鞍马全旋动作的运动生物力学研究

摘要

目的：体操作为我国传统优势项目，担负着2008年奥运争金夺银的重任。而从运动生物力学的角度对体操鞍马全旋动作进行分析和研究很少有人问津。本研究采用三维影像解析法、表面肌电法、计算机多体系统动力学建模仿真对鞍马全旋动作进行运动生物力学综合研究，为科学训练提供理论依据。 方法： 1、选取全国体操冠军赛及锦标赛鞍马单项决赛的部分运动员(共13名对象)，对其影像资料进行三维影像解析，探究鞍马全旋动作的运动学规律。 2、对江苏省现役体操运动员4名，进行鞍马全旋同步肌电测试，初步探索其肌电变化情况，从而更好的把握发力时机等。 3、对江苏省现役运动员陈晨，运用多体系统动力学仿真软件建立其合理的鞍马全旋的动力学模型，并结合三维影像解析数据、肌电数据进行对比分析。 结果： 1、对鞍马全旋一周进行三维影像解析发现：双臂正撑阶段和双臂反撑阶段耗时都平均约占一周总耗时的17％，左臂支撑阶段和右臂支撑阶段耗时都平均占一周总耗时的33％；优秀运动员的肩轨迹、足轨迹及重心轨迹投影到水平面曲线接近圆，且髋关节角度始终接近180度。 2、在鞍马全旋一周的运动过程中，各骨骼肌节律性较明显，且积分肌电值的比较结果如下：肱三头肌最大；斜方肌下最小；背阔肌大于腹外斜肌；胸大肌大于腹外斜肌；左胸大肌大于右胸大肌。 3、陈晨三维影像解析结果、同步肌电实测趋势和多体动力学模型分析结果相互印证，验证了陈晨模型的准确性。鞍马全旋一周中，肱三头肌力量峰值居首位；胸大肌和肱二头肌持续发力时间较长；左胸大肌持续发力时间明显长于右胸大肌。 结论： 1、鞍马全旋中，良好的运动技术主要体现在：延长双臂支撑阶段以增加发力时间；运动员肩轨迹、足轨迹及重心轨迹投影到水平面曲线接近圆；保持不屈髋且重心离地面高度越高越好；重心速度相对足速度有时间延迟。 2、在鞍马全旋的运动过程中，肱三头肌、三角肌、胸大肌、背阔肌及肱二头肌作用较大，且以上各块肌肉收缩有明显的节律性；左胸大肌发力明显多于右胸大肌。 3、背阔肌在鞍马全旋运动过程中是主要的动力来源；胸大肌在进行躯干远固定的同时，肱二头肌和肱三头肌协同工作起到支撑作用；三角肌起固定肩关节作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一部分前言

1研究背景

2鞍马全旋动作介绍

3、鞍马的运动生物力学研究

4、本文研究的主要内容

第二部分鞍马全旋的三维影像解析

1、文献综述

2、研究对象

3、研究设备

4、研究方法

5、结果讨论与分析

5.1鞍马全旋动作的结构与运动阶段的划分

5.2鞍马全旋一周4个阶段耗时分析

5.3鞍马全旋一周肩轨迹平面投影分析

5.4鞍马全旋一周足轨迹平面投影分析

5.5鞍马全旋一周重心轨迹平面投影分析

5.6鞍马全旋一周重心离地面的平均高度

5.7鞍马全旋一周4个特殊位置的髋关节角度分析

5.8鞍马全旋一周4个阶段的足平均速度和重心平均速度分析

6、结论

第三部分鞍马全旋的同步肌电分析

1、文献综述

2、研究对象

3、研究设备

4、研究方法和步骤

5、结果讨论与分析

5.1安静状态肌电图分析

5.2鞍马全旋一周肌电分析

6、结论

第四部分鞍马全旋的动力学模型建立及相关同步分析

1、文献综述

2、研究对象

3、研究设备

4、研究方法和步骤

5、结果讨论与分析

5.1运动学数据分析

5.2动力学数据分析

6、结论

参考文献

致谢