倪維廣+李宗烈+徐紅旗+史冀鵬+杜磊

摘 要：采集速度輪滑雙蹬技術(shù)的運動學(xué)與足底受力參數(shù)，定量分析其技術(shù)動作原理與規(guī)律，為高效滑行技術(shù)推廣與專項訓(xùn)練指導(dǎo)提供科學(xué)依據(jù)。方法：13名速度輪滑運動員，采用雙蹬技術(shù)按規(guī)定路線以慢速和快速各完成一次直道滑行，2臺攝像機分別從側(cè)面和正面拍攝一個完整的復(fù)步動作，足底壓力分布系統(tǒng)同步采集8 s足底壓力數(shù)據(jù)，提取滑行時間、距離與速度，足底壓力的壓力時間變化、中心位移變化及足底各區(qū)著離地起止時間等參數(shù)。結(jié)果：隨滑行速度的提高，單腳支撐滑行時間變短，平刃滑行時間與路程比例降低，內(nèi)外刃動力推進時間與路程比例大幅度提高；且各時相的平均速度內(nèi)刃要高于外刃動力推進階段，單腳高于雙腳支撐階段。一個單步滑行包括內(nèi)外刃2次蹬動動作，且外刃蹬動時間長，內(nèi)刃蹬動時間短。足底壓力中心變化幅度單腳大于雙腳支撐階段，內(nèi)刃大于外刃滑行階段；滑行速度越快，壓力中心變化幅度越小，且前移趨勢越明顯。結(jié)論：速度輪滑雙蹬技術(shù)一個右單步可分為右平雙、右外單、右平單、右內(nèi)單與右內(nèi)雙5個連續(xù)階段，右腳外刃蹬地有利于保持速度，內(nèi)刃蹬地是滑速提高的主要動力源，雙蹬技術(shù)能充分發(fā)揮體重蹬地的技術(shù)優(yōu)勢，是一種高效的滑行技術(shù)。

關(guān)鍵詞：速度輪滑；雙蹬技術(shù)；滑行技術(shù)；時相；足底壓力

中圖分類號：G 804.6 文章編號：1009-783X（2017）03-0265-07 文獻標識碼：A

Abstract： Objective： The kinematical and mechanical parameters of double push in speed roller skating are sampled to quantitatively analyze its technical theories and rules， which can provide scientific references for specialized training and the spread of efficient skating techniques. Methods： Two cameras are used to shoot a complete compound step from the front and from the side while skaters， adopting double-push， are sliding straightway along a given route once at a fast speed and a slow speed respectively. The sole pressure distribution system synchronously samples the sole pressure data for 8 seconds， such as sliding time， distance， speed， sole pressure variation in time， displacement center variation， and the starting and ending time of landing and taking-off of various areas of the sole. Results： As the speed goes up， the single-foot support time shortens； the ratio of vertical sliding time to the sliding distance lowers； the ratio of inner and outer blade pushes time to the sliding distance rises greatly； in terms of the average speed in various time phases， the inner-blade sliding is faster than the outer-blade sliding， and the single-foot support sliding is faster than the double-foot support sliding. A single-step sliding includes an inner-blade push and an outer-blade push， and the time of the former is shorter than that of the latter. In terms of variation of the sole pressure center， the single-foot support is bigger than the double-foot support， and the inner-blade push is bigger than the outer-blade push； the faster the sliding is， the smaller the variation of the sole pressure center becomes， and the more obvious the ante displacement. Conclusion： A right single step of double push in speed roller skating can be divided into five successive phases： right-vertical-double， right-outer-single， right-vertical-single， right-inner-single and right-inner-double， the right-outer blade push contributes to maintaining the speed， the inner-blade push is the major source of force for speeding， double push， as a highly efficient sliding technique， allows full play of body weight push.endprint

Keywords： inline roller speed skating； double push； skating technique； time phases； sole pressure

我國速度輪滑與國際輪滑競技水平相比有很大的差距，主要制約因素為滑行技術(shù)的落后，速度輪滑雙蹬技術(shù)在我國選手中的使用率還很低[1]；然而，關(guān)于雙蹬技術(shù)動作原理研究的文獻極少，僅有的相關(guān)報道也只停留在定性分析層面，因此，本研究擬采用三維攝像法與足底壓力分布測試系統(tǒng)獲取速度輪滑雙蹬技術(shù)動作的運動學(xué)與足底受力參數(shù)，定量分析雙蹬技術(shù)的動作原理，為把握其特征與規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)，努力為先進高效的滑行技術(shù)推廣，并對其他滑冰類項目提高專項訓(xùn)練水平提供借鑒。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

受試者均為經(jīng)過多年系統(tǒng)訓(xùn)練的速度輪滑運動員，經(jīng)病史詢問與健身檢查，身體健康且運動能力良好。其中：男子，國際健將2人，健將4人，一級2人；女子，國際健將1人，健將2人，一級2人。受試者的基本情況見表1。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗方法

受試者身高、體重等基本指標的測量在實驗室內(nèi)完成。運動學(xué)與動力學(xué)參數(shù)測試工作在溫暖、無風的12塊并連的室外籃球場內(nèi)進行（場地長約130 m，寬約80 m），用2根標志桿提醒拍攝區(qū)域。要求受試者穿著運動服裝、輪滑鞋，戴輪滑帽。2臺攝像機（日本松下，型號為NV-MX300EN/A）分別從運動員運動方向的側(cè)面和正面，拍攝運動員完成雙蹬技術(shù)時一個完整的復(fù)步動作。2臺攝像機的主光軸夾角為75 °，拍攝頻率為50 Hz，具體擺放位置如圖1a所示。以2臺攝像機同時捕捉網(wǎng)球擊打彩色平板的方法實現(xiàn)影像同步，以便后期影像的采集處理。運動員滑行前和滑行后分別在運動員滑行區(qū)域中央進行2次三維標定拍攝，如圖1a陰影區(qū)與圖1b所示。

選擇符合受試者鞋內(nèi)底尺碼的測試鞋墊，確保鞋墊邊緣無折痕，鞋墊大小與鞋底邊緣吻合，配戴測試設(shè)備后，連接與調(diào)試Foot Scan足底壓力分布系統(tǒng)（比利時產(chǎn)，每只鞋墊共325個傳感器，密度為4個/cm2，采樣頻率500 Hz）。確保受試者配戴的測試設(shè)備不影響動作技術(shù)的完成，受試者進行3 min左右的適應(yīng)性練習(xí)，正式測試時要求受試者采用雙蹬技術(shù)按照規(guī)定的路線直道滑行，以慢速和快速各完成一次滑行。受試者進入影像拍攝區(qū)域前，足底壓力分布系統(tǒng)即開始采集數(shù)據(jù)，采集卡數(shù)據(jù)記錄時間8 s，每人次滑行后及時把數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦儲存，以備分析。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析

1.2.2.1 動作階段劃分

以右腿為例，雙蹬技術(shù)一個完整的單步為（如圖2a所示）：右腳用外刃從后位中心位置向身體左側(cè)蹬至最遠處，隨后從左側(cè)最遠處向后位中心位置拉；過后位中心位置時左腳著地，右腳開始用內(nèi)刃向右側(cè)推。兩腿交替滑進，滑行路線呈正弦曲線式，且前進方向與中線吻合。據(jù)影像資料中運動員動作變化特征與足底壓力的時間變化特征，以右腳為例，將一個單步分為5個時相（如圖2b所示）：右腳平刃滑行雙支撐階段（右平雙，RGD，right foot glide double support）、右腳外刃蹬地單支撐階段（右外單，ROS， right foot outside blade single support）、右腳平刃滑行單腳支撐（右平單，RGS， right foot glide single support），右腳內(nèi)刃蹬地單支撐階段（右內(nèi)單，RIS， right goot inside blade single support）和右腳內(nèi)刃蹬地雙支撐階段（右內(nèi)雙，RID， right foot inside blade double support）。其中，右平雙和左內(nèi)雙同屬一階段，右外單、右平單、右內(nèi)單與左腳浮動擺腿階段（左浮擺，LFW， left foot float wiggle）同屬一階段，右內(nèi)雙和左外雙同屬一階段[2]。

1.2.2.2 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計學(xué)分析

實驗測試所得影像資料，經(jīng)艾利爾（Ariel）影像解析系統(tǒng)進行影像的捕獲、同步等一系列影像轉(zhuǎn)化數(shù)字處理，模型選用松井秀志人體模型。數(shù)據(jù)平滑采用低通濾波法，截斷頻率6 Hz。提取每位受試者快速和慢速滑行條件下，一個單步5個時相的滑行時間、路程，位移，速度及關(guān)節(jié)角度等運動學(xué)參數(shù)。足底壓力數(shù)據(jù)經(jīng)Footscan Software7.00軟件處理，導(dǎo)出足底壓力的時間變化、中心位移變化、足底各區(qū)著地與離地時間等動力學(xué)參數(shù)。

應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)的正態(tài)性檢驗應(yīng)用單樣本K-S檢驗，連續(xù)性變量以均數(shù)（標準差）或中位數(shù)[四分位差（25%～75%）]表示；采用雙向分類方差分析（Two-Way Classification ANOVA）對速率（高速、低速）與性別兩因素（男、女）及兩者的交互作用進行分析。組間比較采用SNK-q檢驗，并參考Bonferroni法與Tukey法檢驗結(jié)果，統(tǒng)計學(xué)顯著性水平定為P<0.05。

2 研究結(jié)果

2.1 雙蹬技術(shù)動作的運動學(xué)測試結(jié)果

2.1.1 雙蹬技術(shù)一個單步時間、路程及速率的運動學(xué)參數(shù)結(jié)果

在Ariel解析系統(tǒng)中，以時間、位移和速度等作為關(guān)鍵詞提取X軸方向，即運動員滑行前進方向的一個右單步的時間，路程和速率等運動學(xué)參數(shù)，之后對每名運動員每個時相對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，結(jié)果見表2。從各時相占整個單步滑行時間的比例關(guān)系來看，低速與高速滑行時，均以右外單最高，右內(nèi)單最低。低速滑行時，男、女單腳支撐時間占整個單步滑行時間的61.3%、57.1%，平刃滑行時間占整個單步滑行時間的41.9%、40.9%，內(nèi)外刃單腳蹬地時間占整個單步滑行時間的40.9%、38.1%。高速滑行時，男、女單腳支撐時間占整個單步滑行時間的56.4%、52.8%，平刃滑行時間占整個單步滑行時間的33.3%、34.1%，內(nèi)外刃單腳蹬地時間占整個單步滑行時間的43.6%、40.3%。即隨著滑行速率的提高，單腳支撐時間變短，平刃滑行時間比例降低，但內(nèi)外刃動力推進時相所占的時間比例則大幅度提高（P<0.05）。另外，除高速滑行時的平刃滑行時間外，單步支撐與內(nèi)外刃單腳蹬地時間占整個單步滑行的時間比例，低速與高速滑行時皆為男性大于女性，且具有顯著性差異（P<0.05）。endprint

從各時相滑行路程占整個單步滑行路程的比例關(guān)系來看，低速與高速滑行時，均以右外單最高，右內(nèi)單最低。低速滑行時，男、女單腳支撐滑行路程占整個單步滑行路程的65.2%、62.9%，平刃滑行路程占整個單步滑行路程的42.0%、44.4%，內(nèi)外刃單腳蹬地滑行路程占整個單步滑行路程的43.6%、39.4%。高速滑行時，男、女單腳滑行路程占整個單步滑行路程的58.9%、55.0%，平刃滑行路程占整個單步滑行路程的32.2%、33.1%，內(nèi)外刃單腳蹬地滑行路程占整個單步滑行路程的46.2%、42.5%。即隨著滑行速率的提高，單腳支撐滑行時間變短，平刃滑行路程比例降低；但內(nèi)外刃動力推進滑行路程所占的比例則有大幅度提高（P<0.05）。另外，除平刃滑行路程外，單步支撐滑行與內(nèi)外刃單腳蹬地路程占整個單步滑行路程的比例，低速與高速滑行時皆為男性大于女性，且具有顯著性差異（P<0.05）。

從各時相內(nèi)的平均速率來看，低速與高速滑行時，男女各時相平均速率從大至小的順序皆為右內(nèi)單、右外單、右平單、右平雙、右內(nèi)雙，即內(nèi)刃動力推進階段的平均速率要高于外刃動力推進階段，且單腳支撐階段的平均速率要高于雙腳支撐階段；但從整體看，各時相的平均速率變化不大。另外，低速與高速滑行時皆為男性大于女性，且具有顯著性差異（P<0.05）。

2.1.2 雙蹬技術(shù)滑行腿一個單步髖、膝、踝3個關(guān)節(jié)的角度變化軌跡

慢速狀態(tài)下支撐腿關(guān)節(jié)角度變化的數(shù)據(jù)能夠較好地分析雙蹬技術(shù)的身體姿態(tài)情況。圖3中3條線分別代表男女支撐腿踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)變化軌跡。從所測數(shù)據(jù)可知，男子踝關(guān)節(jié)最小角度為65.1 °，最大角度為113.9 °，女子踝關(guān)節(jié)最小角度為64.9 °，最大角度為114.6 °，都出現(xiàn)在右內(nèi)雙階段；男子膝關(guān)節(jié)角度最大為153.2 °，女子最大為154.6 °，均出現(xiàn)在右內(nèi)雙階段，男子最小膝關(guān)節(jié)角度為99.8 °，出現(xiàn)在右平雙階段。女子最小膝關(guān)節(jié)角度為100.1 °，出現(xiàn)在右外單階段；男子髖關(guān)節(jié)最小角度為67.0 °，最大角度為160.0 °，分別出現(xiàn)在右內(nèi)雙開始時刻和結(jié)束時刻。女子最小角度為66.1 °，出現(xiàn)在右內(nèi)單時相的前部，最大角度為150.2 °，同樣出現(xiàn)在右內(nèi)單階段的結(jié)束部分。

2.2 雙蹬技術(shù)動作的動力學(xué)測試結(jié)果

2.2.1 足底壓力的時間變化規(guī)律

受試者慢速與快速滑行時足底壓力的時間變化曲線如圖4所示。由圖可知，不同滑速下足底壓力時間變化曲線的形狀大致相同，且均呈雙峰形。從一個完整的單步5個時相來看，首先，第1個波峰之前的一段時間內(nèi)，足底壓力隨時間延長呈現(xiàn)較小的增幅，此為右平雙階段。接著，足底壓力時間變化曲線出現(xiàn)第1個波峰，且波峰的形成時間較長，為右外單階段。其次，足底壓力在較短的時間內(nèi)由波峰快速降至波谷，為右平單階段，此時足底壓力的波谷值出現(xiàn)低于受試者體重的現(xiàn)象。隨后，足底壓力在較短的時間內(nèi)由波谷值快速升至第2次波峰值，為右內(nèi)單階段。尤其是受試者快速滑行時，足底壓力時間曲線的第2次波峰值明顯高于第1波峰值（右內(nèi)單階段）。最后，足底壓力由第2波峰值又迅速下降至腳部剛觸地時水平，此為右內(nèi)雙階段，且此時恰好對應(yīng)左平雙階段。即一個完整的單步滑行動作包括內(nèi)外刃的2次蹬動動作，由此獲得了2次推進力。而且，由外刃主導(dǎo)的第1次蹬動動作的作用時間較長，起到維持現(xiàn)有速度與延長單腳支撐時間的作用；由內(nèi)刃主導(dǎo)的第2次蹬動動作的作用時間較短，下肢運動環(huán)節(jié)爆發(fā)用力，因而獲得了更大的前進速度。受試者足底壓力的時間變化曲線與雙蹬技術(shù)的動作結(jié)構(gòu)相符。

2.2.2 足底壓力中心位移變化

足底壓力中心（center of foot pressure，CFP）隨支撐時間變化往復(fù)移動會在支撐期形成一條足底壓力中心（如圖5所示），足底壓力中心變化規(guī)律可反映不同運動狀態(tài)下足底受力的位置變化與壓力分布特征[3]。

受試者低速與高速滑行時足底壓力中心的位移距離（X軸與Y軸位移）變化見表3。由表3可知，男女受試者右單步與五時相的足底壓力中心X軸、Y軸位移距離，低速滑行時均大于高速滑行時，且具有顯著性差異（P<0.05）。即滑行速度越快，足底壓力中心的變化幅度越小，身體重心越趨于穩(wěn)定，且足底壓力中心的前移趨勢越明顯。另外，低速與高速滑行時，男女受試者右單步與五時相的足底壓力中心X軸、Y軸位移距離，皆為男性大于女性，但無顯著性差異（P>0.05）。各時相足底壓力中心位移距離相比，男女受試者X軸與Y軸位移變化幅度從大至小的順序皆為右內(nèi)單、右平單、右外單、右平雙、右內(nèi)雙，即足底壓力中心位移距離單腳支撐階段大于雙腳支撐階段，內(nèi)刃滑行階段大于外刃滑行階段。

2.2.3 足底壓力各區(qū)的著離地時間特征

為便于研究足底壓力的分布與傳導(dǎo)特征，通常將足底分為前、中、后3個區(qū)。進一步細分為：足后區(qū)外側(cè)（1區(qū)）與內(nèi)側(cè)（2區(qū)），代表足跟部；足中區(qū)（3區(qū)），代表足弓部；足前區(qū)外側(cè)（4區(qū)，代表第4、5跖趾關(guān)節(jié)部）、中部（5區(qū)，代表第2、3跖趾關(guān)節(jié)部）與內(nèi)側(cè)（6區(qū)，代表第一跖趾關(guān)節(jié)部）。反映足底不同區(qū)域著地與離地順序的足底特定區(qū)域著地與離地時間測量值見表4。由表4可知，低速與高速滑行時，男、女受試者足底各區(qū)開始著地時間，以1區(qū)測量值最小，2區(qū)測量值其次，3區(qū)測量值與4、5、6三區(qū)中某兩區(qū)的測量值接近。男、女受試者足底各區(qū)開始離地時間，以2、3區(qū)測量值最小，1、4區(qū)測量值接近且居中， 5、6區(qū)測量值最大。即速度輪滑一個完整的單步首先是足跟部著地，之后由足中區(qū)過渡至全足；離地時足部先內(nèi)翻，前腳掌外側(cè)離地，之后內(nèi)側(cè)離地。

3 分析與討論

3.1 雙蹬技術(shù)動作的運動學(xué)特征分析

3.1.1 雙蹬技術(shù)動作的技術(shù)特征分析

由圖4可見，支撐腿關(guān)節(jié)角度變化規(guī)律基本接近。在右平雙和右外單階段，運動員長時間基本維持身體姿態(tài)，各關(guān)節(jié)角度變化不大，此時運動員需要很好的保持各關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。在右外單結(jié)束時刻，各關(guān)節(jié)角度開始產(chǎn)生變化，進入右內(nèi)單階段，各關(guān)節(jié)角度迅速變小，繼而在進入右內(nèi)雙階段出現(xiàn)最大的轉(zhuǎn)折，各關(guān)節(jié)角度迅速變大，直到達到最大值。尤其是髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)變化最為明顯。右內(nèi)單和右外單2個時相中，各關(guān)節(jié)角度劇烈變化說明，此時運動員為主要產(chǎn)生動力階段。右外單階段，各關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)也出現(xiàn)明顯變化，但相比之下，變化較小。endprint

滑行類運動項目均強調(diào)運動員合理地利用體重來完成技術(shù)動作[4-5]。傳統(tǒng)滑冰運動員任何有效的動作均是通過冰刀刀刃與光滑冰面的相互作用得以實現(xiàn)，在技術(shù)使用時要求滑行腿著地后按照一個方向一直蹬下去，直至離開地面，強調(diào)“極限”效果，即深蹲遠蹬，從右內(nèi)雙階段的各關(guān)節(jié)變化曲線也能看到此趨勢；但速度輪滑的滑輪在摩擦力很大的地面上滑行時，這種可能性就會受到限制。原因在于：深蹲遠蹬至一定程度時，運動員無法獲得類似冰刀蹬冰一樣的理想動力，反而會增加無用功的比例。另外，與傳統(tǒng)滑行技術(shù)相比，雙蹬技術(shù)滑行時支撐腿不僅要支撐身體，它還增加了一個外刃蹬地的動作，滑行腿在右外單階段腳落地后經(jīng)外刃向另一條腿方向蹬后，又有一個向內(nèi)拖拽的階段，以便經(jīng)平刃滑行轉(zhuǎn)至內(nèi)刃蹬地，再離開地面。這個向另一條腿蹬的動作產(chǎn)生一個更靠近或超過身體中線的推力（此腿的反方向）直至最大位移處，彌補了輪滑滑行很難完成的、傳統(tǒng)的、較為費力的低膝屈曲動作，因而提升了滑行效率。這種下肢各關(guān)節(jié)角度“非極限性”的蹬伸做功能較好地調(diào)控身體姿態(tài)，以應(yīng)變變化性極大的輪滑比賽，從而做出符合輪滑鞋這種特殊器械下做出最大限度地蹬動幅度和滑行位移。運動員在不用有意進行深蹲遠蹬的情況下，就能有效地增加蹬動距離，進而把消極的自由滑行階段變成積極的加速階段[3，6]。

3.1.2 雙蹬技術(shù)動作的時空參數(shù)變化分析

隨著滑行速度的提高，單腳支撐時間與滑行時間均變短，平刃滑行時間比例降低，但內(nèi)外刃動力推進時相所占的時間與路程比例均大幅度地提高，尤其是內(nèi)刃蹬地的增加幅度更為明顯。單腳支撐時間的縮短和雙腳支撐時間的相對延長，能夠在某種程度上說明為了追求更快的速度，雙腳需要提高步頻來實現(xiàn)更多的動力形成時間，自然導(dǎo)致雙腳支撐時間比例相對增大。傳統(tǒng)思想認為右平單階段是一個非?？焖俚赜赏馊谢邢騼?nèi)刃滑行過渡的階段[7]，但從本研究的測試結(jié)果來看，這一階段所占的時間比例并不小。尤其是當運動員運動速度較低時，此時相占整個單步的時間比例會更大。分析認為，應(yīng)該是運動員為了維持身體平衡，轉(zhuǎn)換身體重心，合理利用體重蹬地造成的，而且，當運動員想要滑得更快時，需要外刃快速變內(nèi)刃，以便快速形成身體對地面的更大的推力，這樣就自然減少了平刃滑行這一非動力獲得階段的時間比例。低速狀態(tài)下單腳支撐外刃變內(nèi)刃時，運動員外刃蹬地階段略長于內(nèi)刃蹬地階段，且隨著速度的提高，雙蹬技術(shù)對內(nèi)刃蹬地技術(shù)的應(yīng)用則在提高，即內(nèi)刃蹬地（push）在滑行技術(shù)中越來越重要，外刃蹬地（under push）這一技術(shù)環(huán)節(jié)則在提高速度時較內(nèi)刃蹬地起到的作用小。前人研究也認為，在強調(diào)提高速度時，傳統(tǒng)蹬地動作在滑行技術(shù)中發(fā)揮著主導(dǎo)作用，而外刃推地則對滑行速度的保持起到一定作用。即其一方面維持發(fā)力，一方面對肌肉放松和協(xié)調(diào)整個身體起一定作用[8]；另外，右內(nèi)單時間在慢速狀態(tài)下和快速狀態(tài)下的鮮明對比能夠說明，單腳支撐更有利于運動員的肌肉放松，而在高速狀態(tài)下右內(nèi)單時間的顯著延長，進一步證明了內(nèi)刃蹬地是雙蹬技術(shù)的主要動力來源[9]。

通過對運動員各時相的速度變化分析，內(nèi)刃動力推進階段的平均速度要高于外刃動力推進階段，且單腳支撐階段的平均速度要高于雙腳支撐階段。整體來看，各時相平均速度的變化不大，說明與傳統(tǒng)滑行技術(shù)的速度變化相比，雙蹬技術(shù)表現(xiàn)出相對較小的振幅[10]。雙蹬技術(shù)中支撐腿在滑行時外刃和內(nèi)刃的2次蹬地能使身體獲得相對均勻的推進力，有利于保持和增加速度，并且速度相對穩(wěn)定，從而有利于運動員保持身體動態(tài)平衡狀態(tài)，便于根據(jù)比賽情況的變化調(diào)整相應(yīng)的滑行方案[11]。

3.2 雙蹬技術(shù)動作的動力學(xué)特征分析

3.2.1 雙蹬技術(shù)動作的力學(xué)分析

輪滑運動員滑行時，盡管身體總的前進方向是固定的，但身體重心即刻速度方向是動態(tài)變化的。即輪滑的技術(shù)特性決定了浮足著地后的滑行方向是可以選擇的[12]。對速度輪滑雙蹬技術(shù)進行力的分解與合成研究，有利于將該項目動態(tài)復(fù)雜的技術(shù)動作簡化。由圖6可知，右腳外刃靜摩擦力f右外1與左腳靜摩擦力f左內(nèi)1的方向相同，是f左內(nèi)的延續(xù)。這個動作相當于彎道的開步動作，只是不連接交叉步，滑行的主要動力是f左內(nèi)。從右腳的滑行軌跡上看，從右平雙到右外單階段，身體在f左內(nèi)和f右外的連續(xù)作用后相對于滑足向右移動，而右腳則向左后方蹬地。這2個階段是輪滑雙蹬技術(shù)動作與傳統(tǒng)輪滑技術(shù)動作的最大區(qū)別階段，即右腳外刃向左偏后方向蹬地階段。此時的身體重心在外刃蹬地靜摩擦力的作用下，由右腳的上方相對于右腳向右移動，同時推動身體向右側(cè)前方做加速運動[13]，然后，身體獲得的動能在右平單階段進行釋放。盡管f右外數(shù)值較小，但它的存在改變了右腳著地后只能做減速慣性滑行的局面，這也是雙蹬技術(shù)的優(yōu)勢與合理性的關(guān)鍵所在。右平蹬階段是外刃轉(zhuǎn)平刃克服阻力慣性滑行階段，即2次蹬地后的慣性滑進階段，此時身體重心從右腳的右方相對移動到右腳的上方。此階段與傳統(tǒng)滑法的外刃著地后向平刃轉(zhuǎn)換并克服阻力滑行是一樣的。右平單階段，由于右腿肌群的彈收，使輪子對地面的壓力減少。右內(nèi)單和右內(nèi)雙階段，身體重心從之前的右腳上方向左移動，此時和傳統(tǒng)滑法的平刃轉(zhuǎn)內(nèi)刃蹬地動作是一樣的。由于右腿肌群的彈蹬，使輪子對地面的壓力增加。f右內(nèi)和f左內(nèi)是左右腳對稱的內(nèi)刃蹬地時對應(yīng)的靜摩擦力。

3.2.2 雙蹬技術(shù)動作的足底壓力變化分析

速度輪滑項目中復(fù)雜多變的技術(shù)動作的改變，是經(jīng)受試者足部與地面間相互作用力的改變而得以實現(xiàn)的[14]。在足底壓力時間曲線上，第1波峰與第2個波峰時間差為受試者的單腳支撐時間長度，這一時間長短可反映受試者滑行步頻的快慢。通過對圖6中2個速度下2條曲線的分析可知，同一名運動員隨著滑行速度的增加，峰值壓力減小，單支撐時間縮短，步頻增加，說明與步長這一因素相比，步頻是提高速度輪滑雙蹬技術(shù)滑行速度的主要因素。另一方面，“一蹬（外刃蹬地）”作用的時間較長，主要起到維持現(xiàn)有滑行速度的作用，并延長單腳支撐的時間；“二蹬（內(nèi)刃蹬地）”作用時間較短，能充分發(fā)揮下肢肌群的爆發(fā)力，進而獲得比“一蹬”更大的加速。由此說明，雙蹬技術(shù)以“二蹬”為主[5]。在“一蹬”與“二蹬”之間有一個低于體重的力值波谷，這種低谷式的體重壓力減少了地面的摩擦力，有利于降低“一蹬”與“二蹬”之間的速度損失，維持已有的滑行速度，同時也是運動員輪滑變?nèi)械闹匾{(diào)整階段。此時，需要運動員合理地利用腰腹力量，產(chǎn)生類似身體輕微“滯空”的滑行狀態(tài)，這也可以解釋在速度輪滑訓(xùn)練中體重蹬地這一技術(shù)的重要性。即在蹬動結(jié)束時要迅速降低體重壓力，開始蹬動時又要迅速增加體重壓力。在單支撐階段，人體各部分既處于用力蹬地的絕對運動狀態(tài)，又處于調(diào)整身體重心的相對運動狀態(tài)[15]。endprint

運動員滑行速度越快，足底壓力中心的變化幅度越小，身體重心越趨于穩(wěn)定，且足底壓力中心的前移趨勢越明顯。說明運動員在追求速度時，不是通過更多的遠蹬，而是依靠頻繁的變換內(nèi)外刃蹬地來完成，這完全符合雙蹬技術(shù)的特點，也為輪滑項目提高速度時不必深蹲遠蹬找到了好的解決方案，從而驗證了雙蹬技術(shù)在輪滑項目中的合理性[16]。另外，由各時相內(nèi)足底壓力中心X軸與Y軸位移變化幅度可知，運動員單腳支撐時變化幅度相對較大，有利于運動員快速蹬地，形成動力；然而，在雙腳支撐時，運動員身體重心不便轉(zhuǎn)化太快，自然蹬地幅度也會相對變小。內(nèi)刃滑行時壓力中心變化位移較外刃滑行時大，說明內(nèi)刃滑行時身體能夠做出更大幅度的動作變化，有利于產(chǎn)生更大的身體推進力。足底各區(qū)著、離地時間特征表明著地時，首先是足跟部，之后由足中區(qū)過渡至全足，離地時足部先內(nèi)翻，前腳掌外側(cè)離地，之后內(nèi)側(cè)離地。這驗證了雙蹬技術(shù)動作時相劃分的科學(xué)性，也為輪滑運動員學(xué)習(xí)雙蹬技術(shù)提供了理論參考。

3.3 雙蹬技術(shù)動作的生物學(xué)特征分析

傳統(tǒng)技術(shù)的自由滑行時，下肢肌群不僅為推動身體前進提供動力源，而且過多地處于支撐體重的靜力緊張狀態(tài)下，這種肌群的等長收縮會在不提升滑行速度的情況下進行代謝，過早地消耗很多的能量，并導(dǎo)致乳酸的堆積，從而產(chǎn)生疲勞[13]。通過對下肢關(guān)節(jié)角度變化分析可知雙蹬滑行時下肢靜力支撐的時間比例相對較小，運動員下肢肌群進行有規(guī)律的，收縮與舒張交替放松的動態(tài)工作，從而能夠延遲肌肉疲勞的產(chǎn)生。同時，雙蹬技術(shù)延長了浮動擺腿的時間，可以使部分肌群，尤其是大腿部肌群做功后有相對更長的放松時間，從而能有效地緩解肌肉疲勞[17]。當然，這也要求運動員具備良好的協(xié)調(diào)和控制能力，使沿運動軸呈對稱分布的肌群做快速的、要求相對力量較高的收縮。由于完成2次蹬動，使用雙蹬技術(shù)時參與做功的腿部肌群要比使用傳統(tǒng)滑行技術(shù)時多。由外刃蹬地經(jīng)平刃自由滑行到內(nèi)刃蹬地，下肢小腿和大腿部要做一個內(nèi)收再到外展的過程，而傳統(tǒng)的滑行在滑行腳著地后很少會做踝部內(nèi)收和大腿內(nèi)收的動作。這就要求運動員下肢除了做傳統(tǒng)滑行時的屈伸和外展，踝部和大腿部內(nèi)收肌群也要提高參與主動做功的比例。肌肉的這種工作方式不僅有利于肌肉彈性能量的發(fā)揮，還會發(fā)生類似肌肉牽張反射的生理學(xué)效應(yīng)，有利于神經(jīng)肌肉系統(tǒng)興奮與抑制的轉(zhuǎn)換，對運動員肌群的隨意放松起到很好的調(diào)節(jié)作用[18]。綜上所述，雙蹬技術(shù)在要求運動員具備很高的身體協(xié)調(diào)能力的基礎(chǔ)上，能夠使運動員有效地發(fā)揮體重蹬地技術(shù)產(chǎn)生動力，并能充分利用動能勢能良性轉(zhuǎn)化和共振原理，用較少的能量擺動，保持與獲得更快的滑行速度。

4 結(jié)論

速度輪滑雙蹬技術(shù)具有明顯的2次蹬動技術(shù)特征，與傳統(tǒng)滑行技術(shù)相比，盡管內(nèi)刃蹬地使運動員獲得加速度的效果更加明顯，但額外的外刃蹬地不僅能使運動員克服傳統(tǒng)技術(shù)慣性滑行時的身體降速現(xiàn)象，還能夠產(chǎn)生有效的動力加速。另外，運動員通過提高內(nèi)外刃滑行時間占單步滑行總時間的比例和增加步頻來更好地利用體重產(chǎn)生蹬地動力，從而節(jié)省體能消耗，延緩疲勞的產(chǎn)生，因此，雙蹬技術(shù)是一種既高效又節(jié)能的滑行技術(shù)，其它滑行類項目訓(xùn)練時可從中尋求借鑒。

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