浅谈运动生物力学在田径技术中应用

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1、浅谈运动生物力学在田径技术中应用摘要：现代科学技术水平迅速发展，体育运动技术水平的不断提高，运动生物力学的研究取得了长足的进展。在体育运动中它着重研究各项具体动作技术的力学原理，并在教学训练和比赛中加以灵活运用，具有很强的理论性和实践性。目前，运动生物力学在田径的各项技术研究中被广泛地应用，它在提高运动水平、促进动作创新、防治运动伤病等方面发挥出越来越重要的作用。关键词：运动生物力学；田径技术；应用中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1009—0118(2012)10—0285—02一、运动中生物力学应用现状现代运动生物力学的研究方法向准确化、同步化、模型化和电脑化方面迈进了一

2、大步。它与其他学科的研究方法相比有它自己的特点，它主要通过摄影、录像并结合影像解析软件，获得人体运动学参数，在实验条件下还可以与三维测力台相结合，利用同步技术，取得与之相应的动力学参数。从运动学与动力学两方面进行分析比较，探索运动技术的原理及运动规律，为评价动作技术的合理性、设计新的训练手段改善运动技术动作、提高运动成绩提供理论依据。有调查表明，有关体育与动技术动作分析与诊断的与运动生物力学研究文章中，关于田径的占45%,形成这种格局一方面是，由于田径运动项目自身的特点，它以两维运动形式为主，动作形式规范，且为非对抗性，便于采集研究中所需的各种参数；另一方面，运动生物力学的科研人员已在

3、田径等项目领域进行了大量的研究，打开了局面，在这一领域培养了一大批年轻的科研人员。二、运动学测试方法在田径技术研究中的应用运动学测量的主要方法是高速摄影和录像。这是一种非接触性的定量测量方法，在不影响训练和比赛，不给运动员增加任何负担的情况下，即可通过对运动技术影片的测量，获得人体运动学参数。通过对这些参数的分析，可以发现运动员运动过程中的优缺点，探索运动技术原理及运动规律，为改善运动训练，提高运动成绩提供依据。因此，这一方法在田径技术研究中被广泛应用。田径运动技术包括径赛项目和田赛项目两大方面。径赛项目属周期性运动，动作形式规范，且为非对抗性。因此，从运动学角度对径赛运动技术进行诊断

4、多数采用二维摄影或录像，要求在跑道旁设置若干个标志物作为参考系，用1台或多台摄影机或录像机在运动员身体侧面定点摄下连续运动的影片，也可用1台机器进行扫描摄影或录像获得影片，但要求每张影片中必须含有两个标志物。必要时在一次研究中可以同时使用定点和扫描两种形式获得影片。得到影片后，通过解析获得Y—Z平面内的运动学参数，从而对技术动作进行分析、诊断。如上海体科所冯敦寿等人采用二维定点摄影方法对王军霞、曲云霞3000m跑破世界记录的技术动作进行分析，找出其技术特点。又如有人为了研究奥运冠军刘翔的跨栏技术，使用一台摄影机对110m栏的第九栏进行正侧面定点摄像，使用另一台摄像机进行全程跟踪摄影，巧

5、妙地将定点和扫描两种摄影方法结合起来，获得有效数据。田赛项目属非周期性运动，多数技术都包含转体或变向的动作，对这类技术进行诊断，首先需要对拍摄场地进行标定，然后用2架或2架以上摄影机或录像机在运动员身体前面（或后面）、侧面进行三维同步摄影或录像，从身体前面摄下的连续动作影片上，能解析出Z平面内的运动学参数，从身体侧面摄下的连续动作影片上能解析出平面内的运动学参数。然后从两套影片中计算人体各点的空间坐标，进而求出他们的三维运动学参数。在实际运用三维同步摄影或录像时，应根据项目的特点灵活的放置摄影机，有针对性的解决问题。如北京体育大学张英波等采用2台高速摄影机对铁饼最后用力技术进行定点同步

6、拍摄，一台侧拍，另一台俯拍获得三维数据，对动作技术进行分析；绍兴文理学院陈洁敏等人为了在分析动作技术时能够观察到三级跳远动作的整个路线是否在一条直线上，他们在比赛场地用2台同步高速摄影机，一台摄影机位于距助跑道右侧20m处，另一台投摄影机位于沙坑尽头，进行实地拍摄，获得影片。在对个别的田赛项目技术动作进行研究时，可以使用二维摄影或录像的方法获得影片，加以分析。随着生物力学标定方法的发展，现在已经能对较大范E的空间进行三维分析。艾康伟已经用三维同步摄影对体操中的自由体操动作进行了三维分析，不久的将来田径中的占有较大范围空间的技术动作也可以用三维同步摄影的方法来分析动作。无论是二维还是三维

7、的摄影或录像，通常要求拍摄频率达到一定的水平，也就是进行高速摄影或录像，然后在低速下放映影片，相当于将时间拉长，这样原来无法看清的快速动作细节将一览无余，为进一步分析研究提供了可能。用影片解析的研究方法，从影片中可以得到人体重心位置、位移、速度、加速度、各关节角度、角位移、角速度等一系列运动学参数。采用爱捷录像分析系统，能将图像和数据及曲线融为一体，并以快速反馈的形式直接将结果展现出来。录像分析系统提供数据量化指标，为田径运动的运动学研究构成分