弓步刺进攻技术的生物力学分析

成都体育学院学报JournalofChengduPhysicalEducationInstituteV。1．20．1．19941L～7，弓步刺进攻技术的生物力学周继和石玉琴金玉秀舒建平刘北湘高善芬古福明陈松(成都体育学院成都610041)s(国家击剑集训队北京lO0000)【摘要】在击刽比赛中，为了战胜对手．所采用的各种技战术都要通过步法配合出剑来达到进攻的目的．我们统计第六届全运会78场花剑和重剑决赛录相，运动员采用弓步刺进攻(包括原地弓步辆、向前一步接弓步刺、跃步接弓步剌)占总出剑数的68，并且弓步进攻辆中的比例也高，占58。中国女花竞技能力曾达到世界第一汽水准，个人曾获奥运会冠军-团体也进入^强．因此．对中国优秀女花运动员的弓步辆技术进行生物力学分析，为今后教学训练和比赛提供参考意见是十分有意义的．关键词击剑，运动生物力学，弓步刺l研究对象和1．1研究对象测试国家女花击剑队队员七名，其基本情况见表l表11．2研究方法1987年9月和l990年3月在实验室分别对研究对象的原地弓步刺、向前一步接弓步刺(简称上步弓步)、跃步接弓步刺(简称跃步弓步)进行了测试实验用瑞士SELSPOHI维普资讯http://www.cqvip.com第1期周继和等：弓步刺进攻技术的生物力学分析73sYsⅡ(红外光点测试系统)和瑞士产9281BSNKISTLER测力台联机同步测试采集运动员三种弓步刺技术全过程。系统采样额率为151．52Hz。SEI~POHISYSTEM与KISTLER测力台联机同步测试的原始数据在SELSPOHISYSTEM的专用计算机PDOII73上进行三维转换，数据平滑，并通过计算机输出数据及打印图表。2测试结果和讨论分析2．1测试结果(见表2、表3、表‘)2．2实战姿势的分析实战姿势是击剑运动最基本的动作，也是很重要的技术。运动员通常把持剑臂伸出去迫使对手保持一定距离，但在以刺中对方为目的意识支配下，手臂没有完全伸直，以利于应付多变的战术及保持快速进攻能力。表2测得七人持剑臂肘角平均数x=123．1。，Ol=l5．7。。栾菊杰肘角较小(105)，表现出她紧进逼攻的特色。我国女花运动员实战姿势上体稍有点前倾，自然含胸收腹，七人上体和水平面的夹角一82．6。(见表2)，这样重心在两腿之间，做出移动迅速。进可攻，退可守。自然含胸收腹又可使下面被刺部位面积缩小．并且少暴露上面部位，造成对方进攻困难，七人的下姿动作表现出人体重心适中，摆动腿膝角x=l】5．4。，O。一6．7。，踝角X=64．9。，=I．9。。而后蹬角较小x一53。，=8．．便于向前用力，不向上用力。文献I论证在x方向(向前方向)冲量值占三维总冲量．的8，而要克服人体重力的Y方向(垂直方向)居于次要位置，占总冲量的7如后蹬角表2实战姿势和弓步刺技术结束姿势参数注1结束姿势时相定为手达到最大位移时刻。2所有角度都是小于18Ce边的。3后蹬角指膝关节和踝关节连续与水平线夹角．4X为平均数，以为标准差，下表同此。维普资讯http://www.cqvip.com成都体育学院学报1994盎表3弓步刺技术动力学参数栾菊杰740．195912061179．2134g9O7228,．4250．3273,．1510．8517．3509．1李华华朱庆元程显华李德玉朱艳鄂杰X855．0663．4923．5g98．3923．1783．08．3100．a84110311044．O10981297221．{21I．12dI．{490．1507．45I1．3116112011325．9930797218．I2．35．2238．O536477．85I3．212．6712752285．{10221408225．02d0．32．53．2470．{510．3496．5125712432．221．316靠800232．4256．4283．0454．1474．5464．310121O591986．61697147921O．0224236．7{71．8d62．d89．386011711114．8120711d7213．5225．2238．9589．2513．2574．61051．01160．91593．91276．4l119．3221．3233．3252．0502．{{94．8508．31g5．576．2507．3275．625g．27．413．017．442．820．831．3表d攻步刺技术运动学参数注：1两脚距离指两踩节距离．2母大剜速度一栏里括号内数据足剜达到最大速度的时刻。3完成动作时间是指剑开始位移到剑停止位移的时间．维普资讯http://www.cqvip.com第1期周继和等：弓步刺进攻技术的生物力学分析75太大，向前用力差，影响快速进攻。栾菊杰的实战姿势比较好，她的特征是上体较正直(85)，摆动腿踝角和膝角较大，分别是68。和118，两脚距离在七人里居中(dl2毫米-参见表3)，人体重心高度比较合适，维持这种动作时间较长。栾一般实战姿势是这样，然而她能在比赛中根据对方情况变换姿势，如23届奥运会女花冠亚军决赛，栾对前联邦德国的汉尼斯．汉尼斯是前两届世界冠军，有丰富的赛场经验，汉尼斯擅长在姿势的变化中进行接触武器的观察进攻，配合距离防守，然后施之以多方向半路截击武器的对抗反攻，使对手很难捉摸她的意图。一开赛，栾是在正常姿势下进行比赛，11打平后．栾菊杰随机变上势持剑姿势，完成攻防动作。汉尼斯喜欢接触武器，栾一反常态，使她很难接触到武器．栾以往从来没有这样持剑和她对阵，33打平后，栾在心理上已占有极大优势，汉尼斯踌躇不前，仓促应战，结果频频失误．栾以3：8悬殊比分轻取汉尼斯，结束了奥运会冠军争夺战。总之，我国女花实战姿势是持剑臂伸出，肘关节弯曲(x一123．1o)，和对手保持一定距离，躯干自然含胸收腹(x一82．6‘)，两脚距离X一427毫米．重心在两脚之阿，摆动腿膝角X一115．4。．踝角X=64．9。，后蹬角X=53。，这种实战姿势能够保持人体灵活多变，对组织攻防战术有利，是比较合理的。但我们也要认识到击剑运动是直接对抗短兵相接的“肉搏战”，合理的实战姿势是从实战中总结出来的．有些实战姿势以生物力学角度论是不太合理的，但在比赛中也取得好成绩。如俗称“炮弹式”的实战姿势．躯干含胸收腹明显，前倾很历害，后蹬腿膝关节弯曲大．后蹬角小，形同出膛炮弹，这种姿势便于快速接触武器，连续进攻，并把自己可以进攻的面积缩到g~fl,．使对手难于找到合适的进攻点。由于炮弹式”上体过于前倾，在一定程度上影响了弓步进攻的幅度以及攻击和防御的范围。从解剖学看，炮弹式”动作使背部肌群负荷过大，长期训练比赛很容易造成劳损。然而，原联邦德国男花队就以这样的风格夺得奥运会团体冠军。我们提侣训练比赛一般采用符合生物力学原理的动作技术．在实战中，又要像栾菊杰一样．根据对手特点，适当改变实战姿势才能达到“攻其不备，出其不意”的效果。2．3弓步刺技术的动力学分析运动员做弓步刺进攻，为了达到刺中对方的目的．剑的速度和幅度要大，尤其是在水平方向上．i腿的后蹬用力效果起了很大作用。从表3看．后蹬力最大的是程显华，三个弓步刺动作值分析是923．5牛顿，1267牛顿，1275牛顿。但程的冲量值不是最大，三个动作分别是2225．0牛顿·秒、240．3牛顿·秒、253．2牛顿．秒，这说明程后蹬用力猛，但用力时问不长。后蹬冲量最大的是李德玉，三个动作分别是232．4牛顿．秒、256．4牛顿．秒、283．0牛顿．秒，其次是栾菊杰，三个动作分别是228．3牛顿．秒、250．3牛顿．秒、273．】牛顿．。秒。文献1曾分析到：李在垂直方向和左右方向冲量大，i叮在前后方向冲量比栾小。李的动作经济性和实效性就差些，由于运动员进攻主要是向前方出剑，要求运动员后蹬向前较好，和手位移路线一致，因而击剑比赛场地地面多用金属阿，以增大鞋底的摩擦力。所以后蹬动作总的原则是力要大，从而人体获得大的加速度，使出剑动作有突然性。并且要后蹬充分增大冲量，尤其相对前后方向的分冲量要大。原地弓步上步弓步、跃步弓步三个动作后蹬力依次增大，三个动作七人的平均数分别是802．3牛顿、】051．0牛顿、1160．9牛顿。三个动作冲量值也是这种规律，七_人平均后蹬冲量依次分别是221．3牛顿．秒、233．3牛顿．秒、252．0牛顿．秒(参见表3)。上步弓步刺和原地弓步维普资讯http://www.cqvip.com成都体育学院学报1994盈刺相比。上步弓步刺运动员上步获得了一个动能，并且后蹬腿在上步移动结束时肌群又受到一个负荷，因此表现出的蹬地力就大，加上弓步摆动腿幅度也较大(参见表d出剑后两脚距离栏)，当然冲量值也较大，而跃步弓步刺和原地弓步刺动作相比，除了预先获得动能以外，还获得一些势能，所以表现出的后蹬力最大，冲量值也是最大。我们曾统计78场花剑和重剑比赛，在兰种弓步进攻中，上步弓步进攻占了68，跃步弓步进攻最少，只占d。在全部弓步进攻击中有效剑中，有7l是上步弓步进攻奏效的。由此可见，上步弓步刺是得分的主要手段，分析起来有两个原因，首先上步弓步刺动作较隐蔽，双方运动员在对峙挑逗中，脚下一直在作上步和退步运动，那个时候的上步后接弓步刺进攻不易发现。其次运动员在进攻前起始状态多是超运距离，为了加大进攻距离，采用向前一步接弓步刺并结合第二意图进攻就容易成功。因此，上步弓步具有很强的实战意义。跃步弓步动作的跃步不是运动员挑逗中的常见的动作，跃步开始动作时对方运动员就很警惕，如及时防范，跃步弓步刺就难成功。从表3可知，七人平均摆动腿着地最大冲力比后蹬冲力大得多，原地弓步刺接近两倍(分别是8．O2．3牛顿和1593．0牛顿)。而摆动腿着地冲量是后蹬冲量的两倍有余·三个动作都如此。一般弓步刺摆动腿着地后，后续动作有三种情况：一是刺中对方动作结束}二是对手后退及时进攻者再向前跨一步进攻}三是进攻者距离判断有误或被对手把剑格开，需还原动作再组织进攻。后两种情况都需要进攻者将摆动腿作为蹬地腿，不论是再继续跨上一步还是反弹回复至基本姿势，都会大大增加摆动腿着地的冲力及冲量。前已述，后蹬腿冲力和冲量是跃步弓步比上步弓步大，上步弓步又比原地弓步大。但三个动作的摆动腿着地冲力的冲量没有多大差异。说明着地动作结构三个动作都雷同。从实战需要分析，在一般情况下，无论弓步刺后继动作是上步进攻或回复原位再进攻，摆动腿冲力大更有利。而冲量大主要是摆动腿着地时问长造成的。摆动腿着地时问长，不但对继续进攻不利，反而还有可能成为对手反攻的好目标。这在比赛中是屡见不鲜的。所以从实战出发，弓步刺摆动腿迈出后。不要消极等人体惯性和重力作用让摆动腿着地后再伸膝和髋而是在摆动腿没有着地前就要伸膝和髋。积极向地面蹬踏，以获得较大的冲力。因此。在身体素质方面就应加强股四头肌股二头肌、半腱半膜肌、腓肠肌等力量的训练。以提高蹬伸力量。2．‘弓步刺技术的运动学分析众所周知，弓步刺技术动作以幅度大速度快为好。从表4中出剑后两脚距离剑位移”最大剑速度栏里三个弓步动作的平均值看，跃步弓步的值都比上步弓步大，上步弓步值比原地弓步大，仅从运动学参数看，跃步弓步动作晟好。前已述，跃步弓步动作隐蔽性差，实践中采用少，而上步弓步动作相对隐蔽些，速度和幅度都较大，在实战中采用最多。表d中出剑前两脚距离一栏上步弓步平均数最大。再看个体，朱庆元和朱艳的值特别大(分别是738毫米613毫米)，使平均值增大了。而标准差原地弓步是83毫米，上步弓步和跃步弓步分别是125毫米122毫米。也就是说实战姿势两脚距离个体相互没有多大差别，上步弓步和跃步弓步差别较大。这种差别可能是由于各人身体素质和动作习惯不同引起的。出剑的速度从动作结拘分析，一部份是靠腿部积极后蹬，一部份是靠伸臂。弓步后一开始，摆动腿离地，整个人体加速前进，同时手臂作伸出动作，手在控制速度和组合战术方面起着决定的作用。从一般意义来说，手达到最大速度时刻越早，维持最大速度时问越长越好。七人次的三个动作达到最大速度时刻的平均数均在动作的前半部，个体有些在动作的后部份才达到维普资讯http://www.cqvip.com第1期周继和等弓步刺进攻技术的生物力学分析77最大速度(参见表4)。七人中剑位移最大的是鄂杰，原地弓步、上步弓步、跃步弓步三个动作分别是1214毫米、1593毫米、i628毫米。栾菊杰次之。探入分析手在x方向的速度曲线，发现栾菊杰手的速度——时间曲线图很园滑，而鄂杰的曲线上有明显两个峰值(参见图2，图3)。这说明鄂杰虽然剑位移大，但在出剑过程中速度有下降，也就是说鄂出剑动作不是一气呵成。动作过程有停顿，其余几人也有类似情况。通常动作过程不允许有停顿，以免造成对方有躲避防范的时机，所以，完成战术的重要条件之一是把已发挥的速度尽量保持下去。总之，弓步剃动作过程既要求出剑的幅度大，又要求出剑的速度快且不停顿。从表2数据看，弓步刺动作结束时肘关节x一139．7，说明手在最大位移时刻没有伸直。其实运动员在弓步刺动作过程中手臂已伸直过，由于弓步动作结束后一再上步连续刺，人体在向前位移同时持剑手臂已在作屈臂回复的动作。因为运动员弓步刺出剑动作很猛，当人体重力基本压在摆动腿上，重心靠近支撑腿边缘，人体状态反射使重心向后移保持动态平衡。而手臂质量较小，向前惯性小，并且支配手臂的神经灵活。无意识产生丁回缩，又出于想要刺中对方或防对方的反攻。回缩的速度和幅度较小，从这点理解，每人都有回缩，只是回缩的程度不同。我们经常见到运动员在比赛中感觉剑击中了对方，但记分牌没有显示得分，于是就要求裁判或自己检查剑的电路，结果很少情况是剑的电路出了故障，而大多数情况都是运动员刺中对方时，剑尖压力不够或擦边而过电动剑不显示。所以，运动员在作弓步进攻前一定要准确判断欲刺部分的距离，并且在使动作到位后再作下一个动作，即快速出剑使其剑尖到位，手臂不能曲肘回缩过早。建议在平时训练中要养成良好的动作到位习惯。3结论和建议3．1我国女花运动员实战姿势比较合理，以七人数据均值而论，持剑臂肘关节约127．6。，躯干自然含胸收腹(826。)，人体重心在两腿之间，摆动腿膝角115．4。，踝角64．9。，后蹬角53。，两腿甩离127毫米，在实战中根据对方技战术情况应适当改变实战姿势。3·2三种弓步刺动作的后蹬最大力值和冲量，剑位移和最大剑速度，出剑后两脚距离五项参数值都是跃步接弓步刺动作最大，向前一步接弓步刺伏之，原地弓步刺最小。3．3弓步刺动作不但后蹬力要大．并且蹬伸要充分，以增大冲量，尤其要增大向前的分冲量。3．●向前一步接弓步刺技术具有很强的实战意义，建议加强教学训练。3．5建议加强摆动腿力量训练，以提高弓步刺后续动作的效果。3．B弓步刺技术出剑不但要求速度快，并保持速度，而且要求动作幅度大．使剑尖到位。该研究工作曾得到国家体委击剑处、国家女花击刽队、国家体委体科所连动生物力学研究室的大力协助，在此表示衷，感谢。(下转第85页)维普资讯http://www.cqvip.com