張 躍，李建設(shè)，楊紅春，應(yīng)春意

1 前言

競(jìng)技游泳由出發(fā)、途中游、轉(zhuǎn)身及沖刺到邊4個(gè)環(huán)節(jié)組成。國際國內(nèi)研究資料表明，游泳競(jìng)賽成績(jī)主要由途中游速度決定，但轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)的重要性及相關(guān)研究歷來受到關(guān)注［18，22，23］。Thayer和 Hay于1984年 用12只 計(jì) 時(shí) 器 和 秒表記錄分析短池游泳比賽中轉(zhuǎn)身時(shí)間占總成績(jī)的比例，結(jié)果表明，50m自由泳轉(zhuǎn)身占比為20.5%，而1000m自由泳則高達(dá)36.5%［22］。

轉(zhuǎn)身在長(zhǎng)池游泳比賽中同樣重要。Raul等對(duì)1992年巴塞羅那奧運(yùn)會(huì)多名游泳運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)分析表明，100m和200m自由泳項(xiàng)目轉(zhuǎn)身成績(jī)與總成績(jī)之間高度相關(guān)［20］。Chatard等對(duì)2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)200m游泳項(xiàng)目半決賽、決賽運(yùn)動(dòng)員的多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)分析研究結(jié)果也同樣表明，決賽成績(jī)與3次轉(zhuǎn)身的速度相關(guān)［11］。Chow等不僅發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)身時(shí)間正相關(guān)于項(xiàng)目用時(shí)，且運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)身熟練程度隨項(xiàng)目長(zhǎng)度的增加而越發(fā)重要［12］。

對(duì)游泳轉(zhuǎn)身時(shí)間（round-trip time，RTT）的測(cè)量一直缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使不同研究之間的比較變得困難。觸壁前和離 開 池 壁后 2.5m［7，8，13］、5m［9，10，13，14］、7.5m［15，19，23］以 及 觸壁前3m離壁后6.5m［22］的總用時(shí)，被不同研究者采用作為轉(zhuǎn)身時(shí)間（RTT）指標(biāo)，其中，前后5mRTT（即轉(zhuǎn)身10m時(shí)間）多被用作標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗却砹朔侄伍L(zhǎng)的20%，也緣于仰泳轉(zhuǎn)身標(biāo)志線的存在而易于測(cè)量。近年來，我國游泳科研界對(duì)轉(zhuǎn)身總體效果評(píng)價(jià)指標(biāo)采用觸壁前5m及離壁后10m時(shí)間，即“轉(zhuǎn)身15m時(shí)間”，該定義綜合兼顧測(cè)量分析的可操作性和蹬壁滑行的效果，故在重大游泳比賽技術(shù)解析時(shí)統(tǒng)一采用“轉(zhuǎn)身15m 時(shí)間”評(píng)價(jià)指標(biāo)［2，5，6］。

國內(nèi)、外研究自由泳轉(zhuǎn)身技術(shù)的方法主要以攝影攝像分析為主［1，5，8，15］，也有研究者采用水下測(cè)力臺(tái)與攝像同步測(cè)量分析方法。Blanksby等1996年為研究澳大利亞國家隊(duì)自由泳運(yùn)動(dòng)員預(yù)測(cè)50m短池項(xiàng)目用時(shí)最權(quán)重因素，使用安裝在轉(zhuǎn)身池壁的測(cè)力臺(tái)與水下攝像同步測(cè)量3次50 m全力游時(shí)動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及形態(tài)學(xué)變量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)身5m時(shí)間對(duì)預(yù)測(cè)女子運(yùn)動(dòng)員50m項(xiàng)目成績(jī)最具權(quán)重［10］；Lyttle等在2000年應(yīng)用水下攝像和水下測(cè)力臺(tái)研究轉(zhuǎn)身過程的生物力學(xué)特征，認(rèn)為低峰阻力、高峰推力使得蹬離速度加快［16］；Roesler在2002年應(yīng)用水下測(cè)力臺(tái)專門研究轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)的動(dòng)力學(xué)特征［21］；Blanksby等在2004年亦采用水下測(cè)力臺(tái)做過同類研究，結(jié)果顯示，垂直蹬力分量對(duì)加快轉(zhuǎn)身有正向效應(yīng)［7］。國內(nèi)研究則主要以攝像分析研究運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)為主，至今未見結(jié)合水下動(dòng)力學(xué)測(cè)量分析的研究報(bào)道。

孫楊是近幾年中國男子游泳項(xiàng)目備受關(guān)注的優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員，其訓(xùn)練水平和大賽成績(jī)自2009年始逐漸展露實(shí)力。2011年7月上海世界游泳錦標(biāo)賽孫楊以14:34.14的成績(jī)獲1500m自由泳金牌并破世界紀(jì)錄；400m自由泳3:43.24獲銀牌，與金牌成績(jī)3:42.04僅差1.20s。此次世界游泳錦標(biāo)賽的出色表現(xiàn)，基本奠定了孫楊在中長(zhǎng)距離自由泳項(xiàng)目上國際賽場(chǎng)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)。

生物力學(xué)長(zhǎng)期跟蹤研究的資料顯示，孫楊的相對(duì)不足表現(xiàn)在轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)，如上海世界游泳錦標(biāo)賽400m自由泳決賽中孫楊以3:43.24成績(jī)獲銀牌，其轉(zhuǎn)身15m時(shí)間卻名列第七，較轉(zhuǎn)身最快者法國運(yùn)動(dòng)員阿格內(nèi)爾（AGNEL Yannic）慢1.58s，兩者分別為55.14s和53.56s，平均每次轉(zhuǎn)身孫楊慢0.226s。因此，應(yīng)用生物力學(xué)理論和方法，針對(duì)性研究孫楊轉(zhuǎn)身技術(shù)的改進(jìn)與優(yōu)化，成為意義重大的課題之一。

2 研究對(duì)象和方法

2.1 研究對(duì)象

孫楊，男，1991年生，身高1.98m，體重89kg，訓(xùn)練年限10年。倫敦奧運(yùn)會(huì)擬參加項(xiàng)目200m、400m、1500m自由泳、4×200m自由泳接力，主管教練員朱志根。

2.2 研究方法

2.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)攝像分析方法

2.2.1.1 轉(zhuǎn)身技術(shù)動(dòng)作水上水下拍攝及圖像采集方法

采用多臺(tái)不同型號(hào)25fps、30fps常速攝像機(jī)，根據(jù)教練員針對(duì)孫楊轉(zhuǎn)身技術(shù)改進(jìn)與優(yōu)化對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)的跟蹤分析要求，水上拍攝分為主光軸與運(yùn)動(dòng)方向垂直定點(diǎn)定焦或平移拍攝；主光軸追隨運(yùn)動(dòng)員跟蹤拍攝。水下拍攝采用與計(jì)算機(jī)相連接的便攜式防水?dāng)z像頭，正側(cè)面跟蹤拍攝轉(zhuǎn)身過程的技術(shù)動(dòng)作，由計(jì)算機(jī)專用軟件采集水下技術(shù)動(dòng)作視頻。

2.2.1.2 數(shù)據(jù)解析方法及指標(biāo)選擇

數(shù)據(jù)解析與分析軟件為SIMI MOTION 7.5版、DARTFISH 3.0版。解析頻率25fps拆為50場(chǎng)／s；30fps拆為60場(chǎng)／s。與本研究相關(guān)的運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)選擇如下:

轉(zhuǎn)身15m時(shí)間:觸壁前5m至離壁后10m時(shí)間間距，單位:s；

觸壁時(shí)間（Wall Contact Time，WCT）:觸壁至蹬離時(shí)間間距，單位:s；

轉(zhuǎn)身動(dòng)作時(shí)間:開始團(tuán)身翻滾時(shí)刻至足蹬離池壁時(shí)間間距，單位:s；

髖關(guān)節(jié)角度:軀干與大腿夾角，單位:度；由肩、髖、膝三關(guān)節(jié)點(diǎn)解析確定（圖1示）；解析髖關(guān)節(jié)角度時(shí)數(shù)據(jù)平滑采用10Hz低通濾波；

髖關(guān)節(jié)角速度:由髖關(guān)節(jié)角度對(duì)時(shí)間微分計(jì)算獲得，單位:度／s；解析髖關(guān)節(jié)角速度時(shí)采用3Hz低通濾波。

2.2.2 轉(zhuǎn)身蹬壁專項(xiàng)力量水下測(cè)量與水下攝像解析同步分析方法

將防水材料密封的RScan-7壓力測(cè)試板安裝在游泳池壁適合孫楊轉(zhuǎn)身蹬壁處（圖1），并進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)定。

圖1所示的方法可在不影響孫楊正常訓(xùn)練節(jié)奏和技術(shù)狀態(tài)的前提下，測(cè)量轉(zhuǎn)身蹬壁過程足與測(cè)力板之間的作用力—時(shí)間曲線。采樣頻率250Hz，分辨率8bit。主要觀測(cè)指標(biāo)為壓力分布、最大壓力、沖量（力—時(shí)間曲線積分值）、蹬壁時(shí)間等。

圖1 本研究轉(zhuǎn)身蹬壁專項(xiàng)力量測(cè)量?jī)x器RScan-7（左）及水下安裝（右）示意圖Figure 1.Underwater Force Plate Measurement Apparatus RScan-7（left）and Installation（right）

水下拍攝視頻圖像可判斷腳掌接觸壓力板及蹬離時(shí)刻，壓力板則記錄運(yùn)動(dòng)員蹬壁作用力—時(shí)間曲線。通過特征視頻對(duì)應(yīng)壓力曲線判斷與轉(zhuǎn)身專項(xiàng)技術(shù)和力量相關(guān)的重點(diǎn)特征時(shí)刻，運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)可同步分析。

在孫楊2011年5月—2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)前的備戰(zhàn)訓(xùn)練期間，根據(jù)教練員的需求和本項(xiàng)目的研究計(jì)劃，通過水上多機(jī)位攝像解析運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)，水下攝像解析與測(cè)力同步測(cè)量與分析，針對(duì)孫楊轉(zhuǎn)身技術(shù)的改進(jìn)與優(yōu)化進(jìn)行跟蹤研究與攻關(guān)。

3 孫楊轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)主要技術(shù)問題測(cè)試分析結(jié)果

2011年5月～11月備戰(zhàn)訓(xùn)練期間，應(yīng)用轉(zhuǎn)身蹬壁專項(xiàng)力量水下測(cè)量與水下攝像解析同步分析方法（見2.2.2所述），在孫楊專項(xiàng)訓(xùn)練的不同階段多次進(jìn)行蹬壁專項(xiàng)力量和轉(zhuǎn)身技術(shù)特征分析，結(jié)果表明，孫楊轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)具有明顯重復(fù)性的技術(shù)問題，表現(xiàn)為如下兩方面:

3.1 孫楊轉(zhuǎn)身過程團(tuán)身速度較慢、幅度過小

國家游泳隊(duì)備戰(zhàn)倫敦奧運(yùn)會(huì)朱志根組重點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員中的另一名自由泳運(yùn)動(dòng)員李昀琦，訓(xùn)練和比賽的轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)技術(shù)表現(xiàn)明顯優(yōu)于孫楊。本研究以完全相同的測(cè)試分析方法對(duì)孫楊和李昀琦的轉(zhuǎn)身技術(shù)特征進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果顯示，孫楊轉(zhuǎn)身動(dòng)作時(shí)間為1.08±0.05s（n＝5，下同），李昀琦僅用0.95±0.02s，P＜0.05；孫楊轉(zhuǎn)身時(shí)髖關(guān)節(jié)折疊至最終位置的角度為48.1°±1.0°，遠(yuǎn)高于李昀琦的29.0°±1.3°（圖2），P＜0.01；孫楊轉(zhuǎn)身屈髖過程中的最大角速度為258±1.8°／s，李昀琦為355±4.4°／s，P＜0.01；孫楊伸髖過程中最大角速度為260±3.5°／s，李昀琦為286±5.2°／s（圖3），P＜0.01。該結(jié)果表明，孫楊雖然總成績(jī)明顯好于李昀琦，但轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)團(tuán)身速度較慢、幅度過小，其轉(zhuǎn)身技術(shù)表現(xiàn)與李昀琦相比差距顯著。

3.2 孫楊轉(zhuǎn)身技術(shù)動(dòng)作不夠連貫，影響蹬壁發(fā)力效果

2011年夏訓(xùn)期間，孫楊幾乎每次轉(zhuǎn)身水下蹬壁專項(xiàng)力量測(cè)試都出現(xiàn)明顯的“壓力空缺”。圖4列舉了其中4次測(cè)試結(jié)果，其觸壁時(shí)間平均為350±8.2ms，“壓力空缺”平均為67.5±17.1ms，該結(jié)果可判斷孫楊轉(zhuǎn)身蹬壁發(fā)力過程中有瞬間停頓和調(diào)整。孫楊轉(zhuǎn)身過程髖關(guān)節(jié)角度變化中也有明顯“停頓”現(xiàn)象（圖5），轉(zhuǎn)身動(dòng)作不夠連貫。壓力板測(cè)試與運(yùn)動(dòng)學(xué)解析同步分析結(jié)果表明，髖關(guān)節(jié)角度變化的“停頓”現(xiàn)象與壓力板測(cè)試的“壓力缺口”相吻合。

圖2 本研究孫楊與李昀琦轉(zhuǎn)身過程髖關(guān)節(jié)角度對(duì)比圖Figure 2.Hip Joint Angle of Sun and Li during Flip Turn

圖3 本研究孫楊與李昀琦轉(zhuǎn)身過程髖關(guān)節(jié)角速度對(duì)比圖Figure 3.Hip Joint Angular Velocity of Sun and Li during Flip Turn

圖4 2011年5月孫楊轉(zhuǎn)身蹬壁足與壓力板作用力—時(shí)間曲線，出現(xiàn)明顯“壓力空缺”圖Figure 4.Sun’s Pressure-Time Curve of Wall Hit in May 2011.Remarkable“Pressure Gaps”

圖5 2011年5月孫楊轉(zhuǎn)身蹬壁時(shí)髖關(guān)節(jié)角度變化有明顯“停頓”圖Figure 5.Sun’s Hip Joint Angle of Flip Turn in May 2011.Remarkable“Halts”

4 改進(jìn)和優(yōu)化孫楊轉(zhuǎn)身技術(shù)的針對(duì)性訓(xùn)練方法

基于上述對(duì)孫楊轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)主要技術(shù)問題的測(cè)試分析結(jié)果，教練員對(duì)階段性訓(xùn)練計(jì)劃的設(shè)計(jì)與安排進(jìn)行了針對(duì)性調(diào)整，將轉(zhuǎn)身技術(shù)改進(jìn)與優(yōu)化作為孫楊進(jìn)一步提高成績(jī)的重要“空間”之一。

針對(duì)轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)團(tuán)身速度較慢、幅度過小的問題，在專項(xiàng)訓(xùn)練中要求孫楊有意識(shí)加大團(tuán)身幅度，加快團(tuán)身速度。教練員在轉(zhuǎn)身處以“口令”如“快速團(tuán)身”、“再團(tuán)緊一些”等，強(qiáng)化孫楊的正確技術(shù)意識(shí)。專項(xiàng)訓(xùn)練外每周安排2～3次專門性轉(zhuǎn)身訓(xùn)練，不斷強(qiáng)化孫楊“快速緊湊”的轉(zhuǎn)身技術(shù)。

針對(duì)轉(zhuǎn)身技術(shù)動(dòng)作不夠連貫，蹬壁發(fā)力出現(xiàn)短暫調(diào)整的“壓力空缺”問題，訓(xùn)練中著重強(qiáng)化團(tuán)身至蹬壁發(fā)力整個(gè)技術(shù)動(dòng)作的連貫協(xié)調(diào)，并通過技術(shù)動(dòng)作跟蹤拍攝及水下測(cè)力同步測(cè)量分析，在訓(xùn)練現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)反饋孫楊技術(shù)改進(jìn)監(jiān)測(cè)情況，為教練員不斷調(diào)整針對(duì)性訓(xùn)練措施提供依據(jù)。

陸上訓(xùn)練則安排針對(duì)性的下肢爆發(fā)式蹬伸力量訓(xùn)練，以提高蹬壁發(fā)力的專項(xiàng)能力。安排適當(dāng)?shù)暮诵牧α坑?xùn)練，重點(diǎn)突出身體核心部位專項(xiàng)力量的協(xié)調(diào)發(fā)展，為“連貫協(xié)調(diào)、快速緊湊”的轉(zhuǎn)身技術(shù)儲(chǔ)備能力。

5 孫楊自由泳轉(zhuǎn)身技術(shù)明顯改進(jìn)，效果顯著

在2011年5月至倫敦奧運(yùn)會(huì)前的整個(gè)備戰(zhàn)訓(xùn)練期間，通過上述跟蹤測(cè)試、分析、建議及教練員針對(duì)性強(qiáng)化訓(xùn)練等措施，孫楊自由泳轉(zhuǎn)身技術(shù)不斷改進(jìn)。至2012年5月備戰(zhàn)倫敦奧運(yùn)會(huì)的關(guān)鍵時(shí)期，再次對(duì)孫楊轉(zhuǎn)身技術(shù)進(jìn)行專項(xiàng)力量水下測(cè)量與水下攝像解析同步測(cè)試分析，與2011年5月的測(cè)試結(jié)果比較，轉(zhuǎn)身動(dòng)作的連貫協(xié)調(diào)明顯改善，技術(shù)表現(xiàn)為髖關(guān)節(jié)角度變化的“停頓現(xiàn)象”完全消失（圖6）；蹬壁發(fā)力過程的“壓力空缺”完全消失，壓力峰值明顯提高（圖7），蹬壁發(fā)力過程的沖量由32.23±12.72N·s／m2提高為168.23±36.63N·s／m2（n＝4），P＜0.01；轉(zhuǎn)身動(dòng)作時(shí)間由1.08±0.05s縮短至1.00±0.02s（n＝5，下同），P＜0.05；觸壁時(shí)間由350±8.2ms提高為365±12.9ms，無明顯變化，P＞0.05；團(tuán)身幅度明顯加大，蹬壁時(shí)髖關(guān)節(jié)角度由48.1°±1.0°減小至35.4°±1.3°，P＜0.01；團(tuán)身速度也顯著提高（圖8），屈髖最大角速度由258±1.8°／s提高為294±5.9°／s，P＜0.01；伸髖最大角速度由 260±3.5°／s提高為 282.3±7.5°／s，P＜0.01。

圖6 2012年5月孫楊轉(zhuǎn)身蹬壁時(shí)髖關(guān)節(jié)角度變化，“停頓現(xiàn)象”完全消失圖Figure 6.Sun’s Hip Joint Angle of Flip Turn in May 2011，No“Halts”

圖7 2012年5月孫楊轉(zhuǎn)身蹬壁足與壓力板作用力—時(shí)間曲線，“壓力空缺”完全消失圖Figure 7.Sun’s Pressure-Time Curve of Wall Hit in May 2011，No“Pressure Gaps”

圖8 孫楊轉(zhuǎn)身過程髖關(guān)節(jié)屈伸角速度最大值，2012年5月與2011年5月測(cè)試結(jié)果對(duì)比圖Figure 8.Comparison of Peak Angular Velocity of Hip Flexion and Extension during Sun’s Flip Turn between May 2012and May 2011

圖9、圖10匯總了本項(xiàng)目研究組跟蹤孫楊3年來參加重大賽事400m、1500m自由泳項(xiàng)目轉(zhuǎn)身15m總時(shí)間的變化，其中，2011年上海世界游泳錦標(biāo)賽孫楊1500m29次轉(zhuǎn)身總時(shí)間為232.16s，而倫敦奧運(yùn)會(huì)為230.56s，縮短1.60s；2011年上海世界游泳錦標(biāo)賽400m自由泳7次轉(zhuǎn)身總用時(shí)55.14s，而2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)轉(zhuǎn)身總用時(shí)為53.86s，縮短1.28s。孫楊轉(zhuǎn)身技術(shù)的改進(jìn)與優(yōu)化取得非常明顯的效果，對(duì)倫敦奧運(yùn)會(huì)決賽總成績(jī)的進(jìn)一步提高貢獻(xiàn)顯著。

圖9 孫楊3年來重點(diǎn)賽事400m自由泳項(xiàng)目轉(zhuǎn)身15m總時(shí)間變化圖Figure 9.Sun’s RTT15of 400mFreestyle Event in Important Games of Recent 3Years

圖10 孫楊3年來重點(diǎn)賽事1500m自由泳項(xiàng)目轉(zhuǎn)身15m總時(shí)間變化圖Figure 10.Sun’s RTT15of 1500mFreestyle Event in Important Games of Recent 3Years

6 討論

由于轉(zhuǎn)身技術(shù)和效果在競(jìng)技游泳中的重要性，因而國內(nèi)外針對(duì)轉(zhuǎn)身過程的生物力學(xué)研究隨測(cè)量?jī)x器和方法的進(jìn)步而不斷創(chuàng)新和細(xì)化。以水上水下攝影攝像分析為主要手段的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究，其測(cè)量參數(shù)擴(kuò)展至運(yùn)動(dòng)員接近池壁速度、折疊指數(shù)、觸壁時(shí)體位、觸壁時(shí)間、蹬離時(shí)體位、腳掌位置、踢腿或劃手時(shí)機(jī)及轉(zhuǎn)身總時(shí)間等［20］。Mason和Cossor對(duì)悉尼奧運(yùn)會(huì)游泳項(xiàng)目的研究結(jié)果表明，水下階段蹬壁動(dòng)作在優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)身表現(xiàn)中最為重要［19］。但對(duì)轉(zhuǎn)身蹬壁的動(dòng)力學(xué)測(cè)量與分析因水下測(cè)試環(huán)境帶來的困難而甚為少見，國際上也僅有Blanksby等人使用安裝在轉(zhuǎn)身池壁的測(cè)力臺(tái)結(jié)合攝像分析方法對(duì)運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)身時(shí)的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行同步測(cè)量分析研究［10，16，21］，而在國內(nèi)，主要研究手段為文獻(xiàn)研究及攝影攝像運(yùn)動(dòng)學(xué)解析［2，6］。本項(xiàng)目在研究自由泳轉(zhuǎn)身技術(shù)時(shí)將運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)測(cè)試結(jié)合進(jìn)行同步測(cè)量分析，在國內(nèi)尚屬首次。

對(duì)自由泳和仰泳轉(zhuǎn)身過程深入細(xì)化的研究分析結(jié)果顯示，較高的折疊指數(shù)（Tuck Index）與較快的轉(zhuǎn)身速度正相關(guān)，但過高的折疊指數(shù)會(huì)使腿部力量的發(fā)揮受到影響［21］。雖然對(duì)折疊指數(shù)的研究在轉(zhuǎn)身過程生物力學(xué)分析中日趨重要，但在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練實(shí)踐中受客觀條件限制使量化測(cè)量變得困難。本研究通過水下動(dòng)作視頻解析獲得轉(zhuǎn)身過程髖關(guān)節(jié)角度變化，以反映屈體程度的折疊指數(shù)有一定的實(shí)戰(zhàn)意義。就孫楊而言，蹬壁時(shí)髖關(guān)節(jié)角度由約48.1±1.0°減小至約35.4±1.3°，折疊程度明顯改進(jìn)，進(jìn)而團(tuán)身速度以髖關(guān)節(jié)角速度來觀察，也有明顯進(jìn)步。

自由泳項(xiàng)目WCT愈短則轉(zhuǎn)身愈快，因而從方法可行性及實(shí)際效果出發(fā)，重點(diǎn)考察WCT更具實(shí)效性。Wilson認(rèn)為，合適的蹬壁有利于應(yīng)用彈性勢(shì)能［21，24］；Lyttle等在1999年的研究中指出，WCT中“準(zhǔn)備”（preparatory）階段過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)身變慢，而“主動(dòng)”（active）階段長(zhǎng)則蹬離時(shí)速度較高［14］。本研究結(jié)果顯示，孫楊在轉(zhuǎn)身技術(shù)改進(jìn)與優(yōu)化過程中WCT變化并不明顯，但技術(shù)改進(jìn)后蹬壁發(fā)力的“壓力空缺”消失，從團(tuán)身至蹬壁發(fā)力整個(gè)過程連貫協(xié)調(diào)，使彈性勢(shì)能得以充分利用。在WCT穩(wěn)定且“壓力空缺”消失、蹬力峰值提高的條件下，蹬壁發(fā)力總沖量明顯增大，從動(dòng)量定理可知，蹬離速度將顯著加快。

沈潛在早期分析自由泳轉(zhuǎn)身技術(shù)時(shí)指出，腳觸壁后有較長(zhǎng)停頓及蹬邊太遲和蹬邊無力現(xiàn)象，屬自由泳運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)身技術(shù)的“常規(guī)缺陷”［4］。本研究應(yīng)用水下動(dòng)力學(xué)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，孫楊在奧運(yùn)備戰(zhàn)前期蹬壁發(fā)力過程出現(xiàn)“壓力空缺”，與運(yùn)動(dòng)學(xué)同步測(cè)量髖關(guān)節(jié)角度變化的“停頓現(xiàn)象”相吻合，使量化分析孫楊轉(zhuǎn)身技術(shù)動(dòng)作的連貫協(xié)調(diào)對(duì)蹬壁發(fā)力效果的影響成為可能?；趧?dòng)力學(xué)，運(yùn)動(dòng)學(xué)同步測(cè)量分析結(jié)果而發(fā)現(xiàn)的問題，具有較為充分的科學(xué)依據(jù)，對(duì)孫楊改進(jìn)和優(yōu)化轉(zhuǎn)身技術(shù)而提出的建議也具較強(qiáng)針對(duì)性。

在2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)上孫楊分別以3:40.14和14:31.02的成績(jī)勇奪400m、1500m自由泳金牌并再次打破1500m世界紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)中國男子游泳項(xiàng)目奧運(yùn)會(huì)金牌零的突破，創(chuàng)造了中國競(jìng)技體育又一歷史輝煌。轉(zhuǎn)身總體效果指標(biāo)RTT客觀反映了孫楊轉(zhuǎn)身技術(shù)改進(jìn)與優(yōu)化所取得的明顯效果，數(shù)據(jù)分析表明，孫楊倫敦奧運(yùn)會(huì)1500m成績(jī)較2011年世界游泳錦標(biāo)賽（上海）提高了3.12s，其轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)貢獻(xiàn)過半，縮短1.60s。400m自由泳成績(jī)較2011年世界游泳錦標(biāo)賽提高3.10s，轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)貢獻(xiàn)1.28 s，對(duì)400m項(xiàng)目意義更加重大。

本項(xiàng)目在國內(nèi)首次應(yīng)用安裝在轉(zhuǎn)身池壁的測(cè)力板結(jié)合水下攝像解析，對(duì)孫楊轉(zhuǎn)身過程的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行同步測(cè)量分析研究，不僅對(duì)孫楊轉(zhuǎn)身技術(shù)改進(jìn)與優(yōu)化取得的明顯效果有重要意義，而且從方法學(xué)上促進(jìn)了我國游泳項(xiàng)目科學(xué)研究和應(yīng)用水平的進(jìn)步?？梢灶A(yù)見，進(jìn)一步通過安裝采樣頻率更高、靈敏度更好的測(cè)力臺(tái)在轉(zhuǎn)身蹬壁處，結(jié)合高速攝像解析進(jìn)行動(dòng)力學(xué)，運(yùn)動(dòng)學(xué)同步測(cè)量分析，將成為游泳項(xiàng)目?jī)?yōu)秀運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)身技術(shù)改進(jìn)與優(yōu)化的研究發(fā)展方向。

7 結(jié)論

1.通過安裝在轉(zhuǎn)身池壁的測(cè)力板結(jié)合水下攝像解析，對(duì)游泳轉(zhuǎn)身過程的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行同步測(cè)量分析研究，方法可行且有研究和應(yīng)用價(jià)值。

2.備戰(zhàn)倫敦奧運(yùn)會(huì)前期，轉(zhuǎn)身過程團(tuán)身速度較慢、幅度過小及動(dòng)作不夠連貫協(xié)調(diào)，影響蹬壁發(fā)力效果，是孫楊轉(zhuǎn)身技術(shù)存在的主要問題。

3.通過本項(xiàng)目跟蹤測(cè)試、分析、建議及教練員針對(duì)性強(qiáng)化訓(xùn)練等措施，孫楊自由泳轉(zhuǎn)身技術(shù)不斷改進(jìn)和優(yōu)化。表現(xiàn)為:動(dòng)作連貫性明顯改善，髖關(guān)節(jié)角度變化的“停頓現(xiàn)象”完全消失，蹬壁發(fā)力過程的“壓力空缺”完全消失；蹬壁沖量由32.23±12.72N·s／m2提高為168.23±36.63N·s／m2；團(tuán)身幅度明顯加大，蹬壁時(shí)髖關(guān)節(jié)角度由48.1±1.0°減小至35.4±1.3°；團(tuán)身速度顯著提高，屈髖最大角速度由258±1.8°／s提高為294±5.9°／s，伸髖最大角速度由260±3.5°／s提高為282.3±7.5°／s。

4.轉(zhuǎn)身總體效果指標(biāo)RTT客觀反映了孫楊轉(zhuǎn)身技術(shù)改進(jìn)與優(yōu)化所取得的明顯效果。孫楊倫敦奧運(yùn)會(huì)1500m成績(jī)較2011年世界游泳錦標(biāo)賽（上海）提高了3.12s，其轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)貢獻(xiàn)過半，縮短1.60s。400m自由泳成績(jī)較2011年世界游泳錦標(biāo)賽（上海）提高3.10s，轉(zhuǎn)身環(huán)節(jié)貢獻(xiàn)1.28s，對(duì)400m項(xiàng)目意義更加重大。

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