中国体育科技
CHINA SPORT SCIENCE AND TECHNOLOGY
1999年 第35卷 第10期 Vol.35 No.10 1999



我国优秀铅球运动员左侧技术对整体技术影响的三维运动学分析
刘建国　李永辉　王淑芳 吴新宇 李国强
摘要：运用近景动态立体摄像和三维录像测量分析系统对我国10名优秀铅球运动员的技术进行三维运动学分析，结果表明：在完整推铅球各阶段中，正确的身体左侧技术，可使运动员利用身体重心减小蹬地角、腾起角和低、平、快的滑步，可以建立起稳固的、强有力的左侧支撑，提高蹬伸用力效果，利于向前转动髋部，动员更多肌群参加最后用力工作，及加长最后推球工作距离，提高出手初速和运动成绩。
关键词：铅球∥专项技术∥运动学∥力学分析∥中国∥优秀运动员
The Three Dimensional Kinematic Analysis of the Influence Which the Left Side Technique of Our Elite Shot Putters Have on Their Whole Technique
Liu Jianguo, Li Yonghui, Wang Shufang, Wu Xinyu, Li Guoqiang
Abstract:10 Chinese elite shot putters have been analyzed by the method of close-range dynamic three dimensional cinema in order to reveal the influence of the left-side technique on their whole technique. The result shows that correct left-side technique during the each phase of the movement can make putters use their gravity, decrease the angle of thrusting against the ground and flight of gravity, get the gently and quickly glide, set up steady support on the left-side, enhance the effect of leg stretch, mobilize more muscle groups, improve the speed of delivery. 
Key words:shot put∥specific technique∥kinematics∥mechanical analysis∥Chin∥elite athlete
1　前言
　　在推铅球运动历史进程中，技术的改进不断地推动了运动成绩的提高，国内外学者对推铅球技术进行了大量的研究，但大都是定性的，或是多采用单机定点、平面的分析。而推铅球运动是一项在前进中又有转动的三维空间立体运动，由于条件的限制，对推铅球运动员左侧技术的研究尚很薄弱，三维研究的文章就更少。另外，人体运动是一个整体运动，哪一环节出现问题都将对整体产生影响。为找出背向滑步推球过程中人体左侧技术对整体技术、运动成绩的影响，对参加我国8运会的10名优秀铅球运动员的技术进行了三维运动学分析，旨在为铅球训练提供理论依据。
2　研究对象与方法
2.1　研究对象
　　我国第8届全运会铅球比赛男子决赛第2、5、6、8名和女子决赛第1～5名与第7名运动员，共10人。
2.2　研究方法
2.2.1　查阅资料和调查访问
　　查阅了150余篇推铅球技术资料，重点阅读了三维分析的文章。走访了国家体育总局体科所吴延禧、卢德明、方兴等专家，国家田径队总教练阚福林及10名教练员和李梅素、隋新梅、黄志红、刘昊等运动员。
2.2.2　近景动态立体摄影测量
　　该测量方法系国家体育总局体科所的研究成果，是在近距离中(一般在100 m内)对被研究的对象进行摄影或摄像，在立体坐标仪上对所摄影片进行量测，采用直接线性变换关系(DLT)，在已知一定数量控制点的条件下，利用计算机按最小二乘法平差原理，由法标量测仪量测坐标解算出加密点物方空间坐标。我们使用3部带有电子快门的M9000松下摄像机，分别置于投掷圈的左前侧位、后侧位和右侧位定点拍摄，拍摄频率为50 Hz。3台摄像机主光轴之间夹角在120°左右。在比赛前开机，拍下投掷圈内立体辐射三维框架，中间不停机，完整地记录了运动员比赛的全过程。
2.2.3　三维运动学分析
　　应用爱捷运动录像快速反馈分析系统，硬件系统采用EIMG64PN-I型图像仪，软件系统采用人体模型DLT运动图像测量分析系统(HBMDLTA)，迅速、准确地计算出运动员的运动学参数，男子选用扎齐奥尔斯基人体模型，女子选用松井秀治人体模型，按照模型关节点和附加点的方式进行图像采集和数据计算。图像经过数字化后，采用低通数字滤波法进行平滑。
3　结果与讨论
3.1　准备滑步阶段
　　身体左侧的工作形式对整体技术的影响。
　　准备滑步阶段(从运动员完成预摆至团身结束)的技术往往被人忽视。但是，从因果关系和矛盾转化的观点分析，它对完整推铅球技术起着不可忽视的作用(表1)。
表 1　铅球运动员团身最大程度时一些技术参数一览表　(单位：度、cm、m／s)

左髋
右脚差姓名成绩
(m)左肘角左臂
干角左臂
肩角肩髋
扭转角躯干
倾角左肩
高度左髋
高度铅球
高度差
隋新梅20.2514764111820856513.326
黄志红19.9715456109916806121.727
李梅素19.46143571031814897411.433
王亚文19.221423899238858010.423
于　鑫19.16154931061215807134.032
张榴红18.79139701131312816511.234
刘　昊17.9515945952030997817.543
黄玉诚17.4816271961327816930.037
姜广成17.4116469901135847015.038
曲永钊17.12144951031018937612.842
　　150.8
±9.065.8
±18.9102.5
±7.513.7
±4.919.5
±8.685.7
±6.370.9
±6.217.7
±8.333.5
±6.7

　　左肩高与身高比平均为46.9%表明，伸得较直的左臂向投掷相反方向，并向身体右下方伸，带左肩右转，扣住了左肩。左臂、左肩这样的工作形式可平衡右腿单支撑情况下，左腿即将摆出而形成的左侧转动力矩，维持身体平衡，增加铅球的预先助跑距离，又扭紧躯干肌群。此瞬间，运动员左髋高度为70.9±6.2 cm。左髋点距右脚支撑点的水平距离为33.5±6.7 cm表明，运动员在团身过程中向投掷方向的下方后移臀部，左腿同臀部一样向投掷方向的下方移动。这样不仅能很好地利用身体重心，而且为左臂和左腿导航作用奠定了良好的基础，为身体重心低而平地滑步创造了条件。
3.2　滑步阶段左侧肢体的运动形式对整体技术的影响
　　从右腿蹬伸开始至右脚着地刹那为滑步阶段。表2数据说明，在滑步开始阶段右腿单支撑情况下，这种摆左臂的方法可以平衡由于左腿用力摆动而形成向左侧的转动力矩，保持身体平衡；又可很好地扣住左肩，保持了较大前倾，并加大了肩髋的扭转。右腿离地瞬间，运动员的右腿蹬地角较小和身体重心腾起角较小说明，在团身时运动员主动向投掷方向下方后移臀部的基础上，在滑步右腿蹬伸阶段，左腿适时正确地向投掷方向下方摆动，起到了良好的导航作用。运动员左腿加速摆动，其惯性力作用于右腿，加大右腿的蹬伸反作用力，加快了右腿蹬伸的速度，从而使其获得较大的身体重心水平分速(2.31±0.26 m／s)及较大的铅球水平分速(2.39±0.42 m／s)，较小的身体重心垂直分速(0.73±0.12 m／s)，较小的铅球垂直分速(1.14 m±0.42 m／s)。因此，在滑步过程中，身体重心高度差较小(2.80±0.93 cm)(表3)；铅球速度损失得很小(0.38±0.32 m／s)；铅球与身体重心的速度差也很小(0.62±0.19 m／s)(表4)。所以，滑步中运动员的身体重心上下起伏小，速度损失小；滑步低、平、快，并为过渡阶段打下了良好的基础。
表 2　铅球运动员右脚离地时一些角度、高度参数一览表　(单位：度、cm)

姓名左肘角左臂
干角左臂
肩角肩髋
扭转角躯干
倾角左髋角左膝角两大腿
夹角左脚
高度右腿蹬
地角重心腾
起角
隋新梅1451041473126150152118366560
黄志红11754892829147156105326766
李梅素98691115022170159150586758
王亚文1042591229158159132557365
于　鑫15287543725157145117606765
张榴红12665743413152162117436562
刘　昊13581903532168124132606666
黄玉诚137541093328149150138335763
姜广成1491341244738167164142314853
曲永钊13592812519164165140425360
　129.8
±18.476.5
±30.397.0
±26.634.2
±8.924.1
8.7158.2
±8.6153.6
±12.2129.1
±14.245.0
±12.162.8
±7.661.8
±4.2

表 3　铅球运动员右脚离地时滑步过程中一些环节的技术参数一览表　(单位：cm，m／s)

　右离时身体重心右离时铅球速度右离-右着
身体重心
高度差右离-右着
铅球、身体重心
速度差右离-右着
铅球
速度差
合速水平垂直合速水平垂直
隋新梅2.191.970.623.182.510.4130.58-0.24
黄志红2.432.340.753.771.731.621.50.74-0.76
李梅素2.472.300.622.852.630.872.80.55-0.10
王亚文2.772.120.922.932.301.634.50.800.10
于　鑫2.291.970.833.381.991.412.61.01-0.43
张榴红2.522.280.803.393.120.762.30.48-0.62
刘　昊2.622.330.672.882.191.281.80.42-0.12
黄玉诚2.65<td align="center" ro
