（体育教育训练学专业论文）乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征研究.pdf

学位论文独创性声明学位论文独创性声明 本人呈交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含 其他个人已经发表或撰写过的研究成果。 对本文的研究工作做出重要 贡献的个人和集体，均已在文中做了明确说明并表示谢意。 论文作者： 日期： 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校对 本人递交的学位论文保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和电子版， 允许在校内和与学校有协议的部门公布论文并被查阅和 借阅。 本人授权西安体育学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和 汇编本学位论文。 论文作者： 导师： 日期： 日期： 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 i 摘 要 纵观乒乓球技术的发展， 乒乓球运动员的弧圈球技术在比赛中有着举足轻重 的地位。弧圈球的攻击性强，威胁大，是比赛中有效的得分手段之一。两种弧圈 球技术有各自的优势，这就要求运动员熟练掌握两种技术的动作要领，在比赛中 灵活运用，获得比赛胜利。 本文从生物力学、解剖学角度用高速摄像和肌电测试的方法，对 8 名乒乓球 运动员两种弧圈球技术动作进行运动学和肌电学分析， 获得两种弧圈球技术中运 动员身体各关节点速度、关节角度及参与该动作主要肌肉的原始肌电、积分肌电 等数据， 从而对两种技术的特征进行对比分析， 得出两种技术在三个阶段的异同， 为指导教学和训练提供理论依据。 通过对实验结果的分析，获得如下研究结论： 1）在三个阶段中两种弧圈球技术的引拍方向、幅度是不同的，不同的引拍方向 及幅度会造成不一样的关节点速度和关节角度，导致不同的击球效果。因此在教 学中要特别注意此引拍方向及幅度的区分， 以便使初学者更加直观了解两种弧圈 球技术，形成相对合理的引拍方式。 2）在三个阶段中两种弧圈球技术运动员各关节点速度总体规律是由下肢关节到 上肢关节是逐渐增大的。 高吊弧圈球技术关节点的速度都明显小于前冲弧圈球技 术关节点的速度。结合教学及训练使得身体协调配合，大关节带动小关节并将能 量传达到球拍，作用到乒乓球上。 3）引拍阶段、迎球挥拍阶段两种弧圈球技术上肢关节角度都有变大的趋势，高 吊弧圈球技术的上肢关节角度始终大于前冲弧圈球技术的上肢关节角度。 结合迎 球挥拍阶段各关节点速度的变化规律， 在教学和训练中要体会在此阶段不同的关 节角度作用使得作用在乒乓球上的力量、速度及方向。 4）在三个阶段中弧圈球技术上肢肌中受试肌肉肱桡肌、肱二头肌、斜方肌、三 角肌、 胸大肌的活动强度及参与程度由强到弱的顺序为随势挥拍阶段迎球挥 拍阶段引拍阶段。其中胸大肌在三个阶段中放电不明显，因此在训练中要更 注意根据肌肉的参与程度来确定肌肉的训练方式。 5）三个阶段中弧圈球技术下肢肌中受试肌肉臀大肌、股二头肌、股直肌、腓肠 肌外侧头的活动强度及参与程度由强到弱的顺序为引拍阶段迎球挥拍阶段 随势挥拍阶段。 关键词关键词： 乒乓球；高吊弧圈球；前冲弧圈球；运动学；肌电乒乓球；高吊弧圈球；前冲弧圈球；运动学；肌电 论文类型论文类型：基础研究：基础研究 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 ii abstract with the development of table tennis techniques, table tennis players loop techniques have a vital role in the game. the aggressivity and threat of the loop, is one of the effective means of scoring in the competition. each of the two loop technologies has its own advantages. it requires that the players should be familiar with the action points of the two technologies and use them flexibly in the match in order to win the game. this article is from the biomechanics, anatomy with high-speed camera angle and muscle power test method of eight table tennis athletes two spinning.the technology action make kinematics and muscle electrical analysis for two spinning.it technology athletes each body positioning point speed, joint angle and participate in this movement mainly muscle of the original muscle power, integral muscle electricity and other data, the two technologies to the characteristics of the contrast analysis, two kind of technology that in three stages of the similarities and differences, for teaching and training to provide the theory basis. by the analysis of experimental results, the results are as followed: 1) in the three stages of two spinning, the racket back direction, amplitude is different, different direction and then i will cause by the speed and joint angle positioning point, lead to different kinds of hitting effect. so in teaching should pay special attention to the racket back direction and the amplitude of the distinguish, so that the beginners more can learn about the two spinning.it technology, form the relatively reasonable racket back way. 2)in the three stages of two spinning.it technology closely speed overall rule the athletes by lower limbs to upper limbs joint is joint increased gradually. tall condole spinning.it technology was also significantly less than the speed before spinning.it technology was also at speed. combining with the teaching and training makes the body coordination, large joints, drive small joint and communicate to the energy racket, the function to the table tennis. 3)the racket back stage is to meet the ball swing phase two upper joint angle spinning.the technology change big trend, tall condole spinning.the technology upper joint angle always greater than at the upper limbs before spinning.the technology joint angle. to meet the ball with the key points of the swing phase speed 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 iii change rule, in teaching and training to experience at this stage of the different angle joint role in that role on the table tennis of strength, speed and direction. 4) in the three stages of upper limb muscle in suffer spinning.it technology try muscle of radial muscle, humeral biceps, trapezius muscle, deltoid muscle, chest big muscle strength and participate in the activities of the degree from strong to the weak order with the potential to swing phase-meet the ball swing phase-racket back stage. one chest big muscle in the three stages of discharge not obvious, therefore in training to pay more attention to the participation according to muscle to determine the muscle training. 5)there are three stages. according to the lower limb muscle in suffer spinning with the technology using muscle musculus glutaeus maximus, shares biceps, strands of rectus, the lateral head of the gastrocnemius muscle strength and participate in the activities of the degree from strong to the weak, the order is the racket back stage-to meet the ball with the potential swing stage-swing stage. keywords: table tennis; high loop; accelerated loop; kinematics emg type of thesis: basic thesis 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 iv 目 录 1 前言 . 1 1.1 选题依据 . 1 1.2 文献综述 . 3 1.2.2 乒乓球技术动作的生物力学分析. 3 1.2.3 乒乓球技术的运动学分析. 3 1.2.4 乒乓球技术的肌电分析. 5 2 研究对象与方法 . 6 2.1 研究对象 . 6 2.2 研究方法 . 6 2.2.1 文献资料法 . 6 2.2.2 专家访谈法 . 7 2.2.3 实验法 . 7 2.2.3.1 高速摄影 . 7 2.2.3.2 肌电测试方法 . 8 2.2.4 数理统计法. 9 2.3 三维关节角度的定义 . 9 2.3.1 上肢关节角度的定义. 9 2.3.2 下肢关节角度的定义. 9 3 结果与分析 . 10 3.1 运动学数据结果及分析 . 10 3.1.1 引拍阶段. 10 3.1.1.1 引拍结束时刻两种弧圈球技术右上肢各关节点的空间特征 . 11 3.1.1.2 引拍结束时刻两种弧圈球技术各关节点合速度的对比分析 . 12 3.1.1.3 引拍结束时刻两种弧圈球技术各关节角度 . 14 3.1.2 迎球挥拍阶段. 15 3.1.2.1 球拍触球时刻两种弧圈球技术右臂各关节点的空间特征 . 16 3.1.2.2 球拍触球时刻两种弧圈球技术各关节点速度 . 17 3.1.2.3 球拍触球时刻两种弧圈球技术各关节角度 . 19 3.1.2.4 迎球挥拍阶段下肢关节角度的变化 . 21 3.1.2.5 迎球挥拍阶段上肢关节角度的变化 . 21 3.1.3 随势挥拍阶段. 22 3.1.3.1 随挥结束时刻两种弧圈球技术各关节点的空间特征 . 22 3.1.3.2 随挥结束时刻两种弧圈球技术各关节点速度 . 23 3.1.3.3 随挥结束时刻两种弧圈球技术各关节角度 . 25 3.2 生理学数据结果及分析 . 27 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 v 3.2.1 运动员完成弧圈球技术三个阶段用时情况. 27 3.2.2 原始肌电图特征及分析. 28 3.2.3 引拍阶段肌电图特征与分析. 29 3.2.4 迎球挥拍阶段肌电图特征与分析. 31 3.2.5 随势挥拍阶段肌电图特征与分析. 33 3.2.6 三个阶段中前冲弧圈球技术肌肉积分肌电值的对比分析. 35 4 结论与建议 . 36 4.1 结论 . 36 4.1.14.1.1 . 36 4.1.24.1.2 . 36 4.1.34.1.3 . 36 4.1.44.1.4 . 36 4.1.54.1.5 . 36 4.2 建议 . 36 5 致 谢 . 37 6 参考文献 . 38 7 附件 . 41 8 承 诺 书 . 50 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 1 1 前言 1.1 选题依据 弧圈球是指运动员拉出的具有强烈上旋性质的球。弧圈球的攻击性强，威胁 大，是现代的先进技术之一，在比赛中更是得分的有效手段。纵观乒乓球技术的 发展， 乒乓球运动员的弧圈球技术在比赛中有着举足轻重的地位。弧圈球的攻击 性强表现在其上手的机会多， 应用的范围宽； 只要是第一跳出台的球都能拉起来。 下旋来球可以拉高吊，不转或上旋可以拉前冲；威胁大表现在高吊弧圈球的上旋 强烈，第一弧线高易于过网，运行速度较慢，第二弧线反弹后向下坠，易使回击 着对不上点，回球容易出界；前冲弧圈球不仅上旋强，而且速度快，容旋转速度 与一体，回击的难度大；可以说在现代乒乓球技术中，弧圈球已成为各种类型打 法必备的得分手段 1。 从第一届世界乒乓球锦标赛起到1951年的第18届世乒赛期间欧洲的乒乓球 一直处于霸权地位，直到 1952 年第 19 届世界乒乓球锦标赛，日本运动员使出了 他们的秘密武器海绵板球拍， 新型球拍结合直板全攻型的打法震惊了世界乒 坛，从而结束了欧洲运动员称霸的历史，改写了世界乒坛的格局。 1952 年中国加入国际乒联，1953 年第一次参加了第 20 届世乒赛，从此开始 了中国乒乓球事业的奋斗历程。1959 年中国运动员容国团使用直拍左推右攻的 近台快攻技术一路冲杀击败了世界各国选手，获得了新中国第一个世界冠军。此 后中国队在世界乒坛的地位日益提升。在中国队形成“积极主动，以快为主，抢 先上手，先发制人”的中国近台快攻的指导思想， “快速、准确、凶狠、多变、 旋转”是这类打发的主要特点。欧洲运动员经过 20 多年的认真反思，艰苦探索， 不断创新，在 20 世纪 70 年代逐渐形成了自己的技战术风格，他们将中国的近台 快攻打法和日本的弧圈球打法有机的结合起来， 使球的速度和旋转都得到了很大 的提升，创造了适合他们的以两面弧圈为主结合快攻的先进打法，重新屹立于世 界乒坛。世界乒坛已经进入了欧亚激烈对抗的时代 【2】 。 在弧圈球技术的日渐成熟时，弧圈球的优势逐渐呈现出来，中国乒乓球运动 员除了学习外国运动员的所长之外，在弧圈球技术和打法方面也有所创新，形成 了具有中国独特风格的弧圈型打法，中国在乒乓球界的霸权地位日益凸显。1988 年汉城奥运会乒乓球被列为正式比赛项目， 这是世界乒乓球发展中的一个重要里 程碑。从 1988 年开始，共举办了 5 届奥运会，中国乒乓健儿夺得 16 块金牌，占 总数 20 块的 80，在 2008 年第 29 届北京奥运会上，我国乒乓健儿包揽了四个 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 2 项目的全部金牌， 再一次给了全国人民一个惊喜 【2】 。 由于现在的乒乓球技术不仅 仅强调进攻，对运动员的要求更高。因此全面的技术是比赛获胜的重要基础，对 防守技术的要求也更加迫切。在比赛过程中双方大多是在控制球，摆短球，撇球 或搓下旋球，以此来抑制对方的进攻。因此，怎样打破这种僵局对付下旋球和不 出台面的短球是非常重要和可行的技术。因此弧圈球的重要性显现出来，弧圈球 的特点上旋强烈，第一弧线较高，命中率较高，对付下旋球和搓球时。这就决定 了弧圈球是进攻的最好技术。 尤其以欧洲男子运动员的横拍两面拉弧圈球技术被 称为代表当今最先进的打法，领导着世界乒乓球技术的新潮流，其主要代表就是 在世界乒坛上活跃了二十多年，具有“乒坛常青树”之称的瑞典运动员瓦尔 德内尔。而与此同时，韩国运动员也在吸取了中国运动员的前三板与近台技术和 欧洲选手的弧圈球技术的同时，又进一步发展了日本人步法快、跑动范围大的特 点，提高进攻的杀伤力，将大力抽杀式的弧圈球技术发展改进，形成了进攻凶狠 的韩国选手特有的直拍弧圈打法，其中以直拍正手抽杀力量极大、旋转较强、正 反手两面进攻和中远台相持能力堪称世界第一的金泽洙为代表， 在世界乒坛上取 得了一定的成绩。中国的运动员在弧圈球技术上有着世界顶级水平。直拍正手拉 弧圈和直拍反手横拉弧圈球的王皓， 横拍两面拉弧圈球王励勤都是当今乒坛的领 军人物。 在现代乒乓球运动的技术中弧圈球技术占据了很重要的位置。因此，对弧圈 球的研究就显得很重要了，国内外学者对于乒乓球运动项目的生物力学应用研 究， 已经做出了一些有益的研究和探索。但有关乒乓球生物力学和解剖学结合的 研究还不多，并且已有的研究还不够系统和深入，所用的运动生物力学研究方法 比较单一，乒乓球专项化的运动生物力学仪器很少，对乒乓球弧圈球技术动作中 所用到的肌肉、 肌肉其用力顺序、 肌肉参与运动的程度等方面揭示得还不够全面。 随着科技的进步和人类对自身认识的提高，需要集中更多学科的力量，对乒乓球 项目进行全面、综合地研究必将是乒乓球运动的发展提供很有利的依据。 从收集相关资料，总结概括运动技术的发展历程发现，乒乓球的每一次发展 都与器材和技术的改革密不可分。 运用高速摄影和肌电测试同步的方法通过对弧 圈球技术的生物力学和解剖学分析， 揭示其技术特征及其在动作过程中肌肉的活 动规律及参与程度是一个新的思路和方向。 乒乓球运动员动作技术的合理与否是 要以击出的乒乓球的性质、质量作为衡量的标准的，那么运动员将以怎样的动作 击打出最好的效果、 对对方最有威胁的球？这就使得对乒乓球技术的复杂多变进 行科学的分析。本文通过对弧圈球技术动作从生物力学、解剖学角度用高速摄像 和肌电测试去对优秀运动员的动作技术进行分析，获得有运动学数据和肌电参 数，为指导教学和训练提供理论依据。 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 3 1.2 文献综述 1.2.2 乒乓球技术动作的生物力学分析 郭铮3在乒乓球台内反手侧拉球技术分析中运用运动生物力学的原理从 动作幅度、 人体运动的潜能、 稳定性三方面对比分析了弧圈球技术和小弧圈技术。 腾守刚4在乒乓球直拍反手正面拉弧圈球技术的可行性探讨中从解剖学、生 物力学角度试图探讨直拍反手正面拉弧圈球技术的可行性。 吴焕群5采用比较连续照片的方法，较详细地对郭跃华的弧圈技术进行了全 面的剖析，虽然运动学的特征量未给出，但这个研究应该是开创了运动生物力学 方法在乒乓球运动研究中的先河。 肖丹丹6在乒乓球正手快攻、弧圈球技术的生物力学研究及步法垫测试系 统的研制与实验 本文运用 klstler 三维测力台测试系统对乒乓球正手弧圈球技 术进行测试，运动员分别用中等力量和最大力量两种方式击球。研究结论:l)完 成轻拉和重拉时垂直方向上的支反力力值最大左右和前后方向上的支反力力值 较小;地面支撑反作用力影响身体重心的移动，两者之间有密切关系。2)在垂直 方向上，轻拉和重拉的区别在于，重拉的左右脚最大支反力分别大于轻拉的左右 脚支反力。 在引拍结束时， 两者的峰值没有差别。 说明重拉和轻拉在引拍过程中， 重心从左脚移动到右脚的幅度是差不多的，随挥结束，借着高速挥拍时的惯性， 身体重心从右脚向左脚移动得更多。3)在水平方向上，两种力量的弧圈球技术， 在两处峰值处的力值无论是左脚还是右脚，差异都非常显著。在引拍结束附近出 现的峰值，重拉技术大于轻拉。这提示我们在发力拉弧圈球技术时要注重在左右 方向上的蹬地。4)在前后方向上，当比较峰值和谷值时刻发现，在两种力量击球 时，有显著差异。说明要发力拉球时，要注重前后方向上的蹬地力。 孟杰7乒乓球比赛中王皓与唐鹏的正反手弧圈球技术动作技术的生物力学 分析对乒乓球比赛中王皓与唐鹏的正反手弧圈球技术动作技术进行了对比研 究。 运用三维录像分析方法，首次分析对正反手拉弧圈球技术在比赛中的应用进 行了研究。将王皓和唐鹏的直拍横打技术和相关的运动生物力学知识结合起来， 经过整合并结合理论进行对比分析，提出了两个优秀运动员动作技术特点，通过 对技术特点的比较分析，说明了王皓技术的合理性，以及及技术在比赛中的实际 应用效果。 1.2.3 乒乓球技术的运动学分析 黄诚8等人在运动训练专题研究发表的乒乓球直拍横打攻弧圈球技术动作 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 4 的运动学参数研究 ，在上述研究中对直拍横拉和横拍反手两种反手位的技术动 作在不同的运动阶段上肢各环节进行了分析研究，通过对相同的研究范围、运用 相同的研究指标，总结出了直拍横拉技术和横拍反手拉技术的技术特点，从而将 进一步的明确两种技术的相关性，进而指导两种技术的对比学习。杨斌9优秀 女子青少年乒乓球运动员弧圈技术分析 中通过对优秀女子青少年乒乓球运动员 的弧圈技术进行了运动学分析，对直拍横打型运动员、传统直拍型运动员、横拍 运动员在球拍触球和随势挥拍两个动作阶段中左右肩、左右肘、左右髋、左右膝 关节以及身体重心的速度和关节角度的变化特征进行相关性分析， 通过对三种打 法类型的规律性描述，进行对比分析找出相关和不相关的技术要点，从而找出三 种不同类型打法的优势及劣势，从而指导以后的学习和训练。吴瑜10在对我 国优秀乒乓球直拍选手马琳王皓正手拉下旋球动作的运动学分析 中通过我对两 位优秀运动员的正手位拉弧圈球技术动作进行运动学和生物力学方面相结合的 分析研究中得出两名优秀运动员针对下旋球的不同技术特点， 通过对两种技术特 点和击球效果对比分析后以便我们对以后运动员的技术类型进行更科学的培养。 张辉11对我国部分男子优秀乒乓球直拍运动员反面拉弧圈球技术的研究 。 在上述研究中通过采用三维高速摄影的技术方法， 对我国 4 名优秀运动员反手位 直拍反拉弧圈球技术动作在不同的运动阶段上肢各环节进行了分析研究， 通过对 相同的研究范围、运用相同的研究指标，总结出了直拍反拉技术的技术特点，从 而将进一步的明确四名运动员不同的技术特点， 通过对击球效果的对比分析得出 4 名优秀运动员的好的技术阶段，进而指导对此技术的学习及合理训练。 柳天扬12在我国男子优秀乒乓球运动员正手近台攻打、反冲前冲弧圈球技 术的三维运动学中分析了反拉前冲弧圈球技术的运动学及生物力学特点。 分析 结果显示反冲对方拉过来的前冲弧圈球的技术要比直接应用于下旋球的弧圈球 技术具有很强的时间优势和速度优势； 反冲弧圈球技术的动作幅度要显然的小于 针对拉下旋球的弧圈球技术的动作幅度。 肖丹丹苏丕仁13在乒乓球正手快攻、弧圈球技术中球拍的运动学特征分 析中运用 qualisys-mcu500 红外远侧系统（6 个镜头）和 1 台 panasonicm9500 录像机同步对 10 名乒乓球运动员正手快攻和弧圈球技术（每种动作分为中等力 量和最大力量）进行测试。柳天扬在正手近台攻打前冲弧圈球技术的运动学特 征 中对实验对象在正手位近台反冲前冲弧圈球技术的运动学和生物力学特点与 规律进行了总结。分析了两名优秀运动员在反拉前冲弧圈球时的引拍的空间特 征；迎球挥拍击球过程的空间特征；引拍阶段上肢关节的关节角度变化；迎球挥 拍击球过程中关节角角度的变化；引拍阶段的速度和时间顺序的特征；迎球挥拍 过程中的速度和时间顺序的特征；球拍触球时球的高度和拍子的倾斜角度；球拍 触球瞬间球拍的速度。 研究结果表明正手近台反冲前冲弧圈球技术相对于直接拉 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 5 下旋球前冲弧圈球技术有相对的时间优势和速度优势； 反冲弧圈球技术的引拍方 向比后者的引拍方向以向右、向后为主,并且上肢关节中肩关节、肘关关节角度 不宜太大；发力方向以向左、向前为主；发力形式以肘、腕、拍的瞬间同时发力 为主；击球点是上升后期、拍面前倾，击球中上部。 杨斌优秀女子青少年乒乓球运动员弧圈技术分析中通过对优秀女子青少 年乒乓球运动员的弧圈技术进行了运动学分析，对直拍横打型运动员、传统直拍 型运动员、横拍运动员在球拍触球和随势挥拍两个动作阶段中左右肩、左右肘、 左右髋、左右膝关节以及身体重心的速度和关节角度的变化特征进行相关性分 析， 通过对三种打法类型的规律性描述，进行对比分析找出相关和不相关的技术 要点，从而找出三种不同类型打法的优势及劣势，从而指导以后的学习和训练。 1.2.4 乒乓球技术的肌电分析 刘亚军 【14】 乒乓球基本技术的肌电研究运用肌电图方法，对乒乓球直握 快攻打法的正手攻球和正手拉前冲弧圈球技术动作进行肌肉工作机制的探讨， 并 建立训练时正确的肌肉工作模式， 以便配合技术动作观察， 进行技术诊断与评价。 孙砺 【15】在国内应用表面肌电分析体育运动技术动作的研究综述中通过检索 全文期刊数据库近年来相关的研究成果， 阐明了国内应用表面肌电分析体育运动 技术的研究现状。李卓 【16】表面肌电的信号分析及在体育科研中的应用中主要介 绍了表面肌电信号的处理方法及其在国内外体育科研领域中的应用现状。罗炯， 金季春 【17】在表面肌电的处理方法及其在体育科研中的应用前景中对表面肌电信 号分析方法及其在体育中的应用前景做一综述。 张秀丽 【18】在国家队射箭运动员技术的肌电特性中对国家射箭队运动员的肌 电特征进行分析，指出：运用每个动作阶段、所测肌电 rms 幅值的标准差与平均 数的比值作为评价射箭动作用力的一致性的评价指标是有效的、可行的；国家队 运动员咋开弓及固势两个阶段的肌肉用力一致性高于其他阶段， 且固势阶段男子 较女子更好；另外，结合解剖学及生物力学原理分析可知，目前国家女子运动员 在举弓、撒放及撒放后的动作暂留阶段的肌电用力特性高于男子。张晓炳在高水 平运动员表面肌电图特征分析中通过对国家射箭队 24 名运动员进行肌电测试现 场反馈，帮助运动员提高射箭技术动作，解决稳定性，一致性问题。 朱静华,丛林 【19】在表面肌电分析在速度滑冰中的应用中通过文献综述的方 法阐述表面肌电技术的基本原理，总结其信号分析在速度滑冰训练监控、评价运 动性疲劳和康复领域的应用特点。结果表明表面肌电技术因其评手段的多样化、 合理性和准确性等优势，势必成为体育科研的重要手段，在速度滑冰的科研领域 有着广泛的应用前景。 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 6 由于中国乒乓球队的技术水平处于国际领先地位所以本文对国外的研究现 状没有做涉及。 2 研究对象与方法 2.1 研究对象 具有乒乓球运动一级运动员水平的 8 名男运动员，其基本情况如表 1： 表 1 乒乓球运动员基本情况（n=8） 年龄（岁） 身高（cm） 体重(kg) 运动年限(年) 汤亚杰 22 178 75 10 韩朝阳 22 176 78 9 康继明 21 178 82 10 李冬俊 20 176 70 11 周 聪 20 174 70 12 梁 明 20 173 72 9 孙一鸣 21 178 74 11 王晓龙 23 176 84 12 xsd 21.13 1.13 176.13 1.89 75.63 5.29 10.51.20 2.2 研究方法 2.2.1 文献资料法 根据本课题的研究需要，广泛查阅近 20 年有关乒乓球生物力学方面的文献 资料和肌电应用及其肌电的研究指标， 主要对文献中的研究方法和研究研究内容 加以分析综合，掌握现场拍摄的相关知识和操作步骤、方法，深入了解弧圈球技 术动作所用到的肌肉、肌肉被激活的顺序、肌肉的参与程度。了解相关的研究现 状和前沿动态，为本研究提供理论基础。 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 7 2.2.2 专家访谈法 通过对有关的乒乓球训练专家科研专家就弧圈球的技术特征及其研究方法 评定指标进行咨询。向运动生物力学、人体解剖学、体育测量评价和人体机能实 验学等老师探讨弧圈球技术的参与肌肉，了解肌电的定量性指标，摄影及解析的 有关原理和方法。 2.2.3 实验法 2.2.3.1 高速摄影高速摄影 （1）测量工具：ccd 摄像机两台（pulnix 高速摄像机） ，坐标框架，标尺， 若干电源线，充足的电源。 (2）测试方法：采用高速摄像（120hz）进行同步拍摄。 （3）测试动作：高吊弧圈球和前冲弧圈球。拉乒乓球台右半区固定点的下 旋球和右半区固定范围内的第一落点。在进行正式试验之前，每个运动员都经过 本次试验的技术指导员的针对性指导， 动作要求在掌握弧圈球的动作要领基础充 分区分高吊弧圈球和前冲弧圈球。供球方面要求专门发球工作人员，发出旋转， 速度，落点，弧线尽量相同的下旋球。本次实验的实验过程有两名专业的指导教 师进行检测。对运动员的技术动作进行评判。 （3）试验流程及安排：实验场地选取在乒乓球馆场地附近 150 平方米的 范围内清空， 场地设施的摆放如图 1 所示。 一号摄像机摆放在受试者的右前方， 的机子架设高度为 0.8 米，距离受试者处的中心坐标 10 米，摄像机镜头与受试 者迎前挥拍方向平行。二号摄像机摆放在受试者的右后方，架子设置为 0.8 米，距离受试者为 10 米。用同步装置将两台高速摄像机进行同步，拍摄频率 为 120 帧每秒，两台摄像机的主光轴夹角为 120 度 （4）图像采集与记录：在数据开始采集之前，安排好各位工作人员的任务， 确保他们各司其职并做好相应的记录任务，确保实验的顺利进行及实验的准确 性。 （5）图像的处理及数据的获得：利用 apss system 进行图像的处理及数据 的获取。第一步选取相对清晰的图像，第二步进行图像的剪辑。第三步确定 20 个打点位置，其中人体关节点 19 个，一个确定乒乓球拍，进行打点，第四步合 成 3d 文件，选用 8hz 的截断频率进行数字滤波平滑处理。最后得出所需要的数 据。 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 8 （6）注意事项 现场记录一些参数时，要尽可能的做到详细准确。如拍摄序号、受试者姓 名、年龄、训练年限、运动等级、运动成绩等。 b 测试人员与运动员之间要协调一致，争取每次拍摄的有效性。 c 加强对受试者和仪器的保护。 d 做完动作之后要及时收集数据，存盘并备份。检查储存的测试结果，确定 无遗漏后，再收拾好仪器设备。 2.2.3.2 肌电测试方法肌电测试方法 （1）测量工具：ccd 摄像机两台（pulnix 高速摄像机） ，便携遥控肌电测 试仪一套(megawin6000)，美国艾里尔图像解析系统 (2）测试方法：采用高速摄像（120hz） 、肌电测试（1000hz） 。 测量要求：对每一个受试者规定两种不同的弧圈球动作，要求在弧圈球的动 作要领基础上高吊弧圈球主要发力以向上为主， 前冲弧圈球主要用力方向以向前 为主。 供球方面要求专门发球工作人员喂下旋球拉高吊弧圈球，喂不转球拉前冲 弧圈球。 (3）实验步骤 测试前准备; a 对受试者进行基本的身体形态的测量;身高、 体重、 被测环节的长度和围度、 被测部位的皮脂厚度等。 b 受试者进行准备活动，预热的早晚时间长短根据环境温度、自身实际情况 确定（先做基本准备活动，再做所测集群的专门性活动） 。受试者熟悉动作保证 按规定动作进行测试 c 每次试验前先将肌电仪系统预热半小时左右，让系统处于待机状态。对肌 电仪进行初始设置，包括采样频率、采样时间、滤波指数等，设置各道信号的放 大倍数，并根据测量信号的强度而定。 测试要求 a确定电极的安置点： 表面电极所粘贴位置为所测肌肉的肌腹部分最隆起处。 所测肌肉为：腹外斜肌、三角肌前部、肱二头肌长头、肱桡肌、旋前圆肌、臀大 肌、股直肌、胫骨前肌、腓肠肌外侧头。 b 处理皮肤：用医用酒精反复擦拭表面电极安放点及附近皮肤。 c 安置表面电极;两电极中心距离 20 毫米，同时需要固定的还有一个“参考 电极”相当于地线，它固定在表面电极附近的处理好的皮肤表面。 d 检查电信号：所有电极片贴完之后，必须挨个检查粘贴的牢靠性，检查被 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 9 检测的肌肉的肌电信号是否正确的连接到相应的通道。 让各个被检测肌肉逐一紧 张，检查是否有相应的电信号。 参数设置： 采样频率为 1000hz,滤波频率为 500hz， 信号放大倍数为 1000， 采样时间为 15 秒。 采样开始保证摄影与肌电仪产生同步的肌电信号保留数据， 得到结果，处理数据。 注意事项 现场记录一些参数时，要尽可能的做到详细准确。如拍摄序号、受试者姓 名、年龄、训练年限、运动等级、运动成绩等。 对受试者的肌肉位置一定要找准，电极片粘贴的走向要正确。 测试人员与运动员之间要协调一致，争取每次拍摄的有效性。 加强对受试者和仪器的保护。 做完动作之后要及时收集数据，存盘并备份。检查储存的测试结果，确定 无遗漏后，再收拾好仪器设备。 2.2.4 数理统计法 使用 excel2003 软件和 spss17.0 软件对原始数据进行统计分析和处理。对 运动学和肌电测量数据进行统计处理，确定动作的技术特征，对影响两种弧圈球 技术动作的各因素之间的关系进行显著性分析， 根据实际需要对各项数据指标进 行归纳和汇总，以便于本文的研究分析。 2.3 三维关节角度的定义 2.3.1 上肢关节角度的定义 肩关节角：两肩连线与肩肘连线之间的夹角 肘关节角：肩肘连线与腕肘连线之间的夹角 腕关节角：肘腕连线与腕手连线之间的夹角 2.3.2 下肢关节角度的定义 髋关节角：髋膝连线与躯干之间的夹角 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 10 膝关节角：髋膝连线与膝踝连线之间的夹角 踝关节角：膝踝连线与足跟足尖连线之间的夹角 3 结果与分析 击球的动作结构是指运动员完成不同的技术动作的共同规律。 乒乓球的技术 动作多种多样， 方法不同， 但动作结构却是相同的， 即击球前应选择恰当的站位， 当来球落台后开始引拍，在球弹起一定高度时，抓住最佳时机挥拍击球，击球后 随势挥拍动作，然后迅速还原。 为了更加详细、准确的分析弧圈球的技术动作的运动学特征及肌电特征，本 文根据弧圈球的技术特点以及本研究的需要经一个完整的弧圈球技术动作划分 为四个阶段，引拍阶段、迎球挥拍阶段、随势挥拍阶段、还原阶段。根据这四个 阶段可以划分为一下几个临界时刻。开始引拍时刻、最大引拍时刻、球拍触球时 刻、随势挥拍结束时刻、还原结束时刻。 本文将着重研究以下三个阶段： 引拍阶段：从开始引拍时刻到最大引拍时刻 迎球挥拍阶段：从最大引拍时刻到球拍触球时刻 随势挥拍阶段：从球拍触球时刻到随挥结束时刻 时相 1：引拍结束时刻 时相 2：球拍触球时刻 时相 3：随挥结束时刻 3.1 运动学数据结果及分析 3.1.1 引拍阶段 引拍是挥拍前的准备动作，目的是更好的发力击球。是由运动员判断选位结 束后准备引拍开始到最大引拍时刻，是在迎球挥拍之前，为拉开击球距离而顺着 来球方向所做的摆臂动作在拉开球拍与击球点的距离的同时还可以拉长挥拍击 乒乓球正手弧圈球技术的运动学及其肌肉发力特征的研究 11 球中所需要的肌肉