体操慢用力动作的生物力学研究
研究目的： 体操是中国的传统优势项目,但在吊环项目上,中国与一些强国相比并不占优势.一套吊环动作由比例大致相等的摆动和力量静止动作组成,由摆动到静止力量或由静止力量到摆动的过渡是当代体操吊环项目的显著特点.做静止动作时，要求吊环静止不能有大的晃动，这就对运动员在做静力性支撑动作和慢压上动作过程中肌肉的发力和协调性提出了很高的要求。本文从运动生物力学的角度，对体操吊环项目中十字压上成水平十字动作进行研究，探究动作运动的规律，改进动作技术和科学训练提供一定的理论依据。 研究方法： 1）文献资料调研：通过中国知网、万方数据等一些数据库查阅相关文献。 2）实验法：①采用三维红外影像捕捉对体操吊环项目的慢用力动作进行三维影像解析，获得相关运动学数据，②使用表面肌电对技术动作进行同步测试，③探索性地运用LIfe MOD多刚体动力学建模仿真系统对吊环慢用力动作进行模拟仿真，通过运动学、动力学和肌电学方面对肌肉的用力特点进行综合研究分析。 3）数理统计：对所测得的运动学、肌电学数据进行统计学分析。 研究结果： 在十字支撑阶段，积分肌电（IEMG）较大的分别为肱二头肌长头、胸大肌、肱三头肌和背阔肌；在压上阶段，所测的肌肉中积分肌电（IEMG）较大的分别为胸大肌、三角肌、肱二头肌和前锯肌；在水平十字支撑阶段，所测的肌肉中积分肌电（IEMG）较大的分别是胸大肌、三角肌、前锯肌。3名运动员的各组拮抗肌的共激活率的变化趋势基本相同，与尤浩相比，杜文飞和孟永翔部分拮抗肌的共激活率明显偏高。在整个动作过程中肱二头肌、肱三头肌、胸大肌兴奋持续时间最长，贡献率最大。下压过程中肩关节角速度先增大后减小，手与吊环的支点在X、Y、Z轴上都有移位变化，压上过程下肢与躯干的夹角先减小后增大。在创新探索性建立吊环动作的人体动力学模型过程中，成功建立了人体的动力学模型，在运动器械吊环模型的建立上还需进一步探索。 研究结论： 十字支撑压上成水平十字支撑动作是依靠肩关节周围一系列肌肉的协调收缩来完成，在动作过程中不同肌群兴奋性变化明显。从共激活率和动作完成质量看，在压上阶段和水平十字支撑阶段，PM/LD的比值要小，从而减少无用功的损耗。根据分析在下压成十字支撑动作过程中，下压过程中有屈髋动作，身体重心轻微向前移动，双手支撑的吊环向后微摆动，更加有利于控制身体的平衡稳定性；在压上成水平十字支撑动作中，上臂内收同时有小幅的屈髋再伸髋的动作，借助重力势能，可以减小压上动作的难度。十字支撑动作过程中肌肉张力变化趋势与所测肌肉的表面肌电变化趋势，两者的变化趋势基本相同，因此该动作的动力学模型的建立有一定的借鉴意义。
体操 吊环动作 生物力学 表面肌电
苏阳 钱竞光
南京体育学院 210014
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3826-3828
2015-11-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）