竞技健美操提臀类与分切类难度动作的运动学对比研究

竞技健美操提臀类与分切类难度动作的运动学对比研究
作者：赵轩立张晓莹刘曦
来源：《山东体育学院学报》2020年第01期
摘要：高分值难度动作的选编是竞技健美操比赛运动员获胜的根本。

作为难度组合的常用动作，提臀类与分切类难度动作在国际高水平赛事中选用甚多，两类动作技术的掌握对于运动员成套编排和训练以及难度分值的提升尤为重要。

以高分值难度A207与A220为例，对提臀类与分切类难度动作进行运动学对比研究.比赛中两个难度区分度较低，容易混淆，A220较A207更具竞争力，但A220难度技术复杂，失误率较大。

运用Qualisys红外光点高速运动捕捉系统，深层次剖析A220与A207每个动作阶段的运动学特征。

研究结果表明：1）以背阔肌为主导的肩关节稳定性是提臀类和分切类难度动作推起腾空的基础。

2）分切类难度肩关节高度高于髋关节，左右髋关节角度变化差异较提臀类难度动作更大。

3）A207与A220两个动作总体用时无显著性差异，身体重心Z轴位移变化趋势无明显差异。

4）腾起高度是运动员高质量完成提臀类与分切类难度动作的基本条件。

关键词：竞技健美操;难度动作;技术特征;运动学
Abstract：The selection of high-score elements is the winning basis for athletes in competitive aerobics competitions. As a common difficulty of element combination， A-frame and Cut element movement are much more used in international high-level competitions. The mastery of element technology is especially important for the choreography and training as well as the difficulty score. In this research， the high score elements A207 and A220 are taken as examples to study the kinematics of the A-frame and Cut element movement. The two difficulty levels are lower and easy to be confused in the match. The A220 is more competitive than the A207， but the A220 is more complicated and the error rate is larger. Through the use of Qualisys infrared spot high-speed motion capture system， the kinematics of A220 and A207 are deeply analyzed. The research results show that， 1） The stability of the shoulder joint dominated by the latissimus dorsi is the basis for A-frame and Cut element.
竞技健美操提臀类与分切类难度动作是国际与国内比赛中最为常见跳步类接俯撑类
（C+A）难度组合的A组选用难度，提臀腾起转体180°成文森（A207）与分切转体180°成文森（A220）则是两类难度的代表性动作，两个动作技术性强、观赏性高，但失误率较大，完
成质量不容乐观。

且A220与A207容易混淆，模糊性较高，运动员对两个难度的区分度较低，影响成套动作的编排与训练。

因此，明确两类动作的不同技术特征，掌握动作完成的技术技巧，提高动作在难度组合中的使用率和完成质量，是现阶段训练亟待解决的问题。

本研究运用Qualisys红外光点高速运动捕捉系统，对健美操国家队4名世界冠军运动员完成的A207和A220两个难度动作进行定量运动学分析，深层次挖掘难度动作技术特征，以期规范正确难度技术，有效地促进难度组合的价值提升，为运动员提高难度动作成功率提供研究依据，同时也为难度动作的科学训练提供参考。

1 研究对象与方法
1.1 研究对象
本研究以競技健美操提臀类与分切类难度动作的运动学对比分析为研究对象，以A207和A220为例。

1.2 研究方法
1.2.1 文献资料法
通过查阅中国知网、万方数据库等，以“运动学”“动作技术”等为关键词，选取2003—2018年30篇代表性文献进行参考分析并归纳总结，为本研究提供依据。

1.2.2 红外光点摄像解析法
选取4名健美操世界冠军分别完成A207和A220两个难度动作，每个动作完成6次，选取每人最优3次动作并计算均值，代表每一运动员的技术特征。

研究运用QUALISYS红外光点高速运动捕捉系统（8个摄像头）进行数据采集，摄像机拍摄频率为200 Hz（图1）。

为保证拍摄效果，标定测试区域，清除干扰点，同时依据HelenHayes人体模型为运动员粘贴29个Marker点（图2），完成系统对Marker点的捕捉[1]，邀请健美操国际级裁判及健美操专家对测试对象所完成的难度动作进行现场评定，最后对采集的信息进行整理和备份。

运用SPSS对所测得的数据进行统计整理，求出各组数据的平均值、标准差，并进行了相应的t检验。

1.2.4 对比分析法
研究通过对运动员完成A207与A220的运动学参数进行对比，分析相同阶段不同动作在技术环节中存在的差异，理清提臀类和分切类动作的不同。

2 研究结果与分析
根据研究需要、竞技健美操评分规则、难度技术特征以及专家访谈等，确定提臀类与分切类代表性难度动作A207与A220的动作阶段（见图3、图4）。

1）俯撑推起阶段，包含俯撑下降触地特征画面、肘关节最小特征画面、离地腾空特征画面;2）腾空阶段，腾空上升阶段和腾空下降阶段，A207和A220动作还分别包含髋关节角度最小特征画面和两腿间夹角最大特征画面;3）俯撑落地阶段，包含手触地特征画面和肘关节角度最小特征画面[1]。

针对各个阶段的身体姿态和技术要求分别选取相应的运动学参数进行分析。

2.1.1 俯撑下降阶段对比分析
俯撑推起前的屈臂缓冲动作能够利用退让性工作拉长相关肌肉[2]，肩、肘、腕关节的合理屈曲能够最大程度激活伸肘肌群，获得良好的推起效果。

运动员屈臂下降至最低点数据显示（表1），运动员完成A207时肩关节额状面夹角为60.05°和65.07°，A220为61.49°和68.30°，均控制在60°～70°，根据统计学数据P>0.05，两个難度在肩关节角度方面无显著性差异，上臂外展角度大，能够牵拉上臂伸肘肌群和胸部肌群做离心运动，对稳定躯干具有良好的效果，动作经济性增强，同时说明以背阔肌为主导的肩关节稳定性[2]是优秀运动员完成提臀类和分切类难度动作的基础。

2.1.2 推起阶段对比分析
运动员完成推起动作过程中相应肌肉群拉长，肘关节发力为髋关节的上升提供空间移动保证，肘关节角度变化越大，上肢运动幅度越大（见表2）。

A220在推起阶段中，运动员肩关节在垂直轴和水平面的位移都较A207有非常显著性差异（P<0.01），可以看出A220肩关节向上的移动距离短，肘关节角度变化小。

但在腾空瞬间，肩关节在垂直轴的移动速度明显高于A207，A220动作推起阶段用时少，在短时间内移动的距离较大。

肩关节垂直轴的位移小，则在水平面内的移动距离增加，肘关节伸展产生相对的角度，肘关节的角度变化将直接影响肩关节的移动距离[3]。

由于腾空阶段的姿态要求不同，运动员会提前做出不同的动作准备，推起阶段运动员完成A207更接近垂直推起，A220则具有一定的偏移角度。

训练时应注意运用肩、肘同时发力的相似动作模式进行模拟性训练，并对薄弱环节进行针对性训练。

由表3可见，A220肩关节的高度变化较A207更显著。

在推起离地特征画面中，A220动作的两腿间夹角为75.58°，肩关节、髋关节和重心的高度整体高于A207动作。

为获得更高腾
空同时完成A220的分腿摆动动作，运动员需加快推肘速度，使得髋关节继续上移，这对髋关节柔韧性、手臂推起爆发力及核心部位控制能力提出更高的要求[4]。

运动员在训练时要注意上肢发力腾空和手脚同时发力腾起能力的练习。

2.2 A207与A220腾空阶段的运动学对比
2.2.1 A207难度动作的运动学特征
竞技健美操评分规则针对A207的要求，需要运动员在空中躯干和双腿的夹角小于60°，展示出屈体姿态同时转体180°[5]，通过推离瞬间获得最大的速度与力量，使身体有充足的时间完成腾空转体和落地文森动作。

由表4可见，4名运动员重心平均高度在重心最高时刻达到73.28 cm，蒋某的重心腾空高度最高，4名运动员髋关节高度均高于肩关节，且左右髋关节平均角度在重心最高时刻分别为59.26°和56.72°。

运动员在训练中需对髋关节进行针对性训练，达到动作自动化后提高难度完成率，保证完成质量。

髋关节左侧的主动伸展能够推动右侧移动，因此运动员的左髋角变化幅度较右髋角大，左髋角在下落过程中的角速度也更快。

肘关节与肩关节的协调配合是缓冲的基本条件，在此阶段运动员主动抬手伸肘，肩关节角度由大变小，麻×的左肩角度变化35.91°，幅度稍大，左髋角度由小增大60.89°，髋关节的快速伸展导致躯干肌群稳定性降低，有重心轻微摆动的现象，潘×的右肘关节角度由小变大34.38°，为落地做准备。

2.2.2 A220难度动作的运动学特征
规则要求分切动作在腾空过程中两腿分腿摆越，身体前穿并完成转体180°[5]。

分腿角度决定腾空高度，为保证动作完成，腾空开始后分腿动作即刻开始。

分切动作应保证肩关节始终高于髋关节，双腿经两侧摆动产生“分腿剪切”的视觉效果，如表6所示，4名运动员在完成动作时肩关节位置均高于髋关节，符合评分规则的技术要求，这也是与提臀腾起最大的区别之一。

A220完成动作过程中，前屈腿在摆动过程中与躯干的角度减小，较后摆腿离地面距离更近，髋关节的柔韧性和屈髋肌群的力量对抬起的高度造成一定影响，运动员的分腿角度在110.82°～112.06°之间。

为保证腾空后的身体姿态，需更多核心的控制力量调整重心完成转体。

教练员在进行难度动作专项训练的过程中需要把握正确动作技术。

根据数据与Qualisys系统运动模型[6]的对照，发现运动员在下降阶段采用了两种不同的技术方式。

蒋×和麻×两名运动员采用的技术是通过纵轴方向扭转肩髋拉长躯干对侧肌群带动身体旋转，从而加快双腿的相向摆动，肩髋扭转角度的变化幅度相对较大;二是通过同时转动肩、
髋关节，双腿通过主动肌收缩完成摆动，潘××和徐××采用这种方式，肩髋扭转角的变化均小于15°。

2.2.3 A207与A220动作特征对比
从图5、图6可以看出，A207动作在腾空上升阶段始终保持双腿并拢姿态，推离地面后髋关节角度迅速减小，提臀与转体动作同时进行，腾空最高点时髋关节角度达到60°以内，骨盆与躯干基本不产生相对的移动，髋关节Z轴位移直接影响身体腾空高度。

A220在腾空最高点时两腿间夹角最大，运动员的转体伴随躯干与骨盆之间的侧屈运动，达到腾空最高点时，躯干与前屈腿间夹角最小，此时运动员刻意抬高左肘以保证前屈腿的顺利摆动。

2 研究结果与分析
根据研究需要、竞技健美操评分规则、难度技术特征以及专家访谈等，确定提臀类与分切类代表性难度动作A207与A220的动作阶段（见图3、图4）。

1）俯撑推起阶段，包含俯撑下降触地特征画面、肘关节最小特征画面、离地腾空特征画面;2）腾空阶段，腾空上升阶段和腾空下降阶段，A207和A220动作还分别包含髋关节角度最小特征画面和两腿间夹角最大特征画面;3）俯撑落地阶段，包含手触地特征画面和肘关节角度最小特征画面[1]。

针对各个阶段的身体姿态和技术要求分别选取相应的运动学参数进行分析。

2.1.1 俯撑下降阶段对比分析
俯撑推起前的屈臂缓冲动作能够利用退让性工作拉长相关肌肉[2]，肩、肘、腕关节的合理屈曲能够最大程度激活伸肘肌群，获得良好的推起效果。

运动员屈臂下降至最低点数据显示（表1），运动员完成A207时肩关节额状面夹角为60.05°和65.07°，A220为61.49°和68.30°，均控制在60°～70°，根据统计学数据P>0.05，两个难度在肩关节角度方面无显著性差异，上臂外展角度大，能够牵拉上臂伸肘肌群和胸部肌群做离心运动，对稳定躯干具有良好的效果，动作经济性增强，同时说明以背阔肌为主导的肩关节稳定性[2]是优秀运动员完成提臀类和分切类难度动作的基础。

2.1.2 推起阶段对比分析
运动员完成推起动作过程中相应肌肉群拉长，肘关节发力为髋关节的上升提供空间移动保证，肘关节角度变化越大，上肢运动幅度越大（见表2）。

A220在推起阶段中，运动员肩关节在垂直轴和水平面的位移都较A207有非常显著性差异（P<0.01），可以看出A220肩关节向上的移动距离短，肘关节角度变化小。

但在腾空瞬间，肩关节在垂直轴的移动速度明显高于A207，A220动作推起阶段用时少，在短时间内移动的距
离较大。

肩关节垂直轴的位移小，则在水平面内的移动距离增加，肘关节伸展产生相对的角度，肘关节的角度变化将直接影响肩关节的移动距离[3]。

由于腾空阶段的姿态要求不同，运动员会提前做出不同的动作准备，推起阶段运动员完成A207更接近垂直推起，A220则具有一定的偏移角度。

训练时应注意运用肩、肘同时发力的相似动作模式进行模拟性训练，并对薄弱环节进行针对性训练。

由表3可见，A220肩关节的高度变化较A207更显著。

在推起离地特征画面中，A220动作的两腿间夹角为75.58°，肩关节、髋关节和重心的高度整体高于A207动作。

为获得更高腾空同时完成A220的分腿摆动动作，运动员需加快推肘速度，使得髋关节继续上移，这对髋关节柔韧性、手臂推起爆发力及核心部位控制能力提出更高的要求[4]。

运动员在训练时要注意上肢发力腾空和手脚同时发力腾起能力的练习。

2.2 A207与A220腾空阶段的运动学对比
2.2.1 A207难度动作的运动学特征
竞技健美操评分规则针对A207的要求，需要运动员在空中躯干和双腿的夹角小于60°，展示出屈体姿态同时转体180°[5]，通过推离瞬间获得最大的速度与力量，使身体有充足的时间完成腾空转体和落地文森动作。

由表4可见，4名运动员重心平均高度在重心最高时刻达到73.28 cm，蒋某的重心腾空高度最高，4名运动员髋关节高度均高于肩关节，且左右髋关节平均角度在重心最高时刻分别为59.26°和56.72°。

运动员在训练中需对髋关节进行针对性训练，达到动作自动化后提高难度完成率，保证完成质量。

髋关节左侧的主动伸展能够推动右侧移动，因此运动员的左髋角变化幅度较右髋角大，左髋角在下落过程中的角速度也更快。

肘关节与肩关节的协调配合是缓冲的基本条件，在此阶段运动员主动抬手伸肘，肩关节角度由大变小，麻×的左肩角度变化35.91°，幅度稍大，左髋角度由小增大60.89°，髋关节的快速伸展导致躯干肌群稳定性降低，有重心轻微摆动的现象，潘×的右肘关节角度由小变大34.38°，为落地做准备。

2.2.2 A220难度动作的运动学特征
规则要求分切动作在腾空过程中两腿分腿摆越，身体前穿并完成转体180°[5]。

分腿角度决定腾空高度，为保证动作完成，腾空开始后分腿动作即刻开始。

分切动作应保证肩关节始终高于髋关节，双腿经两侧摆动产生“分腿剪切”的视觉效果，如表6所示，4名运动员在完成动作时肩关节位置均高于髋关节，符合评分规则的技术要求，这也是与提臀腾起最大的区别之一。

A220完成动作过程中，前屈腿在擺动过程中与躯干的角度
减小，较后摆腿离地面距离更近，髋关节的柔韧性和屈髋肌群的力量对抬起的高度造成一定影响，运动员的分腿角度在110.82°～112.06°之间。

为保证腾空后的身体姿态，需更多核心的控制力量调整重心完成转体。

教练员在进行难度动作专项训练的过程中需要把握正确动作技术。

根据数据与Qualisys系统运动模型[6]的对照，发现运动员在下降阶段采用了两种不同的技术方式。

蒋×和麻×两名运动员采用的技术是通过纵轴方向扭转肩髋拉长躯干对侧肌群带动身体旋转，从而加快双腿的相向摆动，肩髋扭转角度的变化幅度相对较大;二是通过同时转动肩、髋关节，双腿通过主动肌收缩完成摆动，潘××和徐××采用这种方式，肩髋扭转角的变化均小于15°。

2.2.3 A207与A220动作特征对比
从图5、图6可以看出，A207动作在腾空上升阶段始终保持双腿并拢姿态，推离地面后髋关节角度迅速减小，提臀与转体动作同时进行，腾空最高点时髋关节角度达到60°以内，骨盆与躯干基本不产生相对的移动，髋关节Z轴位移直接影响身体腾空高度。

A220在腾空最高点时两腿间夹角最大，运动员的转体伴随躯干与骨盆之间的侧屈运动，达到腾空最高点时，躯干与前屈腿间夹角最小，此时运动员刻意抬高左肘以保证前屈腿的顺利摆动。