（民族传统体育学专业论文）对陈氏太极拳足底压力的实验研究.pdf

学位论文独创性声明学位论文独创性声明 本人郑重声明所呈交的毕业暨学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作所取得成果的总结，内容真实。除文中特别加以标注和致谢之处，论文不包含 他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得本校或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。 与我一道工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文著作权使用授权书学位论文著作权使用授权书 本学位论文作者完全了解吉林体育学院有关硕士学位论文著作权的管理规 定。 特授权吉林体育学院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，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 （保密的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 i 中文摘要 陈氏太极拳发源于河南温县陈家沟，至今已有四百余年的历史。是一种把拳 术与易学的阴阳五行之变化相结合，把拳术与中医学中的导引、吐纳、经络学说 等理论相结合，将气功运用于拳术之中的一种具有阴阳相合、刚柔相济的，集技 击、健身、养生为一体的武术项目。流传至今已衍生出了杨、吴、武、孙等多种 流派， 在国内外拥有众多的练习者和太极拳组织，并且在国际武术竞赛活动中占 有重要的地位。在练习过程中要求全身放松，贯以神气率领,并通过一种特殊的 整体修炼过程,去调整和强化人体本能,开拓人体潜能,而使人的身、心等多个方 面得到高层次的平衡和自由。太极拳最主要的特点就是以意识为主导地心理调 节，以呼吸为主导地意识调节 1能有效的影响中枢神经系统，从而引起内分泌的 变化使身体达到和谐状态。同时，太极拳运动能使全身的肌肉、关节都处于活动 中，使其得到有效的锻炼和放松。 随着全民健身的兴起，越来越多的人选择太极拳作为主要的健身运动方式， 据了解在太极拳健身当中，有相当一部分人练习陈氏太极拳， 陈氏太极拳也在大 众健身方面起到了重要的作用。以往的关于陈氏太极拳的研究多集中在功法、健 身等方面；运动学的分析多集中在比赛套路和散打等方面，而对于传统武术项目 的研究多体现在理论方面，运动学的分析相对较少；足底压力在运动方面的研究 涉及到人体的走、跑、跳等方面，并且在糖尿病、临床医学等方面进行研究，而 对于太极拳足底压力方面的研究相对较少，尤其在陈氏太极拳方面，几乎没有开 展。 本次试验采用 footscan insole system 足底压力分布测试系统，以陈氏太 极拳为载体，进行探索和分析,并对其中代表性动作进行重点分析，发现 footscan insole system 足底压力分布测试系统能够对陈氏太极拳进行有效的 研究，且本次试验得到如下结果：在练习陈氏太极拳时，重心左移时，左右足压 强变化一致，支撑脚压力主要集中在足后区和足前区外侧，蹬地脚压力主要集中 在足后区；在重心右移时，蹬地脚作用力主要集中在足后区和足前区外侧，支撑 脚主要集中在足后区和足前区外侧，与左移时相同，说明重心左右转换时左右足 压力变化相同；在重心前移时压力多集中在足后区，足前区不同，第一次左右足 足前区压力主要集中在内侧，第二次只要集中在外侧，本研究认为应该与位移的 大小有关；在重心后移时，蹬地脚主要是足前区内侧用力，支撑脚作用力主要集 中在足后区和足前区内侧；震脚时左足支撑，右足震脚，左足主要集中在足后区 和足前区外侧，右足主要集中在足后区和足前区内侧；发力时，在发力瞬间，作 ii 用力主要集中在左右足的足后区，右足足前区内侧主要是维持平衡。建议在练习 陈氏太极拳时加强对足底各部位小肌肉群和踝关节的训练， 尤其是足跟区和第一 跖骨关节部位，以免运动损伤。 关键词关键词：陈氏太极拳；足底压力 iii abstract wen county, henan province chen style tai chi chuan originated in chen village, has been four hundred years of history. its a kind of martial arts and learn the changes of yin and yang combination; the boxing and the guided medicine, medicines, combining theories of meridian; will be used in martial arts qi gong a kind of yin and yang among the consistency, hardness and softness , the set of attack, fitness, and health as one of the martial arts program. spread has been derived from the yang, wu, wu, sun and many other schools, at home and abroad has many tai chi practitioners and organizations, and activities in the international martial arts competition plays an important role. in the process requires the body to relax, consistent with air lead, and the overall practice through a special process to adjust and strengthen the human instinct to develop human potential, and peoples physical, psychological and other aspects of the balance by high-level and freedom. the main characteristics of tai chi is to consciousness, leading to psychological adjustment to adjust the breathing led to awareness 1 can effectively influence the central nervous system, causing changes in the endocrine status of the body to achieve harmony. meanwhile, the body of athletics and technology allows the muscles and joints are in activities, their effective exercise and relaxation. for the rise of fitness, more and more people choose the tai chi as a major sports fitness, it is understood among the tai chi exercise, a considerable number of people practicing chen style taijiquan, chen style taijiquan is also from the public health aspects of to an important role. chen taijiquan on previous studies focus on exercises, fitness, etc.; kinematic analysis routines and more focused on the game sanda, etc., and for research projects and more traditional martial arts is reflected in theory, kinematics analysis also relatively small; plantar pressure study in sports related to human walking, running, jumping, etc., and in diabetes, and other aspects of clinical research, and for plantar pressures in the tai chi research is relatively small, especially in the chen style taijiquan, almost not carried out. this experiment uses footscan insole system plantar pressure distribution measurement system to chen style tai chi chuan as a carrier for the exploration and analysis, and the representation of actions which were analyzed and found footscan insole system plantar pressure distribution measurement system capable of chen taijiquans conduct effective research, and the trial results are as follows: chen style taijiquan in practice, the focus of the left, the left foot consistent pressure changes, iv mainly in support of foot pressure and foot before the foot after the area outside the region side, stomp feet after pressure mainly concentrated in the foot area; in the center of gravity shifted to the right, the pedal force concentrated in the foot area and foot after foot anterior lateral, mainly in support of the foot area and foot after foot outside the front side, and left, basically similar to that center around the conversion of about the same foot pressure; the pressure in the center of gravity is moved forward after more concentrated in the foot area, anterior foot is different about the first time a full pressure mainly concentrated in the anterior inside, the second as long as the focus on the outside should speculate about the size of the displacement; in the center of gravity moved, the kicking foot to foot before the area is inside the main force, support forces concentrated in the foot area and foot after foot before area inside; earthquake left foot when the foot support, foot shock right foot, left foot after foot mainly concentrated in the anterior lateral area and the foot, right foot after foot mainly concentrated in the anterior medial area and the foot; hair force, moment in the development effort , the main force in the foot after foot area around the right anterior medial full principal is to maintain balance. chen style tai chi exercises recommended to strengthen the foot when the various parts of the small muscle groups and ankle training, especially in the heel area and the first mound of bone joints in order to avoid sports injuries. keywords: chen-style tai chi; plantar pressure 一 目 录 中文摘要中文摘要 英文摘要英文摘要 前言前言 1 1 选题依据1 2 文献综述2 2.1 陈氏太极拳研究现状2 2.1.1 功法技击方面的研究2 2.1.2 健身方面的研究3 2.2 足底压力研究现状4 2.2.1 测力台(force platform)4 2.2.2 测力板(force plate)4 2.2.3 测力鞋和测力鞋垫5 2.2.4 静止站立时足底压力分布5 2.2.5 步行时足底压力分布5 2.2.6 跑步时足底压力分布5 2.3 太极拳在足底压力方面的研究5 3 3 研究方法研究方法7 3.1 实验对象7 3.2 实验法 7 3.3 实验过程7 二 3.3.1 足底压力分区 8 3.3.2足底压力相关指标选取9 3.3.3足底压强分区9 3.3.4 足底压强相关指标选取9 3.4 数据处理10 3.4.1 动作选取10 3.4.2 应用软件 10 4 4 实验实验结果与分析结果与分析 11 4.1 金刚捣碓 11 4.1.1 动作阶段的选取 11 4.1.2 测试指标分析 11 4.2 懒扎衣 16 4.2.1 动作阶段的选取 16 4.2.2 测试指标分析 16 4.3 白鹤亮翅 21 4.3.1 动作阶段的选取 21 4.3.2 测试指标分析 21 4.4 掩手肱拳 25 4.4.1 掩手肱拳动作阶段选取 25 4.4.2 测试指标分析 25 4.5 云手 30 4.5.1 云手动作阶段的选取 30 三 4.5.2 测试指标分析 31 5 5 结结 论论 36 6 6 建建 议议 37 7 7 参考文献参考文献 38 8 8 致致 谢谢 40 - 1 - 前 言 1 选题依据 通过对相关资料的查阅发现，以往有关陈氏太极拳的研究多是功法、 健身等方面；足底压力在运动学方面的研究也多在人的走、跑、跳等方面 进行，并且在糖尿病、临床等医学方面进行研究；足底压力在太极拳方面 的研究很少，尤其在陈氏太极拳方面，几乎没有。随着全民健身的兴起， 越来越多的人选择太极拳作为健身的主要运动方式，据了解在太极拳健身 中，有相当一部分人练习陈氏太极拳，但是因为练习太极拳时动作的不够 科学而受损伤的人也时有发生，而且还没有相关的数据参考。有研究表明， 经过长期的锻练后，练习太极拳人的步态与普通人相比有显著的变化，动 作更为合理，能量的经济性更好，受运动损伤的风险也相对较少。因此， 研究练习太极拳时的步态和足底压力特征，对于提高太极拳健身价值，减 少运动损伤发病率都有重要的指导意义，而且，可以揭示在陈氏太极拳中 足底压力的变化规律，并通过足底压力的变化规律指导陈氏太极拳的训练 和教学。基于此，本文选择三名长期从事太极拳工作的太极拳师傅作为研 究对象，进行足底压力的测量，从而得出相关的数据，为陈氏太极拳的研 究提供理论基础，弥补陈氏太极拳在足底压力方面的空缺，为陈氏太极拳 的训练和教学提供数据参考，并对陈氏太极拳的普及和发展起到积极的作 用。 - 2 - 2 文献综述 本人参考了目前关于太极拳、陈氏太极拳、足底压力方面相关的已发 表的论文和书籍 32 篇，其中涉及到了足底压力的基础研究，太极拳、陈氏 太极拳的理论及技术研究，太极拳对足底以及对人体机能影响的研究、足 底压力测试系统的检测原理和与此相关的临床研究。 2.12.1 陈陈氏氏太极拳研究现状太极拳研究现状 2.1.12.1.1 功法、技击方面的研究功法、技击方面的研究 在陈氏太极拳的腰档功练习中，强调腰档要结合，在腰腿的缠丝、胸腰的折 叠练习、使用方法上，说明一般练柔劲时要活腰，练发劲时要扭腰，练走势时要 塌腰，练蓄劲时要松腰，练走化时要沉腰，练换劲时要虚腰，练贯通时要直腰 2。 在裆功的练习中说明档要放宽撑圆，容易使档劲自动在尾闾间中正，这样档劲就 更足，从而可稳固步法 2。档部运动路线一般是在练化劲和引对方的劲力深入时 要走下弧档；练发放、破坏对方重心击打时要走后弧档。同时说明了裆与腰相配 合的关键：塌腰时要含档，活腰时要松档，而拧腰发劲时要扣挡，这样上下盘才 容易相合，内劲在全身各处才能沉着透达。 在练习陈氏太极拳时，放松在陈式太极拳中是非常重要的， 放松的关键部位 在两肩、两胯。要求在练习陈氏式太极拳时,要求内固精神,外示安逸,心气下降, 全身放松,不用僵劲 3。不用劲并不是一点劲都没有,而是不能乱用劲,是要求用 劲合理。在练功的过程中,不仅要求放松,而且要求身体内部的五脏六腑也要松, 这样周身血脉才能贯通,内气才能周流。 缠丝劲法是陈氏太极拳整体运动的基本功法， 是陈氏太极拳高层次内劲的主 体，缠丝劲是由身体的旋转而产生的螺旋式的运动，从而产生整体的缠丝劲 4； 同时， 陈氏太极拳缠丝劲的锻炼有助于引导内气在体内循经络沿曲线运转， 能够 促进气血循环，增强人体新陈代谢，说明陈氏太极拳缠丝劲也是内气表现的一种 形式 5；缠丝劲也可以称为陈氏太极拳的内功，讲究“意、气、劲”合为一体6。 陈氏太极拳中虚领顶劲不是不领,也不是没有，而是一种意识、意念 7。虚 领显示在躯干就是精神能够提起、目光有所属、精神有所聚；显示在上肢就是肩 能灵活运转、肘能转动、手能灵活应变；显示在下肢就是足下有根、膝能定向、 裆能撑圆。顶劲就是用意念来控制的一种虚虚领起的劲,隐藏于内则就是用意、 用心为主导， 引领内气运行的一种用意方式 13； 显示于外能使肢体放长产生弹性, 久练之后，虚领顶劲自然就能贯穿于整个陈氏太极运动中。 - 3 - 2.1.22.1.2 健身方面的研究健身方面的研究 在太极拳对人体神经系统的影响方面有研究显示， 人可以通过自行调整大脑 的神经系统,调节和控制各种生命活动。通过练习太极拳，能够使大脑和脊柱中 枢神经系统、躯干和内脏周围的神经系统得到适当的休息和良好的刺激,同时这 些神经系统相互之间又进行刺激,从而得到整体神经系统的锻炼,使得神经系统 得到保养和恢复，从而维持人体内环境的平衡 8。 在太极拳对心血管系统的影响方面有研究表明， 练习太极拳的老年人心血管 功能比较好,而且血压、脉搏反应正常 9。证明,经常练习太极拳可以使心脏冠状 动脉供血充足,心脏收缩力量增强,血流动过程良好，并且有助于加强呼吸深度, 促进血液循环,同时肌肉活动能使毛细血管充分开放,加快静脉与淋巴的回流速 度,改善微循环,从而减轻心脏负担,能够从整体上改善心脏营养过程,能够保持 心脏、血管和淋巴系统的健康。 呼吸系统包括肺、气管、支气管、咽、喉、鼻腔。呼吸系统的主要功能是进 行气体交换,不断从外界环境中得到氧气,以满足机体的需要,并且不断的向体外 排放体内氧化过程中生成的二氧化碳 10。在练习太极拳时，要求呼吸与动作相配 合,呼吸要做到匀、 细、 深、 长的腹式呼吸,这对增加肺活量,保持肺组织弹性, 改 进胸廓活动度,锻炼呼吸肌,提高肺的通气和换气功能,有着良好的作用。腹式呼 吸法也是太极拳最常用的呼吸方式，在太极拳练习过程中所采用的,内外结合, 缠绕运动,舒畅经络等,都是通过腹式呼吸的方式来完成的 11 ,同时指出，腹式呼 吸的吸氧量比较大,并且在呼吸中有着加深气息深长的作用,这对太极拳运动的 沉稳的基础上,呼吸效果达到柔、匀、细、长起到一定的作用,能够有效的增强呼 吸系统功能 11。 经常练习太极拳对于改善消化系统的功能有比较明显的效果 12。首先，这和 太极拳能够改善人体中枢神经系统的调节功能有关。 精神状态对消化的影响是比 较明显的，在练习太极拳时，要求思想集中,排除杂念，神思安逸,心地平和，因 而有助于解除不良情绪的影响,调节精神状态 12。另外,太极拳中的有些动作,对 腰腹部的练习比较多。这些动作和腹式呼吸能够增大腹部压力,能够有效的起到 按摩内脏的作用,促进胃、肠的蠕动,并且促进消化液的分泌和营养物质的吸收, 从而增强消化系统的机能。 练习太极拳能够促进四肢肌肉的拉伸，增强关节的灵活性。太极拳螺旋式的 动作能够使全身各部分肌肉和肌纤维都参加运动,通过反复的缠绕旋转,能够使 肌肉通过运动逐渐的拉长,从而增强肌肉的收缩与拉伸能力,并且使肌肉丰满而 富有弹性。由于肌肉的收缩与拉伸对骨骼的牵拉作用，以及新陈代谢的增强,骨 的血液供给能够得到有效的改善,通过改善骨的形态结构和性能，从而提高骨的 - 4 - 抗折性、抗压性、抗扭转性方面的性能,使骨不易发生变形和畸形，由于练习太 极拳时肌肉和骨骼的不断作螺旋式的弧形运动,使关节周围的肌肉、关节囊和关 节韧带得到良好的锻炼,从而增强关节的稳固性、柔韧性和灵活性 14。 经常练习太极拳能够促进人体免疫系统功能，增强机体免疫力，有研究曾经 对 20 名糖尿病患者进行了 6 周是试验观察，证明太极拳运动对人体有适度的温 和刺激的作用,能够促进机体免疫功能的增强。 同时， 陈氏太极拳功法要求意念、 呼吸、动作相配合，运动强度较低，这样对机体进行适宜的刺激,对受试者的免 疫功能有良好的作用。 通过总结发现，太极拳健身方面的研究范围比较广，涉及到人体神经系统、 心血管系统、呼吸系统、消化系统、免疫系统以及骨骼、肌肉、关节等方面，对 太极拳健身价值做了结果性的分析， 而很少对其运动过程中的各器官机能变化进 行分析。 2.22.2 足底压力研究现状足底压力研究现状 足底压力测试技术发展至今，已经应用到各种领域。人体在运动时,脚是唯 一和外界直接接触的人体部位 18。脚部受力的方向和大小、脚底皮肤触觉的信息 反馈,都能够对人体运动及平衡控制能力产生巨大的影响 19。 因此,对人体足底压 力及其分布的测量和评估都是被人们所关注的重点。 足底压力就是足底与支撑面 之间的一对作用力和反作用力。目前,足底压力测量技术主要应用在三个研究领 域：步态分析方面、临床足疾诊疗方面 20和运动鞋设计方面21。随着科学技术的 不断进步,足底压力测量仪器的迅猛发展，国际上已有多家厂商研制和生产此类 产品。主要有以下三种研究成果。 2.2.12.2.1 测力台测力台(force platform)(force platform) 测力台是最早用来采集足底数据和评估足底压力的测试仪器之一， 由压电式 传感器与面板组成。测量时,足底所受到的压力被转换为方便测量的电信号，并 且根据定量标定和计算公式,输出为数据形式的量化力学指标。这种仪器的优点 是精确度比较高,数据可靠,能测量人体前后、左右及垂直方向上的三维受力，缺 点是具有一定的电延迟性，不利于进行动态、实时测量与评价,不能够精确测量 足底压力分布 22。 2.2.22.2.2 测力板测力板(force plate)(force plate) 测力板是用一块平板作为支撑面，在下面将电阻应变片按一定的方式排列， 是一种标准化的电容式传感器测量技术。平板里由上千个传感器构成,能够测量 的参数包括足底各点的压力(压强)、平均压力(压强)、接触的面积和压力(压强) 中心轨迹等。它的优势在于能够测量足底合力的三个分量，不足之处在于只能测 量站立时或步行时的第一步，它的测量时的精确度和可靠性比测力台 23要稍逊 - 5 - 色。 2.2.32.2.3 测力鞋和测力鞋垫测力鞋和测力鞋垫 近 20 年来，随着传感器技术的不断发展和计算机技术的广泛应用，出现了 另一类新型测量足底压力测量设备：测力鞋和测力鞋垫。是一种嵌入鞋内垫的足 底压力测试装置。并且，鞋垫测量能够对足底与鞋的接触特性作出准确评价,对 设计一些具有特殊功能的各种类型的鞋具有较高的实用价值，更重要的是,鞋内 垫测试系统能够连续记录行进中的足部压力变化,实现了能够连续测量记录步态 压力的技术。 目前， 应用较多的测力鞋垫系统主要有德国的 novel pedar-x 系统、 parotec-system系统、 美国的f-scan系统和比利时的rss-can系统， 国内自1978 年以来开发研制了靴式步态分析系统，它由微机系统、三维测力靴和多通道放大 器组成 23。 2.2.42.2.4 静止站立时足底压力分布静止站立时足底压力分布 有研究分析得到， 我国正常人站立时的平均静态足底压力最大峰值多集中在 足跟区(82%)，足底各部位承受的压力从大到小依次为:足跟区、第 2 跖骨区、第 1 跖骨区、第 35 跖骨区、足弓区、第 1 趾骨区、第 2 趾骨区、第 35 趾骨区， 且无性别差异，同时在左、右足底各部位压力方面均无明显差异，双足承受压力 对称 25。 2.2.52.2.5 步行时足底压力分布步行时足底压力分布 有研究分析说明，在行走时足底各区的最大压力主要位于第 2 跖骨区(57%) 和跟骨区(16%) 25；张庆来,宋绍兴,董杰26通过对健康大学生研究发现，健康大 学生足跟区内侧平均压力峰力值最大,其次是第 2、3 跖骨区,足底平均压力峰力 值较小的区域主要分布在第 25 趾骨区和第 5 跖骨区,且男、 女分布规律基本一 致，男、女都表现为左足足跟区的负荷率大于右足足跟区负荷率的现象。 2.2.62.2.6 跑步时足底压力分布跑步时足底压力分布 有研究曾经对受试者跑步时足底变化的研究发现,当跑步的速度增大时,足 底各部分的平均峰值压力值也会相应的增大 24,测量到的最大压力峰值基本发生 在第一趾骨底部和第二、三跖骨的前端,为解释跑步者经常发生的跖骨“疲劳骨 折”的现象提供了理论依据。 2.32.3 太极拳在足底压力方面的研究太极拳在足底压力方面的研究 有研究通过采用足底压力分布测试系统、红外光点自动识别系统等对二十 四式简化太极拳进行了分析，并且在足底压力和脊柱的运动学和动力学研究方 法上得出结论，说明两位受试者在练习太极拳时的虚步步型、退步步法方面差 别较大，在练习太极拳时的丁步、弓步、上步和压力中心点的偏移方面有较好 的相似性；在足底压力与脊柱的相关性研究上，最后没有得到显著性相关的结 - 6 - 果；并证明 footscan insole system 足底压力分布测试系统对于研究太极拳足 底压力的变化是有效、可行的 27。 在杨春荣的研究中，采用 pedar-x 足底鞋垫压力测试系统对 16 名优秀太极 拳练习者的四十二式太极拳中的 5 个动作的足底 9 个区域的压力分布数据进行 了采集和分析,结果表明: 在练习太极拳时相对于正常步行，在足前区内侧部位 足底所受负荷更大,在足底内、外侧方向和前、后侧方向上有较大的压力中心位 移。说明练习太极拳时的足底压力分布特征能够强化第 1 跖骨区和第 1 脚趾部 位的皮肤触觉敏感性，增强下肢肌肉力量,提高身体平衡控制能力 28。 陈氏太极拳是一项融合了中国传统文化，并且集技击、健身、养生为一体 的武术项目，在国内外拥有众多的练习者和太极拳组织，在国际武术竞赛活动 中，陈氏太极拳同样占有着重要的位置。通过阅读文献，已有的足底压力方面 的研究涉及到人体的走、跑、跳、站立等基本动作以及速度滑冰、铅球等专项 运动和糖尿病足等临床医学以及运动鞋设计等多个方面，在太极拳方面的研究 也涉及到规定套路二十四式太极拳和四十二式太极拳中，而对于陈氏太极拳的 研究多集中在功法、技击、健身等方面，并且缺乏科学的量化数据的分析。建 议加大对陈氏太极拳的研究，使陈氏太极拳的技术由定性化向定量化转变，真 正落实科学锻炼，提高健身价值。 - 7 - 3 研究对象与方法 3.13.1 实验实验对象对象 本实验选取了三名民间陈氏太极拳武术教练进行试验。 受试者练习陈氏太极 拳年限均 30 年以上，受试者足部形态正常，均无下肢、足部病史，受试者基本 情况见表 1。 表 1 受试者基本情况 受试者 a 受试者 b 受试者 c 练习时间 38 32 31 年龄 54 54 50 身高(cm) 174 176 172 体重(kg) 68 73 65 鞋号 41 42 41 鞋垫型号 8(uk) 8(uk) 8(uk) 3.23.2实验实验法法 采用比利时 rscan 公司生产的 footscan insole system 足底压力分布测试 系统对陈氏太极拳套路中的金刚倒碓、懒扎衣、白鹤晾翅、掩手肱拳、云手五个 动作进行运动中的足底压力数据采集，测试鞋垫的正常工作采集频率为 500 赫 兹，采集时间为 8 秒。测试系统已经通过标定，数据准确。 图1 测试鞋垫 3.33.3 实验实验过程过程 试验于 2010 年 5 月在河北师范大学步态分析室进行。采用比利时 rscan 公 司生产的 footscan insole system 足底压力分布测试系统对受试者陈氏太极拳 - 8 - 几个代表性动作进行数据采集，测试鞋垫的正常工作采集的频率选择 500 赫兹， 采集的时间为 8 秒，并进行分析。测试系统已经通过标定，数据准确。 为确保3名受试者练习太极拳5个测量动作时的稳定性,受试者均在试验前进 行充分热身，佩戴好测试装备后，受试者穿着相同的鞋和袜子。选择符合每名受 试者尺码的测试鞋垫(见图1)，确定鞋垫与鞋内侧边缘相吻合，并做5-10分钟适 应性练习。试验开始后，先进行三次预试验，显示数据准确；本次试验所测的5 个陈氏太极拳动作均为完整动作， 以便揭示所测动作的整体压力压强变化和足底 各区压力压强随时间变化的规律。本次试验所测动作均测量三次，记录动态足底 压力，计算足底各个区域的平均峰力值、受力间期、冲量等参数特征，并且所有 的足底压力数据都被记录和存储。 3.3.13.3.1足底压力分区足底压力分区 为了分析的需要, 根据软件的设计对足底各区分成9个特定的区域:足跟外 侧下方压力、足跟内测下方、足跟外侧上方、足跟内侧上方、足弓外侧、足弓内 测、第4、5跖骨和第4、5趾骨、第2、3跖骨和第2、3趾骨、第1跖骨和第1趾骨； 根据足底结构分为足后区、足中区、足前区、足内侧和足外侧。如图2、表2。 图2 足底压力分区图 表2 足底压力分区 足底分区 包含区域 足前区 7、8、9 足中区 5、6 足后区 1、2、3、4 足内侧 2、4、6、9 足外侧 1、3、5、7 7 区 5 区 3 区 1 区 8 区 9 区 6 区 4 区 2 区 7 区 5 区 3 区 1 区 - 9 - 3.3.23.3.2足底压力相关指标选取足底压力相关指标选取 表3 足底压力指标 名称 描述 接触时间(contact time)： 特定区域内压力出现的时间。 接触时间比(%contact)： 特定区域接触时间占总时间的百分比。 压力峰值(fmax)： 特定区域内压力峰值。 压力均值(average)： 特定区域内压力平均值。 压力百分比(%comp)： 特定区域的压力在所属分区中所占的百分比。 3.3.33.3.3足底压强分区足底压强分区 根据足底解剖位置及压强分布，选取足底具有代表性的18个区域，每个区域 大小为1cm1.4cm，足底压强分区与足底压力分区相对应。足底各区域压强分区 如图2。 图3 足底压强分区图 表4 足底压强分区 足底分区 包含区域 足前区 t1+ m1、t2+ m2、t3+ m3、t4+ m4、t5+ m5 足中区 v1、v2、v3、v4 足后区 h1、h2、h3、h4 说明：t1-t5第1-5趾骨；m1-m5第1-5跖骨；v1-v4足骰骨上部内侧、外侧，下部内侧、外侧；h1-h4足跟内 侧、外侧、上部、下部。 3.3.4 3.3.4 足底压强相关指标选取足底压强相关指标选取 为进一步挖掘数据的应用价值，我们选取以下分析指标，如表 5: - 10 - 表 5 足底压强指标 名称 描述 pmax: 测定区域峰值压力值，单位:n/cm 2 impulse: 测定区域冲量变化，单位:ns/cm 2 coniact(%): 特定区域接触时间占整个步态阶段的百分比 loadrate(lr): 特定区域的压强变化率，单位:ns/cm 2 comp: 足各区压强占足总压强的百分比 3.4 数据处理 3.4.13.4.1 动作选取动作选取 此次试验对陈氏太极拳的 5 个动作进行分析，动作选取因素见表 6。 表 6 动作选取表 名称 选取因素 金刚捣碓 代表动作，震脚，重心左移，重心前移，弓步步型，上步步法。 懒扎衣 重心左右移动，右侧出步步法 白鹤亮翅 重心左右移动，重心后移，退步步法。 掩手肱拳 代表动作，震脚，发力，重心后移，单脚支撑，左侧出步步法 云手 重心左右移动 3.4.23.4.2 应用软件应用软件 本次试验采用 footscan insole system 足底压力分布测试系统进行数据采 集，excel 等工具软件进行数据处理。 - 11 - 4 实验结果与分析 4.14.1 金刚捣碓金刚捣碓 4.1.14.1.1 动作阶段的选取动作阶段的选取 金刚捣碓：从起势动作结束时开始至金刚捣碓震脚后结束。 4.1.24.1.2 测试指标分析测试指标分析 表 7 金刚捣碓压强分布表 指标 接触时间百分比 压强变化率 压强百分比 压强峰值 冲量 % (ns/cm 2) % (n/cm2) (n/cm2/ms) h1l a 100 0.01 41.2 26.8 60 b 100 0.14 51.4 22.2 60.3 c 100 0.06 43.7 29.5 75.1 h2l a 100 0.01 58.8 36.5 85.5 b 100 0.21 48.6 29.1 57.1 c 100 0.09 56.3 32.8 96.6 m5l a 100 0.1 27.2 23.1 46.8 b 100 0.03 26.2 19.1 37.1 c 100 0 26.3 22.1 30.2 m4l a 99 0.04 9.4 11.2 15.9 b 100 0.02 19.6 13.8 27.7 c 100 0 9.9 9 11.4 m3l a 97 0 10 9.7 16.7 b 100 0.01 18.2 10.7 25.7 c 100 0 14.6 11.5 16.7 m2