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关于生物力学在职毕业论文开题报告,与武术太极拳自选竞赛套路高难度323B+3动作的生物力学相关本科毕业论文

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摘 要:主要运用运动生物力学三维影像解析法,对十运会女子太极拳决赛(自选套路)的前6名优秀运动员高难度323B+3进行定量分析与讨论.研究发现,武术竞赛规则中对太极拳旋风脚转体单脚落地动作转体度数的确定方法及连接难度的分值设置欠合理.

关 键 词:武术;323B+3;太极拳;生物力学

中图分类号:G852.110.14 文献标识码:A 文章编号:1007-3612(2010)04-0122-07

太极拳是竞技武术中最基本的拳种之一,它以“柔和缓慢、轻灵匀活”;“虚实分明、刚柔相济”而著称.由于项目本身的特点,在以往多年的全运会等大型比赛中,柔韧性、稳定性、协调性较好的运动员统治着太极拳的比赛场.为了更好地衡量运动员竞技水平高低,增强太极拳比赛的可比性,2003年新规则的出台将太极拳的难度动作划分为A、B、C3个等级,又将连接难度分为4个分数段,运动员必须根据竞赛规则的要求选择难度和必选动作.根据新规则在比赛中的试行来看,十运会女子太极拳决赛中,前12名运动员的比赛成绩及名次的排定与难度动作得分顺序呈高度显著性相关(r等于0.979,p<0.01)可见,难度动作得分较高的运动员名次排定相应较前,比赛成绩相应较好,即完成难度动作的成功率及质量成为制胜的重要因素.

高难度323B+3(旋风脚转体360°接提膝独立)在新规则中均属B级动作难度和连接难度,经比赛观察和统计,该动作在女子太极拳比赛中选用频率极高,在难度技术中占有重要地位.然而,并非所有运动员在比赛中都能较好地完成此动作.因此,教练员和运动员均感到此动作有待于进一步的改进和提高.但目前,从运动生物力学的角度对该动作的定量研究尚属空白,对此,笔者对十运会女子太极拳决赛(自选套路)前6名优秀运动员高难度323B+3动作进行三维摄像解析,揭示动作技术特点及一般运动学规律,以此丰富该动作的技术理论,为发展和改进动作技术提供理论和实践的参考依据.

1 研究对象和方法

1.1 研究对象 本研究以第十届全运会女子太极拳决赛的前6名优秀运动员为研究对象(表1),所选研究对象可以代表目前我国女子太极拳运动的最高水平.

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法 通过查阅、分析近五年关于太极拳在运动生物力学方面研究的文献、相关论文及著作,了解当前太极拳技术动作的研究现状、发展趋势和存在问题,为本论文的设计和实施提供理论依据.

1.2.2 观察法 观看了第十届全运会女子太极拳决赛的现场比赛,并做了部分技术统计.

1.2.3专家访谈法 根据本课题的研究内容对教练员、运动员及武术与生物力学专家进行了调查访问,了解该动作的训练和比赛情况、动作技术的结构组成及其技术的关键环节,选择和设计研究的问题及生物力学指标.

1.2.4 运动学研究法

1.2.4.1 三维录像拍摄2005年8月在十运会女子太极拳决赛现场,用三台JVCGR-DVL9800摄像机拍摄了整个女子太极拳决赛的全过程.拍摄过程中,A机置于比赛场地的左侧下方,B机置于比赛场地的右侧下方,并与A机主光轴成60°夹角,C机置于比赛场地的右侧上方,与A机主光轴成180°夹角,三台摄像机的主光轴调节到对准动作范围的中心,拍摄速度为50fps,三机高度为1.2m.比赛前把赛场平分为六个区域,在每个区域架设美国“Peak”三维辐射框架进行拍摄,比赛时移开框架再对运动员完成整套动作进行定点同步拍摄(图1).

1.2.4.2 三维录像解析 赛后选出前6名运动员的旋风脚转体360°接提膝独立动作,采用美国“Peak”运动图像测量解析系统进行三维解析,所得数据采用数字化滤波进行平滑处理,截断频率8Hz.

1.2.4.3 数据处理 通过对所测得数据进行分析与筛选,所获得运动学参数用SPSS11.0统计软件系统进行处理,得到各项指标的平均数、标准差、相关系数及相关程度的显著性检验结果.同时运用Word2003和Excel2003处理软件来完成图表的绘制和排版.

2 结果与分析

为了分析动作方便,将全套动作划分为3个阶段8个时相,即:起跳阶段(从双脚着地时相,经身体重心最低点时相、左脚离地时相到右脚离地时相);腾空转体阶段(从右脚离地时相,经空中击响时相到右脚着地时相);落地平衡阶段(从右脚着地时相,经身体重心最低点时相到左脚提膝独立完成时相).用解析影片得到的数据,对旋风脚转体360~接提膝独立前述的三个阶段、8个时相进行生物力学分析.

2.1 起跳阶段技术分析 旋风脚转体360°接提膝独立的起跳阶段是指双脚着地时相至右脚离地时相.

该阶段的主要任务是获得足够的重心腾起速度和绕身体纵轴旋转的初角速度,为后续转体动作的完成创造条件.根据起跳下肢肌肉工作形式的特点,将起跳阶段技术划分为二个时段:分别称之缓冲时段(T1)、蹬伸时段(T2),其定义如下:Tl-缓冲时段(即:双脚着地时相至身体重心在最低点时相);T2-蹬伸时段(即:身体重心最低点时相至右脚离地时相,其中经过左脚离地时相).

2.1.1 缓冲时段技术分析

2.1.1.1 躯干姿态特征从表2可知,缓冲时段,崔、张、刘在转体的反方向上肩、髋角位移较大,躯干角位移也较大,说明崔、张、刘起跳缓冲时躯干适应前倾,两臂加速向右后摆臂,上体大幅度向右侧(顺时针)拧转,使躯干向左侧回旋的腰腹肌群和肩带的伸肌肌群得到充分拉长,同时,髂腰肌收缩使右髋关节外旋,致使肌肉在完成蹬伸动作之前产生一定的“预张力”,为起跳蹬伸动作储存一定的弹性势能,从而有利于身体随后快速向左侧(逆时针)拧转时产生绕纵轴旋转的角动量和起跳时形成良好的身体姿态.相比崔、张、刘而言,李、吴、余肩、髋角位移较小,躯干角位移也较小,可见,李等起跳时躯干转体过早且在做蹬伸动作之前,没有反向动作作前导,腰腹部及肩带肌肉未能得到充分的预拉伸而影响其收缩效率,可能导致起跳蹬伸时躯干向左侧斜,从而影响离地时垂直速度.

2.1.1.2 下肢关节角度特征研究表明:6人起跳缓冲时段采用技术类型的差异之一主要体现在起跳深度和下肢关节角度上.起跳深度是指起跳过程中人体重心距支撑点的最小距离与人体静止站立时重心高度的比值,它可反映人体起跳过程中的下蹲程度,表征人体重心在竖直方向的位置.身体重心最低点时相下肢关节角度则可表征缓冲时段人体下肢各环节的运动过程以及缓冲的质量.从表3可知,6人比较分析,张、刘缓冲时段,左、右膝,左、右髋缓冲角度均较大,起跳深度值较小,说明张、刘双脚着地支撑瞬间有意识地加大了动作幅度,通过左右腿较大幅度的屈膝、屈髋动作降低了重心高度,拉长了腿部伸肌长度,储存了弹性势能,使蹬伸时产生较大收缩力,延长下肢蹬地肌肉的做功时间,增大蹬地阶段动量,从而有利于获得离地时较大的垂直初速度.崔右膝、右髋缓冲角度较大,左膝、左髋缓冲角度较小,起跳缓冲时主要是通过左侧膝、髋关节的协同作用来完成缓冲动作的,这可推测崔在缓冲时躯干适当前倾并开始有意识地向身体右侧倾斜,为起跳形成良好的身体姿态创造条件.建议李、吴、余应结合自身情况加大下肢的屈膝、屈髋幅度,适度降低身体重心高度,为后续蹬伸动作创造更大的蹬伸空间,也是增大垂直速度的前提条件.由此可见.采用深蹲式起跳,两臂加速向右后摆臂,躯干适当前倾并向身体右侧大幅度转动是缓冲时段技术动作表现出的显著特征.

2.1.2 蹬伸时段技术分析

2.1.2.1 下肢蹬伸动作特征 从表4可知,崔、张、刘起跳时,左膝、左髋相对较小且稳健的蹬伸动作一方面可使身体平稳地在转动过程中积极转动右髋,推动躯干快速前移至起跳点,增大旋转的角动量;另一方面,可使蹬伸时所产生的蹬伸力量较好地通过人体重心,从而尽可能增大离地时相垂直方向的初速度.李、吴、余左脚离地时膝角、髋角较大,可能导致起跳蹬伸时身体重心已越过支撑点,影响蹬伸过程中垂直方向力的获得,同时也影响到离地后左腿的快速上摆及击响时左腿的收折、下放腿的动作质量.与李、吴、余相比,崔等左腿蹬伸动作更平稳、准确,技术运用更合理、经济.李、吴、余最大缓冲时右膝、右髋缓冲角度较小,蹬伸动作不充分,蹬伸幅度较小,右脚离地时垂直速度相应较小,这会影响离地后身体重心的腾空高度和滞空时间,不利于空中击响和转体动作的顺利完成.而崔等蹬伸时,膝、髋关节蹬伸幅度大且充分,有助于实现起跳动作大幅度与高速度的协调统一,右脚离地时重心垂直速度较大,这一点从右膝、右髋蹬伸幅度与右脚离地时垂直速度的相关分析结果(r等于0.85、P<0.05;r=0.82、p<0.05)中得以验证.

2.1.2.2 躯干姿态特征 从表5可知,崔、张、刘肩髋夹角较大,吴、余肩和髋角位移较大.结合前面分析认为:崔等蹬伸时段通过肩轴和髋轴反向的大幅度拧转,为保障腾空时身体绕纵轴逆时针转动获得较大的角动量创造前提条件.同时,起跳蹬伸时身体姿态控制很好,下肢蹬伸充分,蹬伸时所产生的蹬伸力量很好地通过身体重心,从而尽可能地提高离地时垂直初速度和重心腾空高度,延长空中滞空时间,对整个动作的顺利完成起到十分重要的作用.吴、余蹬伸时段,通过肩与髋同步大幅度的转动在腾空前尽量增加纵轴上的转动角度虽可在一定程度上减少在空中的转动度数,但会导致起跳时肩髋夹角较小,分别为-6.29°、-20.67°,上体拧腰转肩不充分,不利于起跳时形成绕纵轴旋转的角动量.同时肩和髋较大幅度的转动,可能致使身体向左侧后仰,将不利于踏跳时力的向上传递,进而影Ⅱ向离地后的垂直速度及腾空高度,不利于空中击响和转体动作的顺利完成,最终导致转体度数不足、落地动作不稳.而李肩髋夹角较小,为-26.10°,躯干角最大,为24.05°,且左腿蹬伸动作幅度过大,一方面会导致起跳时身体质量分布离纵轴较远,转动惯量较大,肩轴和髋轴反向拧转幅度较小,影响起跳时角动量的获得;另一方面,也会导致身体快速前旋,右腿蹬伸时身体重心已越过支撑点,使得下肢肌蹬伸主动不足,致使离地时垂直速度相对较小,腾空高度相对较低.但李在腾空击响后,采用两臂胸前合抱的身体姿势使身体环节靠近纵轴来减小转动惯量,增加转体速度,这在一定程度上弥补了腾空

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