基于位移傳感器的重載訓(xùn)練中拉鈴力學(xué)性能測試分析

基于位移傳感器的重載訓(xùn)練中拉鈴力學(xué)性能測試分析

20世紀(jì)80年代初，隨著技術(shù)的進(jìn)步和計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，從二維到3d的比賽體育動作的量化分析可以成為一種可能。從二維到3d的一種分散的運(yùn)動分析方法的實現(xiàn)極大地激發(fā)了研究人員的積極性。最后，我們可以獲得一些運(yùn)動分析的具體數(shù)據(jù)，如速度、角度和長度。因此，有許多關(guān)于運(yùn)動分析的研究。直到90年代末。由于競技體育發(fā)展,對運(yùn)動生物力學(xué)要求越來越高。那種以影像解析為主要手段的運(yùn)動學(xué)分析,和以實驗室模式的動力學(xué)測量,由于其結(jié)果滯后和精度等一些原因,在競技體育科技服務(wù)和訓(xùn)練實踐中越來越顯得力不從心。近年來實時檢測技術(shù)的發(fā)展,特別是傳感技術(shù)的應(yīng)用,包括位移傳感器,速度傳感器,加速度傳感器,角度傳感器以及肌電等實時檢測設(shè)備的應(yīng)用,為運(yùn)動生物力學(xué)提供了新的有效的分析手段和應(yīng)用前景。FitroDyne是一個原理簡單的位移、速度傳感檢測裝置,通過細(xì)線的拉動,測量出實際運(yùn)動物體的位移和速度,計算出加速度,實時顯示相應(yīng)的曲線或數(shù)據(jù)。通過物體重量和加速度,進(jìn)一步計算出物體在垂直方向的受力,以及運(yùn)動過程中的做功和功率。利用這一裝置可以實時的監(jiān)控和反饋力量訓(xùn)練和專項力量練習(xí)過程中的基本運(yùn)動學(xué)數(shù)據(jù)和相應(yīng)的一些動力學(xué)參數(shù)。由于不需要人工的解析判讀過程,因而反饋及時,分析客觀。JenningsCL等曾經(jīng)用FitroDyne對受試者進(jìn)行下蹲跳和負(fù)重屈臂實驗,證明FitroDyne測試評價人體肌肉最大功率能力具有很高的可靠性。1專項技術(shù)能力反饋通過用FitroDyne位移位移傳感器對舉重專項力量練習(xí)的測試,探索位移、速度實時檢測技術(shù)在舉重訓(xùn)練評測和反饋中的應(yīng)用。了解我省舉重運(yùn)動員的專項技術(shù)能力,技術(shù)特點(diǎn)和技術(shù)差異,協(xié)助訓(xùn)練過程的力學(xué)監(jiān)控,提高訓(xùn)練效果。關(guān)于舉重技術(shù)的分析研究這些年來已經(jīng)很多,本研究不準(zhǔn)備對運(yùn)動學(xué)分析做過多理論上的計算。希望通過實時顯示傳感測試系統(tǒng)的應(yīng)用,探討那些對實際運(yùn)動訓(xùn)練有直接幫助的實時數(shù)據(jù)或力學(xué)指標(biāo),尋求運(yùn)動生物力學(xué)手段在訓(xùn)練過程中的指導(dǎo)作用。2學(xué)習(xí)方法2.1年齡、體長參加快拉測試的是江蘇省舉重隊隊員7人。平均年齡18.3±1.9,平均身高171.4±3.7cm,平均體重80.7±11.1kg。見表12.2種方法是正確理解放在精確面。在這既在測試方法中,補(bǔ)充儀器設(shè)置條件、記錄數(shù)據(jù)的過程的描述。墊木寬快拉。將杠鈴架在一個木架上,做類似抓舉發(fā)力快速拉鈴動作。快拉作為專項訓(xùn)練的一種方法,在此省去了引膝提鈴過程和支撐過程,是專門針對抓舉發(fā)力過程進(jìn)行的訓(xùn)練。同時為專門研究抓舉發(fā)力提供了實時測試和實時監(jiān)控的條件。杠鈴木架高度為31cm。杠鈴的半徑22.5cm,實際杠桿起拉高度H=31+22.5=53.5cm。FitroDyne放置在杠鈴右側(cè)地面上,傳感拉線扣在杠桿右端點(diǎn),記錄杠杠向上拉動的位移和速度。重量從120kg開始,每次增加10kg,直至失敗。3結(jié)果與分析圖1是FitroDyne記錄得到的杠鈴快拉過程,從起拉高度53.5cm到杠鈴最高點(diǎn)的速度和位移隨時間變化的基本曲線。3.1重拉“杠桿”的檢測用位移傳感器測量杠鈴高度,是最直接最準(zhǔn)確的物理量。每個人都有特定重量的最大高度?？紤]各運(yùn)動員的身高不同,為了進(jìn)行比較,我們以身高作基準(zhǔn),計算每個運(yùn)動員的相對杠鈴最大拉高。表2顯示每個運(yùn)動員所能拉動的最大相對高度隨杠鈴重量的增加而下降。從表3的相關(guān)性分析結(jié)果可以看出,各運(yùn)動員提鈴最大高度和提拉重量呈現(xiàn)高顯著性負(fù)相關(guān)。相關(guān)系數(shù)很接近-1(表3),相對高度和重量之間表現(xiàn)出非常良好的線性關(guān)系。杠鈴的上拉高度,是實現(xiàn)成功抓舉的基本條件。表2用上拉最大高度相對身高的百分比描述每個運(yùn)動員上拉杠鈴的相對最大高度。有研究顯示,抓舉過程杠鈴的最高點(diǎn)大約在人身高的61.9±1.9%。本實驗快拉動作主要測試發(fā)力過程,不做完整的下蹲,因而會比實際抓舉動作提起更大的重量和稍微高一些的杠鈴高度。實驗數(shù)據(jù)顯示,隨著杠鈴重量的加大,運(yùn)動員上拉所能達(dá)到的最大相對高度隨之下降。當(dāng)下降到一定高度,則認(rèn)為是失敗動作。實驗中發(fā)現(xiàn)成功的快拉動作杠鈴最大拉高沒有小于身高62%。對抓舉動作來說,根據(jù)運(yùn)動生物力學(xué)角度和人體結(jié)構(gòu)分析,這一相對高度是必須的。為了保證下蹲支撐,最終舉起杠鈴。在杠鈴和地面之間,人體需要一個形成支撐姿態(tài)的垂直空間,小于特定相對高度,人體無法形成有效的支撐姿態(tài)。也就無法完成抓舉過程。當(dāng)然,各人的技術(shù)好壞和個體差異,這一相對高度會有微小的差別。如果能以較小的相對高度舉起相同的重量,恰恰是技術(shù)好的表現(xiàn),可以節(jié)省提鈴所需要的能量。如果用較高的杠鈴高度才能舉起相應(yīng)的重量,則說明力量能力充分,可以考慮技術(shù)上有沒有改進(jìn)的需要。筆者曾經(jīng)研究抓舉過程中,杠鈴高點(diǎn)和人體重心低點(diǎn),達(dá)到的最大兩心高度差。為有效支撐需要的“兩心”之間最小垂直空間大約是身高的41.0%±0.9%。從專項訓(xùn)練的角度來看,由于這種測試是實時的,因而杠鈴最大高度這一指標(biāo)可以用于判斷運(yùn)動員達(dá)到極限重量的程度;評價運(yùn)動員的實際能力和進(jìn)步情況;監(jiān)控運(yùn)動員的訓(xùn)練強(qiáng)度。3.2可蘇格拉底最大重量是量化科學(xué)基本提拉練習(xí)是以10kg的重量遞增的,用本次實際提拉的最大重量作為運(yùn)動員能提拉的最大重量看待是比較粗造的。為了較準(zhǔn)確的判斷每一位運(yùn)動員的提拉能力,用如下的方法對每一位運(yùn)動員可提拉的最大重量作出估計,從而在訓(xùn)練過程中評估和監(jiān)控運(yùn)動員的訓(xùn)練和能力增長。由于快拉動作提鈴的最大相對高度和提拉的重量之間存在極好的線性負(fù)相關(guān),通過這兩個量建立回歸方程,以提拉最大高度相對身高的62%作為成敗提拉的臨界點(diǎn)。如上所述,根據(jù)人體姿態(tài),小于此高度已經(jīng)不能達(dá)到舉起重量所需要的基本垂直空間。將數(shù)值62作為自變量代入各回歸方程,得到每個運(yùn)動員可以提拉的極限重量。表4是通過回歸計算得到的每個運(yùn)動員能提拉的最大重量,同時列出了每個運(yùn)動員近期抓舉和挺舉的最好成績。對可提拉的最大重量與近期最好抓舉成績、最好挺舉成績進(jìn)行分析表明,提拉成績與抓舉成績、挺舉成績具有顯著的相關(guān)性。相關(guān)系數(shù)分別為r=0.908,p<0.05,r=0.930,p<0.05。提拉最大重量的估計能夠較細(xì)致的量化運(yùn)動員的提拉能力;可以在次重量的幾次練習(xí)過程中判斷運(yùn)動員本堂訓(xùn)練課的提拉極限重量的能力;從而在訓(xùn)練過程中評估運(yùn)動員當(dāng)時的提拉能力。并由于提拉最大重量能力和實際抓舉挺舉成績有良好的相關(guān)性,因而可以在訓(xùn)練過程中評估運(yùn)動員的訓(xùn)練效果和監(jiān)控能力增長狀況。3.3提鈴最大速度和提重量相關(guān)系數(shù)表5數(shù)據(jù)顯示,每個運(yùn)動員拉鈴的最大速度隨著杠鈴重量的增加而下降。對每一運(yùn)動員的提鈴最大速度和不同提拉重量進(jìn)行相關(guān)分析的結(jié)果見表6,從中可以看出,各運(yùn)動員提鈴最大速度和提拉重量之間呈現(xiàn)高顯著性負(fù)相關(guān)。相關(guān)系數(shù)最小絕對值很接近1,顯示出非常顯著的的線性關(guān)系。最大速度也反映運(yùn)動員的提拉能力。對最大速度出現(xiàn)的相對高度進(jìn)行分析結(jié)果表明,每個運(yùn)動員有自己的一致性,但彼此因人而異,且和提拉重量沒有明顯的相關(guān)關(guān)系,只反映了不同運(yùn)動員的技術(shù)特點(diǎn),對表6的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析表明,不同運(yùn)動員最大速度出現(xiàn)的相對高度之間有顯著性差異。3.4力的基礎(chǔ)形成了相關(guān)因素舉重發(fā)力階段的研究很多。要很快得出力值還是很困難的。然而,用傳感技術(shù),可以實時的得到相應(yīng)的力值曲線和功率曲線。舉重的成績主要取決與運(yùn)動員力量能力。在達(dá)到一定的力量能力的基礎(chǔ)上,技術(shù)因素起了關(guān)鍵作用。FitrioDyne作為位移和速度傳感裝置,在技術(shù)動作運(yùn)動學(xué)指標(biāo)上提供了直接數(shù)據(jù)。同時對運(yùn)動員力量和功率能力也可作出判斷和對比。經(jīng)過分析,每個運(yùn)動員最大力量,最大功率與不同提拉重量沒有相關(guān)性。也就是最大力,最大功率可以出現(xiàn)在不確定的提拉重量時。從圖2的力量和功率曲線可以看出,不同運(yùn)動員的用力特點(diǎn)。例如,馬×在提拉過程中有明顯的停頓,力曲線有凹陷,或者說發(fā)力過程具有明顯的“兩次用力”;夏×則在初始起鈴時發(fā)力較早;季××整個提鈴過程用力較一致,沒有明顯的爆發(fā)力點(diǎn)。4對提取精神的能力的分析在墊木快拉的專項力量訓(xùn)練中的實時測試數(shù)據(jù)表明,杠鈴上拉重量和提拉的最大高度、提拉的最大速度之間存在高顯著性的線性負(fù)相關(guān)。在對提拉重量和提拉相對高度進(jìn)行的線性回歸分析中,根據(jù)文獻(xiàn)和實際測試,將提拉最大高度相對身高62%作為提拉成敗的臨界點(diǎn),獲得提拉極限重量的回歸估計值,作為運(yùn)動員提拉最大重量的能力。其和實際抓舉、挺舉成績具有良好的相關(guān)性。提拉最大重量的估計能夠較細(xì)致的量化運(yùn)動員的提拉能