（运动人体科学专业论文）滑板辅训手段与速度滑冰直道技术的动作结构比较研究.pdf

摘要 运用足底压力分布测试系统，以吉林省体校青少年男性速度滑冰运动员为研 究对象，获取速度滑冰直道技术与滑板辅训手段一个单步中的足底动力学参数。 通过对滑冰直道技术与滑扳辅助训练手段压力随时间变化特征，压力传导特征和 压强分布特征等动力学参数进行比较分析，验证滑板辅助训练手段对巩固和提高 滑冰直道技术水平的有效程度，为提高滑板辅助训练手段的有效性提供科学依 据。 主要研究结论： 1 、力是影响运动效果的重要因素，速滑直道技术的一个单步足底压力随时间变 化曲线呈双峰型，第二峰平缓且峰值压力高于第一峰；滑板辅训手段一个单 步足底压力随时间变化曲线呈多峰型，第二个波峰较陡峭。 2 、在速滑直道技术与滑板辅训手段的一个单步的着冰时间参数有显著差异，提 示可适当缩短滑板的长度，以在训练中模拟冰上的动作时相与频率：最大压 力和平均压力参数均表现出滑板显著高于滑冰，即滑板作为一种辅助训练， 对提高运动员在冰上的法向蹬冰力是有益的。 3 、滑板辅训手段和滑冰直道技术一个单步足底不同区域着地顺序与离地顺序一 致；大部分时间是足跟区和足中区外侧受力；用力传递过程和方向基本一致： 足跟区，足中区，足前区。 4 、f m a x 、a v e r a g e 、p m a x 、i m p u l s e 、l r 和c o m p 指标特征基本一致，但滑板辅 训手段和滑冰直道技术一个单步足底不同区域在这些指标上在表现出差异， 提示在应用滑板训练中，指导运动员将最大力用在足跟区内侧，以形成与滑 冰直道技术相一致的用力感觉，提高滑板辅助训练手段的有效性。 关键词：速度滑冰；滑板辅训手段；足底压力；足底压强；压力分布：传递特征 a b s t r a c t t h ei n s o l ek i n e m a t i c a ld a t ao fo n es t e po fs k a t i n ga n do n es t e po fh u a b a na r e o b t a i n e db yp r e s s u r es y s t e m o ff o o t s c a ni n s o l e t h ep e o p l ee x a m i n e da r ey o u n g m a l es k a t e r so fm i d d l e l o n gd i s t a n c er a c ea n da l i t h e yc a m ef r o mj i l i n p r o v i n c e p h y s i c a ls c h 0 0 1 w ec o n t r a s tt h ed y n a m i cf o r c e sa n dd y n a m i cp r e s s u r e sp a r a m e t e r so f t h et w oc o n d i t i o n s t h em a i np u r p o s ei st oc o n f i r mt h er e a s o n a b l i t ya n df e a s i b i l i t yo f h u a b a ns u p p l e m e n t a lt r a i n i n g t h em a i nc o f l c l u s i o nf r o mr e s e a r c h ： d y n a m i ci st h em o s ti m p o r t a n tf a c t o r o fm o v e m e n te f f e c t u s u a l l ys k a t i n g d y n a m i c t i m ec u l v eo fs i n g l es t a n c ep h a s ed i s p l a y sas h a p eo ft w op e a k s o f t e nt h e s e c o n dp e a ki sm o r eg e n t l ea n dh i 曲e rt h a nt h ef i r s t o nt h ec o n t r a r y , d y n a m i c t i m e c u r v eo fh u a b a ns u p p l e m e n t a lt r a i n i n go fs i n g l es t a n c ep h a s ed i s p l a y sas h a p eo f s e v e r a lp e a k s t h es e c o n do n ei sm o r es t e e pt h a nt h eo t h e ro n e t h ed i f f e r e n c ei so b v i o u sb e t w e e ns k a t i n ga n dh u a b a ns u p p l e m e n t a lt r a i n i n gi n o n es t a n c ep h a s e t h u s ，l e n g t ho ft h eh u a b a ns h o u l db ec u r t a i lf o rt h es t a n c ep h a s e a n dc a d e n c ea r ec l o s e db e t w e e ns k a t i n ga n dh u a b a ns u p p l e m e n t a lt r a i n i n g ；p e a k p r e s s u r e 。a n da v e r a g ep r e s s u r e o fh u a b a ns u p p l e m e n t a lt r a i n i n gi s h i g h e rt h a n s k a t i n g s o ，i nm yo p i n i o n ；h n a b a ns u p p l e m e n t a lt r a i n i n gi sb e n e f i c i a l f o rs k a t i n gi n v e r i i c a lf o r o e i ti sn od i f f e r e n c et h a tt h eo r d e ro ff o o tb o t t o md i f f e r e n tr e g i o nt of a l ld o w nt h e g r o u n db e t w e e ns k a t i n ga n dh u a b a ns u p p l e m e n t a lt r a i n i n g ；h e e lr e g i o na n do u t s i d e m i d f o o tr e g i o nk e e ps t r e s si nt h em o s to ft i m e s ；t r a n s m i s s i o nf e a t u r eo fh u a b a n s u p p l e m e n t a lt r a i n i n gi ss i m i l a rt os k a t i n g ，j u s th e e lr e g i o n ，m i d f o o ta n df o r e f o o t t h e p a r a m e t e ro ff m a x 、 a v e r a g e 、p m a x 、i m p u l s e 、l ra n dc o m pd i s p l a yac o m m o nc h a r a c t e r i s t i cb u t t h e r ew a ss o m ed i f f e r e n c ea td i f f e r e n tr e g i o ni no n es t e pb e t w e e nh u a b a n s u p p l e m e n t a lt r a i n i n ga n ds k a t i n g t h u s ，s k a t e rs h o u l du s eo n e sm o s tp o w e ri nt h e i n s i d eo fo n e sh e e lt oe n h a n c et h ev a l i d i t yo fh u a b a ns u p p l e m e n t a lt r a i n i n g k e yw o r d s ：s k a t i n g ；h u a b a ns u p p l e m e n t a lt r a i n i n g ；d y n a m i cf o r c e s ；d y n a m i cp r e s s u r e s ； p r e s s u r e sd i s t r i b u t i o n ；t r a n s m i s s i o nf e a t u r e i i 独创性声明 本人声明所呈交的衄论文是本人在导师指导f 进行的研究工作及取得的f 究成 果。据我所知，除了文巾牛十圳加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己纾发挺 或撰写过的研究成果，也不包含为获得东北师范大学或其他教育机构的学位或证| 而使 用过的材料。与我一同1 。作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 学位论文作者签名：嫜同期：蔓竺二厶 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：东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。本人授权东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。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 日期： 指导教师签名：至兰窒兰 日期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：直盐住直堂暄 通讯地址：拯查直自由太堕2 1 z 呈 电话： 邮编： 0 4 3 1 8 4 6 9 4 1 4 5 1 3 0 0 2 2 1 1 问题的提出 1 前言 速滑是人类在不断同大自然斗争中产生和发展起来的，是人类不借助机械外 力所能取得的最高速度的运动项目。1 7 5 0 年，速滑作为一种体育比赛在英国先 行开展起来，并于1 8 7 6 年在伦敦建造了世界上第一个人工制冷速度滑冰场，使 冰上竞技摆脱了季节限制，逐渐形成了现代冰上运动。 速滑项目是我国冰上项目的基础，近几十年来，速滑界的教练员、科研人员 对项目规律进行了不断探索，越来越认识到研究项目规律是科学训练的基础和前 提，特别是近几年来随着科学研究手段的不断创新，利用生理、生化指标，生物 力学方法，营养学，心理学手段等对运动员实施多维生物学监控，加快了认识速 滑项目规律特点的科研进程。我国从2 0 世纪8 0 年代中期开始，科研人员经过 2 0 年的科训结合实践筛选出血红蛋白、血尿素、肌酸激酶、血睾酮、血球压积、 体质量、体脂7 项生理生化指标对监控速滑运动员训练和比赛中体能的下降与恢 复有重要的指导作用【2 1 。 科研与训练已经将我国运动员体能提高到世界一流运动员水平的行列，但后 程速度下降和全程的平均速度水平低下是多年来困扰我国速滑项目特别是长距 离项目的老大难问题。对速滑项目运动方式和技术要求认识不清可能是我们对训 练方法手段的选择产生偏差的关键原因。滑行技术不好，或者说技术不节能，是 造成后程降速的重要因素之一。因此加强运动生物力学研究，揭示速滑项目运动 的本质规律，对指导训练工作具有重要的现实意义【2 i 。 随着实验条件与科研手段的改进，速滑的运动生物力学研究逐步深入，国 内外运动生物力学科研人员对起跑、弯道蹬冰技术，出弯道衔接技术，直道蹬冰 技术等做了大量的运动学研究，提取了大量可供分析和研究的参数；2 0 0 3 年从 德国引进的鞋垫式压力传感器，使科研人员对蹬冰力量的大小、蹬冰的频率、蹬 冰的时机、重心的变化等有关速度滑冰动力学规律的研究有了重要的进展，为教 练员指导冰上技术训练，力量训练，陆地专项模仿动作训练提供了科学依据。速 滑项目训练受到季节的限制，无冰期时需要应用辅助训练手段，以练习动作技术、 为冰期技术水平的稳定提高提供保障，辅助训练的效果直接决定运动员速度滑冰 成绩提高的速度，对速度滑冰直道技术与无冰期辅助训练手段动作结构的动力学 比较研究，说明和验证无冰期辅助训练手段的有效性是有实际意义的。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 我国速度滑冰的运动学研究 速滑项目的运动生物力学研究在上个世纪6 0 年代l 经丌展超米，李景华通 过对速滑弯道技术的力学分析，提出了改进弯道技术的有效方法【3 1 。刘占林对速 滑滑跑技术进行g 物力学分析，主要选取了蹬冰的蹲屈度、蹬冰力、身体总重心 的位置变化轨迹及浮腿摆动的方向、角度、时机、位置等参数，提出了改进滑跑 技术的具体措施【4 i 。我国运用运动生物力学方法系统研究速度滑冰始于1 9 8 6 年， 程国庆等对国内优秀男、女运动员的直道滑行技术、弯道滑行技术及点冰式起跑 和蛙式起跑技术从高速摄影和“跟踪训练系统”两个方面进行了多次测试和技术 诊断，并使用影片解析系统采集数据，提取了大量可供分析和研究的参数，通过 对国外优秀选手的技术比较，发现了一些影响我国速滑成绩提高的原因：单支撑 蹬冰时间比例偏小，自由滑行时间比例偏大；蹬冰时间长，用力不集中，膝关节 伸展角速度慢；滑行姿势高，下肢各关节与水平线央角随滑行距离的加长而增大 等【l 】o 2 0 0 0 年以来，随着计算机技术的发展与应用，艾迪尔等解析仪器的研制与 应用，运动生物力学科研人员对起跑、弯道蹬冰技术，出弯道衔接技术，直道蹬 冰技术等做了大量的运动学分析。 冯维斗等对参加第九届冬季运动会男、女短距离项目决赛的优秀运动员的弯 道滑行姿势的运动学分析得出我国选手上体的姿势控制比较合理，但下肢踝角偏 大，从而导致重心偏后，蹬冰时机偏晚的现象，不利于新式冰鞋的结构在蹬冰过 程中人体能力的充分发挥【5 j 。 陈民盛等运用生物力学方法对速滑商道蹬冰过程中重心位置的动态变化特 点进行了分析，结果认为：在水平面内( 冰面) ，重心滑角随蹬伸过程的延续而逐 渐减小，并且重心点内倾逐渐加大，且向滑行方向前移。在矢状面内( 滑行正侧 面) 蹬冰后期重心也明显自订移【6 l 。 张术学等对男子5 0 0i l l 速滑选手出弯道衔接技术进行了运动学分析，结果发 现：我国男子5 0 0m 速滑选手在出弯道阶段身体重心偏高，膝关节角度偏大；在 双支撑转向单支撑阶段，髋、膝关节主动用力程度不够，爆发式蹬冰的效果不明 显f7 1 。 程湘南以国家速滑队为测试对象研究直道滑行技术，认为：我国选手滑行姿 势下支撑高，膝关节和踝关节角度大，不利于有效克服空气阻力1 8 】。 裴玉霞等对中日男子速滑运动员5 0 0 m 比赛起跑动作的比较研究，认为：中 国运动员起跑预备姿势支撑点问距小，前稳定角小，其重心较偏静，为完成从静止 2 状态转入快速起动蹬冰状态创造了有利的条件，其稳定性略低于日本运动员；疾 跑阶段日本运动员的步频高于中国运动员，中国运动员步幅明显大于f l 本运动员， 中国运动员的起跑效果优于日本运动员【引。 1 2 2 速度速度滑冰的动力学研究 随着研究的刁i 断深入，在速滑项目上应用运动学难以解决的问题，如高速滑 行中的拍摄角度误差、国外比赛提供资料的非专业性、速度滑冰运动员重心轨迹 的描述等问题逐渐成了研究的瓶颈【1 0 1 。为此，我们从动力学角度加强了研究。 1 2 2 1 足底压力测量技术研究现状 压力测量技术自1 8 8 2 年英国人b e e l y 率先研究以来1 u 】，真正对步态系统的 动力学研究和临床研究则始于2 0 世纪5 0 年代i ”。足底压力测量作为当今步态 研究、足疾诊断和运动鞋设计等领域的支撑技术，其发展历经足印技术，足底压 力扫描技术、力板与测力台技术、压力鞋与鞋垫技术1 1 3 1 。其中力板和测力台为 静态测试系统，能够测定站立或一个步态时相的三维压力参数，但不能获得连续 性压力参数，适宜测定低频长时的动作；压力鞋和鞋垫可以获得连续性压力分布 参数，并可以进行实时监测和反馈【1 4 1 ，但只能测定垂直方向的参数，不能获得 水平方向的剪应力【1 5 j ，适宜测定高频短时的动作。实际应用中常用的评估参数 有：力和力矩、最大力、最大压力和平均压力、压力分布、接触面积、力一时问 积分、压力一时问积分、单脚与双脚站立时间、足底压力中心变化、连续足底压 力轨迹等【川。 1 2 2 2 速度滑冰动力学研究现状 从l n g e n s c h e n a u ( 1 9 8 1 ) 所测得的速滑中蹬冰力曲线发表开始，可以说揭开了 冰上项目动力学研究的序幕。l n g e n s c h e n a u 首次描述了蹬冰过程中作用于冰刀 上力的曲线特征，即蹬冰过程中力的曲线在标准体重下呈现双峰型的研究报告 1 1 7 1 。1 9 9 0 年程国庆先生领导的科研小组通过跟踪测力系统的研究，对我国国家队 选手的蹬冰力测试也支持了这一研究结果1 1 1 。k o n i n g ( 1 9 8 7 ) 对3 种不同滑行速度 条件下蹬冰力进行了测试，证实滑行速度与滑跑频率密切相关i ”j ，但没能阐述蹬 冰力与滑行速度之间的联系。 为此，张强、陈民盛等对滑行速度与蹬冰力之间的关系进行综述，认为：直 道滑行速度与蹈冰力曲线形态有关，表现为低速滑行时垂直力曲线为单峰型而高 速滑行时为双峰型：水平力的峰值点力值和平均力值与滑行速度相关 ( p 0 0 5 ，p 0 0 1 ) 1 1 9 j 。 2 0 0 3 年从德国引进的鞋垫式压力传感器，科研人员加强了对蹬冰力量的大 小、蹬冰的频率、蹬冰的时机、重心的变化等有关速度滑冰动力学规律的研究， 为教练员指导冰上技术训练，力量训练，陆地专项模仿动作训练提供了科学依据， 3 纠j f 了一些错误的方法手段。 刘贵宝等对国家优秀速滑运动员和黑尼江优秀速滑运动员进行采样分析，研 究速滑蹬冰足底压力与传导特征，认为：足底压力特征与技术动作只有一致性， 可以对技术动作做细微的调整，从而改变蹬冰力的特征：单步波峰时间差是影响 步频的辛要因素，蹬冰波峰增加的越快，峰值越大，蹬冰效果越好，波峰峰值越 大，同时波峰斜率越大，蹬冰的爆发性能越好，所获得的滑跑速度越大i 删。 1 2 3 速滑无冰期训练方法 我国速滑项目无冰期的i ) i i 练手段主要有四种：陆地模仿冰上动作。轮滑，轮 滑运动与速度速度滑冰是极为相似的两个运动项目，国内优秀运动员在夏季训练 中多采用轮滑手段，以提高专项技术、专项能力 2 “。滑板，运动员鞋外套麻袜 在滑板上模拟商道蹬冰技术。皮筋牵拉法，运动员取速度滑冰姿势，做宜线练习， 将橡皮筋套在运动员腰部1 2 2 | ；做弯道练习要侧面套在运动员髋腰问。通常在土 地和水泥地上进行练习，若想加大训练难度，可在坡路上进行训练。 其中，皮筋牵拉法是运动员弯道技术无冰期的主要辅助i j i i 练手段，滑扳是高 水平运动员直道技术无冰期的主要辅助训练手段。 1 3 研究意义 1 3 1 学术价值 利用运动生物力学手段对速度滑冰项目进行动力学定量研究在国内才刚刚 起步，对冰上技术的研究寥寥无几；对无冰期辅助训练方式的动力学研究尚属空 白，本研究运用运动生物力学手段对无冰期的滑板训练方式与速度滑冰直道蹬冰 技术的动作结构动力学特征进行比较研究，从足底压力变化等方面找出异同，为 建立无冰期辅助训练手段动力学评价标准奠定基础。 1 3 2 应用价值 速度滑冰是在规定的冰场上和规定的距离内，通过技术和力量的结合，来获 得高速度的体育运动项目。良好的身体素质和灵活性是从事速度滑冰运动的基本 要求，出色的滑行技术是取得比赛胜利的关键。加强动力学方面的研究可以揭示 出单纯运动学研究难以发现的一些规律。通过对滑板辅助训练手段与速度滑冰直 道技术的动作结构动力学特征进行比较分析，试图找n - 者之间的异同，为检验 和提高滑板辅助训练手段的有效性提供依据。 4 2 1 实验对象 2 研究方法 受试者为具有二级以上运动等级的专门从事速度滑冰项目的6 名男性青少 年运动员。经过足部病史询问和体格检查，确定其无足部疾病及足部损伤，足部 解剖结构和机能一切正常，身体状况以及运动能力良好。受试者基本情况见表1 。 表1受试者基本情况登记表 2 2 实验设备 本实验使用的测试设备有：比利时生产的足底压力分布测试系统( f o o t s c a n i n s o l es y s t e m ) ，每只鞋垫装有3 2 5 个传感器( 3 2 5s e n s o r sf o rs i z e4 2 ) ，4 个传感器平方厘米，采样频率5 0 0 h z ；身高测量器、体重计等。 s o l ep r e s s u r em e a s u r e m e n t 鞋垫式压力测鼍系统 r s s c a ni n s o l e s + s o f t w a r er s s c a n 鞋垫及软件 t h i c k n e s s ：0 7 咖大小：0 7 m r e s i s t i v ep o l y m e rs e n s o r s 耐受性聚合体传感器 s a m p l ef r e q ：5 0 0h z 采样频率：5 0 0 h z r e s o l u t i o n ：4s e n s o r s c m 2 每平方厘米4 个传感器 l a pt o p + m e m o r yc a r db o x 高及膝部的传感器和数据记忆卡 d y n a m i cc a li b r a t i o n ( a n g s t r o md e v i c e ) 动态校准设备 5 2 3 实验过程 图l ；足底压力测试系统土界面 2 3 1 滑板辅助训练测试于2 0 0 6 年1 2 月2 6 日上午8 ：3 0 1 1 ：3 0 在吉林省体育 运动学校训练馆进行。 2 3 1 1 进行足底压力分布测试系统( f o o t s c a ni n s o l es y s t e m ) 的连接和调试，采 集频率设置为5 0 0 h z ； 2 3 1 2 要求受试者均穿着运动服装、运动鞋。测量受试者身高、体重( 着装、 脱鞋) 后登记受试者情况( 见表1 ) ： 2 3 1 3 选择符合各受试者鞋内底尺码的测试鞋垫，确保测试鞋垫边缘无折痕， 鞋垫大小与鞋底边缘吻合。配戴测试设备后，受试者进行3 分钟左右适应性练习； 2 3 1 4 分别采集每名受试者滑板训练方式的足底压力分布数据。每人穿麻袜全 力在2 2 4 米滑板上模拟直道技术，分别测试三次。 2 3 2 冰上直道技术测试于2 0 0 6 年1 2 月2 7 日中午1 2 ：3 0 一1 4 ：3 0 在吉林省速 滑馆进行。 2 3 2 1 进行足底压力分布测试系统( f o o t s c a ni n s o l es y s t e m ) 的连接和调试，采 集频率设置为5 0 0 h z ； 2 3 2 2 要求受试者均穿着运动服装、冰鞋； 2 3 2 3 选择符合各受试者鞋内底尺码的测试鞋垫，确保测试鞋垫边缘无折痕， 鞋毽大小与鞋底边缘吻合。配戴测试设备后，受试者进行3 分钟左右适应性练习； 2 3 1 4 分别采集每名受试者直道滑行中全力滑跑的足底压力分和数据，每人分 6 别测试三次。 2 4 测试指标 足底力学指标分别是：足底压力、压力峰值、压力峰值百分比、压强峰值等。 表2足雇压力分布测试指标 指标名称指标描述 足底压力( n ) 压力峰值( n ) 压力峰值百分比 压强峰值( n c m ) 分区内所有传感器在测试阶段内受到的合力 分区内所有传感器在测试阶段内受到的摄大合力 某分区压力峰值占足底压力峰值总和的百分比 分区内每个传感器在测试阶段内所受压强的虽大值 2 5 实验数据处理 2 5 1 应用软件 本文应用f o o t s c a i r s o f l 懈e7 0 0 、e x c e l 等工具软件进行数据处理。 2 5 2 数据筛选方法 速度滑冰是一项典型的周期性运动。由于技术动作的反复性和连贯性特点， 每一个动作周期即每一个周期中动作阶段的比例是恒定的。选取受试者动作完成 较为稳定的左单步数据进行分析。 2 5 3 足底压力分区方法 根据足的解剖位置与鞋垫上面传感器的对应关系，将足底分为足前 ( f o r e f o o t ) 、足中( m i d f o o t ) 、足后( r e a r f o o t ) 三个区域，通过这三个区域的特征 反映整个足底压力分布信息。 7 3 研究结果与分析 在人体运动过程中，通过足底压力分布测试系统( f o o t s c a ni n s o l es y s t e m ) 获 得足底力学数据，以0 0 0 2 秒为一个采集周期。数据采集后，f o o t s c a ns o f f w a r e 7 0 0 分析系统对数据进行常规分析，并利用e x c e l 工具软件进一步处理数据。数 据分析系统截屏包括2 d 动态窗口、3 d 动态窗口、力一时间曲线图和压力一时问曲 线图窗口等；2 d 动态窗口显示足底( 左、右足) 各部位最大压力值或平均压力 值，并能显示出足部运动过程巾左右足底所受的最火力：3 d 动态窗口显示左右 足底受力值的三维动态图像；压力一时问曲线图窗口则在坐标系中描绘出人体在 运动过程中不同步态下足底的压力一时问曲线。 3 1 足底压力一时间曲线特征比较分析 速度滑冰足一项重复性与稳定性交互作用的运动项目。对于速度滑冰蹬地力 学基本特征分析，可以选取育道滑跑过程中一个单j 多作为研究埘象。 图2 ；李 速度滑冰直道j 骨行技术一个单步左足底压力3 d 视图( 第一峰) 8 图3 ；李 滑板辅训手段一个单步左足底压力3 d 视图( 第一峰) 3 1 1 压力一时问曲线特征定性分析 图4 ；李十速度滑冰直道滑行技术一耷单步左足底压力一时问曲线 图5 ；李+ 滑板辅训手段一个单步左足底压力一时间曲线 观察发现6 名运动员直道滑行技术一个单步足底压力一时i 、日j 曲线基本一致， 滑板辅训手段一个单步足底压力一时间曲线基本一致，所以仅以一例定性比较分 析二者足底压力一时问曲线特征。图4 、图5 所示分别是李+ 速度滑冰直道技术 9 一个单步( 左) 与滑板辅助训练一个单步( aj 的足底压力随时削变化情况。 从图中可见：在速度滑冰直道技术个单； 过程中，从左足着地厅始，压力 迅速上升，首先呈现第一个波峰，然后压力下降，呈现一个波谷，接者随重一1 5 由 右侧交换到左侧，压力再度迅速上升，呈现第：个更大的波峰后迅速下降，整个 过程大体形成一个双峰曲线；在滑板辅助训练过程中，从左足着板开始，压力迅 速上升，首先呈现第一个波峰，然后压力下降，呈现一个波谷。接着随重心由右 侧交换到庄侧压力再度迅速上升，呈现第二个更大、更陡峭的波峰后迅速下降， 整个过程大体形成一个多峰曲线。两条曲线在单支撑阶段均形成一个小于体重的 波谷，这种单支撑阶段的一个低谷现象，类似予跑的腾空阶段，这种低谷式体重 压力减小了冰( 板) 面摩擦力有利于降低速度损失，维持滑跑速度1 2 0 】。从以上 定性观察可以得出：滑板辅训手段曲线中第二个陡峭的波峰，与速度滑冰直道滑 行技术一个单步压力一时问曲线中第二个平缓；b 现的高峰有明显差异；速度滑冰 直道滑行技术一个单步压力一时问曲线为双峰曲线，滑板辅训手段一个单步足底 压力一时问曲线为多峰曲线。 3 1 2 几个压力、时问指标的定量分析 着板( 冰) 时间：着板( 冰) 到离板( 冰) 所用的时问，单位：m s 最大压力：峰值压力，单位：n 平均压力：平均压力，单位：n 表3 滑板辅训手段与速度滑冰直道技术左单步几个时间、压力数据比较分析表 由上表可知：滑板辅训手段一个单步( 以下简称“滑板”) 着板时间是速度 滑冰直道技术一个单步( 以下简称“滑冰”) 着冰时间的2 1 1 倍。提示，为了更 好的利用滑板这种主要的直道技术辅助训练手段，可适当缩短滑板的艮度，以在 训练中模拟冰上的动作时相与频率；最大压力和平均压力参数，滑板显著高于滑 冰，这表明，滑板作为一种辅助训练手段，对提高运动员在冰上的法向蹬冰力是 有益的，结合前面观察到滑板与滑冰的压力一时日j 曲线特征呈现出的明显差异。 3 ，2 足底压力分布与传导的力学特征比较分析 为研究足底压力分布与传导特性，将足底根据人体解剖结构分为三个区：即 足前区、足中区、足后区。进步细分，将足后区细分为两个区域，分别是足后 1 0 区外侧记为1 区，足后区内侧记为2i 五，1 区、2 区主要代表足跟部位；足中区 细分为两个区域，分别是足中区外侧汇为3 区，足中区内侧记为4 区，3 区、4 区主要代表足弓部位：足前区细分为二1 个区域，分别是足前区外侧计为5 区，足 前区中部计为6 区，足前区内侧计为7 区，其中7 区主要代表第一跖趾关节部位， 6 区主要代表第二、兰跖趾关节部位，5 区主要代表第四、五跖趾关节部位。本 实验采集到的数据经处理后，汇总如下表4 9 。 图6 ：足底压力分区示意图 为进一步挖掘数据的应用价值，我们选取以下分析指标，各指标的含义如下： s e n s o rt i m e ( s t ) ：特定区域开始着地时问，单位：m s e n dt i m e ( e t ) ；特定区域离开地面时间，单位：m s f m a x ：测定区域峰值压力值，单位：n a v e r a g e ( a ) ：测定区域的平均压力，单位：n c o n t a c t ( c ) ：特定区域接触时间占整个步态阶段的百分比 p e a k ( p ) ：特定区域达到峰值的时间占完整步态时间的百分比 l o a dt i m e ( l ) ：特定区域着地时i 日】占整体时间的比值 l o a dr a t e ( l r ) ：特定区域的压力变化率，单位：n m s c o m p ：足各部位压力占足总压力的百分比 2滑板 区滑冰 3 滑板 区滑冰 4 滑板 区滑冰 5 滑板 区滑冰 6 滑板 区滑冰 7 滑板 区滑冰 7 771 7 0 23 8 934 0 94 0 34 2 8 61 3 5 6 0 6 5 2 1 1 31 0 9 4 7 9 3 76 4 96 1 32 1 6 4 l1 6 20 3 26 9 1 6 3 3 1 7 8 29 4 3 3 9 54 0 32 1 4 7 2 30 3 37 8 2 1 2 71 1 5 0 3 9 8 38 2 18 1 7 1 2 56 7 80 1 9 5 8 5 4 5 2 31 3 7 4 7 5 1 35 7 14 8 4 9 82 1 50 1 1 2 1 8 3 0 51 0 5 3 6 58 2i7 9 79 8 95 0 8 0 ，1 64 1 5 2 3 0 3 1 7 9 58 6 74 4 4 5 01 0 54 2 50 1 5 2 3 6 3 1 1 31 0 3 6 3 6 38 9 88 36 2 5 2 1 801 01 8 1 2 8 11 8 0 0 38 4 3 4 5 25 11 3 86 6 20 3 23 46 3 3 1 71 1 0 976 7 3 8 0 98 3 31 8 0 74 9 8 0 2 84 1 1 3 3 91 7 7 1 3 7 9 35 9 56 52 7 2 4 7 4 70 3 24 1 8 1 1 971 1 5 3 8 9 37 8 68 1 31 3 52 5 0 10 1 74 0 8 全滑板 1 7 31 8 0 179 8 4 0 54 0 31 0 8 6 3 8 01 5 5 足滑冰 1 0 31 1 5 2 7 9 98 0 1 8 07 6 2 93 2 9 2 0 8 3 一一一一 1滑板 3 6 42 0 2 4 3 7 3 32 3 53 3 3 1 5 5 14 3 20 4 13 5 , 2 区滑冰 3 71 0 7 0 71 0 0 4 8 54 8 71 3 2 37 3 6 o 2 83 1 1 2 滑板9 3 2 2 1 9 79 7 33 3 4 3 32 3 8 27 7 80 3 46 4 - 8 区 滑冰 5 31 0 7 0 79 9 ，7 5 2 ，85 33 5 6 ，81 6 5 8 0 6 56 8 - 9 1滑板 2 9 7 72 1 7 7 78 3 2 9 43 7 31 7 6 ，l 4 60 3 36 7 1 区滑冰4 1 0 7 0 79 9 ，7 8 0 48 0 3 1 6 6 94 0 50 25 3 9 4 滑板 3 6 6 1 7 1 65 9 7 3 1 53 4 75 4 22 3 1o 1 33 2 9 区滑冰 1 8 71 0 7 0 7 9 8 37 8 77 91 3 5 9 3 5 30 1 74 6 1 s滑板 1 7 22 1 9 0 3 8 9 ，33 43 7 7i l l3 7 o 1 61 4 4 区滑冰7 7 1 79 4 8 3 1 6 76 3 68 2 5 6 53 5 2o 惦 2 4 7 7 6 滑板2 6 1 7 2 1 7 3 38 4 ，3 4 2 64 7 71 9 89 0 20 2 6 3 5 区滑冰 3 3 61 0 3 2 3 6 67 9 , 88 27 2 0 94 9 5o 3 83 5 6 7精板 5 6 72 2 2 8 79 5 7 5 7 65 7 32 7 2 2 1 3 0 20 2 85 0 6 区滑冰2 6 9 71 0 4 5 7 46 7 87 31 1 0 5 4 60 2 13 9 7 全滑板6 2 2 3 2 79 83 5 3 4 79 4 8 23 8 81 2 6 足滑冰4 7 1 0 7 0 79 9 ，7 7 9 68 07 1 92 9 4o 8 7 1 2 表6 杨 滑板辅训手段与速度滑冰直道技术足底压力数据比较分析表 墨! 宣! 塑堡塑型量垦墨垄堡塑鲨亘堂垫查星塞堡垄墼塑些筮坌堑耋 指标 s t ( m s ) e t ( m s ) cpl f m a x ( n ) a ( n ) l r ( n m s )c o m p 表8 夏 滑板辅洲手段与速度滑冰直道技术足底压力数据比较分析表 指标s t ( m s ) e r ( m s j cpi 。 f m a x ( n )a ( n ) l r 小m q )c o m p 1滑板 6 1 72 4 8 3 39 434 6 64 6 72 0 768 9 40 1 7 匹 滑冰1 9 3 9 0 09 1 73 9 73 838 8 43 4 80 2 5 2滑板 7 32 3 4 4 78 832 8 32 77 3 4 37 1 2 7 70 5 6 区 滑冰 69 6 i 3 9 9 3 8 33 8 32 7 591 1 50 7 7 3滑板 3 32 5 7 1 39 8 73 8 53 92 3 5 19 2 6o 2 4 隧 滑冰69 5 2 79 836 4 96 4 3 1 6 6 5 6 8o 3 3 4滑板 3 6 1 32 1 4 0 76 9 36 8 】6 0 7 9 35 3 1 700 8 琏 滑冰 5 5 39 3 1 39 1 36 4 86 4 32 0 3 39 2 70 4 9 5滑板2 0 1 ，3 2 4 4 2 78 7 36 0 46 178 63 5 70 ( 】8 ； 区 滑冰2 2 7 3 8 3 4 76 48 6 47 836 0 41 60 1 2 6 滑板3 1 5 72 4 0 58 1 3 6 686 6 31 7 25 7 70 1 2 区 滑冰2 1 5 78 4 1 76 5 7 8 4 57 7 31 5 8 l4 230 3 0 7滑板1 2 8 72 4 8 29 26 956 8 73 7 6 87 5 202 3 区 滑冰1 7 0 7 8 9 87 6 76 4 46 4 31 2 726 0 10 3 4 全滑板 2 8 32 5 0 89 6 34 0 1 4 0 8 9 384 4 221 0 8 足 滑冰8 3 9 6 1 39 94 9 64 9 78 5 323 3 872 ，1 6 3 7 2 1 7 6 3 7 8 3 7 2 9 3 8 2 7 1 6 2 2 0 1 3 5 3 3 9 3 6 4 6 5 0 5 表4 _ 书所列是6 名运动员滑板和滑冰足底不同区域的峰值压力等指标。表 中第1 、第2 列数据表示足底特定区域开始着地与离地时间( 单位：毫秒) ，它 们可以反映足底不同区域着地顺序与离地顺序。表中数据显示滑冰首先是足跟及 足中区的外侧着冰，之后过渡到足前区，足前区着冰时间最晚：滑板首先足足跟 及足中区的外侧着冰，足中区内侧着冰时j 日j 最晚；滑板和滑冰均为足中区内侧首 先离地，之后其他区域同时离地。即滑板和滑冰足底不同区域着冰( 板) 顺序均 由足跟过渡到全足，足中区内侧首先离冰( 板) 。 1 4 表中第3 歹u c o n t a c t 表示特定区域触地时间占整个步态阶段的百分比。滑 板和滑冰足底不同区域c o n t a c t 最大值均出现在足跟b 及足中区外侧，最小值 基本出现在足中区内侧。即滑板和滑冰大部分时间是足跟区和足中区外侧受力。 第4 列p e a k ( p ) 表示特定区域达到峰值的时| 开j 占完整步态时i 甘j 的百分 比。表中数据显示滑冰足底不同区域p 最大值出现在足前区，其中峰值出现在 6 区和5 区，即第二、三、四、五跖趾关节部位，最小值出现在足跟区；滑板足 底不同区域p 最大值出现在足前区，其中峰值出现在足前区内侧( 7 区) ，最小 值出现在足跟区。滑板和滑冰足底p 指标特征表现基本一致，但峰值所在区域 有细微差别，滑冰出现在第一跖趾关节部位，而滑板出现在第二、三、四、五跖 趾关节部位。 第5 列l o a dt i m e 表示特定区域着地时间占整体时问的比值。6 名运动员滑 冰足底不同区域l 最大值出现位置表现出个性差异，有3 个人出现在3 区，2 个人出现在7 区，1 个人出现在5 区；最小值出现在足跟区。滑板足底不同区域 l 最大值出现在足前区内侧( 7 区) ，最小值出现在足跟区。滑板和滑冰足底 l 指标特征表现基本一致，但最大值出现区域有差别。 第4 列和第5 列两个指标的趋势基本一致，即滑板和滑冰足底各区压力峰值 出现次序是：足跟区，足中区，足前区；首先足跟蹬地发力，用力达最大值，之 后足中区出现峰值压力，足前区最后出现峰值压力。提示，足底压力分布具有传 递性趋向特征，滑板和滑冰足底各区域的用力传递过程和方向基本一致。 第6 列f m a x 表示特定区域峰值压力值。6 名运动员滑冰足底不同区域最大 峰值压力( f m a x ) 出现区域有细微差别，5 名运动员出现在2 区( 足跟区内侧) ， 1 名出现在3 区，该名运动员的第二峰值压力出现在2 区；最小值有3 名运动员 在5 区，2 名在4 区，1 名在7 区；滑板足底不同区域最大峰值压力( f m a x ) 出 现区域也有细微差别，1 名运动员出现在1 区，2 名运动员出现在2 区( 足跟区 内侧) ，3 名运动员出现在7 区；最小值有4 名运动员在4 区，2 名在5 区，这两 名运动员4 区的最大压力峰值紧邻5 区，差别微弱。6 名运动员的f m a x 指标呈 现出个体差异性。比较滑板和滑冰足底f m a x 指标，最小值出现区域基本一致， 但最大值出现区域差异明显。 表中第7 列a v e r a g e 表示特定区域的平均压力。6 名运动员滑冰足底不同区 域a v e r a g e 的最大值出现区域有细微差别，5 名运动员出现在2 区( 足跟区内侧) ， 1 名出现在3 区，该名运动员的第二峰值压力出现在2 区；最小值有3 名运动员 在5 区，1 名在4 区，1 名在7 区，1 名在3 区；滑板足底不同区域a v e r a g e 最大 值出现区域也有细微差别，1 名运动员出现在4 区，1 名运动员出现在7 区，4 名运动员出现在2 区( 足跟区内侧) ；最小值有4 名运动员在4 区，2 名在5 区。 比较滑板和滑冰各分区a v e r a g e 的情j m a f - 缸h6 名运动员的a v e r a g e 指标呈现出 个体差异性。 第8 列l o a dr a t e ( l r ) 表示特定i 域的压力变化率，单位：n m s 。6 名运 动员滑冰足底不同区域l r 指标最大值有细微差别，5 名运动员出现在2 区( 足 跟区内侧) ，1 名运动员出现在4 区，最小值3 名运动员出现在5 区，1 名在4 区，1 名在3 区，1 名在7 区；滑板不刚区域l r 指标最大值有差别，3 名运动员 在2 区，2 名在1 区，1 名在4 区，最小值3 名运动员在4 区，2