蔣津君，姚家新，孟慶華

●專題研究 Special Lecture

乒乓球正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)的生物力學(xué)特征分析

蔣津君1，姚家新2，孟慶華3

同步運(yùn)用Qualisys三維運(yùn)動采集與分析系統(tǒng)、表面肌電測試系統(tǒng)、Kistler測力臺對11名優(yōu)秀男乒乓球運(yùn)動員的正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作進(jìn)行測試，對比分析所測相應(yīng)指標(biāo)后發(fā)現(xiàn)：揮拍擊球時肩部的轉(zhuǎn)動是先快速向上后快速向前，在觸球時肩部的轉(zhuǎn)動主要是向前為主，向上的轉(zhuǎn)動速度已較低；球拍頂點(diǎn)向前的最大速度幾乎出現(xiàn)在擊球瞬間，而向上的最大速度則出現(xiàn)在觸球稍后；腰部以下的髖、腿等部位主要起到調(diào)整擊球空間位置、輔助起動、為腰部及以上部位的轉(zhuǎn)動提供支撐反作用力等作用，轉(zhuǎn)腰、揮大臂、收前臂才是有效提升揮拍速度的核心環(huán)節(jié)；揮拍至還原時身體隨勢成“抱團(tuán)”趨勢，以減小轉(zhuǎn)動慣量使身體能快速還原；持拍手側(cè)主要發(fā)力肌肉出現(xiàn)最大放電時刻的時序有一定規(guī)律性；大腿部肌肉出現(xiàn)最大放電最早，緊隨其后腰腹部肌肉出現(xiàn)最大放電；胸大肌、肱二頭肌、三角肌前束的最大放電時刻幾乎相當(dāng)，都在即將向前揮拍時刻附近；持拍手側(cè)地面支反力向上最大值的出現(xiàn)時刻明顯早于向前最大值的出現(xiàn)時刻。

乒乓球；正手中遠(yuǎn)臺拉球；生物力學(xué)特征

從當(dāng)前乒乓球比賽技戰(zhàn)術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用趨勢來看，隨著反手臺內(nèi)“擰”技術(shù)的不斷成熟，乒乓球比賽中接發(fā)球“擰”起來后基本就進(jìn)入了上旋對恃的局面（尤其在男子比賽中體現(xiàn)得更為明顯）[1]。而正手中遠(yuǎn)臺的拉沖又是上旋對恃中最為重要的技術(shù)，由此，非常有必要對該項(xiàng)技術(shù)做深入的分析和研究。雖然前期不乏對乒乓球攻球技術(shù)的研究，但純理論的研究居多，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的研究相對較少，且前期的實(shí)驗(yàn)研究也因當(dāng)時實(shí)驗(yàn)儀器的限制，做不到同步綜合多項(xiàng)指標(biāo)對乒乓球攻球技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行全面地分析[2-9]。當(dāng)前，三維紅外運(yùn)動捕捉系統(tǒng)、KISTLER三維測力系統(tǒng)以及Mega表面肌電（藍(lán)牙）等的同步測量完全可以實(shí)現(xiàn)，不僅可以準(zhǔn)確同步地反應(yīng)出不同指標(biāo)在不同擊球時期的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，也克服了前期肌電（有線）研究中測量設(shè)備對運(yùn)動員做技術(shù)動作時的負(fù)面影響。由此，本研究利用當(dāng)前的科技優(yōu)勢，結(jié)合多項(xiàng)同步測量指標(biāo)對正手中遠(yuǎn)臺拉沖這項(xiàng)主要攻球技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了研究。該項(xiàng)研究不僅有利于加強(qiáng)人們對正手拉沖技術(shù)的認(rèn)識，提高該項(xiàng)技術(shù)訓(xùn)練的科學(xué)性，也能豐富乒乓球理論研究體系，還可為研究其它同類項(xiàng)目提供方法借鑒。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

測試者為11名獲國家運(yùn)動等級的乒乓球運(yùn)動員，握拍法均為橫握拍，正手均為反膠（見表1）。

表1 受試對象基本信息

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)儀器簡介及其定位與調(diào)試 運(yùn)用瑞典產(chǎn)的Qualisys三維運(yùn)動采集與分析系統(tǒng)（自帶同步高速視頻攝像機(jī)）、芬蘭產(chǎn)的MEGA表面肌電測試系統(tǒng)（WBA、16通道、無線藍(lán)牙）和瑞士產(chǎn)的Kistler測力臺同步對受試對象的正手中遠(yuǎn)臺拉沖（非側(cè)弧圈）技術(shù)動作進(jìn)行各項(xiàng)信息采集。測力臺的規(guī)格為：0.4 m×0.6 m，兩測力臺平行平穩(wěn)放置并固定，中間隔30 cm（經(jīng)預(yù)測試后設(shè)定），即兩塊測力臺中心相距70 cm，球臺的端線垂直投影距測力臺中心的距離為80 cm，a、b分別為左、右手持拍拉沖線路（見圖1），采集頻率為1 000 Hz；三維運(yùn)動采集的頻率為200 Hz（包括8臺紅外光點(diǎn)攝像和一臺同步高速視頻攝像），高速視頻攝像機(jī)位于球臺左側(cè)上方C點(diǎn)位置，距運(yùn)動中心約3 m左右，高度為2 m左右，以保證能抓拍到球與拍接觸瞬間。表面肌電的測試頻率為1 000 Hz，按照儀器及肌電測試的各項(xiàng)基本要求粘貼電極片（處理皮膚、粘貼位置）；以上3種測量設(shè)備通過專業(yè)人員進(jìn)行調(diào)試實(shí)現(xiàn)內(nèi)同步。

圖1 測力臺與球臺相對位置注：因藍(lán)牙肌電信號同步傳輸需有反應(yīng)時間，試驗(yàn)中統(tǒng)一將其設(shè)定為650 ms，即肌電數(shù)據(jù)比三維攝像和測力臺整體慢650 ms，在計(jì)算時已將其錯開（不影響各項(xiàng)數(shù)據(jù)的同步分析）。

1.2.2 測量部位及指標(biāo)的設(shè)定與定義 ①紅外三維攝像標(biāo)志點(diǎn)的位置及其標(biāo)號見表2。各關(guān)節(jié)角度表達(dá)式為：肘關(guān)節(jié)角度：∠BCD、∠KLM；肩關(guān)節(jié)角度：∠CDE、∠KMN；髖關(guān)節(jié)角度：∠DEF、∠MNO；膝關(guān)節(jié)角度：∠EFG、∠NOP；背部角度：∠ISO；兩肩連線與端線夾角角度：線HQ與線DM空間平移相交后的夾角∠DXH或∠MXQ，X為HQ和DM平移后的相交點(diǎn)。

②本研究肌電測試的主要目的在于探索正手中遠(yuǎn)臺拉沖時主發(fā)肌力的發(fā)力順序（主要為開始引拍至將球擊出這一過程中），由此本研究只對持拍手側(cè)的肌肉進(jìn)行表面肌電分析，其包括持拍手側(cè)的三角肌前束、三角肌中束、肱二頭肌、橈側(cè)腕伸肌群（橈側(cè)腕長伸?。?、尺側(cè)腕曲肌群（尺側(cè)腕曲?。⑿卮蠹≈猩喜?、腹外斜肌、股四頭肌內(nèi)側(cè)、股二頭肌外側(cè)（長頭）、腓腸?。ㄍ鈧?cè)）。

表2 三維攝像標(biāo)志點(diǎn)編號及其標(biāo)定位置

③三維測力臺主要反映擊球過程中不同階段地面支反力在3個基本軸向上的分量值及其變化特征，每次測試在測試者站上測力臺前先“歸零”。

1.2.3 運(yùn)動方式及具體測試要求 一般來講，正手較大力量拉沖時，左腳站位會稍靠前（右手持拍者）[10]，由此本次測試要求受試者從正手位拉沖斜線（右手持拍如圖1中的線b，左手持拍如線a），這樣可以較好保證發(fā)力拉沖時雙腳都可以在測力臺范圍內(nèi)且并不影響擊球時的動作結(jié)構(gòu)。測量前先進(jìn)行試練，讓陪練者（發(fā)多球者）與受試者都有一個適應(yīng)過程，同時也可避免受試者因顧慮腳下位置而使動作變形（另也提示受試者不要顧慮踩出測力臺）。

測試時，運(yùn)動員在測力臺“歸零”后，按要求站在測力臺上（基本為測力臺中心位置），陪練者連續(xù)發(fā)定點(diǎn)上旋球，受試者以較大力量連續(xù)進(jìn)行中遠(yuǎn)臺拉沖，保證測試中至少有3個連續(xù)完整動作后結(jié)束測試并保存數(shù)據(jù)，然后檢查數(shù)據(jù)，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)（紅外三維攝像、肌電、測力臺）的有效性和完整性并準(zhǔn)備下一組測試。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 動作階段的劃分與定義

連續(xù)的擊球動作一般可劃為引拍→揮拍擊球→隨揮→還原→引拍這4個時期的循環(huán)[4，8，10]，每一個時期與下一個時期的轉(zhuǎn)換中都會有一個節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)在研究當(dāng)中需界定清楚。

經(jīng)過對實(shí)際所測數(shù)據(jù)和三維圖像的分析，本研究把正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作的節(jié)點(diǎn)（時刻）定義如下：①引拍結(jié)束時刻：引拍至最左時刻（可通過紅外三維線路確定）；②擊球時刻：球撞拍的時刻（可通過高速視頻攝像確定）；③隨揮結(jié)束時刻：隨揮至最左時刻（可通過紅外三維線路確定）；④還原時刻：球拍還原至腹部高度時刻。雖然還原時刻在連續(xù)擊球動作過程中并不能準(zhǔn)確定位（每個人還原時刻球拍的位置也不相同），但這并不會影響到對技術(shù)動作的主體研究。另外，為了更細(xì)致地描述各項(xiàng)數(shù)據(jù)的變化特征，本研究加入了以下幾個時刻：引拍最低時刻、地面支反力最大時刻，球拍最靠后時刻。具體見圖2、3、4、5。圖2、3、4、5是從同一個角度進(jìn)行的三維截屏。在實(shí)際中每個時刻點(diǎn)的標(biāo)定都是轉(zhuǎn)動三維圖像從正后方和正右方找準(zhǔn)點(diǎn)后再移回至基本正右側(cè)進(jìn)行的截屏，這樣有利于對比同一個擊球動作在不同時刻球拍頂點(diǎn)的不同空間位置。以左測力臺左后角為起點(diǎn)的三條箭頭線為本研究中設(shè)定的立體空間基本軸及其正值方向，測力臺中部長短和方向有變化的箭頭線為測力臺反映出的地面支反力的大小與方向。本研究的圖片均通過Qualisys Track Manager動作捕捉軟件獲得。

圖2 引拍最低

圖3 地面支反力最大

圖4 引拍至最左

圖5 球拍最靠后

經(jīng)對比三維攝像與三維測力臺的數(shù)據(jù)結(jié)果顯示（右手持拍為例）：所測11名受試者中3、6、7、8、9、10、11號的地面支反力最大時刻明顯要早于引拍至最左時刻，而1、2、4、5號地面支反力最大時刻與引拍至最左時刻則相對較為接近；絕大多數(shù)（10名）受試者持拍手側(cè)的地面支反力最大時刻出現(xiàn)在引拍最低時刻稍后。

為了更直觀呈現(xiàn)引拍和隨揮的線路，本研究分別從右側(cè)后方和正前方對其進(jìn)行了截圖（見圖6、圖7）。由圖6結(jié)合圖2、3，可以看出正手中遠(yuǎn)臺拉沖的引拍動作是先向“右后下”方，引拍至最低后，球拍的運(yùn)動軌跡逐步轉(zhuǎn)為向“左后上”；從圖7中可看出隨揮達(dá)最左后開始有還原趨勢。

圖6 后引至前揮線路

圖7 隨揮線路

2.2 正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作身體主要關(guān)節(jié)點(diǎn)（標(biāo)志點(diǎn)）的運(yùn)動學(xué)特征

從乒乓球運(yùn)動的特征來看，身體動作的最終效果需要通過球拍傳遞到球上，也就是說身體動作的最終落腳點(diǎn)是在觸球時的揮拍上。由此，球拍的速度特征必然是檢驗(yàn)身體動作發(fā)力效果的核心的指標(biāo)。除此之外，引拍結(jié)束和擊球時的身體姿勢必須要能保持較好的發(fā)力結(jié)構(gòu)和支撐穩(wěn)定性，否則不僅容易擊球失誤，也會使下一拍的還原效果較差。（實(shí)際比賽當(dāng)中要想更好地保證擊球動作的合理性則還需靈活的步法作為前提。）由此，本文將重點(diǎn)分析引拍結(jié)束時和擊球瞬間的身體支撐結(jié)構(gòu)以及引拍至擊球這一過程中各重點(diǎn)環(huán)節(jié)的速度、角度、角速度的動態(tài)變化特征。

2.2.1 正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作各部位角度的變化特征分析

2.2.1.1 不同擊球時刻各部位角度的“靜態(tài)特征”數(shù)據(jù)對比分析 不同擊球時刻身體各部位所構(gòu)成的角度特征是反映身體支撐和發(fā)力結(jié)構(gòu)特征的重要指標(biāo)。本研究對11名受試者的正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作的部分相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（見表4、表5）：Z1、Z2分別為引拍結(jié)束、擊球時肘關(guān)節(jié)的角度；J1、J2分別為引拍結(jié)束、擊球時肩關(guān)節(jié)的角度；K1、K2分別為引拍結(jié)束、擊球時髖關(guān)節(jié)的角度；X1、X2分別為引拍結(jié)束、擊球時膝關(guān)節(jié)的角度；B1、B2分別為引拍結(jié)束、擊球時背部角度；JL1、JL2分別為引拍結(jié)束、擊球時兩肩連線與球臺端線夾角的角度（兩肩部標(biāo)志點(diǎn)連線的轉(zhuǎn)動角度、角速度可一定程度上反映出下肢和軀干的支撐結(jié)構(gòu)和發(fā)力的效果和特征）。表4、表5中為受試者3個連續(xù)成功動作的數(shù)據(jù)，角度的單位為“°”，數(shù)值四舍五入取整數(shù)，“號/（身高）”為運(yùn)動員的編號和身高。

結(jié)合表4、表5中的數(shù)據(jù)，可以做如下幾個方面的分析：（1）擊球時肘關(guān)節(jié)角度Z2普遍要小于引拍結(jié)束時的角度Z1，而髖關(guān)節(jié)的角度K2明顯大于引拍結(jié)束時的角度K1，說明“收肘頂髖”是正手拉沖技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。（2）肩關(guān)節(jié)的角度相對較為特殊，其在引拍時持拍手是后拉手臂，而在擊球時是前送手臂，雖然其角度值變化不明顯，但其是由“后夾角”變?yōu)椤扒皧A角”，是揮大臂發(fā)力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，此時擊球瞬間肩部的角速度則更能反映出大臂的揮動速度（在下文角速度的分析中將有論述）。（3）膝關(guān)節(jié)的角度變化隨不同受試者而有所不同，部分受試者X2＜X1，也有部分受試者X2＞X1，整體來看，大多身高較高（≥180 cm）的受試者X2＜X1或X2≈X1。從擊球時的整體結(jié)構(gòu)來看，膝關(guān)節(jié)起到調(diào)整擊球時身體重心位置的作用，其角度的增大雖然對于提高揮臂速度的直接作用相對較小，但膝關(guān)節(jié)在保持其角度時的支撐發(fā)力是對抗軀干和上肢轉(zhuǎn)動反作用力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，相同角度下膝部的支撐力越大說明軀干和上肢相應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量越大。（4）背部角度在引拍結(jié)束時（B1）普遍比擊球時（B2）的角度小，說明在擊球過程中有明顯的伸背動作。（5）肩連線角度在引拍結(jié)束時角度（JL1）比擊球時的角度（JL2）平均小50°左右，其差異非常大，由此可以看出擊球過程中肩部的轉(zhuǎn)動（實(shí)質(zhì)上是以轉(zhuǎn)腰來帶動）是非常重要的一個環(huán)節(jié)（另外，以腰部為軸心的轉(zhuǎn)動可以帶動離軸心較遠(yuǎn)的手腕產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動速度。當(dāng)然，肩部的轉(zhuǎn)動對提高揮拍速度的具體貢獻(xiàn)率還需結(jié)合肩連線的轉(zhuǎn)動角速度來分析）。（6）不同個體的3個連續(xù)擊球動作之間，引拍結(jié)束時各關(guān)節(jié)的角度波動較小，而擊球時身體會隨來球的高低不同有所調(diào)整，使擊球時各關(guān)節(jié)的角度有所波動。一般來講，來球越高擊球時膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的角度越大，而當(dāng)球離身體較遠(yuǎn)時肩關(guān)節(jié)角度會較大。

表4 受試者正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作各部位角度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

表5 受試者正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作各部位角度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

2.2.1.2 擊球過程中各部位角度變化的“動態(tài)特征”分析 在擊球過程中，身體的支撐及其發(fā)力結(jié)構(gòu)的外顯性特征主要體現(xiàn)在各關(guān)節(jié)的角度變化上。雖然11名受試者的肘、肩、髖、膝、背的角度因其身高和發(fā)力的大小[4]以及發(fā)力方式的不同，他們在引拍結(jié)束和擊球時肘、肩、髖、膝、背等部位的角度值會有所差異，但其在各環(huán)節(jié)的動態(tài)變化趨勢（定性）上卻有諸多共同特征。

以圖8為例進(jìn)行說明，在引拍結(jié)束時刻至揮拍擊球的過程中：（1）髖關(guān)節(jié)在引拍結(jié)束附近達(dá)最小值，在揮拍擊球過程中髖關(guān)節(jié)角度的增大趨勢明顯，而大多受試者在此過程中膝關(guān)節(jié)的角度變化不明顯，膝關(guān)節(jié)是在還原附近或還原稍后的重心調(diào)節(jié)時角度有一個明顯的增大。（2）肩關(guān)節(jié)的角度在這一過程中的變化較為特殊（上文已作說明），是揮動大臂的重要環(huán)節(jié)，其在擊球后的隨揮過程中角度迅速增加。（3）肘關(guān)節(jié)在引拍結(jié)束時角度基本處于最大值附近，其在引拍至擊球這一過程中角度逐漸減小，部分運(yùn)動員（8號最明顯，6、11號次之）在擊球時刻稍前或擊球時刻附近肘關(guān)節(jié)角度的減小有時會出現(xiàn)一個較明顯的小波動。本研究認(rèn)為，肘關(guān)節(jié)角度變化的這一波動與運(yùn)動員擊球時主要發(fā)力部位的不同有關(guān)系（部分球員以轉(zhuǎn)身轉(zhuǎn)肩揮大臂發(fā)力為主，也有部分球員以轉(zhuǎn)身轉(zhuǎn)肩發(fā)力起動，在最后擊球前的加速揮拍過程中以前臂發(fā)力為主，后者的這一小的波動不明顯）。（4）背部的角度在引拍結(jié)束時處于最小值附近，在向前揮拍擊球時逐步增大，隨揮結(jié)束附近達(dá)最大后開始逐步減小。（5）兩肩連線與球臺端線夾角在引拍結(jié)束時達(dá)最大角度，向前揮拍擊球過程中角度迅速減小，在隨揮結(jié)束稍前達(dá)最小角度。

圖8 正手中遠(yuǎn)臺拉沖持拍手側(cè)肘、肩、髖、膝、背等部位的角度變化圖

綜合分析以上身體支撐結(jié)構(gòu)及各部位角度動態(tài)變化可知：擊球過程中主要是“頂髖”“伸背”“轉(zhuǎn)肩”“揮大臂”“收肘”等各環(huán)節(jié)的協(xié)同發(fā)力，而從力的作用與反作用來看，以上這些環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的反作用力都需要膝關(guān)節(jié)及其以下部位的“蹬地”發(fā)力作為支撐。

另外值得注意的是，受試者中8名身高在173～182 cm的運(yùn)動員，無論他們在發(fā)力動作結(jié)構(gòu)上的差異如何，其球拍頂點(diǎn)與持拍手肘關(guān)節(jié)標(biāo)志點(diǎn)的連線在擊球瞬間與臺面幾乎都是處于平行狀態(tài)（從理論上來看，這樣的身體支撐結(jié)構(gòu)最有利于把前臂的發(fā)力揮動有效地作用到球上），而身高在191 cm的那名運(yùn)動員在擊球時球拍頂點(diǎn)的空間位置明顯稍低于肘關(guān)節(jié)標(biāo)志點(diǎn)。這是否可以說明，相對于固定高度的乒乓球臺，身高過高或過低都會降低運(yùn)動員技術(shù)結(jié)構(gòu)的“相對合理性”？此問題有待后續(xù)進(jìn)一步研究（當(dāng)然，并不能因運(yùn)動員的身高過高或過低就認(rèn)定其不能達(dá)到較高的競技水平，因?yàn)楦偧寄芰Ψ呛饨Y(jié)構(gòu)補(bǔ)償效應(yīng)[10-11]普遍存在）。

2.2.2 正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作主要部位標(biāo)志點(diǎn)的速度變化特征分析 擊球過程中身體各部位的運(yùn)動速度是反映其空間位置移動特征最為直接的指標(biāo)。就提高擊球的速度和旋轉(zhuǎn)來講，身體各部位合理移動的最終目的都是為了提高擊球時揮拍的速度及其身體支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對于同一種回球方式而言，擊球時揮拍速度越快則擊球會越有“力量”，揮拍速度是體現(xiàn)擊球“力量”最為直接的指標(biāo)。

由圖9中可以看出：球拍頂點(diǎn)與腕關(guān)節(jié)標(biāo)志點(diǎn)在擊球瞬間的速度在最大值附近（符合理論上最佳擊球時刻的揮拍的要求）；肩關(guān)節(jié)點(diǎn)的第一個速度高峰出現(xiàn)在擊球前（在a和b之間），擊球時肩關(guān)節(jié)點(diǎn)的速度稍有所下降，在擊球后又稍有上升，隨揮結(jié)束時降至最低；肘關(guān)節(jié)標(biāo)志點(diǎn)的最大速度出現(xiàn)在腕關(guān)節(jié)和球拍標(biāo)志點(diǎn)稍后。本研究認(rèn)為：在開始揮拍擊球時各標(biāo)志點(diǎn)開始加速，擊球前肩部轉(zhuǎn)動速度的適當(dāng)降低會有利于擊球時手臂的調(diào)整和找點(diǎn)（提高擊球穩(wěn)定性）。另外，在下文對角速度的研究中發(fā)現(xiàn)擊球稍前肩關(guān)節(jié)前揮的角加速度突然增加會對肩部產(chǎn)生一定的反作用力，其也會使肩部的速度有所下降；肘部標(biāo)志點(diǎn)的最大速度出現(xiàn)在擊球稍后應(yīng)該是由于在擊球時有一個“頂肘”的動作。

球拍的揮動速度與揮動方向以及拍面的角度是決定擊球效果的核心要素[12]。球拍揮動的方向與拍面的角度不僅決定了擊球是撞擊多還是摩擦多，還一定程度上決定了擊出的球的初始運(yùn)動方向。由此，本研究把球拍在3個基本軸向上的分速度進(jìn)行了對比分析。（圖9中的拍-右、拍-前、拍-上分別為球拍頂點(diǎn)在3個基本軸上的速度分量，右、前、上為“+”值。）

圖9 肩、肘、腕、拍標(biāo)志點(diǎn)合速度及拍標(biāo)志點(diǎn)分速度變化特征圖

由圖9可以看出：正手中遠(yuǎn)臺拉沖在引拍結(jié)束前球拍就已經(jīng)開始有向上的揮動，而此時球拍向前的揮動是負(fù)值，直至引拍結(jié)束稍后球拍向前的揮動速度開始瞬間增大，并在擊球時刻達(dá)最大值；而向上揮動的最大速度則出現(xiàn)在觸球稍后（打住球后在快出球時加速摩擦[12]，符合前期研究“打摩結(jié)合”的理論）；在擊球瞬間球拍左右方向的揮動速度（拉沖直線時）理論上應(yīng)該幾乎在“零”附近，但本研究的拉沖線路為正手位拉沖斜線，所以稍偏負(fù)值。

2.2.3 正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作各部位角速度變化特征分析 擊球過程中身體各部位的角度變化主要反映身體在不同時刻的支撐結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)的變化趨勢特征，而擊球動作作為一個類似“鏈狀”的連動結(jié)構(gòu)，各環(huán)節(jié)角速度的變化反映的則是不同時刻身體結(jié)構(gòu)變化速度的快慢，其能較好地反映出各環(huán)節(jié)在不同時刻的貢獻(xiàn)率，從而彌補(bǔ)單純的角度和速度數(shù)據(jù)較難反映出的一些特征。如有些部位的移動速度雖然并不大，但其主動轉(zhuǎn)動時能帶動離“轉(zhuǎn)軸”位置較遠(yuǎn)的部位有較大的速度，這時就需要用角速度的大小來體現(xiàn)出來。下面以11名受試者3個動作的平均數(shù)據(jù)（見表6）結(jié)合一名動作較好受試者的動態(tài)圖（見圖10）為例來進(jìn)行說明。

表6中，Z、J、K、X分別為肘、肩、髖、膝等部位在擊時的角速度，JL、KL分別為擊球時肩連線、髖連線相對球臺端線的轉(zhuǎn)動角速度（m/s），V為球拍頂點(diǎn)的速度；帶“下劃線”的數(shù)為負(fù)值。

表6 受試者正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作擊球時各環(huán)節(jié)角速度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

圖10 持拍手側(cè)肘、肩、髖、膝、背、肩連線的角速度變化特征圖

結(jié)合圖10和表6的整體數(shù)據(jù)，可以做如下幾個方面的分析：（1）從擊球時的身體支撐結(jié)構(gòu)來看，擊球時膝關(guān)節(jié)的角度處于較大狀態(tài)（平均角度在130°附近），此時膝關(guān)節(jié)的角速度對其上面部位的支撐向上的移動的貢獻(xiàn)會較?。ㄏ嗤撬俣惹闆r下，角度越小對推動頂點(diǎn)的移動貢獻(xiàn)率會越大）。而實(shí)際當(dāng)中膝關(guān)節(jié)的角速度相對其它部位又非常小（平均角速度值為20 rad/s），由此可以看出，擊球時膝關(guān)節(jié)對于提升其它部位的移動速度的直接貢獻(xiàn)較小。（2）擊球時刻附近肩關(guān)節(jié)的角速度非常大，這說明擊球時大臂的揮動速度較大，是提高揮拍速度的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。（3）肘關(guān)節(jié)的最大角速度值并非在擊球瞬間，有的出現(xiàn)在擊球稍前，也有的出現(xiàn)在擊球稍后。擊球瞬間收前臂發(fā)力較多的受試者肘部角速度基本沒有下降（在討論角度變化的部分已對其作過解釋）。從理論上來看，肘關(guān)節(jié)的最大角速度出現(xiàn)在擊球時刻稍后會更有利于擊球時頂住球。（4）髖、膝、肩連線的角速度在擊球稍前出現(xiàn)峰值后開始有所下降，而肩關(guān)節(jié)的角速度峰值幾乎都出現(xiàn)在擊球稍后，說明在大多受試者引拍結(jié)束至揮拍擊球這一過程中，“頂髖”“蹬膝”“轉(zhuǎn)肩”等環(huán)節(jié)的發(fā)力在擊球稍前時有一定程度“收力”（因軀干和下肢的發(fā)力最終都要通過肩部傳遞到手臂，所以“收力”的最終效果也必然會落腳在肩連線的角速度和肩部標(biāo)志點(diǎn)的速度上），而揮大臂這一環(huán)節(jié)則一直持續(xù)發(fā)力直到擊完球后才開始“收力”。（5）結(jié)合肩關(guān)節(jié)和肩連線的角速度變化特征（肩關(guān)節(jié)角加速度增大瞬間肩連線角速度明顯有一個減?。┛梢钥闯?，肩關(guān)節(jié)角速度的瞬間增加對肩部有一定的反作用力；另外，為了擊球時手臂能較好進(jìn)行調(diào)整和找點(diǎn)肩部的轉(zhuǎn)動也會有一個小幅度的主動降速。（6）髖不只是單純的由后向前移動，更主要的是轉(zhuǎn)動。從運(yùn)動解剖學(xué)角度來看，髖部的轉(zhuǎn)動不僅可為肩部更好地轉(zhuǎn)動提供支撐力，更主要的是其能為肩部的充分轉(zhuǎn)動提供充足的空間移動位置，即可以使肩部“空間轉(zhuǎn)動幅度”受到肩部以下身體結(jié)構(gòu)的限制較少，使肩部的“空間轉(zhuǎn)動幅度”能更大，能更充分的發(fā)揮腰部的力量。（7）結(jié)合動作過程中相應(yīng)環(huán)節(jié)的角度和角速度特征來看，髖、膝、背主要做由下向上的支撐運(yùn)動，擊球時角度較大，且角速度在整個過程中都相對較小，而肩連線、肩、肘部主要為轉(zhuǎn)動，且在擊球前的向前向上的揮拍過程中角速度都達(dá)到較大值。由此可以看出，轉(zhuǎn)肩、送大臂、收肘這3個環(huán)節(jié)對于提升揮拍速度的貢獻(xiàn)率相對較大，其他環(huán)節(jié)主要是為這3個環(huán)節(jié)的充分發(fā)揮提供有利條件。

另外，因肘肩髖膝背等部位的角速度與肩連線的角速度有所不同，前者的角度主要是身體各自相鄰部位關(guān)節(jié)點(diǎn)的連線所構(gòu)成，而肩連線的角度是相對于靜止的球臺端線所構(gòu)成，由此我們可以進(jìn)一步研究它們相對于球臺端線的向上和向前的角速度分量以更好地體現(xiàn)兩肩連線的轉(zhuǎn)動特征。具體的動態(tài)變化特征見圖11（XZ為向上轉(zhuǎn)動角速度；XY為向前轉(zhuǎn)動角速度）。

圖11 肩標(biāo)志點(diǎn)連線在水平面和額狀面上的分角速度變化特征圖

從圖11中可以看出：引拍至最低后肩部就已經(jīng)開始有向上轉(zhuǎn)動的趨勢，揮拍擊球時肩部的轉(zhuǎn)動是先快速向上后快速向前，在觸球時肩部轉(zhuǎn)動主要是向前為主，向上的轉(zhuǎn)動速度已較低。引拍結(jié)束時，持拍手側(cè)沉肩幅度較大的受試者在擊球前肩連線在額狀面上的分角速度幾乎不出現(xiàn)正值或正值較小。

雖然各受試者在不同環(huán)節(jié)的具體數(shù)據(jù)上有所差異，但整體上肩連線向前轉(zhuǎn)動的最大角速度出現(xiàn)在向上轉(zhuǎn)動的最大角速度之后是所有受試都的共同特征。肩連線的分角速度特征表明：揮拍擊球過程中，肩部的轉(zhuǎn)動先是以向上為主，而在接近擊球時刻，肩部的轉(zhuǎn)動變?yōu)橐韵蚯盀橹鳌?/p>

2.2.4 擊球過程中各主要環(huán)節(jié)標(biāo)志點(diǎn)的整體直觀動態(tài)變化特征分析 從慢放中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作的三維攝像我們可以看出，還原和引拍過程中大臂與身體相對貼近，這樣更有利于快速還原和引拍（軀干轉(zhuǎn)動發(fā)力相同時，轉(zhuǎn)動半徑小則轉(zhuǎn)動速度更快）；在準(zhǔn)備揮臂擊球時，持拍手側(cè)的胸、肩、肘等部位因軀干的轉(zhuǎn)動被一定程度的拉伸（因?yàn)橄蚯暗磐绒D(zhuǎn)腰動作先于揮臂），其不僅有利于發(fā)揮肌肉被拉長產(chǎn)生的彈性勢能，也有利于使肌肉產(chǎn)生牽張反應(yīng)從而產(chǎn)生更大收縮力量[13-14]。擊球過程中，非持拍手的空間位置隨著身體的轉(zhuǎn)動和起伏不斷進(jìn)行微調(diào)，其在整個擊球過程中主要起到調(diào)節(jié)身體重心的平衡以及利用其慣性使持拍手更有效發(fā)揮擊球力量的作用[15-16]。

2.3 正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作的肌電特征

就乒乓球運(yùn)動這一項(xiàng)目而言，對技術(shù)動作進(jìn)行肌電方面的研究主要是為了較好地定位各項(xiàng)發(fā)力肌開始發(fā)力（放電開始有較明顯的上升趨勢）和最大發(fā)力（放電最大峰值）在擊球動作中所處的準(zhǔn)確時期，并對其發(fā)力順序及其發(fā)力的持續(xù)時間進(jìn)行對比分析，以更好地解釋擊球動作的發(fā)力特征。由此，本研究對于放電量大小的具體數(shù)值變化不進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即只對開始放電、放電峰值等出現(xiàn)的相應(yīng)時刻進(jìn)行對比分析。另外，由于未經(jīng)平滑處理的原始數(shù)據(jù)能更準(zhǔn)確地反映出較大放電峰值的時刻，由此本研究對于開始放電及放電峰值時刻的定位是在Qualisys Track Manager系統(tǒng)自帶的分析軟件上通過放大時間值來對整個動作周期的放電特征進(jìn)行對比的（半波），這樣有利于更準(zhǔn)確地定位各肌肉的開始放電（激活）時刻和瞬時峰值時刻。其具體方式如下：以三角肌前束與肱二頭肌的放電對比為例，如圖12、13為放大時間后肌電呈現(xiàn)出來的波動圖，圖14、15分別為圖12、圖13中相應(yīng)時刻的身體空間位置圖。

圖12 三角前表面肌電圖圖

13肱二表面肌電圖

圖14 三角前激活時身體位置

圖15 三角前放電最大時身體位置

圖12為三角前引拍后開始放電和放電最大時刻，圖13為三角前開始放電和放電最大時對應(yīng)的肱二的放電狀態(tài)，圖14、15分別為三角前開始放電和放電最大時所對應(yīng)的身體及拍頭的空間位置和結(jié)構(gòu)。對比圖12、14、15可以看出：三角前在引拍至地面支反力最大時刻附近開始放電，在球拍引至最后將開始向前揮拍時放電最大；三角前的激活（放電有明顯起伏）時刻要早于肱二，且三角前的最大放電時刻也要略早于肱二。研究中開始放電和放電峰值是通過放大反應(yīng)值后逐幀進(jìn)行對比得出，各主要發(fā)力肌肉開始放電和放電最大時刻以及其對應(yīng)的身體和球拍的空間位置都是以此方式進(jìn)行。由于揮拍擊球時，持拍手側(cè)的肌肉為主發(fā)力肌，由此本研究著重對持拍手側(cè)主要發(fā)力肌肉的表面肌電（sEMG）特征進(jìn)行分析。

2.3.1 持拍手側(cè)主要發(fā)力肌肉放電基本特征概述（連續(xù)擊球動作） 為了更好地歸納展示相關(guān)肌電數(shù)據(jù)，本研究首先對各主發(fā)力肌放電的基本特征進(jìn)行描述，具體如下。

（1）股四內(nèi)：稍引拍后就開始放電，絕大多受試者引拍將至最低稍后有一個放電峰值（給身體的下潛制動），在引拍至最左附近（稍前）再次出現(xiàn)一個較大放電時期，擊球前已收電（腳下先發(fā)力，后續(xù)身體和手臂有一個牽張，所以腳下先發(fā)力后手臂還稍有“左后引”），這兩個時期的峰值誰是最大也有所交替（第二次峰值為最大放電值稍多）。而股四內(nèi)的最大放電值與地面支反力的最大值也并不完全一致（即有時會出現(xiàn)股四內(nèi)的最大放電在第二次峰值時刻，而地面支反力最大卻在第一次放電峰值時刻），可能是因?yàn)橐闹磷钭髸r膝關(guān)節(jié)的角度更小，在同等壓力的情況下其需要更大的放電才能維持平衡。

（2）股二外：稍引拍后（將至膝蓋高度）就開始放電，除1號外其他受試者開始放電時刻明顯要晚于股四內(nèi)（1號股四內(nèi)和股二外開始放電時刻較為接近，即1號省去了稍制動后再引拍蹬地發(fā)力揮拍，而是制動與蹬腿發(fā)力幾乎同時開始），引拍至地面支反力最大附近有一個較大放電時期，引拍至最左時再次出現(xiàn)一個較大放電時期（此時放電振幅最大），這個峰值的出現(xiàn)大多稍晚于股四內(nèi)，擊球前已收電；也有部分受試者股二外放電明顯開始上升的時刻稍早于股四內(nèi)。結(jié)合各受試者的三維攝像動作來分析：身體在引拍結(jié)束附近稍向前傾的受試者股二外放電上升時刻和最大放電時刻稍晚于股四內(nèi)，而身體相對稍偏直立下蹲的受試者股二外放電上升時刻和最大放電時刻則與股四內(nèi)相當(dāng)或稍早于股四內(nèi)。（可附加引拍結(jié)束時刻三維攝像圖）

（3）腓腸肌：不同受試者之間腓腸肌放電的差異性較大，同一受試者的不同動作之間也有差異。擊球過程中腓腸肌的放電有多次較大峰值，且最大峰值出現(xiàn)的時刻并不固定；部分受試者的最大放電時刻出現(xiàn)在引拍將至最低時刻，在即將向前揮拍時刻放電較小，而大多受試者則在即將向前揮拍時刻放電達(dá)最大。從整體上來看，腓腸肌在引拍至最低后有二、三次的峰值，多出現(xiàn)在引拍將至最左和將向前揮拍時刻附近（這兩個峰值是最大峰值的時候較多），擊球時刻附近大多受試者也有一個較明顯的峰值。在隨揮至還原的過程中，部分受試者還有不定次數(shù)的瞬時較大放電。

（4）腹外斜：整體過程主要有以下幾次較大放電（峰值）：引拍至最低處附近出現(xiàn)一次較小峰值，引拍至最左后出現(xiàn)一次峰值（有時為最大峰值），擊球附近出現(xiàn)一次峰值（有時為最大峰值），擊球后的隨揮中也出現(xiàn)一次峰值（不是最大峰值）。

（5）三角前：引拍至最低時開始有小幅放電，逐步增加至球拍引至最后附近達(dá)最大放電值，隨后緩慢減小放電至擊球后瞬間收電；開始還原時也有一小幅放電過程（緩降手臂），還原時刻附近收電。

（6）胸大?。阂闹磷畹秃箝_始有小幅放電，開始放電和最大放電時刻大多都稍晚于三角前。大多受試者在引拍結(jié)束附近有一次放電峰值，也有部分受試都這次峰值出現(xiàn)在引拍結(jié)束時刻與擊球時刻中間；還有部分受試者出現(xiàn)兩次峰值，一次出現(xiàn)在引引拍結(jié)束附近，一次出現(xiàn)在擊球時刻附近。

（7）三角中：開始放電時刻與三角前相近（引拍結(jié)束時大臂離身體較遠(yuǎn)者三角中開始放電時刻早于三角前），但其放電值整體上上升較三角前慢，其在即將擊球稍前達(dá)最大放電并保持放電至擊球時（少數(shù)有稍抬大臂的動作的三角中達(dá)最大放電時刻與胸大肌相近），擊球后迅速收電，在隨揮將結(jié)束前后再次有小幅持續(xù)放電至即將還原（保持手臂緩降）；

（8）肱二：引拍至最低前就已開始小幅放電（緩降前臂），其開始放電時刻稍早于胸大肌和三角前，引拍至最左出現(xiàn)較大峰值，球拍至最后稍向前揮動時再次出現(xiàn)較大峰值（這一峰值為最大放電時刻居多），即將擊球稍前又出現(xiàn)較大峰值（偶爾為最大放電），擊球后迅速收電，至隨揮將結(jié)束時開始較小持續(xù)放電至基本還原。

（9）橈側(cè)腕伸肌：握拍較緊的受試者在整個動作過程中基本都有放電（引拍時伸腕較多的受試者更為明顯），一次峰值出現(xiàn)在引拍結(jié)束附近或稍后（伸腕），另有一次峰值出現(xiàn)在擊球稍前（展腕），這兩次峰值哪次為最大放電值并不固定。

（10）尺側(cè)腕屈肌：握拍較緊的受試者在整個動作過程中基本都持續(xù)中等強(qiáng)度放電，握拍較松者則在隨揮結(jié)束開始還原時基本停止放電，持續(xù)至引拍最低后又開始小幅度放電；引拍結(jié)束后有開始增大放電，在開始向前揮拍附近放電最大（主要是用于抓拍上），在即將觸球時再次出現(xiàn)一個峰值（收手腕），觸球后放電逐步減小。

以上為綜合所有測受試者的基本特征來進(jìn)行的描述，對過于細(xì)節(jié)的或少數(shù)不規(guī)律的特征并沒有討論，其原因?yàn)椋海?）并不一定每個動作都符合理論標(biāo)準(zhǔn)；（2）現(xiàn)實(shí)擊球過程中的動作都會有細(xì)微的調(diào)整，從而使得極少數(shù)受試者在某些環(huán)節(jié)的測量指標(biāo)有所波動。

2.3.2 持拍手側(cè)主要發(fā)力肌肉出現(xiàn)最大放電時刻的時序特征（從開始引拍后計(jì)） 股四內(nèi)出現(xiàn)最大放電時刻最早，股二外緊隨其后，腹外斜隨股二外后有一個較明顯的峰值（在引拍至最左時刻附近），此峰值有時為最大放電（其因個人的發(fā)力習(xí)慣不同而有所差異）；胸大、肱二、三角前的最大放電時刻幾乎相當(dāng)，都在即將向前揮拍時刻附近，它們的最大放電時序隨著動作的變化會有所交替，但都非常接近；三角肌中束的最大放電時刻大多晚于三角肌前束，但其又明顯早于腹外斜的第二次峰值（此峰值有時為最大放電）；尺側(cè)腕曲肌在胸大、肱二、三角前出現(xiàn)最大放電時刻附近出現(xiàn)一次峰值，在將擊球前再次出現(xiàn)峰值，這二次峰值哪個是最大值會因人而異（前一次峰值是球拍瞬間開始向前加速時手指適度收縮用于穩(wěn)定球拍，后一個峰值主要為擊球前手腕快速收縮甩腕以更好地給球拍加速。理論上來看，在擊球前的峰值為最大放電時刻更為合理）；腓腸肌最大值的出現(xiàn)并不穩(wěn)定，因此未列入對比。

2.3.3 持拍手側(cè)主要發(fā)力肌肉放電波動及放電持續(xù)時間特征 雖然各測量對象不同部位的皮脂厚度不同，且皮脂厚度對肌電信號的強(qiáng)弱有較大影響[8-9]，個體自身不同部位肌肉體積大小也有較大差異，其各部位的放電值大小并不能準(zhǔn)確確定不同部位肌肉在整個擊球動作中實(shí)際做功的大小，但各肌肉的放電動態(tài)特征圖還是能在一定程度能反映出肌肉的激活順序、放電持續(xù)時間及其自身瞬間相對功率等方面的差異，由此本研究對部分主發(fā)力肌肉的放電波動及其放電的持續(xù)時間數(shù)據(jù)進(jìn)行了相應(yīng)的處理并作分析。首先對肌電的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行全波整流（將負(fù)值轉(zhuǎn)換為正值），然后使用OriginPro8.0軟件對其進(jìn)行了平滑處理。其結(jié)果如圖12：縱坐標(biāo)為平滑處理后各肌肉的放電值大小，橫坐標(biāo)為時間，a1、a2、a3為引拍結(jié)束時刻附近，b1、b2、b3為擊球時刻附近，c1、c2、c3為隨揮結(jié)束時刻附近，d1、d2、d3為還原時刻附近；截取的時間段均為1 500～5 000 ms。

圖16 持拍手側(cè)主發(fā)力肌的放電波動及其放電持續(xù)時間變化特征

以圖16為例進(jìn)行分析：三角前和肱二持續(xù)較大放電時間相對較短，放電和收電隔較明顯，快放快收，其最大放電值時刻都出現(xiàn)在引拍結(jié)束時刻附近，是手臂快速揮出的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；股四內(nèi)、腓腸肌、三角中持續(xù)放電時間較長，但放電值相對三角前明顯較?。怀邆?cè)屈由于手握球拍的原因幾乎一直處于放電狀態(tài)，在擊球稍前放電達(dá)最大值后迅速減小；股二外放電時間較短且放電值較小，放電和收電間隔明顯；腹外斜持續(xù)放電時間較長，其第二個峰值幾乎出現(xiàn)在擊球時刻；下肢肌開始發(fā)力和發(fā)力峰值的出現(xiàn)時刻整體上要早于上肢肌。

2.4 正手中遠(yuǎn)臺拉沖技術(shù)動作地面支反力的主要特征

圖17中a1、a2、a3分別為引拍結(jié)束時刻附近，b1、b2、b3分別擊球時刻附近，c1、c2、c3分別為揮隨結(jié)束時刻附近，d1、d2、d3分別為還原時刻附近。圖17中各受試者圖例的上半部分均為持拍手側(cè)的腳下地面支反力FR（三者均為右手持拍），下半部分為非持拍手側(cè)的腳下地面支反力FL。因左腳支反力向右的時候多，由此在數(shù)據(jù)的顯示上多為負(fù)值（測力臺數(shù)據(jù)采集時設(shè)計(jì)向左、向前、向上為正值）。

從圖17中可以看出：稍開始引拍后（引至膝蓋高度附近）右腳向上支反力有一個小波谷，其是通過減小支撐力來降低重心；右腳向上支反力和向左支反力的最大值出現(xiàn)時刻非常相近，而向前支反力最大值出現(xiàn)的時刻要明顯晚于向上和向左，這說明中遠(yuǎn)臺拉沖時右腳先向下方最大發(fā)力，稍起動后再向后最大發(fā)力，這也一定程度上吻合了股二外的最大放電時刻要稍晚于股四內(nèi)的肌肉放電特征以及肩連線（轉(zhuǎn)腰）先向上轉(zhuǎn)后向前轉(zhuǎn)特征。結(jié)合乒乓球正拉沖時的身體整體結(jié)構(gòu)和下肢肌肉的發(fā)力收縮的特征與作用來看，下肢發(fā)力使地面支反力向前（使軀干向前運(yùn)動）主要就是靠股二外的收縮，股二外的收縮（頂髖）效果必然從整體上影響到轉(zhuǎn)腰轉(zhuǎn)肩的效果，其是揮拍“向前”成分的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

圖17 正手中遠(yuǎn)臺拉沖地面支反力特征示意圖

對比各受試者的地面與反力變化特征可以看出：右腳向左支反力（FR）在最大時刻時左腳向右的支反力（FL）較??；隨后FR逐漸減小而FL逐漸增大，在擊球時刻附近FR趨近最低時FL已達(dá)一個小峰值，F(xiàn)R持續(xù)在最低值附近至稍開始還原后才開始增加，在還原時刻附近達(dá)“次峰值”；而FL則在擊球后開始逐步減小，至隨揮結(jié)束時又開始增大，在將至還原時已達(dá)最大值。從整體上看，F(xiàn)R和FL之間的變化特征說明受試者在擊球的過程中重心有左、右的移動。而在前、后的支反力上，從圖17中的相關(guān)曲線可明顯看出左、右腳前、后支反力的“相反”趨勢，重心的前、后交換體現(xiàn)得非常明顯。

3 結(jié)論

（1）正手中遠(yuǎn)臺拉沖（右手持拍者）的引拍路線是先向右后下，在引拍至最低后，引拍的運(yùn)動軌跡逐步轉(zhuǎn)為向“左后上”；還原和引拍過程中大臂與身體相對貼近，有利于軀干的快速轉(zhuǎn)動引拍和移動步法起動時身體的緊湊性；持拍手臂在向前揮動前，胸、肩、肘部有一個類似“超越器械”的牽張拉伸，有利于更好地發(fā)揮擊球力量；非持拍手在擊球過程中起到調(diào)節(jié)身體重心的平衡以及利用其慣性使持拍手更有效發(fā)揮擊球力量的作用。

（2）在引拍結(jié)束時刻至揮拍擊球的過程中：髖關(guān)節(jié)在引拍結(jié)束稍前已達(dá)最小角度，膝關(guān)節(jié)在引拍結(jié)束后達(dá)最小角度并在擊球前角度開始增大；肘關(guān)節(jié)在這一過程中角度逐漸減小。

（3）正手中遠(yuǎn)臺拉沖在引拍至最低后持拍手側(cè)肩部已開始有向上轉(zhuǎn)動的趨勢，在引拍結(jié)束時肩部向上的轉(zhuǎn)動角速度已開始趨向于最大值；揮拍擊球時肩部的轉(zhuǎn)動是先快速向上后快速向前，在觸球前肩部轉(zhuǎn)動主要是向前為主，向上的轉(zhuǎn)動速度已較低；觸球前肩部向前的轉(zhuǎn)動速度有一個明顯的小幅下降。

（4）正手中遠(yuǎn)臺拉沖時球拍向前揮動的速度峰值最大，且向前的最大速度幾乎出現(xiàn)在擊球瞬間，而向上揮動的最大速度則出現(xiàn)在觸球稍后。

（5）正手中遠(yuǎn)臺拉沖持拍手側(cè)主要發(fā)力肌肉出現(xiàn)最大放電時刻的時序特征：從整體來看，大腿部肌肉出現(xiàn)最大放電最早，緊隨其后腰腹部肌肉出現(xiàn)最大放電；胸大、肱二、三角前的最大放電時刻幾乎相當(dāng)，都在即將向前揮拍時刻附近；三角肌中束的最大放電時刻要晚于三角肌前束；腹外斜與尺側(cè)腕曲肌在胸大、肱二、三角前出現(xiàn)最大放電時刻附近出現(xiàn)一次峰值，在將擊球前再次出現(xiàn)峰值；腓腸肌放電最大值的出現(xiàn)并不穩(wěn)定。

（6）正手中遠(yuǎn)臺拉沖持拍手側(cè)地面向上支反力最大值的出現(xiàn)時刻明顯早于向上支反力最大值的出現(xiàn)時刻，說明中遠(yuǎn)臺拉沖時持拍手側(cè)腿是先向下方最大發(fā)力，稍起動后再向后最大發(fā)力。

（7）腰部以下的髖、腿等部位主要起到調(diào)整擊球空間位置、輔助起動、為腰部以上的轉(zhuǎn)動提供支撐反作用力等作用，而能有效提升揮拍速度的核心環(huán)節(jié)在于轉(zhuǎn)腰、揮大臂、收前臂；腰部較早發(fā)力轉(zhuǎn)動用于起動，后續(xù)提高揮臂速度的主要發(fā)力環(huán)節(jié)是在三角肌中前束、肱二頭肌、腕屈肌群和腕伸肌群，觸球稍前腰部再次參與發(fā)力；各部位的整體協(xié)調(diào)使身體在引拍結(jié)束和擊球時有較好的支撐發(fā)力結(jié)構(gòu)，為手臂的充分揮動創(chuàng)造有利空間條件；隨揮至還原時身體隨勢成“抱團(tuán)”趨勢，以減小轉(zhuǎn)動慣量使身體能快速還原。

[1]蔣津君，姚家新.乒乓球單打比賽技戰(zhàn)術(shù)實(shí)力評估體系及其診斷方法的重構(gòu)與應(yīng)用[J].天津體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，30（5）：432-437.

[2]IINO Y，KOJIMA T.Kinetics of the upper limb during table tennis top?spin forehands in advanced and intermediate players[J].SPORTS BIO?MECHANICS，2011，10（4）：361-377.

[3]IINO Y，KOLIMA T.Kinematics of table tennis topspin forehands：ef?fects of performance level and ball spin[J].JOURNAL OF SPORTS SCI?ENCES，2009，27（12）：1311-1321.

[4]肖丹丹，鐘宇靜，蘇丕仁.乒乓球正手快攻和弧圈球技術(shù)中球拍的運(yùn)動學(xué)特征[J].體育學(xué)刊，2008，15（4）：82-87.

[5]???，JONG-HOON LEE.Kinematic Analysis of the Backhand Pow?er Drive in Table Tennis[J].The Korean Society of Sports Science，2011，20（4）：1247-1257.

[6]???，JONG-HOON LEE.Kinematic and Ground Reaction Force Analyses of the Forehand Counter Drive inTableTennis[J].Korean Jour?nal of Sport Biomechanics，2010，20（2）：155-165.

[7]???，???，???.The Effects of Control over the Non-Playing Arm on the Weight Shift and the Rotation of the Pelvic，Trunk，Upper Arm，and the Racket and at the Forehand Drive of Table Tennis[J].The Korean Society of Sports Science，2014，23（2）：1495-1505.

[8]許方.運(yùn)用肌電圖探討正手攻球、拉弧圈球技術(shù)動作合理性及其對比[J].中國體育科技，1986（5）：36-43.

[9]劉亞軍.乒乓球基本技術(shù)的肌電研究[J]，天津體育學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，10（3）：18-21.

[10]劉大慶.運(yùn)動員競技能力非衡結(jié)構(gòu)補(bǔ)償理論[J].體育科學(xué)，2000，20（1）：43-46.

[11]李贊，田麥久.非同步性發(fā)展視角下的競技能力非衡結(jié)構(gòu)及其補(bǔ)償效應(yīng)[J].體育學(xué)刊，2009，16（12）：79-82.

[12]蘇丕仁.乒乓球運(yùn)動教程[M].北京：高等教育出版社.2004.

[13]王瑞元.運(yùn)動生理學(xué)[M].北京：人民體育出版社.2002：37.

[14]呂新穎.對《運(yùn)動生理學(xué)》“位相性牽張反射的感受器是腱器官”觀點(diǎn)的修正[J].山東體育學(xué)院學(xué)報(bào)，1994（4）：38-39.

[15]王雅范.應(yīng)重視打乒乓球時非持拍手的作用[J].哈爾濱體院學(xué)報(bào)，1989（1）：47-48.

[16]王榮，喬紀(jì)龍.頭和非持拍手臂在乒乓球擊球中的作用以及調(diào)節(jié)方法[J].體育科技文獻(xiàn)通報(bào)，2011，19（4）：45-46.

Biomechanical Characteristics of Middle Court Forehand Loop Drive Technique

JIANG Jinjun，YAO Jiaxin，MENG Qinghua
（Tianjin University of Sport，Tianjin 300381，China）

Corresponding indicators of 11 excellent male table tennis players when they are stroking with technique of middle court forehand loop drive are tested by Qualisys three-dimensional motion capture and analysis systems，surface electromyography and Kistler force platform synchronizedly.After com?parative analysis，It is found that the shoulder was firstly rotated upwards fast and then forwards during the bat was hitting，and it was mainly rotated for?wards when touching balls while the speed is much lower upwards.The maximum speed nearly occurred in the moment of hitting when bat vertex moves forwards，while the maximum speed appeared after touching the ball when upwards.The main function of legs and other parts below the waist was to adjust the body’s space position，assist starting and provide reaction force for the rotation of the parts above waist when hit ball.The core link of increasing racket’s swing speed was turning waist，waving arm and contracting forearm.After the end of the swinging，the body should form a"round"trend to reduce the inertia of the body’s rotation and let the body can quickly restore.The time of the muscles’maximum discharge of thighs was the earliest and the external oblique in hot pursuit.The time of the muscles’maximum discharge of ectopectoralis，bicipital muscle of arm and deltoid are almost equal and all them ap?pears nearby the moment of waving the bat forward.There is a regular timing when the maximum discharge time appears in the main forcing muscle of the hitting arm side.The maximum discharge time of ground support reaction force upwards appears much earlier than that in forward direction.

table tennis;middle court forehand loop drive;biomechanical characteristics

G 846

A

1005-0000（2016）06-506-09

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2016.06.009

2016-05-13；

2016-08-05；錄用日期：2016-08-06

蔣津君（1979-），男，湖北黃岡人，副教授，在讀博士研究生，研究方向?yàn)轶w育教育訓(xùn)練學(xué)（乒乓球教學(xué)與訓(xùn)練）。

1.天津體育學(xué)院體育教育訓(xùn)練三系，天津300381；2.天津體育學(xué)院競技運(yùn)動心理實(shí)驗(yàn)室，天津300381；3.天津體育學(xué)院體育文化傳媒系，天津300381。