国家女子帆板运动员模拟迎风摇帆技术的运动学分析和肌电研究
作者单位：湖北城市职业学校
会议名称：《第一届湖北省体育科学大会》
会议日期：2023年
关 键 词：帆板 迎风摇帆技术 运动学 表面肌电 肌肉用力特征
摘 要：研究目的:通过对国家女子帆板运动员迎风摇帆技术环节的运动学和主要肌群的表面肌电数据采集,分析我国运动员迎风摇帆的基本动作结构、迎风摇帆的主要发力肌群、关键摇帆技术关节和国外优秀运动员(简称:国外运动员)之间的技术差异。通过分析中外优秀运动员的迎风摇帆运动学差异、不同体能和不同摇帆频率下迎风摇帆的运动学差异、不同摇帆频率下的肌电差异。研究优化策略和方法,为帆板运动员在迎风摇帆技术上提供有价值的数据参考。研究方法:用两台松下DC-GH5S高速摄像机对两名女子运动员在摇帆训练器上模拟迎风摇帆运动进行拍摄,高速摄像机拍摄频率为50Hz。使用DELSYS表面肌电系统将电极顺着受试者肌纤维纹路贴在肌腹隆起最高处,监测运动员在摇帆中主要肌群;肱桡肌、肱二头肌、斜方肌、背阔肌、竖脊肌、臀大肌、股直肌、腓肠肌的运动状态。在测试开始前运动员佩戴FIRSTBEAT心率胸戴,采用了外同步的方法使肌电仪、摄像机同步记录。运动学数据处理,将获取的图像利用DARTFISH运动动作解析系统解析,得出各关节相关数据,进而获得实验所需数据。肌电数据处理,对原始肌电信号进行带通滤波(10Hz-400Hz)、整流,然后对所得结果进行如下处理:进行低通滤波得到包络线,通过观察包络线的变化,判断肌肉活动状态。并采用EXCEL软件对数据进行整理归纳。将帆板迎风摇帆技术的运动学数据运用SPSS20.0软件进行统计分析,通过单样本T检验对中外优秀运动员各关节角度参数进行对比分析;通过多因素方差分析进一步分析不同体能、不同摇帆频率下迎风摇帆的运动学差异,分析运动员摇帆周期时间、摇帆身体后倾角、摇帆幅度,采用统计整理方法分析摇帆轨迹;分析不同摇帆频率下我国优秀运动员迎风摇帆的肌电差异,采用软件处理、统计整理方法,分析肌肉发力时序、肌肉积分肌电、肌肉均方根振幅。最后提出研究结论并对受试对象日常训练提出建议。研究结果:(1)各关节活动范围方面,实验对象踝关节(7.99°)低于国外运动员(12.5°),肘关节(83.9°)低于国外运动员(109.1°)具有显著差异(P0.05)。各关节最大角方面,实验对象髋关节(188°)、膝关节(173.45°)大于国外运动员(髋172.5°,膝163.4°),肘关节(160.45°)、踝关节(114.9°)、肩关节(93.96°)小于国外运动员(肘170°,踝131°,肩121.5°),具有显著差异(P0.05)。各关节最小角方面,实验对象肩关节(5.77°)、踝关节(101.38°)小于国外运动员(22.3°,113.7°),膝关节(126.77°)、肘关节(79.73°)大于国外运动员(膝117.9°,肘58.4°),具有显著差异(P0.05)。(2)体能较好情况下的准备阶段时间占比明显高于体能较差情况下时间占比,拉帆阶段时间占比低于体能较差情况下时间占比。(3)在慢速摇帆下,运动员体能较好情况下身体后倾角大于体能较差情况下身体后倾角。在快速摇帆下,运动员体能较好情况下身体后倾角小于体能较差情况下身体后倾角。在慢速摇帆下,运动员摇帆幅度较大,在快速摇帆下,运动员摇帆幅度较小。在慢速和快速摇帆下,均是体能较好情况下摇帆幅度大于体能较差情况下摇帆幅度。(4)慢速摇帆和快速摇帆共同点是均以躯干肌肉先发力至下肢肌肉发力结束。慢速摇帆肌肉峰值时间与肌肉发力顺序时间基本一致。快速摇帆中,肌肉峰值时间与发力顺序差异较大,上肢肌肉发力峰值提前,其次躯干肌肉,最后下肢肌肉。在摇帆周期中,运动员肌肉激活程度最高的是肱桡肌和肱二头肌,斜方肌、背阔肌、竖脊肌的积分肌电比值处于中等的水平,臀大肌和腓肠肌外侧头的积分肌电比值最低。研究结论:(1)对比中外优秀运动员的迎风摇帆技术发现我国优秀运动员髋关节、膝关节伸展较大,但踝关节发力较少,整体摇帆动力链末端失活。肩关节活动范围贴近躯干,肩关节拉帆姿势没有伸展开。因此,在关节活动范围方面,应增强踝、肘关节的力量,加大踝、肘关节活动范围,并优化整体摇帆动力链,提升摇帆的速度和功率。(2)在体能较好情况下,运动员蹬腿顶髋和爆发性内收拉帆的技术动作协调、快速,因此拉帆时间短,准备时间长。随着摇帆时间增加,运动员体能下降,主要发力肌肉的速度力量耐力降低,拉帆时间延长。因此,应注重提高专项力量耐力水平,增加在体能下降情况下,蹬腿顶髋和手臂爆发性内收拉帆的动作幅度和动作协调性。(3)在摇帆过程中,肌肉峰值时间与发力顺序差异主要和运动员迎风摇帆技术动作有关。在摇帆技术动作中,运动员的手臂要进行外展和爆发性内收,充分利用身体重量向后倾,随着躯干和背部肌肉后倒发力,应利用下肢大肌群力量向上蹬腿发力带动躯干,但运动员下肢肌群发力的占比整体较低,没能充分利用下肢力量。应加大专项慢速摇帆和快速摇帆间歇训练,重点关注快速摇帆肌肉峰值时间与肌肉发力