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iii 摘 要 现代跳远从 1896 年第一届奥运会发展到现在已经经历了 110 多年的历史，无数知 名的、无名的运动员，教练员、科研人员为这个项目倾注了心血，从第一个世界纪录男 子 7.61 米、女子 5.16 米到目前的世界纪录男子 8.95 米、女子 7.52 米，人类不断的通 过科学的训练方法、高质量的运动场地和装备挑战自身的极限。纵观历史，跳远运动成 绩的提高都是阶段性的，往往每一次理论的升华必然会导致一个新的跳远时代的到来。 在前人的研究基础上，本文对跳远助跑最后一步和起跳的足底压力进行了测试，以 填补该项目在足底压力这一环节上的空白， 为该领域的研究提供理论基础和定量的数据 依据，对运动员平时的训练提供帮助。本文通过对河北省部分一、二级跳远运动员的足 底压力进行测试，并结合运动学对数据进行分析，得出结论： （一）跳远运动员倒数第二步摆动脚是全脚掌着地，离地顺序是脚跟部依次过渡到 大脚趾；摆动脚第一趾骨区和脚跟内侧所受的压力最大，第五趾骨区和第 2-5 脚趾区受 到的压力最小。足跟部和第三、四、五趾骨区所受的最大压力出现在缓冲期，第一、二 趾骨区和脚趾区最大压力出现在蹬伸期。 (二)运动员起跳脚的着板方式是全脚掌着板；离地方式从脚跟部依次过渡到大脚 趾。除脚趾区以外，其它 8 个区起跳脚离地耗时比摆动脚长，并且差异成显著性。与运 动员最后一步摆动脚着地时积极后蹬，加快频率有关。 （三）为了在起跳离地瞬间获得垂直速度与水平速度的良好配比，运动员起跳脚的 足跟部承受到的压力要比最后一步摆动脚着地时的压力大，而且具有十分显著的差异。 （四）依据压力峰值的类型，跳远起跳技术可分为两种模式： 第一种模式“高跳型”技术：脚跟部受到的压力峰值最高，运动员起跳时足跟部、 足中部、第一、二、四、五趾骨区以及第 2-5 脚趾区在缓冲阶段产生压力峰值。该技术 制动比较大，身体靠后，比较注重产生向上的速度。 （五）第二种模式为“速度型”技术：前脚掌受到的压力峰值最高，运动员除第一 和第二趾骨区以外的其余八个足底压力分区受到的压力峰值出现在缓冲时期， 蹬伸阶段 第一、 二趾骨区产生了最大压力。 该技术水平速度保持比较好， 身体前移的速度比较快。 (六)结合运动员起跳时足底压力的分析，建议在进行力量训练时注意在下蹲阶段， 身体重心应放在脚跟部，在快速蹬起阶段应将身体重心放在前脚掌，这样做可以近似模 仿起跳时足底受力阶段的肌肉工作特征。 iv (七)对跳鞋中足底压力受到冲量大的部位定期进行检查，以防止鞋底变形，减少无 谓的损伤。 关键词：足底压力 跳远助跑最后一步 起跳 运动学分析 v abstract long jump have experienced 110 years from the first olympic games in athens in 1896. many of the athletes, coaches and scientific research personnel for the projects into the painstaking care, from the first world record 7.61 man, woman 5.16 meters to the current world record, out of a world total 8.95meters man and 7.52meters women. in use training methods, high quality of sports venues and equipment human continuously challenge the limit. throughout the history, the performance of long jump is improve in stage each theory will lead to sublimate the arrival of a new era of long jump. based on previous studies, in this paper, i tested the foot pressure of the last step of long jump and take-off. filled on the blank in the foot pressure of long jump. this research provides theoretical basis and quantitative data. athletes usually provide the help . based on a secondary parts of long jump athletes foot pressure test, combining kinematics analysis of data get the conclusion: (1)the palma was divided into 10 area: the first area including big toe, the second area including 2-5 toe, the third area including big toe the first metatarsal, the fourth area including the second metatarsal, the fifth area including the third metatarsal, the sixth area including the fourth metatarsal, the seventh area including the fifth metatarsal, the eighth area including central foot, the ninth area including inside heel, the tenth area including outside heel. (2) through the result analysis of long jump athletes in the last step foot pressure test, the contact pedal of swinging feet is the all foot. the order of lift off the ground is from the heel, the central, the forepaws, 2-5 toes and to the big toes, the condition of plantar peak pressure in each area is the first metatarsal and the inside heel repressed most, 2-5 toe and the fifth metatarsal repressed least. combined with the plantar pressure. we can be analyzed with the heel and the third, fourth and fifth metatarsal area of maximum pressure in cushioning period and the first, the second metatarsal area and vi toe area of largest pressure appear in stretching stage. （3）the way which athlete take off foot contact pedal and the swinging feet of the last contact pedal is the same，and the way is all foot contact pedal. individual athletes toe area at 8 millisecond on board. left off the pedal the same way too which is from the heel, the central, the forepaws, 2-5 toes and to the big toes. the comparison that end time pressure between take off feet and swinging feet is different in other area except the toe period, and the different is significant. it with athlete last step swing foot on the positive frequency speed, stretching back on. (4) through the contrast takeoff and swinging up athletes foot pressure, found that jump athletes of the pressure by heel than the last step landing, and by the pressure difference is very significant difference, because the jump athletes to produce the vertical speed, it needs to be part of the loss, so as for horizontal speed in the buffer stage for the most part heel impulse. (5) through the foot of participating athletes each area peak stress analysis in the test sample classification of two kinds of pressure peak pattern: 1. the heel of the peak pressure is the highest, through to the participating athletes foot regional stress analysis of peak time, jump athletes heel, sufficient central, 1, 2, 4, 5 and phalanges first 2-5 toe area in the buffer phase produced pressure peak, 2 the forepaws received the highest peak of the pressure, combined with the athletes participating foot regional pressure peak time, athletes in the first and second phalanges area outside the remaining eight foot pressure division of peak pressure in cushioning period, stretching stage 1 and 2 phalanges area has maximum pressure. (6) through two kinds of pressure peak mode combining kinematics analysis, with pressure peak mode 1 athletes participating the level of body gravity, the comparative speed dropped more than two modes of lateral takeoff up and down the speed of shoulder, jump instantly calf and horizontal angle mode 1 of 2 big 4 degrees than mode, knee in vertical support phase mode 1-2 to small 7 degrees mode. comprehensive analysis, the mode of 1 is larger, the vii body athletes braking, compared to produce the speed up the level of athletes, mode and keep the body forward is better, faster. after take-off will pass the literature for mode 1 foot pressure peak of athletes to jump high jump athletes foot pressure peak, the athletes for mode 2 summed up as speed type player. (7)with jump athletes foot pressure analysis, suggestions on strength training next crouching stage, attention should focus on the heel, quick feet stage should be centered on the forepaws body, such doing can approximate imitate the participating muscle work of foot. (8)for jumping in the foot pressure by impulse shoes of parts, check regularly to prevent the sole deformation, reduce unnecessary damage. key word: plantar pressure the final step in long jump approach take-off kinematics analysis ii 学位论文原创性声明 学位论文原创性声明 本人所提交的学位论文跳远助跑最后一步和起跳的足底压力及运动学分析 ，是 在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的原创性成果。除文中已经注明引用的内容 外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中标明。 本声明的法律后果由本人承担。 论文作者（签名） ： 指导教师确认（签名） ： 年 月 日 年 月 日 学位论文版权使用授权书 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解河北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学 位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北师范大学可以将学位论 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、缩印或其它复制手段保 存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在 年解密后适用本授权书） 论文作者（签名） ： 指导教师（签名） ： 年 月 日 年 月 日 1 1 前言 1.1 选题依据 1.1.1 对跳远技术研究的需要对跳远技术研究的需要 跳远是一项有着悠久历史的田径运动项目，早在 1896 年第一届奥运会上，跳远就 是比赛项目，经过一百多年的发展，在科研人员和教练员的帮助和指导下，运动员不断 的提高自己的技术水平，跳远成绩从最初的 6.35 米，提高到 20 年前的世界纪录 8.95 米,虽然近些年很少有人达到这种高度，但是成绩也基本上保持在 8.50 左右。 纵观现代跳远的发展历程，大致经历了“力量型”和“速度型”两种技术模式，在 20 世纪 60 年代以前以苏联运动员为代表的技术流派是“力量型”起跳方式，强调运动 员的最大力量，以打击式技术着地，以产生较大的垂直速度，但以损失很大的水平速度 为前提。在 60 年代后期，随着人们对跳远运动认识的不断提高，跳远的速度越来越被 人们所重视，慢慢形成了以美国运动员为代表的“速度型”起跳方式，在起跳前尽量保 持高速，踏板后上体快速跟上。进入 90 年代以来，世界高水平运动员越来越强调助跑 的最后四步，起跳前最后四步积极迅速，在保持原有速度的基础上不断加快频率，积极 扒地、蹬伸、最后形成强有力的踏跳。 上世纪 90 年代的优秀跳远运动员鲍威尔和刘易斯的起跳代表了两种不同的技术风 格，通过对两名优秀运动员的起跳技术分析得出，鲍威尔是“高跳跃”的典型代表，而 刘易斯是“低跳跃”型或“跑步型”的代表，两人在起跳前的速度基本相同，但是鲍威 尔起跳时肩部不过分向前，但注重送髋，使髋部充分前移，而刘易斯起跳时肩部转动很 快，幅度也很大，但髋部移动的不明显。两人采用不同的技术却都创造了惊人的成绩， 绝对速度并没有刘易斯高的鲍威尔却以 5 厘米之差力压刘易斯， 这其中的缘由需要我们 深入的思考 1。 在跳远的技术领域需要不断地完善，而在科研领域更需要与时俱进，随着科技的进 步人体运动学和动力学的技术指标基本上都能检测， 通过高速摄像机对运动员的技术进 行拍摄分析，从而得出运动学的技术特征，而通过一些计算机的模拟，可以计算出运动 员最佳的技术模型，通过对运动员生理心理的监控得出最佳的训练状态和比赛状态等 等。 2 近些年来足底压力测试越来越成熟，使得足底压力和实际技术的结合成为了可能， 作为跳远起跳中最重要的环节之一：着板方式，也可以通过该技术设备进行检测。可以 对不同的技术类型的足底压力进行对比分析，为跳远训练提供基础依据。 1.1.2 跳远训练和教学的需要跳远训练和教学的需要 在跳远的教学中最先教授的技术就是模仿跳远起跳的腾空步， 这也是也是跳远起跳 最基础、最重要的练习方式，在腾空步的学习中不仅要模仿起跳的技术动作特征，还需 要尽量的还原起跳脚着板的过程。 因此尽量做到最大程度的还原起跳动作才会使腾空步 的练习发挥最大的效果。 在跳远的专项力量练习中可以根据足底压力的特征进行相应的 力量练习。通过对足底压力的分析，找出形成与之相对应的技术动作环节，并加以强化 练习。例如根据起跳腿缓冲阶段时的足底压力对应的肌肉收缩方式确定相应的力量练 习，根据蹬伸阶段足底压力对应的肌肉收缩情况确定对应的力量练习。 1.1.3 对足底压力的实际应用需要对足底压力的实际应用需要 很多运动员都根据自己的专项设计了符合自己技术的跑鞋，如 1991 年东京世界田 径锦标赛上，刘易斯穿着美津浓公司为他设计的专业跑鞋创造了 9.86 秒的 100 米世界 纪录，琼斯的无后脚跟跑鞋，助琼斯在悉尼奥运会上雅典奥运会勇夺三金两铜，雅典奥 运会前期，世界著名运动品牌耐克公司为刘翔打造了他的梦幻跑鞋，助刘翔第一个冲过 110 米栏的终点。可以看出跑鞋中的技术含量也是决定成绩的关键。 1.1.4 预防损伤的需要预防损伤的需要 研究发现，在跳远运动员受伤最常见的踝关节的损伤，占到了损伤原因的 40% 2， 通过对足底压力的分析可以给运动员、教练员一个基础的认识，对于可能发生损伤的技 术动作给予足够的重视， 通过对运动员足底各区域受到的冲量的分析及时监测运动员的 跑鞋容易变形的部位，从根本上减少损伤的发生，保证训练的质量和比赛的成绩。 综上所述，用足底压力系统测试探讨跳远在不同动作阶段的用力机制，可以真实的 反映出跳远运动员起跳过程中足底各区域压力峰值出现的次序， 以及足底不同区域受力 的情况，为训练、比赛及避免运动创伤和将来在该领域的研究提供理论基础和定量的数 据依据。为运动员合理进行下肢力量训练提供帮助和指导。为我国专业的跳鞋和个性化 运动鞋垫设计提供可靠的依据。 3 1.2 文献综述 1.2.1 国内外跳远研究现状国内外跳远研究现状 1.2.1.1 跳远助跑的现状研究 1.2.1.1 跳远助跑的现状研究 助跑是跳远运动最重要的环节，它的任务是在有限的距离内，达到起跳时所需要的 最高水平速度， 并调整身体姿势和心理状态准备起跳 3。 在所有影响跳远成绩的因素中， 助跑速度对成绩的贡献率达到了 70%以上 4。因此，助跑的好坏直接影响到成绩的高低。 世界高水平跳远运动员都具有十分出色的绝对速度和助跑速度， 而我国运动员在绝对速 度上同国外优秀运动员有一定的差距，而在助跑速度的利用率上达到了 98%-99%，高过 国外高水平运动员的 95%97%，但尽管我国运动员有着高效的速度利用率，但是，在起 跳阶段技术的不足造成了起跳难度大，导致成绩与世界高水平运动员还有一定的差距。 所以一些国外的田径教练员将跳远的助跑称之为“可控速度” ，强调可控速度基本上是 本人最高速度的 95%，但而前意大利国家队跳远教练员洛卡塔利认为最高可控速度应该 在本人最高速度的 99%，要求运动员努力向这个方向去靠近。 而要保持高速的助跑，就要求运动员提高起跳的能力，达到理想的起跳角，而助跑 和起跳之间结合的阶段就是助跑的最后三步。 这三步的节奏是不同于前段助跑的独立的 跑步方式，因为这一阶段需要运动员在保持高速的前提下，在身体姿势和心理状态上为 起跳做准备。在此阶段运动员的助跑节奏是越来越快的，要求运动员足部积极下压扒地 和后蹬，减少消极等待的时间和动作。目前我国优秀运动员和世界高水平运动员在最后 三步步长的变化模式上基本没有差别，都采用的是倒数第二步加长，最后一步步长缩短 的模式， 但也有少数的运动员第二步并没有明显的变化， 最后一步却明显加大， 如比蒙。 因此虽然最后三步助跑的节奏有一定的规律，但是根据个人的特点不同采用不同的节 奏，也会产生好的成绩。 我国有些学者通过对我国高水平跳远运动员的技术进行分析得出， 摆动腿支撑阶段 着地角相对较小，髋关节前送技术相对较差，导致摆动腿支撑扇角相对较大，进而使得 助跑与起跳衔接阶段不能保持较高的水平速度。 在摆动腿蹬伸阶段我国跳远运动员的送 髋水平速度相对较小，摆动腿蹬地膝角相对较大，屈蹬技术不理想，造成了摆动腿摆动 的时机延缓 3。 我国跳远运动员助跑最后三步的身体重心高度与国外高水平运动员有一定的差异， 最后两步的身体重心相对的比国外运动员要高， arampatzis 指出在起跳中适当的降低身 4 体重心，对起跳中获得更大的腾起角和垂直速度是有利的 5。冯树勇认为我国跳远运动 员已经在水平速度上已经有一定的落后， 如果再去为了获得更理想的腾起角度和垂直速 度而再降低身体重心损失水平速度是得不偿失的， 不同的跳远运动员根据自己的特点身 体重心高度的变化是不规律的，也不能千篇一律的要求 6。 1.2.1.2 跳远起跳的现状研究 1.2.1.2 跳远起跳的现状研究 起跳是助跑向腾空转化的过程，从生物力学的角度来看，跳远属于抛射运动，与投 掷运动的原理一样， 抛射的远度与抛射的初速度和抛射的角度有关， 理论上抛射角为 45 度时抛的最远，但由于人体保持水平速度的同时，不可能有其他的外力帮助运动员产生 垂直的速度，只能通过先上蹬伸产生，而过大的角度势必会造成水平速度的损失，这样 对于远度来说就是得不偿失。 王清等通过对比我国和国外的高水平跳远运动员技术发现， 我国运动员着板角大于 世界优秀运动员，其着板瞬间身体重心的投影点接近起跳点，身体的向前性较好，身体 重心的水平速度损失率低于世界高水平运动员的平均值，其它如起跳时间，最大屈膝角 度等等都与世界水平无异。 庞庆军，李银萍等专门研究了美国优秀男子跳远运动员的起跳着板的方式，他们发 现起跳时身体重心处于起跳点后面，使膝关节就已经完成了缓冲，即表现为“前支撑蹬 伸”的起跳方式，这段时间运动员的起跳腿做退让性收缩，产生最大的垂直速度。美国 的高水平运动员过于强调起跳阶段，使运动员的水平速度有很大的损失，究竟是得大于 失还是得不偿失还有待进一步商榷。 郗锋，魏菲菲等对跳远起跳过程中的工作肌群退让性收缩的作用进行了分析，他们 指出在起跳脚着板的瞬间应该兼顾腰背臀和大腿后肌群快速收缩，增加上板的速度，以 便减少支撑时间。 马丙奎对跳远起跳过程中踝关节肌肉的工作特征进行了研究， 他发现推动身体向前 的力 60%是由踝关节产生的，踝关节力量的强弱直接影响完成动作时，上体环节作用的 效率。在起跳过程中运动员有意识的下压起跳腿着地缓冲，刺激踝关节肌群的反射性收 缩，在这一阶段，一部分小腿肌肉被拉长，进而产生弹性势能，最终蹬伸阶段产生向上 的势能，因此在教学和训练中应加强踝关节力量的练习。 伍勰，魏文仪通过对跳远技术的研究，建立了跳远的起跳数学模型，并在计算机上 成功模拟出了起跳的运动模型，他指出对于相同的着地距离而言，在跳远起跳时应采用 前伸小腿的着地方式，而不是抬高大腿。起跳过程中水平速度损失并不一定会导致成绩 5 的下降，而是看水平损失的速度是否导致了垂直速度的增加。 骆建指出跳远运动员起跳时都会有以支撑腿为轴的一个身体前旋的动作， 而这个前 旋动作之所以没有在技术中出现是因为摆动腿快速产生了后旋的力量从而制动抵消了 这一部分前旋的力量，如果这个后旋的量微大于前旋的力量，在腾空阶段人体更容易双 腿抬高前伸落地动作的形成。 石磊,刘晓通过测力台对一二级跳远运动员分别进行了测试后发现起跳脚从接触地 面到离开地面有两个垂直力量的峰值， 一个是缓冲时期肌肉做退让性收缩时形成的力的 峰值，第二个是蹬伸时期肌肉主动收缩时形成的峰值，二级跳远运动员着板时的稳定性 不如一级运动员，在今后的训练中应该加强踝关节和膝关节的力量。 1.2.1.3 跳远腾空的现状研究 1.2.1.3 跳远腾空的现状研究 腾空阶段主要任务是在空中维持身体平衡， 控制前旋， 为落地做出最佳的身体姿势。 腾空的姿势主要有三种：蹲踞式、挺身式和走步式。挺身式是大多数运动员采用的维持 平衡的姿势，相对比较简单容易掌握。而走步式在空中维持平衡的效果要比挺身式好， 掌握的难度较大，世界上只有少数高水平运动员采用这种腾空姿势。 冯树勇认为从生物力学的角度分析，在走步式腾空技术中，由于两腿和两臂摆动时 的摆动惯量不同，而且两腿和两臂的摆动可以持续到落地时，因此更有利于控制身体的 前旋，而且采用走步式的运动员在最后助跑起跳时会加速上板，身体会更积极、更加向 前，有利于水平速度的保持。而采用挺身式的运动员由于想做挺身动作的原因，造成起 跳时摆动腿的动作速度和摆动幅度都不大，对起跳的效果不利 4。 骆建在他的研究中认为从腾空技术的发展来看， 走步式腾空技术是最好或最先进的 技术动作；从起跳能力和腾空技术的关系来看，只有与相应的起跳能力相对应的腾空技 术才是最合适的技术动作，尤其是高水平运动员，在起跳能力达到一定水平以后，身体 在空中保持的时间长，也应该采用相应的复杂一些腾空技术来满足起跳能力。 德国学者研究提出，走步式腾空姿势技术不仅对空中平衡和有效落地有更好的影 响，而且在保证助跑和起跳的完美结合上也比其它腾空姿势有明显的优势。 鲍威尔的教练亨亨顿认为鲍威尔自从挺身式腾空改为走步式腾空后助跑速度更快 了，上板更加积极了，他能在 1991 年打破世界纪录，走步式跳远技术功不可没。冯树 勇建议我国运动员应加强对走步式跳远的认识，教练员要腾空姿势认真对待，腾空技术 会给助跑和起跳都带来相应的进步，并最终促使成绩稳定发展。 4 1.2.1.4 跳远落地的现状研究 1.2.1.4 跳远落地的现状研究 6 落地技术相对简单，凡是双脚着地点远离身体重心，并在着地后身体其它位置顺利 通过双脚的着地点的技术就是好的落地技术。 bruggemann 对雅典世锦赛男女跳远前八名 的运动员实际成绩和比赛成绩对比后发现， 由于落地技术不合理所造成的成绩损失占有 很大一部分，男子前八名的平均成绩是 8.12，但实际上由落地造成的损失有 19 厘米， 女子前八名的平均损失成绩中落地造成的损失有 13 厘米。 袁荣凯对参加 1999 年全国田径大奖赛的部分走步式运动员的落地技术进行了分析 后发现：落地的姿势受双腿屈膝的速度、落地瞬间身体重心的水平速度和髋关节的前移 水平速度这三个因素的影响，这三个因素的速度越快，越有利于身体重心通过双脚的着 地点。 综上所述，目前跳远运动发展到今天科研成果已经取得了很大的成就，研究系统也 已经相当完善，从研究的热点我们可以看出影响跳远成绩的主要因素分别是助跑和起 跳，前人的研究都对跳远运动的发展起到了推动作用，但我们不难发现我国科研人员对 跳远运动的研究重点很大一部分放在通过跳远运动员的技术动作录像进行运动学分析， 很少涉及到动力学的研究， 尤其是对于起跳这一重要技术环节， 缺少动力性的基础研究， 运动员起跳放脚的好坏直接影响到技术动作的完成和最终的成绩。 前人的研究对象大多 数属于优秀运动员，而对青少年训练有指导意义的研究严重脱节，因此，对跳远运动最 基本的研究还需要我们进一步的去努力才能从根本上提高我国跳远运动的总体成绩。 1.2.2 足底压力研究现状足底压力研究现状 1.2.2.1 足底压力测试的方法 1.2.2.1 足底压力测试的方法 足底压力是压力测量仪器对人体在静止或者动态过程中足底压力的力学、 几何学以 及时间参数值进行测定的测量技术，足底压力测定方法主要可分为其分为脚印法 (pedography)、足底压力扫描器(sole barograph)、测力板(force plate)及测力台 (force platform)、压力鞋及压力鞋垫(in-shoe plantar)。 现代的足底压力测量技术是基于传感器的基础上发展起来的测试系统， 测力板和测 力台主要测定鞋底和地面的压力情况，而足底压力鞋垫测试的是鞋内足和鞋的受力情 况。从国内外近些年的研究成果来看，采用瑞士 kistle 测力台，美国 tekscan 公司的 f-sacn 测力鞋垫系统和德国 novel 公司的 emed 测力板系统和 pedar 测力鞋垫系统进行 的研究相对较为广泛。 1.2.2.2 足底压力应用的范围 1.2.2.2 足底压力应用的范围 应用于生物力学中的步态研究，如通过对裸足和穿鞋之间的足底底压力对比，从而 7 分析出鞋底的舒适程度；应用于医学的步态研究，主要研究患病者如类风湿患者，糖尿 病患者等，通过对比分析他们与正常人的足底压力作为诊断的一项指标。应用于假肢的 研制，通过模拟正常人的足底压力特征，提高和完善假肢的功能。 1.2.2.3 足底压力在医学中的应用 1.2.2.3 足底压力在医学中的应用 北京体育大学的扬帆、 刘学贞等人通过对妊娠晚期孕妇进行足底压力测量与足底各 个分区的分析，探索足底压力各指标的分布规律，为妊娠晚期孕妇的临床诊断、疗效评 估和体育锻炼等提供参考数据及建议。 解放军第 306 医院全军糖尿病诊治中心的王爱红、李家兰等通过压力测试系统对正 常人和糖尿病人的足底压力对比得出：糖尿病患者早期峰值压力可能不增高,但峰值时 间已增加;而糖尿病合并神经病变患者足底压力增高,峰值时间延长。 由于足底的局部区 域反复承受的压力过高,压力峰值时间延长可以加速溃疡形成。 1.2.2.4 各类运动项目的足底压力研究现状 1.2.2.4 各类运动项目的足底压力研究现状 足底压力测试系统应用到运动项目的时间不长，研究的项目还比较缺少，但研究出 来的成果却比较新颖。 蔡凌丽，潘慧炬等运用足底压力测试系统对走、跑、跳三种行为的足底压力进行了 对比分析，他们发现这三种行为的最大压强的排序为踏跳、跑、走，并指出在男女在走 的足底压强峰值差异不大，而在跑和跳的过程中男性明显比女性的压力峰值要大。 金丽颖等通过对山东省优秀男子跳高运动员的足底压力分布特征的分析得出跳高 起跳时脚跟部外侧着地后迅速传递到脚跟内侧，但压力集中在跟骨下内侧，这个区域所 受的压力最大，他指出在平时训练中运动员应有意识的增加制动脚对地面的压力，提高 制动腿所受到的地面支撑反作用力。 林嘉，陈小平运用肌电和足底压力同步测试我国优秀速滑运动员的蹬冰单周期，研 究发现在膝关节角成 120 度时，是速度滑冰的发力的阶段，该阶段的下肢的爆发力可以 作为速滑个人能力的一项重要指标。 冯遵鹏,李卫平等对山东省田径队的 6 名优秀铅球运动员的背向滑步推铅球最后用 力阶段的足底压力进行了分析， 研究指出最后用力的身体旋转和蹬伸主要是以前脚掌为 轴，前脚掌力量的强弱直接影响到技术动作的连贯和稳定，训练中应加强前脚掌小关节 力量的练习。 综上所述，运动项目中的足底压力分析主要分析因素有：足底不同区域所受的压力 压强峰值，压力中心线，以及足底各区域压力的冲量，主要采用足底压力测试平台和足 8 底压力测试鞋垫进行测量。总体来讲，运动中的足底压力特征还处于研究的初级阶段， 还需要研究人员继续努力。 1.3 研究的目的和意义 本论文拟通过足底压力测试系统对跳远运动员最后一步和起跳进行测量， 通过数据 的采集和计算，得出运动员不同技术阶段的足底压力特征。并揭示跳远运动员最后一步 和起跳时足底不同区域内的压力分布情况，不同的技术动作下足底压力有无差异，以及 运动员起跳脚的着板情况。 足底压力系统测试可以探讨跳远在不同动作阶段的用力机制， 可以真实的反映出跳 远运动员起跳过程中足底各区域压力峰值出现的次序，以及足底不同区域受力的情况， 为训练、 比赛及避免运动创伤、 和将来在该领域的研究提供理论基础和定量的数据依据。 运动员在进行下肢力量训练时合理的控制足底的压力分布， 这样才能在尽可能模拟真实 的条件下发展专项力量， 进行针对性的力量练习， 从而为进一步的取得好成绩提供帮助。 1.4 研究思路 文献检索，咨询意见，确定题目 研究实际操作的可行性，并确定测试方案 开题报告 联系进行测试的运动员，并准备具体实施的方案 确定测试日期，并提前准备测试的场地、器械等 对运动员跳远助跑最后一步和起跳 的足底压力以及技术动作进行测试 对测试完数据进行采集、处理、分析 撰写初稿，征求导师、专家意见 论文定稿 9 2 研究对象与研究方法 2.1 研究对象 跳远运动员最后一步和起跳的足底压力及技术的运动学 2.2 研究方法 2.2.1 文献资料法文献资料法 通过查阅河北师范大学图书馆、 河北师范大学体育学院图书资料室的专业书籍和期 刊，中国学术期刊网对研究内容进行检测，其中阅读关于跳远方向的书籍 6 本；以跳远 为关键词检索最近 15 年文献共 327 篇；以足底压力为关键词检索文献 11 篇，并对其中 有参考价值的文章进行详细阅读，为论文的研究和撰写提供帮助。 2.2.2 测量法测量法 2.2.2.1 测试对象 本文测试对象为河北队、市体校、河北师大体育学院部分一、二级跳远运动员，测 试对象具体情况如表 1 所示。 表 1 测试对象基本情况 性别 姓名 年龄（岁） 身高 cm 体重 kg 等级 运动年限 男 夏小博 21 183 72 一级 8 袁爱军 22 190 75 一级 7 崔生刚 20 191 75 一级 7 崔现飞 22 183 76 二级 7 刘双龙 21 181 70 二级 6 周宇亮 20 182 72 二级 7 平均 21.000.89 1854.33 73.32.33 70.63 女 姜 坤 20 168 58 一级 7 张 曼 19 166 53 一级 6 段艳艳 23 162 55 二级 8 武 阳 21 165 55 二级 7 肖新兰 18 163 50 二级 6 曹 玉 21 160 55 二级 7 平均 20.331.75 164.002.89 54.332.65 67.57 2.2.2.2 足底压力测试法 在跳板前放置一块比利时 footscan 足底压力平板，对运动员助跑最后一步足底压 力进行测量（如图 1） 。 10 图 1 足底压力测试平板系统 footscan 足底压力平板的规格： 比利时足底压力分布测试系统 footscan insole 平板系统平板长 2.3 米， 宽 0.5 米； footscan 足底压力平板传感器大小：0.5 厘米 x 0.7 厘米，测量频率为 125 赫兹；传 感器厚度 2.2 毫米，传感器密度 4 个/厘米 2；引出厚度 1.5 毫米，压力范围 160 牛/ 厘米 2，最小分辨率为 25 克，一致性为25 克；测试范围：0.25-125 牛厘米2，有 usb 端口与电脑相连，可以同步输出测试数据。 测试步骤： （1）为了更好显示跳远运动员的足底压力情况，要求运动员穿体操鞋全程助跑起 跳。 （2）最后一步踩在测力平板上，如果最后一步过大，超出平板的量程，则需要运 动员分两次进行测量一次摆动脚正确踏在平板上，一次起跳脚踏在平板上。共测 6 跳的 数据。 （3）数据采集与分析，采用配套软件 footscan software7.0 采集最后一步的足底 压力、压强峰值，受力的开始结束的时间，所占整个支撑时间的百分比。 （4）对所有运动员进行身高、体重、脚长的测量。 2.2.2.3 立体定机摄像测量法 测量设备：松下 jvc9800，立体标定框架 测量步骤：采用两台 jvc9800 摄像机进行定点三维拍摄，一台摄像机置于跳远起跳 区侧后方，另一台摄像机置于跳远起跳区域侧前方，起跳板后一米处设为原点，两机主 光轴夹角 75 度，距离地面 1.25 米，两机主光轴穿过原点，摄像机的拍摄频率为 50hz， 摄像机同时开机，不停机拍摄（如图 2） 。 11 图 2 现场摄像机位置图 对立体标定框架在测试前后进行拍摄。 对运动员的运动学数据采用 ariel 视频解析软件进行图像解析， 解析出运动员的膝 关节角度、小腿与地面夹角，身体重心在垂直方向上的速度变化趋势等运动学指标 2.2.3 数理分析法数理分析法 对所得部分数据通过 spss11.5 进行描述性统计分析、 t 检验、 配对样本 t 检验等统 计学处理。 12 3 结果与分析 3.1 足底压力分区示意图 图 3 足底压力分区图 3.2 运动员摆动脚与起跳脚着地顺序和离地顺序分析 3.2.1 倒数第二步足底压力的时间分布倒数第二步足底压力的时间分布 图 4 倒数第二步时足底各区域着地和离地时间图 通过对图 4 可以看出，除脚趾区外，其余八个区的足底压力开始时间均为 0，可以 将足底分为 10 个区域， 1 区为大脚趾， 2 区为第二到第五脚趾， 3 区为第一跖骨， 4 区为第二跖骨， 5 区为第三跖骨， 6 区为第四跖骨， 7 区为第五跖骨， 8 区为足中部， 9 区为足后跟内侧， 10 区为足后跟外侧。 单位：毫秒 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 12345678910 开始时间 结束时间 13 认为运动员在倒数第二步摆动脚的着地顺序应该为除脚趾外全脚掌着地， 随着自身重心 的前移，由缓冲阶段转为蹬伸阶段，当运动员摆动脚离地时，分别从脚跟部至大脚趾依 次离地。 3.2.2 起跳时起跳脚足底压力时间分布起跳时起跳脚足底压力时间分布 图 5 起跳时足底各区域离地时间图 由图 5 所示，足底各区域压力开始时间为 0，运动员起跳时起跳脚着地方式为全脚 掌落地，随着身体重心的前移，足底各区域逐渐产生该区域的最大压力，最后离地顺序 为从脚跟部到脚趾依次离地。 3.2.3 起跳脚与摆动脚足底各区域压力对比起跳脚与摆动脚足底各区域压力对比 表 2 两脚压力结束时间的对比（单位：毫秒 ） 区域 起跳脚 摆动脚 mean t sig 1 142.852 142.582 0.270 0.051 0.960 2 146.257 141.726 4.531 1.177 0.254 3 141.363 132.205 9.157 2.310 0.033* 4 142.400 131.289 11.110 2.865 0.010* 5 137.515 124.510 13.005 2.556 0.020* 6 128.542 108.687 19.854 3.743 0.001* 7 108.068 90.573 17.494 3.511 0.002* 8 89.505 71.605 17.900 4.499 0.000* 9 65.768 49.115 16.652 4.738 0.000* 10 57.642 45.089 12.552 3.633 0.002* 注： *表示两者之间有显著性差异 p0