网球正手击上旋球与平击球动作技术的生物力学对比分析

论文摘要

在网球的各项基本技术中,正手击球是运用最多的一种击球方式,根据技术统计分析一场比赛中使用正手击球的频率占比赛的70%左右。上旋球带有强烈的旋转,前冲力大,弹跳高,跳的远,稳定性高,增加了回击球的距离和难度,造成对手被动和困难,是后场抽击和破上网截击的有力武器。平击球指的是大力平击反弹高球,击出的球几乎没有旋转,而在空气阻力的作用下会产生飘动,被人成为“波动球”具有极强的攻击力。上旋球与平击球是正手击出的两种不同的球,各有各自的优缺点,目前对上旋球研究的较多,研究平击球的很少,而对两者进行区别对比研究的还未见有。本研究运用生物力学的方法和测量手段,采用无线遥测肌电测试仪(1000Hz)(芬兰MEGA),并结合高速摄影(120帧/s)等仪器对6名优秀男子网球受试者的正手击球动作进行测试。运用专门的分析软件进行各主要肌肉活动状态的肌电分析,并运用高速摄影分析系统(APAS)对运动员的动作进行解析,获得网球正手上旋球和平击球动作的运动学参数和肌肉放电特征,以定量和定性结合的分析方法阐明其动作的基本原理,对上旋球与平击球的击球动作技术进行比较研究,探寻这两种击球动作技术的特征和规律,进一步揭示其肌肉的用力情况,以及存在的不同,探讨两种击球动作的体育教学和训练要点,为改进和合理化掌握上旋球与平击球动作技术的教学和训练提供科学的理论依据和实践应用。通过对击球动作过程中各肌肉肌电活动原始图的分析得出击球动作过程中肌肉肌电活动的时间顺序以及各肌肉的积分肌电值;经过对高速摄影的分析得出击球时刻各关节的角度以及击球动作关节的角度以及击球动作过程中击球握点、腕关节等主要关节的最大速度。通过对研究结果的分析得到以下结论:(1)在击球动作过程中两种击球动作的放电顺序及IEMG无显著性差异;斜方肌、肱二头肌最先开始放电,并且持续时间较长,胸大肌和臀大肌开始放电比较晚,而且持续时间比较短,肱桡肌、肱二头肌和斜方肌的积分肌电值最大,表明在击球过程中斜方肌和肱二头肌是主要用力肌肉。(2)网球正手击球动作瞬间,两种击球动作特征存在较大差异;击上旋球时拍面与地面的夹角35.4°、上臂前臂夹角104.7°、大臂与躯干的夹角37.6°,结合人体结构特点分析,这一姿态较为有利,即可以增挥拍的速度,又不失蹬转的爆发力。平击球击球瞬间拍面与地面夹角基本与地面垂直,上臂前臂夹角120.7°、大臂与躯干的夹角57.6°,这样有利于拍面的控制,击出速度快的平击球。(3)两种击球各主要关节及握点的最大速度存在显著性差异,击上旋球时各关节及握点的速度都比击平击球时快些;要想击出强有力的上旋球必须加快兜腕、小臂的内旋和身体的蹬转。而击平击球时兜腕不是很明显,拍子与小臂基本在一条直线上,击球点控制在膝关节左右的高度,有利于屈膝,增加爆发力。击球后两种击球的随挥有明显差异,上旋球击球后小臂内旋,从胸前横拉;而平击球击球后手臂放松,继续前送,自然收拍。(4)根据击球过程中主要关节达到最大速度的时间顺序测试结果,表明两种击球动作在用力顺序时是一致的:体现用力顺序为踝—膝—髋—肩—肘—腕,用力特征为下肢蹬伸—躯干侧转—伸肩—伸肘—前臂内旋—上臂转动—手腕屈。建议:(1)在对平常正手击球的力量训练时除应加强斜方肌、肱二头肌、三角肌和股直肌的最大力量、快速力量、反应力量训练之外,同时强化手腕关节周围的屈肌、伸肌的握力训练,以及背部腹外斜肌、背阔肌的训练。(2)通过运动学分析发现,在击球过程中,控制好拍面与地面夹角、膝关节角度、腕关节角度、上臂前臂夹角和击球的高度是击出强有力的上旋球与平击球的区别之处。同时要加快主要关节的转动速度。(3)必须充分利用人体的协调链,即头肩、上体、髋(腰)、腿四部分协调有序的用力,使全身的力量顺畅地传递到球拍上,在恰当的击球点击出一记好球。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 2 综述
• 2.1 国外关于网球正手击球动作研究的历史及现状
• 2.2 国内对网球正手击球动作研究的历史及现状
• 2.3 高速摄像在体育项目研究中的应用
• 2.3.1 高速摄像研究方法的原理及意义
• 2.3.2 国内利用高速摄影技术研究体育运用项目的历史及现状
• 2.4 肌电技术在体育项目研究中的应用
• 2.4.1 肌电原理的研究
• 2.4.2 国内利用肌电技术研究体育运用项目的历史及现状
• 2.5 国内外关于网球击球动作的肌电和高速摄影研究的整体现状
• 2.6 当前网球击球动作研究中的缺陷与不足
• 2.7 高速摄像与肌电应用的可行性
• 2.8 表面肌电时序分析与积分分析技术和运动学分析在网球动作研究中的应用可行性
• 3 研究对象与方法
• 3.1 研究对象
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 文献资料法
• 3.2.2 专家访谈法
• 3.2.3 实验测试法
• 3.2.4 数理统计法
• 4 研究结果
• 4.1 高速摄影实验结果
• 4.1.1 击球动作过程中击球时刻各个关节的角度
• 4.1.2 击球动作过程中击球握点、腕关节点等最大速度统计结果
• 4.2 肌电实验结果
• 4.2.1 击球动作过程中各肌肉肌电活动原始图（右侧）
• 4.2.2 击球动作过程中各肌肉肌电活动时间顺序
• 4.2.3 击球动作过程中各肌肉的积分肌电值（IEMG）
• 4.3 分析与讨论
• 4.3.1 击球动作过程的肌电对比分析
• 4.3.2 击球动作过程的运动学对比分析
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果