姜 凱， 潘慧炬， 劉功聚

(1.浙江師范大學(xué) 體育與健康科學(xué)學(xué)院,浙江 金華 321004;2.浙江體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 311231)

舉重是我國的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)體育項(xiàng)目，也是我國的主要奧運(yùn)奪金項(xiàng)目.呂小軍是目前男子77 kg級(jí)舉重抓舉、總成績(jī)世界紀(jì)錄的創(chuàng)造者，曾為我國獲得2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)金牌、2016年里約奧運(yùn)會(huì)銀牌，并多次在世界重大比賽中表現(xiàn)出色.呂小軍抓、挺舉技術(shù)平衡，上挺成功率高，尤其在32歲的年齡還能保持如此高的競(jìng)技水平，的確是十分可貴的.因此，本研究將運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法對(duì)呂小軍挺舉上挺技術(shù)進(jìn)行深入分析，尋找其技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和存在的問題，有助于指導(dǎo)其他運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行技術(shù)的完善，并保持較好的運(yùn)動(dòng)競(jìng)技狀態(tài)，這對(duì)我國男子舉重項(xiàng)目在國際比賽中進(jìn)一步鞏固地位乃至擴(kuò)大其優(yōu)勢(shì)都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.

1 研究對(duì)象

以2016年全國男子舉重錦標(biāo)賽中我國優(yōu)秀舉重運(yùn)動(dòng)員呂小軍挺舉192 kg，200 kg及207 kg的技術(shù)動(dòng)作為研究對(duì)象.該運(yùn)動(dòng)員的基本情況如表1所示.

表1 呂小軍基本信息一覽表

2 研究方法

2.1 定點(diǎn)攝像測(cè)量法

在比賽場(chǎng)地架設(shè)2臺(tái)SONY DCR-HC52E攝像機(jī)進(jìn)行拍攝，兩機(jī)位于舉重臺(tái)前兩側(cè)，通過運(yùn)動(dòng)平面的主光軸夾角約為90°，拍攝頻率為25幀/s.定點(diǎn)拍攝了呂小軍在比賽中成功挺舉192 kg，200 kg及207 kg的技術(shù)動(dòng)作錄像，事先采用PEAK三維標(biāo)定框架將比賽場(chǎng)地進(jìn)行空間三維坐標(biāo)標(biāo)定，并拍攝了框架，之后保持拍攝條件不變，具體如圖1所示.

圖1 攝像機(jī)設(shè)置示意圖

2.2 三維錄像解析法

采用德國的SIMI°Motion 8.0三維運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)對(duì)呂小軍成功挺舉192 kg,200 kg及207 kg的圖像進(jìn)行了計(jì)算分析，解析采樣的頻率為50 Hz.以截?cái)囝l率為6 Hz的低通濾波方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，采用DLT(direct linear transform)計(jì)算空間坐標(biāo)，具體如圖2所示.

圖2 三維運(yùn)動(dòng)分析直角坐標(biāo)系示意圖

2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

所有原始數(shù)據(jù)由Excel存儲(chǔ)、分析和處理，為本研究提供數(shù)據(jù)支持.

3 結(jié)果與分析

在目前挺舉上挺技術(shù)的研究中，通常將上挺技術(shù)分為3個(gè)或4個(gè)階段，其目的是為了展示挺舉中所蘊(yùn)含的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理，分析優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的力學(xué)特征.上挺技術(shù)一般分為預(yù)備姿勢(shì)、預(yù)蹲階段(積極預(yù)蹲和制動(dòng)預(yù)蹲)、上挺發(fā)力階段、支撐和起立階段.本文根據(jù)呂小軍技術(shù)動(dòng)作的特點(diǎn)，以挺舉207 kg時(shí)的動(dòng)作為例，將呂小軍上挺動(dòng)作劃分為3個(gè)階段,具體見圖3.第1階段為預(yù)蹲階段：(a)→(b)，膝關(guān)節(jié)角度開始變化的那一時(shí)刻到膝關(guān)節(jié)彎曲至最大角度的那一時(shí)刻；第2階段為上挺發(fā)力階段：(b)→(c)，膝關(guān)節(jié)彎曲至最大角度的那一時(shí)刻到杠鈴隨慣性上升至最高點(diǎn)時(shí)刻；第3階段為支撐與起立階段：(c)→(d)，杠鈴隨慣性上升至最高點(diǎn)時(shí)刻到杠鈴經(jīng)過起立階段后到達(dá)最高點(diǎn)那一時(shí)刻.本文對(duì)呂小軍3次挺舉進(jìn)行分析，分別命名為呂小軍A(挺舉192 kg成功)、呂小軍B(挺舉200 kg成功)、呂小軍C(挺舉207 kg成功).

圖3 呂小軍挺舉207 kg上挺連續(xù)動(dòng)作圖

3.1 預(yù)蹲階段分析

預(yù)蹲階段是整個(gè)上挺動(dòng)作的重要階段，它的目的是確立運(yùn)動(dòng)員發(fā)力的方向和效果，而且對(duì)上挺動(dòng)作的成敗具有直接的影響.預(yù)蹲的主要目的在于使運(yùn)動(dòng)員發(fā)力前將發(fā)力時(shí)所需要的主要肌肉群適度拉長，以積攢彈性勢(shì)能，使得其在發(fā)力時(shí)能最大效率地利用牽張反射的作用，快速收縮肌肉，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的爆發(fā)力.完成預(yù)蹲動(dòng)作的關(guān)鍵點(diǎn)在于保持上體姿勢(shì)不變的情況下使身體重心和杠鈴重心垂直向下運(yùn)動(dòng)，杠鈴盡量貼近身體[1].此階段主要通過身體關(guān)節(jié)的變化，以及杠人重心間距(以下簡(jiǎn)稱為“杠-人距離”)來評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)技術(shù)動(dòng)作的合理性和穩(wěn)定性.

3.1.1 人體主要關(guān)節(jié)變化特征

運(yùn)動(dòng)員預(yù)蹲階段身體姿勢(shì)的合理性通常通過人體關(guān)節(jié)的變化特征進(jìn)行評(píng)價(jià).由表2可知，呂小軍A,B,C 3次預(yù)蹲開始時(shí)刻膝關(guān)節(jié)角度分別為160.0°，156.3°，158.2°，開始發(fā)力時(shí)刻,膝關(guān)節(jié)角度分別為108.0°，112.0°，110.0°，膝關(guān)節(jié)在此階段減少幅度分別為52.0°，44.3°，48.2°.髖關(guān)節(jié)也表現(xiàn)出一定程度的減小，幅度為26.8°，23.0°，20.4°，表現(xiàn)出雙屈式下蹲的技術(shù)動(dòng)作特征.研究表明,挺舉上挺開始發(fā)力時(shí)的膝關(guān)節(jié)角度是衡量舉重運(yùn)動(dòng)員該階段技術(shù)的一個(gè)重要生物力學(xué)指標(biāo)[2].

表2 呂小軍上挺預(yù)蹲階段主要人體關(guān)節(jié)參數(shù)(角度)變化 (°)

主要人體關(guān)節(jié)開始預(yù)蹲時(shí)刻開始發(fā)力時(shí)刻減小幅度呂小軍A膝關(guān)節(jié)160.0108.052.0髖關(guān)節(jié)151.8125.026.8呂小軍B膝關(guān)節(jié)156.3112.044.3髖關(guān)節(jié)153.8130.823.0呂小軍C膝關(guān)節(jié)158.2110.048.2髖關(guān)節(jié)148.0127.620.4

資料顯示，我國優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員此時(shí)膝關(guān)節(jié)的最小角度為115°[2].由表2可知，呂小軍3次挺舉開始發(fā)力時(shí)的膝關(guān)節(jié)角度分別為110°，112°，108°，均低于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員此時(shí)的最小角度.開始發(fā)力時(shí)膝關(guān)節(jié)角度小，說明預(yù)蹲較深，反映出呂小軍下肢肌肉群得到充分募集，腿部爆發(fā)力強(qiáng),關(guān)節(jié)柔韌度好[3]，表明了呂小軍預(yù)蹲階段身體姿勢(shì)的合理性.

3.1.2 杠-人距離變化特征

杠-人前后方向距離的變化情況可以反映預(yù)蹲階段技術(shù)的穩(wěn)定性.從圖4可知，呂小軍A和B杠-人前后方向距離分別為1.5 cm以下和1.2 cm以下，呂小軍C預(yù)蹲開始后杠-人前后方向距離始終保持在0.6 cm以下，變化差異很小.資料表明，我國優(yōu)秀舉重運(yùn)動(dòng)員上挺預(yù)蹲階段前后方向杠-人距離在5 cm[4]左右，呂小軍3次挺舉預(yù)蹲階段杠-人距離均符合這一要求.由此可知，呂小軍此階段杠-人前后方向距離變化極小，表現(xiàn)出對(duì)杠-人距離非常優(yōu)異的控制力，極大地減少了阻力臂，為之后的上挺發(fā)力創(chuàng)造了非常好的條件.

圖4 預(yù)蹲階段呂小軍杠-人距離變化圖(x向)

3.1.3 制動(dòng)預(yù)蹲階段時(shí)間及杠鈴速度特征

根據(jù)目前研究可將預(yù)蹲階段分為2個(gè)階段：積極預(yù)蹲階段(加速預(yù)蹲階段)和制動(dòng)預(yù)蹲階段.積極預(yù)蹲階段運(yùn)動(dòng)技術(shù)的合理性對(duì)上挺發(fā)力階段的順利完成具有重要影響；制動(dòng)預(yù)蹲階段時(shí)間的長短及兩段時(shí)間的比例可以作為評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員技術(shù)的重要指標(biāo).資料表明，制動(dòng)時(shí)間與最大爆發(fā)力之間為負(fù)相關(guān)關(guān)系.制動(dòng)階段時(shí)間越短，且制動(dòng)時(shí)間占整個(gè)預(yù)蹲階段時(shí)間的百分比越小，越有利于上挺發(fā)力[5].通過計(jì)算得知，呂小軍A，B，C制動(dòng)預(yù)蹲階段時(shí)間分別為0.14，0.14，0.13 s.從圖5可知，呂小軍A，B，C制動(dòng)階段時(shí)間占整個(gè)預(yù)蹲階段時(shí)間的百分比分別為36.8%，38.8%，36.1%，優(yōu)于我國優(yōu)秀選手的時(shí)長0.16 s[6]和百分比42.7%[5].

圖5 預(yù)蹲階段呂小軍制動(dòng)預(yù)蹲時(shí)間變化圖

制動(dòng)預(yù)蹲階段運(yùn)動(dòng)員技術(shù)動(dòng)作是否合理還可以用預(yù)蹲階段杠鈴的速度變化特征來表示.文獻(xiàn)資料表明，該階段杠鈴合理的速度變化特征應(yīng)為由逐步增大到逐步減小.當(dāng)杠鈴達(dá)到最大速度后，杠鈴應(yīng)當(dāng)立即制動(dòng)，速度隨之開始減小，符合此速度變化規(guī)律才可表明預(yù)蹲階段節(jié)奏的合理性[7].由圖6可知，呂小軍A，B，C在此階段的杠鈴速度由逐步增大到逐步減小，符合合理的速度變化特征.這充分表明了呂小軍在該階段對(duì)杠鈴速度具有良好的控制性.

圖6 預(yù)蹲階段呂小軍杠鈴速度變化圖

通過對(duì)上述3個(gè)方面的分析可知，呂小軍在上挺預(yù)蹲階段的整個(gè)過程中，通過髖、膝關(guān)節(jié)的積極調(diào)節(jié)配合，軀干保持適度前傾，身體各部分協(xié)調(diào)變化合理，制動(dòng)預(yù)蹲時(shí)間及預(yù)蹲階段的時(shí)間結(jié)構(gòu)、膝關(guān)節(jié)角度、在制動(dòng)預(yù)蹲階段對(duì)杠鈴速度的優(yōu)秀控制等，均充分表明了呂小軍在預(yù)蹲階段動(dòng)作技術(shù)的合理性.

3.2 上挺發(fā)力階段分析

上挺發(fā)力階段的目的是讓運(yùn)動(dòng)員在短時(shí)間內(nèi)爆發(fā)出最大力量，使得杠鈴具有最大的上升速度和必要高度，為支撐杠鈴奠定良好的基礎(chǔ)[8].上挺發(fā)力要在制動(dòng)預(yù)蹲階段結(jié)束的瞬間通過快速地伸膝、伸髖、伸臂而使身體獲得反作用力，然后傳遞到杠鈴，使杠鈴上升到一定高度完成撐鈴動(dòng)作.在此階段可以通過分析運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)及髖關(guān)節(jié)的變化情況、杠-人重心速度對(duì)比、杠鈴回降位移變化等方面來檢驗(yàn)動(dòng)作技術(shù)的合理性.

3.2.1 人體主要關(guān)節(jié)變化特征

呂小軍采用的是下蹲式支撐方式，下蹲式雖然前后支撐面小，容易失敗，但是下蹲式有效地降低了運(yùn)動(dòng)員的身體重心，降低了杠鈴的支撐高度，更符合舉重中“低”的原則，充分體現(xiàn)了用力的經(jīng)濟(jì)性[9]，有利于創(chuàng)造出更好的成績(jī).下蹲式對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體條件要求高，必須具備強(qiáng)大的腰腹背力量，極好的柔韌性、協(xié)調(diào)性和平衡能力.由圖7可以看出，人體主要關(guān)節(jié)——膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)變化一致，2個(gè)關(guān)節(jié)同時(shí)達(dá)到最大角度.由此看出，呂小軍技術(shù)動(dòng)作流暢，發(fā)力方式合理.

圖7 呂小軍C上挺發(fā)力階段主要關(guān)節(jié)變化圖

3.2.2 時(shí)間、速度及加速度特征

呂小軍C上挺發(fā)力階段用時(shí)0.51 s，比里約奧運(yùn)冠軍石智勇0.48 s用時(shí)長.杠鈴的最大速度為1.52 m/s.從速度方面來看，呂小軍上挺發(fā)力階段的發(fā)力是合理的.經(jīng)過計(jì)算，呂小軍此階段杠鈴最大加速度為8.80 m/s2,小于重力加速度.而資料表明，優(yōu)秀舉重運(yùn)動(dòng)員此階段速度是可以大于重力加速度的[10]，證明呂小軍此環(huán)節(jié)技術(shù)還有待提高.如果呂小軍能將加速度控制得更快些，發(fā)力時(shí)長再縮短些，杠鈴就會(huì)獲得更快的向上速度.圖8所示為呂小軍C上挺發(fā)力階段杠-人重心速度變化的對(duì)比情況.由此可以看出，呂小軍的成績(jī)還可以進(jìn)一步提高，此階段技術(shù)也還可以更加完美.

圖8 呂小軍C上挺發(fā)力階段杠-人重心速度變化對(duì)比圖

3.2.3 杠鈴回降位移

杠鈴回降位移是作為評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員上挺發(fā)力階段技術(shù)水平高低的另一個(gè)指標(biāo)[4].隨著杠鈴回降位移的增加，無效功增大，繼而也會(huì)加大支撐起立階段撐鈴的難度，增加上挺失敗的概率.由于呂小軍采用的是下蹲挺方式，采用下蹲挺方式的運(yùn)動(dòng)員杠鈴回降距離遠(yuǎn)大于箭步式運(yùn)動(dòng)員的杠鈴回降距離[8].從表3可知，呂小軍A,B,C在杠鈴隨慣性上升到最高點(diǎn)至撐玲階段最低點(diǎn)的距離分別為33.3，31.9，32.7 cm.根據(jù)計(jì)算得出，同樣采用下蹲挺的里約奧運(yùn)冠軍石智勇參加本次比賽的杠鈴回降位移為36.2 cm.可以看出,呂小軍的杠鈴回降位移還是在合理范圍之內(nèi)的，但回降位移較大會(huì)造成較大的下砸力，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的腰背力量和柔韌性的要求會(huì)大大提高.在以后訓(xùn)練中應(yīng)進(jìn)一步縮短回降位移，減小上挺失敗概率.

表3 呂小軍與我國優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員上挺杠鈴回降位移對(duì)比

分析以上3個(gè)方面發(fā)現(xiàn)，呂小軍通過對(duì)膝、髖等關(guān)節(jié)的控制反映了上挺發(fā)力階段動(dòng)作的穩(wěn)定性，同時(shí)為支撐起立階段的穩(wěn)定性及最后順利完成撐鈴起立動(dòng)作創(chuàng)造了良好的條件.但是，呂小軍上挺發(fā)力時(shí)間長，杠鈴回降位移稍長，無效功比例較大，不利于支撐起立階段的順利完成.由此證明，呂小軍的技術(shù)動(dòng)作還有提升的空間，通過縮短發(fā)力時(shí)間和杠鈴回降位移，可以創(chuàng)造更好的成績(jī).

3.3 支撐與起立階段分析

支撐起立階段是上挺動(dòng)作的最后階段，主要目的是降低杠鈴高度，手臂迅速而積極地伸展.下蹲的目的是降低身體和杠鈴的重心高度，更符合舉重中“低”的原則[1,5].呂小軍挺舉采用的是下蹲式，前后穩(wěn)定區(qū)域面積大大小于箭步式[11]，與箭步式起立方式相比需要花費(fèi)更多的能量.由于運(yùn)動(dòng)員下蹲支撐時(shí)，髖、膝關(guān)節(jié)角度很小，撐鈴起立動(dòng)作幅度較大，重心稍有偏離就會(huì)造成上挺失敗.因此，本研究結(jié)合人體主要關(guān)節(jié)變化和杠-人重心速度、杠-人距離變化方面分析呂小軍在此階段動(dòng)作技術(shù)的合理性.

3.3.1 主要人體關(guān)節(jié)變化特征

由表4可知，呂小軍A，B，C在杠鈴下降到最低點(diǎn)時(shí)刻膝關(guān)節(jié)的角度分別為46.9°,44.1°,42.3°，髖關(guān)節(jié)角度分別為60.7°,58.3°,58.5°，與里約奧運(yùn)冠軍石智勇成功舉起195 kg時(shí)的膝關(guān)節(jié)角度50.8°相比，膝關(guān)節(jié)角度更小說明撐鈴時(shí)下蹲得更深.下蹲式的優(yōu)勢(shì)就在于激發(fā)運(yùn)動(dòng)員發(fā)揮最大潛力舉起更大的重量，但是下蹲式對(duì)運(yùn)動(dòng)員的柔韌性、協(xié)調(diào)性及平衡的把握感知能力要求很高.這證明呂小軍具備了強(qiáng)大的平衡感知能力及身體素質(zhì)能力，為動(dòng)作的順利完成奠定基礎(chǔ).

表4 呂小軍挺舉中杠鈴下降至最低點(diǎn)時(shí)刻的關(guān)節(jié)角大小 (°)

膝關(guān)節(jié)髖關(guān)節(jié)呂小軍A46.960.7呂小軍B44.158.3呂小軍C42.358.5

3.3.2 杠鈴及人體重心速度變化特征

由圖9可以看出，呂小軍C在支撐起立的這段時(shí)間里，人體重心和杠鈴重心向下的速度變化趨勢(shì)大致相同，說明運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴的控制是合理的.在此階段時(shí)杠鈴和人體重心的速度曲線幾乎重合，說明身體和杠鈴的運(yùn)動(dòng)軌跡完全相同，這表明呂小軍在此階段完美體現(xiàn)了起立時(shí)的技術(shù)原則要求[7].

圖9 呂小軍C支撐起立階段杠鈴及人體重心速度變化對(duì)比圖

3.3.3 杠-人距離變化特征

“近”要求在上舉杠鈴的過程中，盡量做到使杠鈴貼近身體運(yùn)行[10].從圖10可以看出,呂小軍C在支撐階段杠-人重心軌跡有較大的間隔，最大間隔為4.8 cm，重心在矢狀軸上較大的位移會(huì)造成較大的阻力矩[12].由圖11發(fā)現(xiàn)，在0.5～1.0 s起立階段，呂小軍通過對(duì)杠鈴的控制將距離縮短到0.1 cm；1.0～1.4 s階段，杠-人距離又發(fā)生了明顯的變化，距離最大增加到2.2 cm；1.4～1.7 s階段，呂小軍通過調(diào)整髖、膝關(guān)節(jié)角度使間距維持在0.5 cm以下.在起立的最后階段，膝關(guān)節(jié)達(dá)到121°時(shí)，杠-人距離逐漸增大，最大增加到3.5 cm.

圖10 呂小軍C支撐起立階段杠-人重心軌跡圖(x向)

圖11 呂小軍C支撐起立階段杠-人距離變化圖(x向)

呂小軍在支撐階段杠-人距離變化較大，雖然對(duì)杠鈴速度控制得合理，同時(shí)起立階段也通過調(diào)整關(guān)節(jié)縮短距離，但整個(gè)過程中，杠-人重心在矢狀軸發(fā)生了較大的位移，不符合舉重中“近”的原則.這也是下蹲式最難控制的地方，支撐起立階段采用下蹲式,重心會(huì)在矢狀面產(chǎn)生較大的位移量，運(yùn)動(dòng)員需要控制杠-人距離，積極調(diào)整關(guān)節(jié)，努力控制杠鈴方向的速度，減少起立階段失敗的概率.因此，此環(huán)節(jié)是呂小軍需要改正的地方，也是今后訓(xùn)練中需要注意的環(huán)節(jié).呂小軍在今后訓(xùn)練中要注意下蹲式起立方式造成的重心位移，將起立階段的杠-人距離控制在合理的范圍內(nèi)，有助于取得更好的成績(jī).

4 結(jié) 論

1)呂小軍作為該級(jí)別的世界頂尖運(yùn)動(dòng)員，其預(yù)蹲階段技術(shù)優(yōu)秀，預(yù)蹲階段杠-人距離控制極好.杠鈴下降速度變化穩(wěn)定，制動(dòng)預(yù)蹲時(shí)間極短，制動(dòng)預(yù)蹲時(shí)間所占預(yù)蹲總時(shí)間的比例控制合理.

2)呂小軍在上挺發(fā)力階段，膝、髖關(guān)節(jié)角度同時(shí)達(dá)到最大角度，方向一致.但上挺發(fā)力時(shí)間長，不利于杠鈴獲得更大的向上速度，同時(shí)杠鈴回降距離稍長，無效功比例增大，不利于支撐起立階段的順利完成.

3)在支撐起立階段，呂小軍的杠-人距離在矢狀軸存在較大的位移，不利于支撐起立階段的穩(wěn)定性，造成其較大偏移的因素還有待深入研究.