技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：單杠；直體空翻轉(zhuǎn)體360°；越杠再握；運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

中圖分類號(hào)：G832.319文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-3612(2008)05-0685-03

我國男子單杠多年來處于落后狀態(tài)，在近幾年的世界體操大賽單杠決賽中雖然有我國運(yùn)動(dòng)員參加，但成績很不理想，沒有取得過前三名，落后的原因很多，缺少高難度的“飛行動(dòng)作”就是其中之一。2004年雅典奧運(yùn)會(huì)之后我國男子體操隊(duì)采取了多種措施加強(qiáng)了落后項(xiàng)目單杠的訓(xùn)練，大力發(fā)展后空翻越杠類再握的難新動(dòng)作。在2006年無錫全國體操錦標(biāo)賽中有不少運(yùn)動(dòng)員已經(jīng)能完成團(tuán)身后空翻轉(zhuǎn)體360°越杠再握動(dòng)作，只有馮?一人完成了直體后空翻轉(zhuǎn)體360°越杠再握動(dòng)作，在新的國際體操規(guī)則中屬于F組動(dòng)作，說明我國運(yùn)動(dòng)員在后空翻越杠類“飛行動(dòng)作”方面有了較大的進(jìn)步，但仍然沒有改變我國單杠的落后狀態(tài)。為了使更多的運(yùn)動(dòng)員掌握更高難度的“飛行動(dòng)作”，我們拍攝并分析研究了馮?完成的直體后空翻轉(zhuǎn)體360°越杠再握動(dòng)作，揭示了該動(dòng)作運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和技術(shù)特點(diǎn)，為我國運(yùn)動(dòng)員發(fā)展該型動(dòng)作提供了理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1研究對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象馮?是四川籍國家體操集訓(xùn)隊(duì)隊(duì)員，是我國年輕的后起之秀，在2006年無錫全國體操比賽中獲得雙杠冠軍，單杠第四名。

1.2研究方法

1.2.1文獻(xiàn)資料法閱讀有關(guān)文獻(xiàn)資料10余篇，了解了近幾年國內(nèi)外單杠的發(fā)展情況及該項(xiàng)目的研究狀況，對(duì)高難“飛行動(dòng)作”的研究論文甚少。

1.2.2觀察法觀看了近幾年雅典奧運(yùn)會(huì)和世界體操錦標(biāo)賽男子單杠決賽的錄像?，F(xiàn)場觀看了2004年-2006年4次全國體操錦標(biāo)賽男子單杠決賽，并作了部分技術(shù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)男子單杠的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢有了一個(gè)基本認(rèn)識(shí)。

1.2.3運(yùn)動(dòng)學(xué)研究法 本文運(yùn)用生物力學(xué)三維攝像與解析等方法對(duì)馮?完成的直體后空翻轉(zhuǎn)體360°越杠再握動(dòng)作的全過程進(jìn)行了研究，研究步驟與方法如下：

1.2.3.1動(dòng)作的采集2006年12月在國家體操隊(duì)訓(xùn)練館內(nèi)用兩臺(tái)日本產(chǎn)sony攝像機(jī)拍攝馮?單杠直體后空翻轉(zhuǎn)體360°越杠再握動(dòng)作的全過程，A機(jī)位于單杠側(cè)面，B機(jī)位于單杠正面，兩機(jī)主軸夾角為90°，拍攝頻率為每鈔50幅。比例尺采用peek框架進(jìn)行三維立體標(biāo)定，利用外同步對(duì)動(dòng)作進(jìn)行同步處理。

1.2.3.2動(dòng)作的解析對(duì)所采集的動(dòng)作圖像進(jìn)行整理解析，選用扎齊奧爾斯基人體模型，利用SIMI MOTION軟件進(jìn)行解析。對(duì)解析所獲得的數(shù)據(jù)采用低通濾波進(jìn)行平滑，截?cái)囝l率為8HZ，對(duì)取得的平滑數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和整理，共獲得7000多個(gè)數(shù)據(jù)，包括身體重心和各關(guān)節(jié)的位移，水平速度和垂直速度及各關(guān)節(jié)角度等。

2結(jié)果與分析

單杠直體后空翻轉(zhuǎn)體360°越杠再握動(dòng)作結(jié)構(gòu)由兩部分構(gòu)成：第一部分是從倒立開始的向后大回環(huán)至兩手放手離杠的運(yùn)動(dòng)過程；第二部分是從兩手放手后經(jīng)過直體空翻轉(zhuǎn)體360°越杠至兩手依次抓杠的運(yùn)動(dòng)過程。向后大回環(huán)又可以分成下擺、沉肩、兜腿三個(gè)階段。第二部分直體空翻轉(zhuǎn)體360°依次抓杠又可以分成直體空翻轉(zhuǎn)體270°和兩手依次抓杠轉(zhuǎn)體90°兩個(gè)階段。整個(gè)動(dòng)作的重心軌跡（圖1）就像一個(gè)橢圓形的“雞蛋”一樣，圓心點(diǎn)為杠軸手握杠部分，向下落時(shí)弧形大一點(diǎn)，向上擺時(shí)弧形直一點(diǎn)。越杠后右手抓杠至左手抓杠重心軌跡與剛開始的身體下落軌跡基本重疊。下面按五個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)順序和主要特點(diǎn)分別進(jìn)行分析。即下擺階段、沉肩階段、兜腿階段、直體后空翻轉(zhuǎn)體270°階段、依次抓杠轉(zhuǎn)體90°階段。

2.1下擺階段身體下擺階段是從手倒立位置開始向下大擺至杠水平位置的運(yùn)動(dòng)過程（見圖1棍圖至圖2棍圖）。

手倒立開始的位置很重要，身體越靠近杠上垂直面，獲得的位能越大，經(jīng)過位能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，在杠下垂直面獲得的動(dòng)能也就越大，是完成該動(dòng)作的動(dòng)力之一。馮?手倒立的位置開始時(shí)身體重心與杠軸的水平距離為0.12m，與杠上垂直面的夾角為9°，肩角充分頂開，左右肩角分別為175°和172°，使身體重心盡量高一點(diǎn)，這時(shí)重心合速度比較小，為1.97m/s（見表1和圖1）。然后身體下擺，下擺的過程中有以下幾個(gè)技術(shù)特點(diǎn)：

1) 腳尖向外身體遠(yuǎn)離杠軸，身體下落到杠水平位置時(shí)，身體重心至杠軸的水平距離為1.01 m。根據(jù)力學(xué)原理，身體遠(yuǎn)離杠軸能獲得較大的動(dòng)量矩，這是人體獲得繞杠旋轉(zhuǎn)角速度的動(dòng)力之一。這個(gè)階段的平均角速度為3.53 rad/s。

2) 身體下擺的過程中，在保證身體遠(yuǎn)離杠軸的情況下肩關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)略有減小的趨勢，到杠水平位置時(shí)，左右肩角分別減小到163°和160°，左右髖角分別減小到158°和155°（見表1和圖2），這就為下階段的沉肩和伸髖創(chuàng)造了有利條件。

3) 身體開始下擺時(shí)踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度較大，肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度較小，這是因?yàn)轷钻P(guān)節(jié)繞杠軸運(yùn)動(dòng)的弧度較大，踝關(guān)節(jié)最大運(yùn)動(dòng)速度將達(dá)到7.20 m/s,到杠水平位置時(shí)，踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度減慢，肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度加快，分別為1.78 m/s和4.31 m/s（表1）。

2.2沉肩階段從杠軸水平位置開始至杠下垂直位置的運(yùn)動(dòng)過程為沉肩階段（見圖2 棍圖和圖3棍圖）。沉肩是單杠振浪技術(shù)的基本技術(shù)環(huán)節(jié)，主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

1) 肩關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)角度明顯增大。到杠下垂直位置（身體重心最低點(diǎn)）時(shí)，左右

肩角分別增大到173°和175°，左右髖角分別增大到195°和185°(見參數(shù)表和圖3)。整個(gè)身體呈反弓形，肩帶肌和胸腹肌肉充分拉長，這就為下階段兜腿儲(chǔ)備了充足的肌肉收縮能量。

2) 由于身體重力作用，身體下降到最低點(diǎn)時(shí)，單杠向下發(fā)生形變，身體重心離杠軸距離為0.99 m，重心速度也達(dá)到最大，為6.31 m/s（表1）。當(dāng)杠子恢復(fù)原來形狀時(shí)就可以增加人體上升的動(dòng)量矩。

本階段身體重心旋轉(zhuǎn)角速度比下擺階段略為大一點(diǎn)，為4.42 rad/s。

2.3兜腿階段從杠下垂直位置（即重心最低點(diǎn)）至放手瞬間的運(yùn)動(dòng)過程（見圖3棍圖至圖4棍圖）為兜腿階段。兜腿是單杠振浪技術(shù)環(huán)節(jié)的完成階段。主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

1) 在杠下垂直面左右，兩腿要迅速向前上方兜腿，髖關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)呈逐漸減小的趨勢，到放手瞬間，左右髖角減小到159°和 162°，左右肩角減小到109°和106°（表1和圖4）。由于肩關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)角度減小就縮短了重心至杠軸的水平距離，減小了人體上升的阻力矩，加快了人體旋轉(zhuǎn)角速度，本階段人體重心旋轉(zhuǎn)角速度又比上一階段大一些為5.91 rad/s。

2) 由于沉肩后的兜腿和屈髖，踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度明顯加快，這是因?yàn)轷钻P(guān)節(jié)繞行的弧度比較大，實(shí)際上在沉肩結(jié)束前屈髖就已經(jīng)開始，踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度就已經(jīng)達(dá)到10.38 m/s左右，直至放手前踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度仍保持在7.55 m/s（表1），與此同時(shí)肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的上升速度也應(yīng)該同步進(jìn)行，否則就很難完成整個(gè)身體的上升運(yùn)動(dòng)，從數(shù)據(jù)的比較看出，兜腿階段與沉肩階段肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度基本差不多，均為4.31 m/s左右，但沉肩階段以水平速度為主為4.29 m/s；兜腿階段以垂直速度為主達(dá)到4.18 m/s。

3) 當(dāng)整個(gè)身體超過杠水平部位后，兩手幾乎同時(shí)放手。這時(shí)肩關(guān)節(jié)高于杠水平，左肩為0.28 m，右肩為0.13 m，身體重心高于杠水平0.50 m，與杠軸的水平距離為0.50 m，放手角為45°（見表1和圖4），并保持一定的肩角，身體基本伸直，左右肩角為分別為109°和106°，左右髖角分別為159°和162°。放手時(shí)機(jī)十分重要，過早放手，騰空轉(zhuǎn)體后再抓杠時(shí)身體離杠太近，不利于完成下面動(dòng)作；放手過晚，騰空轉(zhuǎn)體后抓不到杠造成動(dòng)作失敗。如果屈髖過多，就不是直體后空翻了。

2.4直體后空翻轉(zhuǎn)體270°越杠┍窘錐問譴臃攀種后經(jīng)過直體后空翻轉(zhuǎn)體270°越杠至右手抓杠的運(yùn)動(dòng)過程。

放手后進(jìn)入騰空越杠階段，身體重心拋物線的運(yùn)動(dòng)軌跡按照68°的騰飛角向杠上杠后飛行。先是逐漸弧形向上，到最高點(diǎn)后又逐漸弧形向下。身體重心拋物線最高點(diǎn)的位置與杠軸水平距離0.06 m，也就是說在杠子的上方，與杠子的垂直距離為1.29 m（見表1和圖5）。身體重心向上的運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小，到最高點(diǎn)時(shí)為1.60 m/s，垂直速度幾乎為零，但仍保持1.60 m/s的水平速度向后運(yùn)動(dòng)，以便越過杠子，整個(gè)騰空時(shí)間為0.74 s。

本階段是完成該動(dòng)作最關(guān)鍵階段，技術(shù)最為復(fù)雜，充分體現(xiàn)了該動(dòng)作的難度價(jià)值和驚險(xiǎn)性，它既要繞橫軸直體越過單杠，還要同時(shí)轉(zhuǎn)體270°再抓杠。轉(zhuǎn)體從放手一瞬間就開始，身體繞橫軸翻轉(zhuǎn)1周同時(shí)繞縱軸轉(zhuǎn)體270°，翻轉(zhuǎn)1/2周轉(zhuǎn)體到90°；翻轉(zhuǎn)3/4周轉(zhuǎn)體到180°；翻轉(zhuǎn)1周轉(zhuǎn)體到270°，根據(jù)計(jì)算橫軸翻轉(zhuǎn)1周角速度為8.49 rad/s，縱軸轉(zhuǎn)體270°的角速度為6.37 rad/s。

2.5兩手依次抓杠轉(zhuǎn)體90°階段┍窘錐未佑沂腫ジ苤磷笫腫ジ懿⒆體90°的運(yùn)動(dòng)過程。

當(dāng)身體翻轉(zhuǎn)1周并轉(zhuǎn)體270°后右手要及時(shí)準(zhǔn)確的正握抓杠，抓杠時(shí)右臂基本上是直的，身體重心與杠軸的水平距離為0.67 m，垂直距離為0.78 m,右肩角145°，左右髖角分別為163°和165°。右手抓杠角為40°（表1和圖6），整個(gè)身體在杠子上面，并與杠軸保持合理的距離對(duì)準(zhǔn)確抓杠和完成下面的動(dòng)作是十分有利的。右手抓杠后左手迅速正握抓杠并繼續(xù)轉(zhuǎn)體90°，最終完成了直體后空翻轉(zhuǎn)體360°抓杠。這時(shí)身體與杠軸成水平位置，身體與杠軸的水平距離為0.90 m，垂直距離為0.16 m，左右肩角分別為174°和167°，左右髖角分別為163°和166°（見表1和圖7）。兩手依次抓杠的間隔時(shí)間為0.16 s，右手抓杠后的重心運(yùn)動(dòng)軌跡與手倒立開始下擺的重心軌跡基本重疊，說明身體伸直肩角頂開，遠(yuǎn)離杠軸，能夠獲得較大的動(dòng)量矩，對(duì)于完成下面的回環(huán)動(dòng)作是有利的。

3結(jié)論

馮喆完成的直體后空翻轉(zhuǎn)體360°再握杠動(dòng)作是成功的，主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

1) 由手倒立下擺身體重心遠(yuǎn)離杠軸，肩角和髖角略為減小，身體下擺杠水平位置之后肩關(guān)節(jié)下沉，肩角和髖角明顯增大，至杠下垂面身體呈反弓形，重心速度增大到6.31 m/s。然后迅速兜腿屈髖，踝關(guān)節(jié)保持較快的向上運(yùn)動(dòng)速度，重心旋轉(zhuǎn)角速度明顯增大，達(dá)到5.91 rad/s。

2) 當(dāng)整個(gè)身體超過杠水平部位后，兩手幾乎同時(shí)放手，身體重心與杠軸水平距離為0.50 m,垂直距離為0.50 m，放手角為45°。

3) 放手后身體重心拋物線軌跡按照68°的騰飛角向杠上杠后運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)騰空高度與杠軸垂直距離為1.29 m，騰空時(shí)間為0.74 s，在身體越杠的飛行過程中繞橫軸翻轉(zhuǎn)1周同時(shí)轉(zhuǎn)體270°至右手抓杠。

4) 右手抓杠瞬間身體位置較高，與杠軸垂直直距離為0．78 m，水平距離為0.67 m，抓杠角為40°。緊接著繼續(xù)轉(zhuǎn)完90°的同時(shí)右手迅速抓杠，間隔時(shí)間為0.16 s，這時(shí)身體重心高于杠水平位置0.16 m，并遠(yuǎn)離杠軸0.90 m，身體完全伸直，左右肩角分別為174°和167°，左右髖角分別為163°和166°。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 俞繼英，張健.競技體操高級(jí)教程［M］.北京：人民體育出版社，2000.

［2］ 姚俠文.梁富亮單杠團(tuán)身后空翻一周半越杠再握動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析［J］.北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（11）:1560-1562.

［3］ 陸思淳.單杠［M］.北京：人民體育出版社，1998.