周牧賢 韋偉南 蔡 菊 華世民

1.貴州師范大學(xué)，貴州 貴陽 550001；

2.廣州體育學(xué)院，廣東 廣州 510500

1 研究背景

太極拳，是中華民族傳統(tǒng)文化的瑰寶，距今已有幾百年的歷史，在我國的養(yǎng)生健體文化中占據(jù)著非常重要的地位。在前輩們不懈的努力下，太極拳在發(fā)展的過程中逐漸形成了陳式、楊式、吳式、孫式、武式最廣為流傳的五種。其中，陳式太極拳因自身獨特而完整的風(fēng)格以及螺旋纏繞、虛實轉(zhuǎn)換、剛?cè)嵯酀㈤W戰(zhàn)驚彈等技術(shù)動作特點，吸引著國內(nèi)外眾多的太極拳愛好者學(xué)習(xí)，現(xiàn)已風(fēng)靡世界。

1.1 研究目的

本研究采用VICON光學(xué)運動捕捉系統(tǒng)和美國AMTI三維測力臺采集了陳式太極拳傳承人王西安、張保忠、羅宏遠(yuǎn)的“懶扎衣”動作在不同運動階段上下肢關(guān)節(jié)的運動學(xué)的實時數(shù)據(jù)。運用運動生物力學(xué)的分析方法結(jié)合拳論對照分析，以“懶扎衣”技術(shù)動作為例，解讀陳式太極拳髖關(guān)節(jié)的活動特征，得出實驗結(jié)果以更好的指導(dǎo)大眾健身。

1.2 研究對象

本研究以陳式太極拳傳承人王西安、張保忠、羅宏遠(yuǎn)的“懶扎衣”動作作為研究對象。

1.3 研究方法

1.3.1 文獻(xiàn)資料法

通過在中國知網(wǎng)中輸入關(guān)鍵詞髖關(guān)節(jié)、陳式太極拳、運動生物力學(xué)、懶扎衣進(jìn)行檢索，以及查閱廣州體育學(xué)院圖書館藏書中的知識，對搜集的資料進(jìn)行認(rèn)真的篩選和歸納并與本文相關(guān)的文獻(xiàn)資料作對比。為本研究提供了豐富的理論依據(jù)和經(jīng)驗。

1.3.2 訪談法

本研究針對陳式太極拳中“懶扎衣”技術(shù)動作以及髖關(guān)節(jié)相關(guān)生物力學(xué)知識，對廣州體育學(xué)院武術(shù)套路教研室老師，陳式太極拳傳承人進(jìn)行訪談，以學(xué)習(xí)“懶扎衣”動作的相關(guān)知識和髖關(guān)節(jié)在其中的活動特征。請教了運動生物力學(xué)教研室的教授，他們提供了寶貴的意見對于實驗指標(biāo)的選取。

1.3.3 實驗法

1.3.3.1 實驗對象

本研究的實驗對象為陳式太極拳傳承人王西安、張保忠、羅宏遠(yuǎn)，王西安習(xí)練陳式太極拳已有50余年，擁有豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗和標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)動作，王西安身體健康，體型勻稱，近三個月來無運動損傷史。王西安(78歲，176cm, 70kg, 練拳56年) ;張保忠(48歲，1746cm,85 kg, 練拳26年) ; 羅宏遠(yuǎn)(50歲，175cm, 70kg, 練拳30年)。

1.3.3.2 實驗過程

圖1 實驗流程圖

1.3.3.3 選取測試指標(biāo)

本實驗在吸收相關(guān)專家教授的指導(dǎo)和建議之后，根據(jù)“懶扎衣”技術(shù)動作的特征，選取了髖關(guān)節(jié)作為核心技術(shù)動作點：髖關(guān)節(jié)的角度變化；髖關(guān)節(jié)的力量以及角速度變化；髖關(guān)節(jié)的角加速度和力矩變化來進(jìn)行分析和探討。根據(jù)運動生物力學(xué)以及運動解剖學(xué)常用的關(guān)節(jié)角定義法對髖關(guān)節(jié)角度進(jìn)行定義。髖關(guān)節(jié)角：同側(cè)肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動中心，髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動中心，膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動中心的順序組成的關(guān)節(jié)角；軀干前后傾角：定義為兩肩中點和兩髖中點的連線與失狀軸形成的夾角。

2 結(jié)果與分析

本研究采用VICON光學(xué)三維運動捕捉系統(tǒng)，完整采集了“懶扎衣”技術(shù)動作的相關(guān)運動學(xué)數(shù)據(jù)，隨后使用VICON Nexus軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、歸納、完善，使用Microsoft Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計、制圖。通過對廣州體育學(xué)院武術(shù)套路教研室教授以及陳式太極拳傳承人和習(xí)練者的訪問反饋，結(jié)合太極拳古拳理以及運動解剖學(xué)和運動學(xué)方面的相關(guān)文獻(xiàn)和知識，得出了“懶扎衣”技術(shù)動作中髖關(guān)節(jié)相關(guān)運動學(xué)數(shù)據(jù)情況分析。

3 對“懶扎衣”技術(shù)動作階段進(jìn)行劃分

為了能夠更清晰深入的研究和分析“懶扎衣”技術(shù)動作，根據(jù)本研究的需要以及對“懶扎衣”動作技術(shù)特點的細(xì)致理解，將“懶扎衣”動作分為“左領(lǐng)”“右靠”“懶扎衣定勢”三個技術(shù)動作階段以及ABC階段（如圖2，以王西安老師為例）。A階段代表整體重心繼續(xù)向左移形成“左三七步”，B階段代表整體重心由左向右移動形成“右四六步”，C階段代表左右重心不變的情況下整體重心下移的動作階段。

圖2 動作階段劃分

4 三位測試者“懶扎衣”動作的髖關(guān)節(jié)角度變化分析

髖關(guān)節(jié)是典型的桿臼關(guān)節(jié)，由髖臼和股骨頭組成，屬球窩關(guān)節(jié)，在我們的身體上起到負(fù)重的作用，具有廣泛的運動范圍，同時髖關(guān)節(jié)也是人體最大的關(guān)節(jié)，在連接我們的上肢與下肢中起到了至關(guān)重要的作用，可以支撐我們的身體做奔跑、行走、攀登等劇烈運動，并根據(jù)我們的意識來做出不同的動作。關(guān)于“懶扎衣”動作最經(jīng)典的描寫來自于王宗岳所創(chuàng)的《太極拳論》中的：“動之則分，靜之則合”；“左重則左虛，右重則右杳”等拳理。拳理中的“分”“合”“虛”“實”就是運動過程中髖關(guān)節(jié)的角度變化，說明在技術(shù)動作進(jìn)行中，髖關(guān)節(jié)起著關(guān)鍵的連接和支撐作用。接下來我將三位測試者“懶扎衣”動作采集的髖關(guān)節(jié)角度變化相關(guān)數(shù)據(jù)以XY散點圖的形式呈現(xiàn)出來，并進(jìn)行對比和分析。

4.1 三位測試者髖關(guān)節(jié)屈伸運動角度分析

通過測試可知，太極拳的練習(xí)要求身體時刻做到“立身中正”，亦是保持重心的平穩(wěn)，髖關(guān)節(jié)在保證重心平穩(wěn)的過程中起著關(guān)鍵的作用。王西安老師和張保忠老師的“懶扎衣”動作整體運動過程的趨勢較為相似，羅宏遠(yuǎn)老師在時間進(jìn)行至6秒時髖關(guān)節(jié)的角度變化相同，這與前兩位老師不同，發(fā)現(xiàn)了三位老師的數(shù)據(jù)在整個過程中都出現(xiàn)了兩線相交的情況，經(jīng)與實驗錄像對比后得出此相交點是重心轉(zhuǎn)換的臨界點。在相交點前可以觀測出三位測試者的左髖關(guān)節(jié)角度變化曲線均呈現(xiàn)出下降的趨勢，右髖關(guān)節(jié)角度變化曲線均呈現(xiàn)上升的趨勢。通過進(jìn)一步分析可知，兩條線相交所形成的點意味著在相交的時刻，測試者的左右髖關(guān)節(jié)屈伸運動角度變化相同，這種情況說明了整體的重心在此時是均衡的，清晰地顯現(xiàn)了陳式太極拳拳理中的“立身中正”說法。

4.2 三位測試者髖關(guān)節(jié)外展內(nèi)收運動角度變化對比分析

太極拳拳理“身靈”中提到了“身法散亂，便不得力，力與腰腿求之”的說法，說明下肢關(guān)節(jié)在太極拳練習(xí)中起著支撐和保護(hù)自身免受運動損傷的作用。王西安老師左右髖關(guān)節(jié)的外展內(nèi)收運動角度呈現(xiàn)出平穩(wěn)且小幅的增大趨勢；張保忠老師的左右髖關(guān)節(jié)外展內(nèi)收運動角度在0-4秒時逐步由大變小，4-8秒過程中角度變化相同且逐漸平穩(wěn)；羅宏遠(yuǎn)老師在整個過程中均有較大的變動，但左右髖關(guān)節(jié)外展內(nèi)收角度變化的起伏趨勢是一致的。王西安老師動作開始時左右髖關(guān)節(jié)角度是一致的，但在1秒后的整個運動過程中左右髖關(guān)節(jié)的外展內(nèi)收角度變化不斷增大直至運動結(jié)束。

4.3 三位測試者髖關(guān)節(jié)外旋內(nèi)旋運動角度變化對比分析

圖3 外旋內(nèi)旋角

王西安老師的散點圖中未出現(xiàn)兩條線相交的情況，僅在5-6秒時趨于接近，但并沒有形成相交。張保忠老師和羅宏遠(yuǎn)老師均出現(xiàn)了兩條線相交的情況，但發(fā)生的時間不同。張保忠老師在5-6秒的運動過程中左右髖關(guān)節(jié)外旋內(nèi)旋運動出現(xiàn)了角度變化相同的情況，羅宏元老師的相交點則是在6-7秒的運動過程中出現(xiàn)。根據(jù)查閱髖關(guān)節(jié)外旋內(nèi)旋運動的相關(guān)資料，對髖關(guān)節(jié)的外旋內(nèi)旋動作進(jìn)行舉例后發(fā)現(xiàn)，髖關(guān)節(jié)的外旋動作通過足球運動中的鏟球動作表達(dá)的比較清晰；髖關(guān)節(jié)的內(nèi)旋動作通過武術(shù)散打運動中的轉(zhuǎn)身后旋腿表達(dá)得較為清晰。經(jīng)過對以上兩個例子的思考和實操，發(fā)現(xiàn)在散點圖中線趨勢向下時左右髖關(guān)節(jié)運動為內(nèi)旋運動，反之為外旋。三位測試者左右髖關(guān)節(jié)外旋內(nèi)旋曲線大致趨勢相同。

5 三位測試者“懶扎衣”動作的髖關(guān)節(jié)力量變化分析

髖關(guān)節(jié)可繞三軸運動，雖然髖關(guān)節(jié)在靈活性上不如上肢的肩關(guān)節(jié)，但可以通過某些專門的練習(xí)，使髖關(guān)節(jié)的靈活性和運動幅度明顯增加。在太極拳套路演練中，髖關(guān)節(jié)的力量無時無刻不在發(fā)生著變化，王宗岳的《太極拳論》中寫道：“立如枰準(zhǔn)，活似車輪”，以此來描述太極拳技術(shù)動作在演練和抗阻過程中髖關(guān)節(jié)的力量變化。顧名思義，在太極拳實戰(zhàn)過程中，一定會受到對方施加的全方位巨大壓力，髖關(guān)節(jié)的力量變化可以巧妙地緩沖這些壓力，并且能夠在這種壓力下依然保持立身中正，發(fā)出技術(shù)動作的最大力量。綜上所述，髖關(guān)節(jié)的重要性不言而喻。

5.1 三位測試者“懶扎衣”動作的髖關(guān)節(jié)屈伸運動力量變化分析

太極拳的發(fā)力動作練習(xí)中，髖關(guān)節(jié)力量的變化起到了至關(guān)重要的作用，能否合理地控制髖關(guān)節(jié)力量變化的大小，直接決定了發(fā)力動作力量的大小。根據(jù)調(diào)查可以看出，在王西安的髖關(guān)節(jié)屈伸力量0-1秒內(nèi)左髖和右髖力量都沒有較大的變化，相對平穩(wěn)。1-3秒內(nèi)，右髖關(guān)節(jié)的屈運動力量明顯增大，左髖關(guān)節(jié)力量無明顯的變化，其中在2-3秒內(nèi)有小許波動。3-5秒內(nèi)，左髖關(guān)節(jié)和右髖關(guān)節(jié)的力量皆有不同程度的變化，在5秒這一時刻，圖表中左髖和右髖力量變化有近似“相交”的趨勢出現(xiàn)，此階段正是“懶扎衣”技術(shù)動作的“坐腕”動作的完成時刻，此時刻的左髖關(guān)節(jié)力量變化小幅度增強，右髖關(guān)節(jié)的力量變化小幅度減弱，說明下肢此時處于放松的狀態(tài)，整個技術(shù)動作也即將完成定型。在張保忠的髖關(guān)節(jié)屈伸力量變化圖中，0-4秒時，左髖關(guān)節(jié)的力量進(jìn)行了由大到小的變化，右髖關(guān)節(jié)的力量由不變到逐漸增大，此時兩條曲線呈近似相交－相交的趨勢，并在4秒這一時刻進(jìn)行了相交。初步推測，這種情況時“懶扎衣”技術(shù)動作將重心由左髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)移至右髖關(guān)節(jié)的結(jié)束部分，在這一刻后，即開始進(jìn)行“坐腕”這一技術(shù)動作的環(huán)節(jié)。4-8秒和結(jié)束部分中，左髖關(guān)節(jié)的力量有較明顯的減小，右髖關(guān)節(jié)的力量則表現(xiàn)為小幅度的增大，說明此階段已完成“懶扎衣”技術(shù)動作的定型。在羅宏遠(yuǎn)的髖關(guān)節(jié)屈伸力量變化圖中，0-5秒內(nèi)，兩髖力量在0-2秒中無明顯變化，約2.5-4秒時，兩髖屈伸力量均有明顯的增大，4-5秒時，右髖關(guān)節(jié)屈伸力量持續(xù)增大，左髖關(guān)節(jié)屈伸力量增大的過程略有放緩，兩條曲線在5秒時相交。而在5秒至結(jié)束這個階段，左髖關(guān)節(jié)力量先是迅速減小，突破臨界點閾值0后，迅速增大，右髖關(guān)節(jié)力量變化則趨于平緩，無明顯的變化。

5.2 三位測試者“懶扎衣”動作的髖關(guān)節(jié)外展內(nèi)收運動力量變化分析

髖關(guān)節(jié)的外展內(nèi)收動作是在冠狀面上的動作，例如側(cè)抬腿就是典型的髖關(guān)節(jié)外展動作，而武術(shù)動作中的“歇步”則是經(jīng)典的髖關(guān)節(jié)內(nèi)收動作。我們發(fā)現(xiàn)，王西安在0-2.5秒內(nèi)左右髖關(guān)節(jié)出現(xiàn)了幾乎相同的趨勢走向，左髖關(guān)節(jié)力量先是表現(xiàn)出較小的減弱，然后不斷地增加力量；右髖關(guān)節(jié)力量則是表現(xiàn)出較為平緩的一個趨勢后迅速增大力量。在3秒直至動作結(jié)束的過程中，左右髖關(guān)節(jié)所代表的曲線共進(jìn)行了兩次相交，第一次相交在大約5秒的時刻出現(xiàn)，第二次相交在大約8秒的時刻出現(xiàn)，說明此時左右髖關(guān)節(jié)的力量大致相同，無明顯變化，處在定型階段。張保忠的右髖關(guān)節(jié)力量變化的曲線全程比較平緩，無大幅度的上升或下降，但左髖關(guān)節(jié)力量變化的曲線在4秒前與前者形成了鮮明的對比，由開始的小幅度增大到緩慢減小力量，而在4秒直至結(jié)束的時間內(nèi)，都處于一直緩慢減小的變化中，曲線不斷靠近臨界點。羅宏遠(yuǎn)左髖關(guān)節(jié)力量變化所代表的曲線隨時間的推移平穩(wěn)前進(jìn)，直到3.5秒后發(fā)生了大幅度的下降，隨后緩慢上升。右髖關(guān)節(jié)力量變化所代表的曲線平穩(wěn)前進(jìn)的趨勢持續(xù)得更久，直至5秒后才出現(xiàn)了明顯的下降，與前者進(jìn)行對比，顯得更加緩慢。

5.3 三位測試者“懶扎衣”動作的髖關(guān)節(jié)外旋內(nèi)旋運動力量變化分析

髖關(guān)節(jié)的外旋內(nèi)旋運動對于經(jīng)常習(xí)練太極拳的運動員來說非常重要，是指運動環(huán)節(jié)在水平面內(nèi)繞其本身的垂直軸旋轉(zhuǎn)，由前向內(nèi)的旋轉(zhuǎn)稱為旋內(nèi)，由前向外的旋轉(zhuǎn)稱為旋外。王西安的左髖關(guān)節(jié)力量變化在2.5秒時展現(xiàn)出小幅度的上升趨勢，持續(xù)過程維持了約0.2秒，在5秒時出現(xiàn)了小幅度的下降趨勢，持續(xù)過程持續(xù)了約0.1秒，其余時間段均有不明顯的波動，趨于平緩。張保忠在0-1秒的過程中，左髖關(guān)節(jié)力量變化所代表的曲線和右髖關(guān)節(jié)力量變化所代表的曲線幾乎相交，但并未真正的進(jìn)行相交，說明此時測試者的左右髖關(guān)節(jié)做出了一個不明顯的發(fā)力動作，4秒時，兩條曲線真正的進(jìn)行了相交，說明此時左髖關(guān)節(jié)旋內(nèi)力量增大，旋外力量減小，右髖關(guān)節(jié)旋內(nèi)力量減小，旋外力量增大。4秒至動作結(jié)束這一過程中，兩條曲線趨于平緩，無明顯的上升或下降趨勢。羅宏遠(yuǎn)5秒左右左髖關(guān)節(jié)旋外的力量正在增大、旋外的力量正在減弱；右髖關(guān)節(jié)力量變化則相反，說明此時測試者的左右髖關(guān)節(jié)已經(jīng)完成轉(zhuǎn)移重心的動作階段，正在進(jìn)行“坐腕”的技術(shù)動作環(huán)節(jié)。

6 三位測試者“懶扎衣”動作的髖關(guān)節(jié)力矩變化分析

力矩是指力對物體作用時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動效應(yīng)的物理量。關(guān)節(jié)的存在使骨的杠桿作用得以實現(xiàn)，而提供骨杠桿轉(zhuǎn)動的力、力矩可來自多方面，如承載的負(fù)荷與環(huán)節(jié)重量、關(guān)節(jié)韌帶牽拉、肌肉收縮力等。在太極拳的諸多技術(shù)動作中，髖關(guān)節(jié)的存在就具有不可或缺的重要性。由于股骨頸的存在，改變了力傳遞的特點，使股骨近端的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也存在對應(yīng)力的適應(yīng)性特征。例如在“掩手肱捶”“懶扎衣”等技術(shù)動作中，第一階段要做到“氣息內(nèi)斂”“含胸拔背”等動作要點，第二階段就要進(jìn)行髖關(guān)節(jié)的力量調(diào)整和分配，發(fā)揮最大的杠桿作用，以此來發(fā)出勁力充足的“太極勁”。

6.1 三位測試者“懶扎衣”動作的髖關(guān)節(jié)屈伸運動力矩變化分析

根據(jù)三位測試者的實驗數(shù)據(jù)XY散點圖，我們發(fā)現(xiàn)，王西安的左髖關(guān)節(jié)力矩變化所代表的曲線全程展現(xiàn)出緩慢上升的趨勢，無其他明顯的變化。右髖關(guān)節(jié)力矩變化所代表的曲線則是有著：下降－上升－下降的變化過程，相比左髖關(guān)節(jié)有更多的波動，兩條曲線無相交的情況出現(xiàn)。張寶忠的散點圖中，兩條曲線在約4.5秒時出現(xiàn)了一次相交的情況，而在4.5秒前，左髖關(guān)節(jié)力矩變化所代表的曲線先進(jìn)行了緩慢的上升，然后迅速地下降；右髖關(guān)節(jié)力矩變化所代表的曲線則是先進(jìn)行了緩慢的下降，然后迅速地上升，但沒有前者變化幅度大。說明此時是測試者把自身重心由左向右引進(jìn)，故左髖關(guān)節(jié)力矩放長增大，右髖關(guān)節(jié)平緩下沉，以此來完成下肢關(guān)節(jié)的技術(shù)動作，從而鞏固自身穩(wěn)定性，避免一定程度的運動損傷。羅宏遠(yuǎn)的散點圖中，兩條曲線運行的軌跡較為不規(guī)則，整個過程中一共出現(xiàn)了兩次相交，分別在2.5秒和6秒時出現(xiàn)。說明該測試者在運行“懶扎衣”技術(shù)動作時，左右髖關(guān)節(jié)的重心轉(zhuǎn)換較明顯。

6.2 三位測試者“懶扎衣”動作的髖關(guān)節(jié)外展內(nèi)收運動力矩變化分析

王西安的左右髖關(guān)節(jié)力矩的變化趨勢是相同，處在轉(zhuǎn)移重心過后的穩(wěn)定階段，其余時刻的變化說明了測試者的左右髖關(guān)節(jié)力矩變化不停地在進(jìn)行外展內(nèi)收的動作，這些動作或大或小，無一不體現(xiàn)出了太極拳的“渾然一體，氣沛周身”的拳理。張保忠分別在0.5秒、3.9秒、5秒這三個時刻的左右髖關(guān)節(jié)力矩的變化較為明顯，勁力比較充沛，動作舒展大方。羅宏遠(yuǎn)的左右髖關(guān)節(jié)力矩變化在1秒前同時出現(xiàn)了下降的趨勢，說明此時測試者降低自己的重心，以此穩(wěn)固自己的軀干，增加穩(wěn)定性。在5-6秒時出現(xiàn)了一次相交的情況，說明此時測試者已經(jīng)調(diào)整好自己的重心，準(zhǔn)備開始進(jìn)行“坐腕”“沉胯”等技術(shù)要點動作。

6.3 三位測試者“懶扎衣”動作的髖關(guān)節(jié)外旋內(nèi)旋運動力矩變化分析

髖關(guān)節(jié)的外旋內(nèi)旋動作對于太極拳習(xí)練者是非常重要的，髖關(guān)節(jié)的外翻、內(nèi)翻都將會改變股骨頸力的傳遞，引起骨小梁排列的改變。根據(jù)我們對以上XY散點圖的觀察和研究，發(fā)現(xiàn)王西安在5秒后正在降低自己的重心，以尋找最穩(wěn)固的技術(shù)動作姿態(tài)。張保忠的右髖關(guān)節(jié)的力矩變化比左髖關(guān)節(jié)的力矩變化更為明顯。羅宏遠(yuǎn)左髖關(guān)節(jié)力矩變化所代表的曲線全程無明顯的波動變化，右髖關(guān)節(jié)力矩變化在2.5秒－4.5秒時將重心由左髖關(guān)節(jié)傳輸?shù)接殷y關(guān)節(jié)，導(dǎo)致右髖關(guān)節(jié)力矩增大，重心降低，增強了軀干的穩(wěn)定性。

7 結(jié)論

（1）在“懶扎衣”技術(shù)動作進(jìn)行過程中，髖關(guān)節(jié)在增加軀干穩(wěn)定性上發(fā)揮著不可替代的作用，驗證了太極拳古拳理中：“左重則左虛，右重則右杳”的說法。（2）在“懶扎衣”技術(shù)動作進(jìn)行過程中，髖關(guān)節(jié)的運動角度、力量、力矩的變化都是非常靈活的，具有不同演練風(fēng)格的人所表現(xiàn)出來的XY散點圖的曲線趨勢也有細(xì)微的不同之處，但整體趨勢大致相同，說明太極拳是具有完備的訓(xùn)練體系和科學(xué)的練習(xí)方法的，能夠避免運動損傷的出現(xiàn)。（3）通過對三位測試者髖關(guān)節(jié)力量變化的XY散點圖的分析，可知增強髖關(guān)節(jié)的力量、靈活性，可以增強太極拳演練者的勁力和平衡性，驗證了“立身中正，不偏不倚”的說法。