（哈尔滨体育学院，黑龙江省，150008）
摘要：本文采用三维录像测量解析系统，将旋子转体720°接跌竖叉动作分为助跑上步、起跳、腾空转体、落地跌叉4个阶段,进行运动学分析。分析结果显示: 两臂的快速摆动和左腿积极的插步动作是获得较大水平速度的重要环节；起跳阶段是旋子转体720°动作的关键动作阶段，快速有力的右腿蹬摆和抬头动作有助于增大起跳腿的蹬伸力和蹬伸速度，使运动员获得足够高的腾空高度，为后续空中转体动作创造条件。
关键词：旋子转体；720°；运动学特征；蹬伸；摆动
1.前言：旋子转体720 °是在旋子转体360 °的基础上发展而来的，具有难度大，造型美的特点。 通过采访省级武术队的教练员和运动员获悉，并不是所有的队员都能够完成该动作，即使能够完成的运动员动作质量也存在一些问题，教练员和运动员均感到此动作有待改进和提高。为此，本文采用三维录像测量解析方法，得出旋子转体720 °接跌竖叉动作的一般运动学特征，并对周竞等武术优秀运动员进行技术诊断，为制定有针对性的技术训练方案提供参考。
2.1研究对象：四川省武术套路运动队的优秀运动员。 在成都体育学院武术训练馆，对五名运动员旋子转体720 °接跌竖叉动作进行运动生物力学三维DLT拍摄。A机：JVC GR-DVL9800摄像机，其主光轴对准运动平面中心，拍摄距离13m。B机：JVC GR-DVL9300，其主光轴对准运动平面中心，并与A机主光轴成117度夹角，拍摄距离为15m。拍摄速度为50场/s，爆光时间为1/250s。 2.2.2三维录像解析法：
通过埃立尔运动图像测量解析系统对三维录像进行解析，解析了五套共542个动作画面，获得了动作过程空间点坐标、时间、速度、关节角度和重心轨迹图等。采集的数据进行了数字滤波平滑处理，截断频率为6赫兹[1]。
3.结果与分析
为了便于分析，将该动作分为4个动作阶段：助跑上步阶段：从助跑开始到左脚落地瞬间；起跳阶段：从左脚落地瞬间到左腿蹬离地面瞬间；空中转体阶段：从左腿蹬离地面瞬间到左腿出现摆动动作瞬间；落地跌竖叉阶段：从左腿出现摆动动作瞬间到双脚着地瞬间。 3.1助跑上步阶段
助跑的作用在于起跳前，赋予人体适宜的水平速度，这样可以为缩短起跳时间，提高肌肉的势能及增强起跳力创造条件，并且为起跳时身体处于最佳姿态作好准备[2]。该动作助跑阶段的最后两步是，右脚上步后，两臂伸展向左摆动，同时，左腿积极后摆插步。
两臂伸展摆动引起两肩水平速度持续升高，由表1可见，左脚落地时，侯建两肩的水平速度大于其他四名运动员，说明他双臂摆动快速有力。此外，左髋速度曲线斜率反映了左腿插步动作完成的情况，从表1我们看到，周竞、侯建、范磊的左髋速度曲线斜率明显大于白茂强和鄢显明，说明这三名运动员左腿的插步动作积极果断。由此可见，两臂的快速后摆和积极插步动作可增大助跑阶段的水平速度。
起跳阶段的目的是为了获得尽可能大的腾起速度，增大腾空高度，而腾起速度和腾空高度又是由蹬地力的大小所决定的，因而，获得较大的蹬地力，提高蹬地速度就成为起跳阶段的主要任务。该动作的起跳阶段是由上体的下俯甩腰摆动、右腿的蹬摆、抬头和左腿的蹬地起跳四个主要环节协调完成的。右腿的蹬摆、身体的下俯甩摆和抬头动作都是为了配合及协助左腿的蹬地起跳动作。因而，蹬地力的大小取决于这三个环节的动作完成质量和它们的协调配合形式。 左脚落地后，上体继续加速下俯，同时向左甩腰摆动，身体总重心持续下降，并向左侧肢体移动，为右腿的蹬摆动作创造条件，因而，重心的下降和移动对后续动作的完成具有重要意义。本文从两个角度来考察重心的变化情况，一方面，重心投影点下降到最低点表明右腿蹬摆前的缓冲动作的结束，缓冲动作可为后续动作提供适宜的空间和时间以及各关节肌肉适宜的发力条件；另一方面，我们用重心投影点与两脚尖连线与地面的夹角来判断重心的移动情况，当重心投影点在右侧肢体时，重心投影点与右脚尖连线与地面的夹角大于重心投影点与左脚尖连线与地面的夹角，当重心投影点位于两腿之间时，这两个夹角相等，同理可证，当左侧夹角大于右侧夹角时，说明重心投影点已偏向左侧肢体。因此，在缓冲动作结束的时刻，重心投影点又恰恰超过右侧肢体，是右腿蹬摆的最佳时机。
从表2，我们可以看到，周竞和侯建右腿蹬摆前的缓冲动作结束时刻，即重心下降到最低点的时刻，重心投影点恰恰在两腿之间，为右腿的蹬摆动作创造了适宜的发力条件。白茂强这两个时刻也较接近，基本处在较合宜的蹬摆条件下。范磊身体重心在1.08s已到达两腿之间，但此时身体尚未达到最低点，缓冲动作在1.14s时才结束，不利于后续动作的进行，鄢显明在重心还未到两腿之间的时候，重心已经下降到最低点。
旋子转体720°接跌竖叉动作的下俯甩腰动作预先拉伸了腰背肌，增大了腰背肌的收缩力。从表4可知，范磊Z方向的角速度升高得最多，达到了1884.2°/s，超过了X和Y方向的角速度的增大值，表明范磊在上体的摆动过程中，甩腰摆动动作较明显，白茂强和范磊类似。周竞、侯建、鄢显明X方向的速度值升高得较多，超过Z方向的速度增大值，这三名运动员以上体的下俯来拉伸腰背肌，其中侯建最典型，X方向角速度升高了1777.7°/s，。白茂强三个方向上的速度升高值均小于其他四名运动员，动作完成不好，训练中应多注意上体的俯摆动作。
由表2显示：周竞在1.10s时重心投影点位于两腿之间，并且重心处在最低点，从表5我们看到，周竞右腿的角速度从1.14s开始增大，此时，重心投影点已处在左侧，有利于右腿的蹬摆，其角速度值达到762.1°/s。由表2可知，侯建在0.12s重心投影点处在两腿之间，此时缓冲动作刚刚结束，右腿在0.14s出现蹬摆动作，侯建右腿的角速度值最大，达到931.1/s。由此可见，重心刚刚超过两腿之间，并且重心已经达到最低点的时刻是右腿蹬摆的最佳时机。
根据动量守恒定律，在旋子转体720°接跌竖叉动作的起跳阶段，右腿的蹬摆动作直接影响左腿的起跳蹬地效果，右腿的用力摆动引起的加速度可以增大左腿对地面的压力，使其具有较大的蹬地力。我们可以从右腿角速度的增大值来判断右腿蹬摆获得的加速度值的大小。由表5可见，侯建的右腿角速度值从161.2°/s°升高到931.2°/s，升高了770.1°/s，角速度值升高得较大，侯建在适宜的蹬摆空间和较好的蹬地时机的条件下，右腿的蹬摆动作果断有力，获得了较大的加速度，因而起跳腿（左腿）对地面产生了较大的压力，有利于左腿蹬伸动作的进行。范磊、白茂强、鄢显明右腿角速度升高值相对较小，分别为432.5°/s、393.9°/s、372.2°/s，说明这三名运动员右腿的蹬摆动作较差，如前所述，这是不适宜的蹬摆时机和较弱的腿部力量造成的。
综上所述，不难看出，右腿的蹬摆动作在起跳阶段占有重要地位，快速的蹬摆和适时的减速制动能增大起跳腿（左腿）的蹬地力和蹬地速度。而蹬摆的时机将影响蹬摆的速度，在缓冲动作已完成，并且重心投影点在左侧肢体下方一侧时，右腿的蹬摆动作充分、有力，引起的加速度值较大，从而直接增大了右腿的蹬摆速度，同时相应地增大了左腿的蹬伸速度。此外，右腿的减速制动使动量向起跳腿传递，有利于左腿的蹬伸。而左腿的蹬伸效果直接影响腾起速度，因而，起跳阶段右腿的蹬摆动作是不可忽视的重要环节。
旋子转体720°接跌竖叉动作的抬头动作与上体的下俯甩摆相同，也是绕三个轴的运动，因而，对抬头动作必须从X、Y、Z轴三个方向来分析，其中X和Y方向的速度变化反映头部的上抬情况，Z方向的角速度反映头部的向左摆动情况。（见表6、7、8）
在上体充分下俯甩腰摆动，腰背肌被拉长的条件下，积极的抬头摆动动作可以增大起跳腿的蹬地力，提高蹬地速度。从表6和表7对比来看，周竞、范磊、鄢显明均是在上体X方向角速度达最大值的时刻，头部Y方向角速度值开始增大，出现了积极的抬头动作，白茂强在1.12s时上体下俯的角速度达最大值，但其头部却在1.16s时Y方向速度值才开始增大，白茂强抬头动作未能与身体的下俯甩腰摆动协调配合。当上体充分下俯甩摆的情况下，快速的抬头可以保证腰背肌的“预张力”被完全利用，证明了教练员在训练中强调积极抬头动作是有道理的。
对于五名运动员头部角速度的变化情况，我们必须从两方面进行分析。首先，根据运动生物力学原理，摆动环节做竖直向上加速运动时，使地面对身体的支撑反力增大，从而增大了蹬地腿的起跳力。从表6中，我们发现，侯建、范磊、白茂强Y方向的角速度增大得较多，由表7可知，范磊、鄢显明X方向头部角速度分别升高了902.3°/s、1147.1°/s ，X和Y方向角速度的升高都是头部的用力上抬引起的。
身体的下俯甩摆为右腿的蹬摆创造了适宜的发力条件，右腿蹬摆和头上抬摆动时左腿的缓冲动作又为左腿的蹬伸提供了适宜的发力条件。我们从表7看到，范磊、白茂强、鄢显明X方向的角速度在1.34s、1.30s、1.28s时达到最大值，由动作画面可知，此时左脚已蹬离地面，这三名运动员头部上抬动作在左腿进行蹬伸动作时没有减速制动，动量没能从上体向起跳腿传递，并且加大了起跳腿的负荷，不利于蹬伸动作的完成。而周竞和侯建X方向的角速度值均是在起跳蹬地前开始减小的，其中周竞在起跳前X方向的角速度值呈现持续下降趋势，也就是说，周竞在Y方向的角速度值（见表6）在1.22s达到最大后，头部就开始减速上抬，周竞头部上抬动作制动较好，动量充分向起跳腿传递，同时，减小了起跳腿的负荷，有利于左腿蹬伸动作的完成。
起跳姿态角是影响腾空高度和偏心力矩的主要因素，从M=Fr可知，较小的姿态角将增大偏心力臂r，但同时导致垂直方向的分力减小，影响了腾起速度[2]。相反，姿态角过大，虽然使垂直方向上的分力较大，但偏心力臂太小，造成偏心力矩的减小，影响了后续转动动作的完成质量。因而，适宜的姿态角是顺利完成空中转体720度的重要条件。
由表9可见，五名运动员姿态角的角度从62.5°到38.9°相差较大，其中周竞、白茂强、鄢显明姿态角均在60°左右。范磊的姿态角偏小，影响了其腾空高度，在前面的分析中，已经发现范磊的动作技术完成得较好，应该产生较高的腾起速度，但范磊的腾起速度只有2.95 m/s，这是范磊较小的姿态角导致垂直方向的分力减小造成的结果。鄢显明和白茂强在较大的姿态角的情况下，腾空速度仅为2.90 m/s和2.96 m/s，这是因为决定腾空速度的因素是多方面的，白茂强和鄢显明起跳阶段的动作技术不是很好,能获得这样的腾空速度是与由于较大的姿态角使垂直方向上的分力损失较少的结果。
空中转体720°是整个动作的重要阶段，也是体现动作难度的重要环节，人体腾空后，遵循动量矩守恒定律，因此要想获得空中转动的角速度，只有改变转动惯量来实现。因此，四名运动员在左脚蹬离地面后，两臂快速向身体靠拢，在体前交叉，减小身体绕垂直轴的转动半径，从而减小了身体绕垂直轴的转动惯量，增大了转动角速度。
跌竖叉是整个动作的结束部分，技术上要求运动员在完成旋子转体后，上体抬起，两脚前后分开，随后两腿同时跌落地面形成一字型劈叉，结束整个动作。但从解析图片上五名运动员的动作完成情况来看，均达不到该要求，他们采用了右脚先着地，然后左脚落地的依次落地跌竖叉动作，运动员之所以采用这种落地姿势，可能与人体本能的保护意识有关。解析结果显示，五名运动员左右脚依次落地的时间差为0.06s到0.04s不等，而人的视觉反应较慢，对光的反应需要0.2s到0.35s，因此，裁判员无法发现运动员跌竖叉时并非两腿同时落地的错误动作。
转体结束后，身体重心距地面的高度越高，运动员完成跌竖叉动作的时间和空间越充裕，侯建和周竞身体重心距地面的高度较大，因而他们的跌竖叉动作相对来说要平稳一些，范磊、白茂强、鄢显明这个高度相对较小，落地跌竖叉动作完成的空间有限。但左腿的快速前摆，可以弥补身体重心距地面太低而造成的落地空间不足的缺陷。由表10可见，范磊在身体重心距地面0.41m的情况下，通过快速地向前摆动左腿，左踝速度升高了19.28m/s，使其落地跌竖叉动作顺利完成。鄢显明身体重心距地面的高度最低，左踝水平方向的速度升高值亦最小，导致其落地时，左手出现撑地动作。
4.结论与建议
4.1通过对川队优秀武术运动员周竞等旋子转体720°接跌竖叉动作的三维DLT拍摄与图像解析，获得了该动作的运动学基本特征：助跑阶段两臂的快速摆动和左腿积极的插步动作是获得较大水平速度的重要环节；起跳阶段快速有力的右腿蹬摆和抬头动作有助于增大起跳腿的蹬伸力和蹬伸速度，使运动员获得足够高的腾空高度，为后续空中转体动作创造了条件。适宜的起跳姿态角是顺利完成转体动作的重要因素之一。
4.2通过运动学分析发现周竞等五名运动员各有其自身的特点，也存在一些有待改进的问题。
4.2.1周竞和侯建该动作技术较好，侯建助跑阶段获得了较大的水平速度，周竞右腿的蹬摆和头的上抬制动得较及时。
4.2.2范磊、白茂强、鄢显明右腿和头的制动较差，影响了左腿的蹬伸速度，是导致其腾空速度相对较小的原因之一。此外，这三名运动员右腿的蹬摆时机掌握得不好，影响了蹬摆速度。
4.2.3鄢显明落地阶段左腿的摆动速度较小，导致左手出现撑地动作。
4.2.4白茂强和鄢显明存在的问题较多，建议从基本动作抓起，先练习旋子转体360°，体会动作规格和要求，再进行转体720°的训练。
[1]卢德明.运动生物力学测量方法[M].北京：北京体育大学出版社，2001
[2]全国体育学院教材委员会.运动生物力学[M].北京：人民体育出版社,，1990 |
