（体育教育训练学专业论文）网球上旋发球技术的生物力学分析.pdf

目录 摘要i a b s t r a c t i i i 1 前言1 2 综述3 2 1 关于发球高速摄像方面的研究3 2 1 1 高速摄像研究方法的原理和意义3 2 1 2 采用高速摄像研究方法对网球发球的研究3 2 2 发球肌电方面的研究5 2 2 1 肌电原理的研究5 2 2 2 采用肌电方法对网球发球的研究5 3 研究对象和研究方法7 3 1 研究对象7 3 2 研究方法7 3 2 1 文献资料法7 3 2 2 专家访谈法7 3 2 3 实验测试法7 3 2 4 录像解析法1 3 3 2 5 数理统计法1 4 4 结果与分析1 5 4 1 对上旋发球过程中球相关高度的研究1 5 4 2 对上旋发球过程中所选站位姿势的研究1 6 4 2 1 两种站位姿势的左肩关节角度的比较分析1 7 4 2 2 两种站位姿势右侧腹外斜肌放电量的比较分析1 8 4 3 球拍触球时刻部分速度指标参数的研究1 9 4 3 1 球出手速度1 9 4 3 2 关于球拍触球时刻部分速度指标参数的研究2 0 4 4 对球上升最高点到球拍触球后l o 帧时段积分肌电平均值分析2 1 4 4 1 选取球上升最高点到球拍触球后1 0 帧时段的原因2 1 馥 一 4 4 2 选取积分肌点平均值的原因2 2 4 5 网球上旋发球技术的随挥动作2 3 4 6 对上旋发球技术中3 个关键时刻肌肉放电量的分析2 4 4 7 对8 块肌肉放电顺序的分析2 5 5 结论2 7 参考文献2 8 致谢3 4 崔 两南夫学硕 学伊论文摘要 网球上旋发球技术的生物力学分析 体育教育训练学专业硕士研究生周萌然 指导教师冉清泉教授 摘要 发球是现代网球最重要的技术之一，每一球，每一分，每一盘，都是从发球开始的，在 网球运动中，发球是唯一由自己掌握不受对方控制的击球方法，发球一宣是当今优秀网球运 动员克敌制胜的秘密武器之一，由此可见，发球在竞技网球运动中占有绝对重要的地位。然 而，发球一直是我国网球运动员的软肋，尤其是我国男子运动员发球水平和世界优秀网球选 手差距较大，因此对于网球发球的研究从理论上和实践上有十分重要的意义。 上旋发球是一种以上旋为主，侧旋为辅的发球法。上旋发球首先从技术方面来说，一个 运动员在发球过程中将球看成一个钟表，由七点钟方向挥拍至两点钟方向然后击球让球产生 上旋的力量，从球的效果方面来讲球落地后将向上跳高，上旋球的准确性高，在比赛中被广 泛运用。由于球的上旋成分多于切削发球，使球产生一个明显的从上往下的弧形飞行过网， 发力越强，旋转成分越多，弧形越大，命中率也越高。落地后高弹到对方的左侧，迫使对方 离位接球，给对方造成很大的压力，同时能为发球上网带来了足够的时间，不仅杀伤力大， 而且具有极强的稳定性! 虽然所有研究对象的发球动作都不尽相同，但是都会经历二个相同的时刻，即球出手时 刻，球上升到最高点时刻，拍子触球时刻，本文正是针对这三个重要的时刻进行运动学分析， 得出一些重要的参数指标，同时重点对球上升最高点到球拍触球后1 0 帧这个阶段进行肌电分 析，总结所测肌肉的用力情况，为针对性的肌肉锻炼提供理论依据。 本文主要以6 名优秀网球选手为研究对象，运用文献资料法、专家访谈法、观察法、实 验测试法、数理统计法对所选的指标进行处理分析。 通过研究，得出以下结论： 1 出手高度要低于身高，比较理想的出手高度和眉心几乎在同一个水平面上。最高点高 度和触球高度著值的平均值为0 5 1 2 m ，水平越高的运动员，差值越小。 2 在球上升最高点时刻，采用上步式站位发球选手的左肩关角度要比前后式站位大，腹 外斜肌的放电量要多。因此采用上步式发球的选手更应该重视右侧腹外斜肌的锻炼。 3 球出手时刻的平均球速为5 6 5 7m s ，水平越高的选手出手速度越慢。在球上升最高 ， 盘 西南大学硕士学伊论文 摘要 点时刻，水平越高的选手，右肩关节速度越大，右髋关节速度越人，转腰动作越明显，球速 越快。 4 本研究所测8 块肌肉积分肌电平均值由大到小的排列顺序为：右侧斜方肌 右侧三角 肌 右肱三头肌 右侧桡肌 右侧股四头肌 左侧臀人肌 右侧腹外斜肌 右股_ 二头肌。右 侧斜方肌积分肌电值越大，说明在发球的过程中，右侧斜方肌放电量最多，作用时间最长， 另外，右侧二角肌、右侧肱二头肌、右侧桡肌、右侧股四头肌放电量也比较大。同时，运动 水平高运动员的f 半身的3 块肌肉的放电量普遍比水平低的运动员大，在平常的训练中，我 们要重点加强对这些肌肉的锻炼。 5 本研究所测的8 块肌肉中，在三个阶段肌肉放电量变化有定的规律：球上升最高点 时刻，斜方肌、三角肌、股四头肌是主要发力肌肉，其他5 块肌肉放电量比较小；球拍触球 时刻，8 块肌肉放电量都增加，桡肌、斜方肌、三角肌是主要发力肌肉；球拍触球后1 0 帧时 刻，除了左侧臀大肌放电量增大，其余的7 块肌肉放电量迅速减小。水平越高的研究对象这 种规律就越明显。系统的田径训练有助于提高网球选手对肌肉用力的控制，让发球动作更加 流畅，协调。 6 8 块肌肉的放电先后顺序为右侧斜方肌一右侧三角肌一右侧桡肌一右侧股四头肌一右 侧股二头肌一左侧臀大肌一右侧肱三头肌一右侧腹外斜肌。我们可以根据肌肉的放电的先后 顺序，为帮助练习者纠正错误动作，降低练习难度提供一定的理论基础。 关键词：上旋发球技术，e m g ，生物力学，l e m g l 两南夫学硕士学伊论文 a b s t r a c t a b s t r a c t s e r v i n gi so n eo ft h em o s ti m p o r t a n ts k i l l si nt e n n i ss p o r t s ，e a c hs c o r e ，e a c hg a m es t a r t sw i t h s e r v i n g s e r v i n gi sa l s ot h eo n l yb a l l - d r i v i n gt h a ti sn o tc o n t r o l l e db yr i v a l si nt e n n i s s e r v i n gh a s a l w a y sb e e nak i l l i n gw e a p o nf o ro u t s t a n d i n gt e n n i sa t h l e t e s i naw o r d ，s e r v i n gp l a y sas i g n i f i c a n t r o l ei nt e n n i s h o w e v e r , s e r v i n gh a sa l w a y sb e e naw e a kp o i mf o rc h i n e s et e n n i sp l a y e r se s p e c i a l l y c o n s i d e r i n gt h a tc h i n e s em a l et e n n i sp l a y e r sf a l lf a rb e h i n dw o r l d l e v e l a ss u c h , r e s e a r c hi n t o s e r v i n gi so fg r e a ts i g n i f i c a n c eb o t ht h e o r e t i c a l l ya n dp r a c t i c a l l y u ps p i i ls e r v i n gi sc h a r a c t e r i z e da su ps p i no r i e n t e dp l u sal i t t l es i d e s p i n t h eb a l li so f m o r u p s p i nt h a nc u r i n g , w h i c hm a k e sa no b v i o u sd o w n w a r da r cc r o s s i n gt h en e t s p i nl e v e li si n p r o p o r t i o nw i t ht h el l i t t i n gp o w e r , t h eg r e a t e rt h ep o w e ri s ，t h eg r e a t e rt h ea r ca n ds p i nl e v e l t h e b a l lw i l lj u m ph i g h l yt ot h el e f ts i d eo ft h er i v a l ，f o r c i n gh i mt ol e a v eh i sf o r m a t i o n , w h i c hs t r e s s h i mg r e a t l y , a n dl e a v e se n o u g ht i m ef o ry o u u ps p i i ls e r v i n gi so fg r e a tt h r e a tt or i v a la n dv e r y s t a b l ei ni t s e l f s e r v i n gg e s t u r e so fs a m p l e si nt e s ta r ed i f f e r e n t ；h o w e v e rt h e yh a v e3i d e n t i c a lm o m e n t s ， w h i c ha r eh i t t i n g , t h em o m e mt h eb a l la s c e n d i n gt ot h eh i g h e s tl e v e la n dt h eh i t t i n gm o m e m t h i s s t u d yf o c u s e so nt h o s e3m o m e n t sl i s t e d w i t ht h i ss t u d y , t h ea u t h o rc a r r i e so u tk i n e m a t i c sa n a l y s i s i n t ot h e3m o m e n t s ，a n do b t a i n ss o m ei m p o r t a n tp a r a m e t e r s m e a n w h i l e ，w i t hm u s c l e - e l e c t r i c i t y a n a l y s i s ，t h i ss t u d yd e e p l yi n v e s t i g a t e s1 0f r a m e sb e t w e e nh i g h e s tt i m ea n dh i t t i n gp o i n ：t a n d c o n c l u d et h em u s c l et e n s i o nt op r o v i d et h e o r e t i c a lp r o o ff o rm u s c l eb u i l d i n g t h i sp a p e rs t u d i e si n t o6e x c e l l e n tt e n n i sp l a y e r s c o m b i n e dw i t hl i t e r a t u r er e f e r e n c i n g , e x p e r t i n t e r v i e w , o b s e r v a t i o n , e x p e r i m e n ta n ds t a t i s t i c a ls t u d yt op r o c e s ss e l e c t e di n d e x e s c o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w e db a s e do nt h i ss t u d y ： 1 ：h i t t i n gh e i g h ts h o u l db el o w e rt h a nt h eh e i g h to ft h ep l a y e r , i t sb e s tt ok e 印t h eh i t t i n g h e i g h tt h es a m ea st h ee y e b r o w a v e r a g eg a pb e t w e e nt h eh i g h e s tp o i n ta n dh i t t i n gp o i n ti s0 512 m t h i sd a t ad e c r e a s e da st h el e v e lo f t h ep l a y e rp r o g r e s s e s 2 ：a tt h eh i g h e s tm o m e n lf o rt h ep l a y e r sw i t hu p s t e pp o s i t i o n , t h ea n g e lo ft h e i rl e f t - s h o u l di s l a r g e rt h a nf o r w a r d - b a c kp o s i t i o n t h e r ew i l lb em o r ed i s c h a r g ea sw e l l s o ，i t si m p o r t a n ti n p a r t i c u l a r l yf o rp l a y e r sw i t hu p - s t e pp o s i t i o nt op a ya t t e n t i o nt ow o r ko u tt h e i rl e f t - s i d e de m e r n a l o b l i q u e 3 ：t h es p e e do ft h eb a l la v e r a g e sa t5 6 5 7m sw h e nh a n dm o v e s t h i ss l o w e rt h es p e e di s , t h em o r ee x c e l l e n tt h ep l a y e ri s a tt h em o m e n tb a l lc l i m b i n gt ot h eh i g h e s tp o i n t ，f o rp l a y e r sw i t h h i g h e rl e v e l ，t h e i rr i g h ts h o u l d e ra n dr i g h tc o a xm o v em o r eq u i c k l y , t h e i rw a i s tt u r n i n gm o v e m e m i i i ，i 两南大学硕七学伊论文 a b s t r a c t i sm o r eo b v i o u s ，t h u st h eb i g g e rs p e e do ft h eb a l li s 4 ：t h ea v e r a g ei e m g ( f r o mb i gt os m a l l ) a sb e l o w ：r i g h tt m p e z i u s r i g h td e l t o i d r i g h tt r i c e p s b r a c h i i r i g h tb r a c h i o r a d i a l i s r i g h tq u a d r i c e p sf e m o r i s l e f lg l u t e u sm a x i m u s r i g h te x t e r n a l o b l i q u e r i g h tb i c e p sf e m o r i s t h ei e m gl e v e lo fr i g h tt r a p e z i u si st h el a r g e s t , w h i c hm e a n st h e h i g h e s td i s c h a r g i n gl e v e lg o e st ot h er i g h tt r a p e z i u s ，w h i c ha l s oa c t i o n sf o rt h el o n g e s td u r a t i o n a n d ，t h ee m g e v e lf o rr i g h td e l t o i d , r i g h tt r i c e p sb r a c h i i ，r i g h tb r a c h i o r a d i a l i sa n dr i g h tq u a d r i c e p s f e m o r i si sa l s or e m a r k a b l e w o r t h ym e n t i o n i n gt h a tp l a y e r sw i t hh i g h e rl e v e lt e n d e rt od i s c h a r g e m o r ei nt h e i r 3b e l o wm u s c l e s s o ，i t sr e c o m m e n d e dt h a tw ep a ym o r ea t t e n t i o nt ot h o s em u s c l e s 5 ：f o rt h e8m u s c l e si ns t u d y , t h e i rd i s c h a r g i n gl e v e lc h a n g e sa sb e l o w ：t h em o m e n tw h e nt h e b a l l ，c l i m b st ot h eh i g h e s tl e v e l ，b r a c h i o r a d i a l i s ，t r a p c z i u sa n dd e l t o i da r et h em a j o rf u n c t i o n i n g m u s c l e s ；10f l a m e sa f t e rt h er a c k e th i t st h eb a l l t h ed i s c h a r g i n gl e v e lo fa l l7m u s c l e sd e c r e a s e s e x p e c tf o rt h el e f tg l u t e u sm a x i m u s t h i sp h e n o m e n o ni sm o r eo b v i o u si np l a y e r sw i t hb e t t e rl e v e l s y s t e m a t i c a lt r a c ka n df i e l ds p o r t sh e l pt e n n i sp l a y e r sc o n t r o lo ft h em u s c l e ，w h i c hw i l ls y n e r g i z e a n di m p r o v et h e i rs e r v i n gl e v e l 6 ：8m u s c l ed i s c h a r g et h eo r d e rf o rr i g h tt r a p e z i u s r i g h td e l t o i d r i g h tb r a e h i o r a d i a l i s r i g h tq u a d r i c e p s - - r i g h tb i c e p sf e m o r i s - - * l e f tg l u t e u sm a x i m u s - - f i g h tt r i c e p s b r a c h i i - - - r i g h t e x t e r n a lo b l i q u e t h ea n a l y s i so fs e q u e n c e so fm u s c l ed i s c h a r g i n gi si n t e n d e dt o p r o v i d ea t h e o r e t i c a lf o u n d a t i o nw h i c hc o u l da s s i s t k e y w o r d s ：t e n n i st o ps p i ns e r v i n g ，e m g , b i o m e e h a n i e s ，i e m g ， ， 两南欠学硕卜学伊论文前言 1 前言 网球运动已经从贵族走向平民化，越来越多的人开始喜欢并从事网球运动。 网球与高尔夫球、保龄球、桌球并称为世界四大绅士运动，从事网球运动的人一 般社会地位比较高，普通的老百姓因为各种条件的限制很难有机会接触到网球运 动。然而，随着人民生活水平的提高，全世界各个国家都在大量兴建网球场馆， 随着器材的改革，尤其是对球拍的研究开发，球拍不像以前那样重了，男女老少 都能挑选到一把适合自己的网球拍，价格也越来越便宜，全世界越来越多的老百 姓有能力从事网球运动。 我国网球运动有了长足的发展。1 8 8 5 年前后，网球运动传入中国，到现在已 经有一百二十多年的历史。新中国成立后，我国网球起点低、基础差、交往少的 情况下逐渐发展。八十年代以来，我国网球运动水平提高幅度较快。2 0 0 4 年的雅 典奥运会上，李婷和孙甜甜拿到一枚宝贵的女双金牌，2 0 0 6 年，澳网女双决赛中， 郑洁和晏紫拿下中国网球第一个大满贯冠军12 0 0 8 年是中国女子网球丰收的一 年，郑洁以一盘不失的出色战绩闯入温网八强，成为温网百余年历史上首持外卡 参赛闯入四强的女选手! 李娜在2 0 0 8 年北京奥运会上，爆冷战胜库兹涅佐娃和大 威廉姆斯这两位世界顶级球员，获得女单第四名。2 0 0 9 年2 月，w t a 公布了最新 世界女子网球排名，郑洁排名上升世界女单2 0 位，坐稳亚洲一姐的宝座。李娜排 名世界2 9 位。郑洁、李娜、晏紫、彭帅等等这些为我们祖国争得荣誉的金花们被 越来越多的人们所认识。 虽然我国网球水平在近十年来取得了很大的进步，但是还是存在诸多问题， 和世界的网球强国还有很大的差距，其中发球是最重要的问题之一。在发球这个 最重要的网球技术环节上，我国运动员普遍处于劣势，是一个明显的弱点，尤其 是发球的速度，与国外高水平选手相比存在相当大的差距。发球技术已成为制约 我国网球竞技运动水平进一步提高的瓶颈。雅典奥运会网球女双中国队和西班牙 队决赛发球统计来看：a c e 球：2 ：4 ：发球直接得分：3 ：8 ；双发失误：9 ：2 。在0 8 奥 运会上萨芬娜和李娜的半决赛中，萨芬娜共发出7 个a c e 球，一发和二发成功率 也比李娜要高。 发球是现代网球最重要的技术之一，每一球，每一分，每一盘，都是从发球 开始的，发球是唯一由自己掌握不受对方控制的击球方法，发球一直是当今优秀 网球运动员克敌制胜的秘密武器之一，拥有好的发球才可能轻松的保住自己的发 球局，赢得比赛的胜利，发球软弱无力，双误频频，只能将胜利拱手相让，由此 可见，发球在网球运动中占有绝对重要的地位。n 1 【1 p h u p ：s o f l t e n n i s s p o r t o r g c n h o m e z s l 西南夫学硕卜学伊论文前言 网球发球主要包括3 种，上旋发球、平击发球、切削发球。平击发球力量大、 球速快、威胁大，但命中率比较低。切削发球命中率高，但是威胁小。 上旋发球是一种以上旋为主，侧旋为辅的发球法。由于球的上旋成分多于切 削发球，使球产生一个明显的从上往下的弧形飞行过网，发力越强，旋转成分越 多，弧形越大，命中率也越高。落地后高弹到对方的左侧，迫使对方离位接球， 给对方造成很大的压力，同时能为发球上网带来了足够的时间，不仅杀伤力大， 而且具有极强的稳定性! 无论是职业比赛还是业余比赛中，尤其是在比赛的关键 分时，上旋发球是用的最多的一种发球技术。瞄1 然而，由于我国网球起步晚、底子薄、交流少、训练科研方法落后的原因， 我们还没有从本质上了解清楚影响网球上旋发球的因素，而仅仅是从表面上对上 旋发球进行了一系列粗略的研究。 本文利用两台高速摄像机和一台1 6 通道无线遥测肌电测试仪在3 台机器同步 的前提下对网球上旋发球进行更微观、深层次的研究。通过对网球上旋发球比较 重要的3 个时刻进行研究分析，b 3 选取一些重要的运动学指标，结合肌电来分析， 来探讨上旋发球的影响因素，总结上旋发球技术的规律，肌肉用力特点，为有针 对性的锻炼上旋发球技术所需要的肌肉提供理论依据，加深对上旋发球技术的理 解，改变我国选手发球水平低的现状，为我国网球事业的长足发展奠定坚实的基 础。 【2 】提高网球i 蕨击球技术的乍物力学分析宁波网球网p h t t p ：w w w n b t c n n i s n e t 【3 】韩文志解密j ：旋发球们网球天地。2 0 0 4 ，( 3 ) ：7 0 - 7 1 2 ， 一 西南大学硕卜学位论文综述 2 综述 i f 因为发球技术在网球比赛中所占有的重要地位，因此它受到了国内外网球 界极大重视和进行了大量深入的研究。我们在查阅了大量文献资料的基础上发 现，国内研究网球发球的文章很多，鉴于本论文所选用的试验方法，我们将相关 文献分为两大类，一类是关于网球高数摄像方面的研究，一类是关于网球发球肌 电方面的研究。 2 1 关于发球高速摄像方面的研究 2 1 1 高速摄像研究方法的原理和意义 高速摄像研究方法是采用两台或多台高速摄像机从不同角度对同一研究对象 进行同步拍摄，然后把两台摄像机或多台机所拍摄的平面影片或录像带进行数字 化，从而获得所需要的人体三维运动的空间坐标，计算有关运动学参数。 高速三维摄像适合于研究范围不大的运动，取景范围应该比所要研究的运动 范围大。在确保拍摄范围的前提下，应该设法使研究对象的成像尽可能大，并处 于胶片中间三分之二的画面上。两台高速摄像机的画面中必须包括同一个参考体。 摄像机到拍摄的基本平面的距离一般应该大于拍摄范围的5 - - 6 倍。机子高度 以主光轴对准动作范围的中心为宜，摄像机的主光轴最好对准研究对象运动的中 间位置。 一般情况下，在测试现场确定一个两部摄像机都能看到的明显的标记点作为 坐标原点。例如：着地点、起跳点等。建立大的直角坐标参考系，与地面垂直的方 向为z 轴，x 轴与运动的主平面平行，垂直于z 轴，y 轴垂直于x o z 平面。 保持两台或多部机子的摄影频率要一致，根据所研究的动作确定摄影频率。 在体育运动中，人体运动是复杂的三维空间运动，一台摄像机只能对物体或 人体的某一个平面上的运动进行记录分析，要想分析在多个平面上的复合运动， 如体操空翻加旋，链球投掷、铅球投掷等运动时，二维分析就有所不足了，若要 准确地反映运动的特征，必须进行三维立体摄影与分析。因此，利用三维高速摄 像具有其他拍摄方式所无法比拟的优点，能都更加准确，科学地记录所研究的技 术动作h 1 。 2 1 2 采用高速摄像研究方法对网球发球的研究 宋杰、杨福春通过河南省网球专业队一级运动员2 人，别采用有引拍动作和 无引拍动作发球，发现有引拍动作与无引拍动作在触球时切线速度无明显差异， 【4 】卢德明运动生物力学测量方法【m 】北京体育大学出版社。2 0 0 1 ：3 3 3 5 3 ， ， 西南欠学硕士学伊论文 综述 与传统观念所认识的有引拍动作可以加大击球时的拍速有所不同、这一结果有待 于进一步验证。有引拍动作击球时拍子与水平方向夹角小于无引拍动作拍子与水 平的夹角，前者可能适于身材高大的队员垂直方向的速度较快：反之，后者可能适 于较矮的队员，发球以水平方向速度大为特点。哺1 金春林、曲峰摘通过对我过我国优秀男子青少年网球运动员柏衍的发球技术 进行三维录像及解析，分析了该运动员的膝关节、持拍手及球拍和上下肢配合的运 动特征，认为柏衍采用f b 站位技术，侧摆向上引拍，在抛球的方向上把握较好下肢 蹬伸充分，动作比较合理：发球时身体主要环节的用力顺序符合鞭打动作规律，击 球点高度比较合理。但是仍有需要改进的地方。 严波涛，吴延禧等采用高速立体摄像( 5 0 0 格秒) 和现场调研等方法，对 我国男、女网球选手的发球动作进行了分析。哺1 从生物力学角度对抛球、击球 动作技术以及动作节奏问题的本质做了探讨，认为抛球高度落差过大是造成 击球爆发用力动作不连贯的主要根源；提高发球速度重点是要发挥躯干力量， 应采用螺旋式向上用力技术；上肢尽管对球拍有最后加速功能，但更重要的 是控制用力方向和球的落点；新、旧发球技术在用力节奏上有本质性区别， 新的发球动作节奏更符合动作目的和人体运动原理。他们也针对我国运动员 当前技术上存在的问题提出了训练建议。 陈光华，高守东网球左旋发球和右上旋发球技术探析中探讨了左旋发球的 可行性及其方法，指出了它是我国网球运动员追求发球多变性，以弥补力量与速度 不足的重要方法之一口1 。 刘卉：借助三维高速录像及直接线性变换( d l t ) 方法，获取我国优秀青年 女子网球选手大力发球技术的运动学参数哺1 。揭示网球大力发球属鞭打类动作 的特征，并完整地论证和提出了网球大力发球的基本技术原理。通过研究分 析，网球大力发球动作技术原理如下：( 1 ) 抛球举拍阶段虽属准备性动作， 但抛球的方向与高度、身体下蹲的深度是否适当，均对整个发球动作技术起 重要影响。( 2 ) 运动员向后摆动及从侧面举拍，这两种举拍动作之间无优劣 之分。但向前摆动技术欠佳。( 3 ) 下肢快速有力的蹬伸活动，与持拍臂带动 网拍相对运动员躯干向下运动，共同形成对网拍的“超越”。影响“搔背 动 作阶段的因素主要是下肢蹬伸、躯干扭转、屈肘和上臂外旋的幅度、速度及 它们之间的配合。( 4 ) “搔背 动作时身体各环节活动的同步性是高质量合理 【5 】宋杰，杨福春网球发球生物力学分析p 1 哈尔滨体育学院学报，2 0 0 1 。6 7 ( 2 ) ：1 1 4 【6 1 严波涛。等9 。9 球发球技术的生物力学分析【j 】体育科学，2 0 0 2 ，2 0 ( 4 ) ：8 0 - 8 5 【7 1 陈光华、高守东嘲球左旋发球和右上旋发球技术探析川辽宁体育科技，2 0 0 6 。( 1 2 ) ：8 9 - 9 2 【8 】刘卉网球大力发球技术的运动生物力学原理【j 1 北京体育大学学报，2 0 0 0 ，2 3 ( 2 ) ：1 7 3 4 两南夫学硕七学伊论文 综述 动作的特征。( 5 ) 网球大力发球动作技术特征为鞭打类动作。因此叮将鞭打 动作的基本理论作为网球发球动作技术的理论基础。( 6 ) 击球动作并非挥拍 动作的自然过渡和延伸，而是有其本身技术特征的相对独立的动作技术。 2 2 发球肌电方面的研究 2 2 1 肌电原理的研究 为了能够更好的理解肌电原理先阐述下一些蕈要的基本概念。 肌电：肌肉( 骨骼肌) 是人体运动系统重要的组成部分。肌肉在兴奋时会由 于肌纤维动作电位传导和扩散而发生电位变化，这种电位变化叫做肌电。 肌电图：用适当的方法将肌肉兴奋时发生的电位传导、放大并记录所得到的 图形，称为肌电图( e l e c t r o m y o g r a m ，e m g ) 引导肌电的电极可分为两大类，一类 是针电极，另一类是表面电极。 s e m g 信号：从皮肤表面通过电极引导、记录下来的神经肌肉系统活动时的生 物电变化的一维时间序列信号，它具有无损伤性、实时性的特点，且检测条件易 于控制，检测结果重复性好，信号分析方法及指标多，与肌肉的活动状态和功能 状态存在着不同程度的关联性，因而能在一定的程度上反映神经肌肉的活动。在 运动生理学研究中对肌肉功能状态评价及骨骼肌纤维类型无损伤性预测等方面具 有广泛而有效的应用，现已经成为测定运动系统功能的重要手段之一。它的最大 特点是可以直接用于运动训练中，而不影响运动员动作的完成，所记录的肌电信 号为运动员完成动作时肌肉活动情况的真实反映，并且表面电极引导出的肌电虽 不能了解单个运动单位的活动情况，但可了解整块肌肉的状态， 实际运动训练中，对运动员可进行运动时的无损伤测试。从引导电极使用上， 分为针电极肌电图测量和表面电极肌电图( s e m g ) 测量，前者主要用于临床或动 物实验，后者广泛应用于运动生物科学研究。目前在人体运动中，使用的多为s e m g 的有线( 实验室内) 或无限遥测( 运动场上) 肌电图仪。如：德国的b i o v i s i o n 、 美国的n o r a x o n 和芬兰的m e g a 等4 1 6 通道肌电测量仪，同时带有电脑终端的肌 电信号记录、处理与分析系统。 肌电图在体育运动中应用比较广泛，用肌电图研究肌肉的不同状态、肌肉之 间的协调程度、收缩类型及强度、判断肌肉疲劳程度肌肉损伤、评定肌肉素质等。 在以往的研究中，已有人将肌力或肌力矩与肌电指标共同分析环节的运动及环节 在运动过程中相关肌肉的肌电图指标的变换或肌肉贡献率等。 2 2 2 采用肌电方法对网球发球的研究 王志刚、王利运用肌电测试系统并结合关节角度分析仪等仪器，对我国现役网 5 萌南大学硕七学伊论文综述 球国家队男运动员的发球动作技术进行现场描记，并进行分析比较。汀4 结果表明： ( 1 ) 在网球发球过程中，三角肌和斜方肌最先参与肌肉( 2 ) 通过对网球发球动作 技术的肌电分析发现，三角肌和斜方肌最先参与肌肉发力，而且持续时间较其他的 肌肉部长，贡献的力量非常大，同时也是发球过程中的主要用力肌肉。在日常发球 训练中应特别加强这2 块肌肉的力量爆发力和耐力的训练，并且还要根据运动员 的个体差异采取有针对性地训练。( 3 ) 表面肌电测试可以应用于网球运动员的动 作技术过程的科学合理性判断分析，并且可以尝试在实验条件许可下继续应用于 更细微的动作技术诊断与分析。阳1 郭全清运用r m 6 2 4 0 b c ( 四导) 生理记录仪暨生物信号采集与处理系统并结 合关节角度分析仪等仪器对几名优秀男子网球运动员的主要动作进行了现场肌电 描记，并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。通过对网球 初级发球动作的肌电分析发现，三角肌和斜方肌最先参与肌肉发力，而且持续时 间较其他的肌肉都长，并且贡献的力量非常大，同时也是发球动作过程中的主要 用力肌肉。不同击球动作相关力量训练应该有不同的针对性，具体为日常初级发 球动作的力量训练应特别加强三角肌、斜方肌这两块肌肉的快速力量、反应力量 和力量耐力方面的训练。 d u a n ek u n d s o n d a v el u e d t k e 等运用肌电手段对网球发球动作的肌肉活动进 行了研究，发现除了肘屈肌群外，多数主要活动肌不是在击球时具有最大活动水 平，而是在击球前的上肢加速阶段。 由于条件和能力所限，所查到的外文资料特别少，主要是国内研究文献。从 所查阅的网球发球的文献来看，对网球发球技术的研究还比较少，对上旋发起技 术的研究几乎没有，由于实验条件的限制，加上各个受试对象之间网球动作技术 的差异性，不可避免也会出现很多的数据不准确，不够深入，不能客观的从深处说 明上旋发球技术的原理。 本论文采用三维高速录像系统和通道无线遥测肌电测试仪相结合的试验方法 能够从个全新的角度对网球上旋发球技术进行更为细化的研究，我们可以很容 易的得出上旋发球在球出手时刻、球上升最高点时刻、球拍触球时刻这三个重要 的时刻的运动学参数指标，能够准确的测量出在不同时刻肌肉用力的放电情况。 上旋发球是多系统作用的结果，两者的同步测试能从一个全新的角度深入研究上 旋发球技术原理。 _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ _ _ - - - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - _ _ - _ _ _ _ - _ i - _ - _ _ _ _ _ - _ _ _ 一 【9 】于忐刚、王利我国男子网球运动员发球技术动作的肌电分析 j 首都体育学院学报，2 0 0 8 ，9 6 两南大学硕士学伊论文研究对象和研究方法 3 研究对象和研究方法 3 1 研究对象 本研究的研究对象为6 名西安体育学院的网球运动员，具体情况如表l 。 表1 研究对象基本情况 莲：所有研究对象均为右手持拍，能较好的完成上震发球动作，身体馁晨，无精史l 3 2 研究方法 3 2 1 文献资料法 通过在学校图书馆查阅大量的资料，以及在登陆中国期刊全文数据库、中 国硕博论文数据库和手工查阅文献，收集近1 0 年来国内外有关文献资料，从中 筛选出与本文研究相关的文献。获得上旋发球技术的发展现状，对于与本文的研 究目的、任务、方法和手段有关的信息做了较为详细的归纳和综合。 3 2 2 专家访谈法 有目的、有计划、有针对性的同有关专家学者进行访谈，获取有权威的理论 观点和相关资料。目的在于了解上旋发球动作的发展趋势，确定研究对象的可行 性。 3 2 。3 实验测试法 3 2 3 1 肌电测试仪器 应用芬兰m e g a w i n 6 0 0 0 ( 1 6 通道) 的肌电仪一台，采样频率1 0 0 0 h z 、共模 抑制比l l o d b 、输入阻抗1 0 g q 、模数转换1 4 b i t 、总增益3 0 5 、灵敏度1 u v ； 辅助工具：胶带、医用绷带、电极、同步器2 个、棉球、三脚架、剃刀、酒 精等物品。 所测肌肉的选取依据： 1 结合上旋发球技术动作结构，请教小球教研室网球老师初步确定的肌肉有 7 西南大学硕卜学位论文研究对象和研究方法 2 4 块肌肉。 2 咨询相关解剖学老师进一步确定1 2 块肌肉为预实验测试肌肉。 3 通过仔细分析预实验所测肌肉放电情况，最终确定8 块肌肉为正式实验测 试肌肉。 所选8 块肌肉贴电极位置如图所示： i 一- _ i i i ，( 一) 桡肌位于前臂肌的最外侧皮下，呈长扁形。近固 点时，可使前臂屈。远固点时，可使上臂向前靠拢。采用 负重弯举和引体向上等练习可发展该肌肉的力量。 ( 二) 肱三头肌是身上最强有力的肌群之一，它能协 助三角肌和胸大肌更好地完成动作，近固定时收缩，前臂 在肘关节处伸，长头还使上臂在肩关节处伸。远固定收缩 时，使上臂在肘关节处伸。 ( 三) 三角肌位于肩部皮下。它是一个呈三角形的肌 肉，肩部的膨隆外形即由该肌形成。两侧肌肉纤维呈梭形， 中部纤维呈多羽状，这种结构肌肉体积小而具有较大的力 量。它的功能是使手臂举到水平位置；手臂分别向前、中、 后举到一定方向的高度。可通过各种哑铃和杠铃推举、卧 推( 前束) ，哑铃上举到前、后和背后；引体向上来训练。 ( 四) 斜方肌近固定时，上部肌纤维收缩使肩胛骨上提、 上回旋和后缩；下部肌纤维收缩使肩胛骨下降、上回旋和后 缩：中部肌纤维收缩使肩胛骨后缩。远固定时，一侧肌纤维 时头向同侧屈并向对侧回旋；两侧上部同时收缩，使头后仰， 一侧整块肌肉收缩能使脊柱向对侧同旋；两侧整块肌肉收缩 使脊柱伸。 ( 五) 腹外斜肌上固定时， 时，一侧收缩使脊柱向同侧屈， 胸廓，呼气，并使脊柱屈。 8 两侧收缩使骨盆后倾。下固定 并向对侧回旋：两侧收缩下拉 阁鹣司黼 西南尺学硕卜学位论文 研究对象和研究方法 ( 六) 股四头肌近固定时，使小腿伸，股直肌还能使大腿 屈。远固定时，可使大腿在膝关节处伸 ( 七) 臀大肌近固定时，使大腿伸和外旋。上部肌纤维 收缩使大腿外展；下部使大腿内收。远固定时，一侧肌肉收 缩使骨盆转向对侧；两侧同时收缩是骨盆后倾。 ( 八) 股二头肌近固定时，长头使大腿伸，并使小腿屈 和外旋。远固定时，使大腿在膝关节处屈。当小腿伸直时， 则使骨盆后倾。n 0 1 3 2 3 2 动作拍摄仪器 利用两台高速摄像机进行同步拍摄，拍摄高速录像后拍摄坐标框架和标尺， 以北京爱捷人体信息研究所研制的爱捷三维辐射立体框架为标准框架。采用西安 体育学院数据解析实验室的美国艾里尔运动生物力学分析系统a p a s ( a r i e l p e r f o r m a n c ea n a l y s i ss y s t e m ) 对录像进行解析。在解析的过程中采用日本人体 惯性参数模型，并依据人体模型的标准和研究需要选取2 3 个关节点，对垫球的整 个过程进行解析处理，对解析数据通过低滤波法平滑处理，平滑系数为8 ，获取 所需参数的原始数据指标，同时将数据保存到e x c e l