苏水军,杨远平,孙 丹,庄维友,杨俊佳

(华南师范大学 体育科学学院， 广东 广州 510006)

里约奥运女子标枪前8名决赛运动员最后发力技术的运动学比较分析*

苏水军,杨远平,孙 丹,庄维友,杨俊佳

(华南师范大学 体育科学学院， 广东 广州 510006)

掷标枪最后发力的好坏是影响投掷成绩的重要因素之一，是标枪技术中最重要的环节,是整个掷标枪过程中的灵魂与核心。通过瑞士产的DARTFISH运动分析软件对2016年里约奥运视频中前八名决赛运动员的表现进行对比分析，结果表明：八名运动员最后发力的时间分配不够合理以及节奏不够明显，用时过长；重心移动速度过慢，下降率过大；上、下的发力顺序和发力角度不够合理；肩关节的水平速度增加过慢，导致翻肩翻肘动作不够充分；身体后倾角度过大，影响出手的速度和角度。

里约奥运会；标枪；最后发力技术；运动学分析

标枪是一个比较复杂的多轴性旋转项目，通过我国田径队多年的努力攻关，这些年取得了一定的成功，2013年10月仁川亚运会上男子运动员赵庆刚投出了89.15m的成绩，打破亚洲纪录，跻身于该年度世界排前三，吕会会在2015年世界田径锦标赛中掷出66.13米的好成绩，并一举打破尘封多年的亚洲记录，然而他们成绩与世界纪录还存在一定差距，在2016年里约奥运会中吕会会表现不佳，最后以64.04米位列第七名无缘奖牌，这与我国女子掷标枪技术的最后发力有一定关系，侧面反映我国女子标枪投掷技术还有待完善，故以2016年里约奥运会女子标枪8名决赛运动员最后发力的技术特征的运动学比较分析，探究其中技术问题的根源。

1 研究对象和研究方法

1.1 研究对象

选取参加2016年里约奥运会女子标枪前8名决赛运动员最后发力阶段的发力时间、左右膝关节角速度、重心水平速度、投掷侧肩部水平速度、左右肘关节角度、躯干后倾角度为研究对象，以其最好成绩与最差成绩的最后发力动作技术特征的运动学技术特征进行对比分析。

表1 里约奥运会女子标枪前8名决赛运动员成绩一览 m

1.2 研究方法

1.2.1 信息技术法

1)视频资料获得：主要通过CNTV、腾讯和优酷等视频网络平台，将2016年里约奥运标枪比赛视频下载获得。2)视频资料处理过程: 利用万能格式转换器将所有视频转换为WMV格式，并对其进行播放观察—剪切—保存主要部分。3)单帧处理: 利用瑞士 DARTFISH软件对视频进行反复慢镜播放，然后回放—连续抓帧—选取—剪切—储存，捕捉其中重要动作，利用其中的视频分析功能对捕捉的重要动作分析并记录下其数据。4)移动时指标测量：为了研究需要,对交叉步结束后支撑脚着地瞬间到标枪出手瞬间的过程划分时相为:支撑脚着地瞬间(A);制动脚着地瞬间(B);支撑腿最大缓冲瞬间(形成满弓)(C);标枪出手瞬间(蹬伸至出手)(D)。其中,制动脚着地的瞬间作为划分单、双支撑的界线。5)时间测量：通过抓帧，利用时间测量工具，分别设置多个时间点，支撑腿着地瞬间为时间测试的开始，点击“Ste time code 00：00”选项，将掷标枪最后发力动作的支撑腿着地瞬间重置为00：00，设置100帧，分别测量其他点的时间并纪录分析。6)水平位移测量: 根据时间的测量，抓帧、定格得出以上四个时间点的动作，点击DARTFISH运动分析软件上的“Horizontal line”、“Vertical line”选项，会出现水平线和垂直线，利用其作为运动中的参照物，为测定四个时间点其他身体部位移动的距离，点击右手边的“Distance”出现距离的图标，右键点击该图标，选“Set for reference”并设定现实女子标枪长度(2.20m-2.30m)与录像中的长度为比例尺，借此比例尺，点击“Distance”从其中一点拖动到另外一点，测出其四个点其他身体部位的真实移动距离。7)角度的测算：通过视频慢放抓帧，定格主要动作界面，利用“angle”角度测量出数据并记录分析。8)视频数据处理: 通过 DARTFISH软件所得出的数据进行记录，利用SPSS21 编辑软件分析处理，制出表格使数据更加简单明了。

2 结果与分析

2.1 最后发力时间分析

从表2中可以看出八名运动员的最好一投和最差一投的发力时间有着根本的区别，发力时间的是否得当严重影响成绩的的好坏，时间过短不利于引枪动作的完成，不能很好的形成“满弓”，为最后出手鞭打动作作准备；时间过长，会导致重心滞后，不利于最后发力的连贯性，不能很好的形成动力链的关系。最差一投和最好一投支撑腿着地时的时间作比较，p<0.05，有显著性差异，其相关系数为77.85%，结果显示支撑腿着地的时间对最后投掷成绩是有明显影响的。八名运动员最后发力支撑腿着地时，最好一投的时间为0.27±0.06s，最差一投的时间为0.24±0.07s，其时间的变化率为0.03±0.04s，从表2中看出最好一投中，部分运动员支撑腿着地过长，有部分运动的支撑腿着地时间过短，其上下波动较大。最差一投的支撑腿着地时间和最好一投支撑腿着地时间对比，用时少于最好一投支撑腿着地时的时间0.03s，造成成绩发挥不佳，可能是支撑腿着地时间过短，导致没有做好蹬伸，不利于最后动作的发力。

制动腿着地最好一投的时间为0.46±0.10s，八名运动员最好一投成绩制动着地时间的离散程度较大；制动腿着地最差一投时间为0.43±0.08s，最好一投和最差一投的制动腿着地时的波动为0.03±0.06s，最差一投制动腿着地时间和最好一投制动腿着地时间比较，p<0.05，两者相关系数为78.2%，提示制动腿着地时间对运动成绩是显著性差异的。

表2 里约奥运会女子标枪前8名决赛运动员最后发力时间一览 s

注：选取交叉步最后离地瞬间为开始时间。“#”表示与支撑腿着地时最好一投时间比较，P<0.05；“&”表示与制动腿着地时最好一投时间比较，p<0.05；“*”表示与满弓时刻最好一投时间比较，p<0.05:；“@”表示与最后发力最好一投时间比较，p<0.05.“※ ”表示与最好一组的A-D时间比较，p<0.05。

支撑腿最大缓冲瞬间，最好一投的时间为0.50±0.10s ，最差一投的时间为0.47±0.08s，两者的波动时间为0.03±0.06s，最差一投和最好一投比较，p<0.05，两者相关系数为78.2%，两者存在显著性差异。标枪出手瞬间时最好一投的时间为0.62±0.10s，最差一投时间为0.59±0.08s，两者的波动时间为0.03±0.06s，最差一投和最好一投比较，p<0.05，两者存在明显差异，两者相关系数为74%。最好一投A-B的所用时间为0.15±0.06s，最差一投A-B的所用时间为0.19±0.04s，两者的波动时间为 0.005±0.02s，两者比较，p<0.05，相关系数为31%，结果显示支撑腿到制动腿的时间对运动成绩有明显的影响，用的时间较短对成绩的发挥有良好的作用。

2.2 对左右膝关节角速度的运动学分析

制动腿的有力制动，可以很好的形成一个支点，能够有效的保证支撑腿的蹬伸的动作高效完成[1]；有效的蹬伸又有利于转髋和翻肩翻肘动作的完成，最后有效提高出手速度，保证鞭打动作的高效完成。所以下肢有力的支撑和有力的制动是完成最后发力动作的基础[2]。

最差一投支撑腿着地时左膝关节的角速度和最好一投支撑腿着地时支撑腿着地的角速度对比，p<0.01，其两者的相关系数为94.7%，表明支撑腿着地时左膝关节的有力支撑对里约奥运会最后八名决赛标枪女子运动员成绩有非常显著性的差异。从图1中看出，最差一投支撑腿着地时的左膝关节的角速度为119.79±95.28°/s，最好一投支撑腿着地时的左膝关节的角速度为92.18±98.28°/s，两者的波动速度为27.61±35.66°/s，结果显示，支撑腿着地时左膝关节角速度过快可能不利于制动效果的发挥。根据运动学分析，形成良好制动效果不是依靠制动腿的小腿摆腿的速度完成的，而是依靠支撑腿的蹬伸作用，加快髋关节的转髋，从而可以有效选取两腿之间的移动距离，最后有力保证制动腿的有力制动，进而提高投掷速度。从支撑腿着地右膝关节角速度分析，最好一投的右膝关节的角度为89.00±62.03°/s，最差一投的右膝关节的角速度为112.94±73.77°/s，支撑腿着地时右膝关节蹬速过快可能不利于标枪引枪至“满弓”动作的完成。

制动腿着地时，左右膝关节分工明显，制动腿的有力制动，支撑腿的有力蹬伸可以有效提高成绩。结果显示，最好一投和最差一投制动腿着地时的左膝关节的角速度的波动偏大 40.66±130.23°/s，前后两者的的角速度存在明显的变化，此时左膝关节的角速度较小时对投掷成绩有良好的影响，有可能是制动腿力量好制动效果较好对成绩有所提升；从右膝关节角速度运动学分析，最好一投和最差一投制动腿着地时的右膝关节的波动程度较为合适(3.48±64.82°/s),表明八名运动员的支撑腿的蹬伸速度较为稳定，蹬伸效果良好，有利于最后发力的发挥。

支撑腿着地最大缓冲时，支撑腿的有力蹬伸对转髋翻肩翻肘动作的完成和对投掷器材的超越很重要。结果显示，最好一投右膝关节的蹬伸速度为 322.50±124.64°/s,最差一投的右膝关节的蹬速为 302.19±139.90°/s，较最好的一投的右膝关节的角速度下降 20.31±180.99°/s，下降速度较为严重，这可能是导致成绩发挥不佳的原因之一。最后发力阶段，左右膝关节都有明显的角度变化，此时，左膝关节要有明显的弯曲，不能过于伸直，不利于支撑腿的后蹬以及翻肩和翻肘动作的完成。

标枪出手瞬间，最差一投的左膝关节角速度199.69±146.57°/s，最好一投的左膝关节的角速度为234.38±116.91°/s，同比下降了13.87±113.74/s，此时左膝关节角速度下降过快可能是导致成绩下降的原因之一。诚然为了有效的翻肩翻肘动作至最后出手鞭打动作的完成，左膝关节要积极趴地，主动收缩，右膝关节的蹬速要加快，总体提高下肢向上向前的速度。标枪出手瞬间最好一投的右膝关节蹬速为 247.06±129.43°/s，最差一投右膝关节的蹬速为 194.52±108.12°/s，最差一投较最好一投的下降速度为52.54±182.95°/s，结果显示撑腿的蹬速下降速度严重，这可能是导致投掷成绩发挥不佳的原因之一。

图1 里约奥运会女子标枪前8名决赛运动员最后发力左右膝关节角度变化一览(单位：°)

2.3 对身体重心水平速度的运动学分析

最后发力阶段的重心水平移动速度是影响投掷距离的重要指标之一，数据表明重心水平移动的速度越快越有利于投掷成绩的提高[3]。从表3中看出，制动腿着地时最好一投的重心速度为6.03±0.13m/s,最差一投的重心水平移动速度为5.58±0.02，同比下降0.19±0.14m/s，最好一投有4名运动员的重心水平速度达到6m/s，与国内优秀女子重心水平移动速度4.38m/s对比，8名运动的重心水平速度都高于国内均值，与国际优秀选手的重心水平移动速度(6-7m/s)相差不大[4],从整体的最后发力阶段来看，重心水平移动速度呈下降趋势，这符合最后发力动作的发力顺序。

最差一投的A/C 的下降率和最好一投的下降率比，p<0.01，两者的相关系数为83.1%，两者存在明显差异性，表明A/C的下降率对成绩影响非常大，从表3中看出，最好一投的A/C的下降率为1.27±0.12m/s，最差一投的下降率为1.28±0.15m/s，两者下降率都较为严重，后者比前者的下降率同比上升了0.01±0.07m/s，得出A/C的下降过快可能不利于成绩的挥发。最差一投的B/C的下降率和最好一投的B/C的下降率比，p<0.01，两者的相关系数为96.5%，两者存在非常显著性差异。从表3中看出最差一投的B/C的下降率为1.17±0.16m/s,最好一投的B/C的下降率为1.17±0.16m/s，同比下降率上升了0.06±0.06 m/s,上升率不大，表明8名运动员的B/C的速度下降不是很明显，对整体水平发挥有较好影响。

表3 里约奥运会女子标枪前8名决赛运动员最后发力重心水平速度变化一览 m/s

注：“#”表明与A/C最好一投的一组的下降率比，p<0.01; “※”表明与B/C最好一投的一组下降率比，p<0.01.

2.4 对投掷侧肩关节水平速度的运动学分析

掷标枪的动力一般是由下肢的高效制动和有力蹬伸，至良好地转髋，到翻肩翻肘动作的完成[5]。下肢的速度一般由快到慢，上肢的速度一般由慢到快，8名运动员的发力顺序完全符合发力的顺序。翻肩翻肘动作到位是衡量一个优秀标枪运动员的重要指标，肩部的水平移动速度又是衡量翻肩动作是否到位的重要指标。

从表4中看出最好一投支撑腿着地时肩关节速度为3.63±0.22 m/s,8名运动员只有4名运动员达到平均值，最差一投中支撑腿着地时的肩关节的速度为3.25±0.36m/s,后者比前者的肩关节速度下降0.38±0.27 m/s。结果表明，B/C的下降率最明显，最好一投的B/C的下降率为0.87±0.04,最差一投的B/C的下降率为1.00±0.07，比前者的下降率升高了0.08±0.05。

从表4中看出，最差一投的A/C的下降率为0.69±0.05，最好一投的A/C的下降率为0.73±0.0，后者比前者的下降率上升了0.05±0.04，两者的下降速度都较为严重。最差一投的A/C的下降率和最好一投的A/C的下降率比，p<0.05，两者的的相关系数为77.7%，表明下降率对成绩有显著性差异，下降率小可能对成绩有积极的作用，相反，下降率升高可能对成绩的发挥会造成不良影响。

最差一投的A/D的下降率为0.63±0.09，最好一投的A/D的下降率为0.67±0.04，同比上升了0.04±0.06 ，最差一投的A/D的下降率和最好的一投的A/D比，p<0.01，相关系数为88.4%，两者有非常显著性差异，结果表明A/D的下降在0.67±0.04范围内可能更加适合投掷成绩的发挥。

表4 里约奥运会女子标枪前8名决赛运动员最后发力投掷侧肩部水平速度变化一览 m/s

注：“※ ”表示与A/C最好一投的的下降率比，p<0.05:；“#”表示与A/D最好一投的下降率比，p<0.01.

2.5 对左右肘关节的角度的运动学分析

右肘角的大小反映了标枪运动员在最后用力阶段投掷臂的伸展情况，右肘角越大，说明身体超越器械的程度越大，形成的满弓姿态越好[6]。一般认为在最后用力“鞭打”前肘关节角在 145°～160°范围内是比较适宜的[7]。左肘关节的主要作用是平衡右肘关节和支点作用，左关节的角度的大小对右肘关节角度的大小可能会产生一定的影响。 从图2中看出支撑腿着地时最好一投的右肘关节的角度为139.90±16.16°，最差一投的右肘关节角度为134.48±19.45°，后者较前者降低了-5.43±6.00°，我国国内优秀女子标枪选手支撑腿着地时右肘关节的角度均值为150.0°[8]，八名运动员支撑腿着地时右肘关节角度总体水平比150.0°小，结果显示最后发力过程的支撑腿着地时右肘关节伸展不够，可能会导致成绩不够理想。最差一投支撑腿着地时右肘关节角度和最好一投支撑腿着地时右肘关节角度比，p<0.01，相关系数为96%，证明支撑着地时右肘关节的伸展合理对成绩影响的影响比较大，支撑着地时，肘关节的伸展情况越好对成绩越有利。

支撑腿着地最大缓冲时，最差一投的右肘关节角度为145.36±31.66°，最好一投的右肘关节角度为 147.44±43.85°前者较后者低2.08±17.88°，世界优秀女子标枪选手在满弓瞬间右肘关节角度均值在165°左右[9]，对比之下8名运动员在满弓瞬间，右肘关节伸展显得不够充分，减短了引枪距离，从而减短了工作距离，不利于成绩的发挥。两者的前后对比，p<0.01，相关系数为93.8%，表明在满弓瞬间，右肘关节的伸展充分对工作距离有良好地影响从而有利于提高成绩。

在标枪出手瞬间，最差一投的右肘关节角度为155.61 ±10.37，最好一投的右肘关节角度为148.66±20.64，前者较后者角度升高了 6.95±14.09，两者比较，p<0.05，相关系数为78.3%，结果表明出手瞬间右肘关节的角度对成绩有显著性差异，可能是因为角度过大会造成肩、肘以及手腕肌肉紧张，不利于肌肉发挥最大的工作效率。

图2 里约奥运会女子标枪前8名决赛运动员最后发力左右肘关节的角度变化一览表(单位：°/s)注：“#”表示与最好一投支撑腿着地时右肘关节角度对比，p<0.01；“※”表明与最好一投满弓瞬间右肘关节角度对比，p<0.01;”N“表明与最好一投最后发力右肘关节角度对比，p<0.05.

2.6 对躯干后倾角度的运动学分析

支撑腿着地瞬间身体重心和地面的连线以及地点和垂直面之间的夹角称为躯干后倾角[10]，它是衡量最后发力幅度的重要指标，从侧面反映了标枪最后发力过程中躯干向后倾斜的程度。一般制动腿着地瞬间，躯体的后倾角度为20°到25°之间较为合适[11]，合理的躯干后倾角度会缩短最后用力的工作距离,加快标枪的出手速度。

从表5中看出8名运动员的身体躯干后倾角都在逐步减小，有利于最后出手速度。最好一投支撑腿着地时身体的后倾角度为26.59±0.87°，最差一投的身体后倾角角度为27.68±1.37°，较前者增加了1.09±1.70°，国际优秀女子标枪运动员在支撑腿着地时的身体后倾角度均值为23.25°，8名运动员在比赛躯干角度总体偏大，均没有达到纪录水平要求。

制动腿着地时，最好一投的身体后倾角度为23.26±2.65°，最差一投的身体的后倾角度为25.96±0.93°，后者比前者要大2.70±2.74°，国际优秀女子标枪运动员在制动腿着地时的身体后倾角度均值21.53°，结果表明8名运动员的此时表现不佳，均没有达到最好水平的身体后倾角。从制动下肢一侧的减少值来看，最好一投的减少值为5.53±2.40 °，最差一投的减少值为3.8±1.49 °，两者的波动角度为1.73±2.90 °，最好一投的制一支的损失率为20.73±8.78%，最差一投的损失率为13.67±5.50%，损失率的波动为7.06±10.35%，两者的损失率都较大。

表5 里约奥运会女子标枪前8名决赛运动员最后发力躯干后倾角度变化一览 °

3 结论

3.1 里约奥运会前8名女子标枪运动员在最后发力的时间分布不够合理，单双支撑的时间总体偏长，不利于动力链的前后连接。对于最后用力地时间分配和节奏把握不够合理，两者之间存在显著性差异，技术水平与世界纪录保持者存在一定的差距。

3.2 里约奥运会前8名女子标枪运动员的在最后发力阶段在支撑腿着地时，左膝关节小腿出腿过早，制动效果不够好，造成转髋不够充分，从而导致转髋——翻肩——翻肘动力链得不到高效的连接。

3.3 里约奥运会前8名女子标枪运动员的在最后发力阶段的重心水平速度与国际顶级女子标枪选手存在一定的差距，支撑腿着地到最大缓冲时间的重心水平速度以及制动腿到最大缓冲时间的重心水平速度下降较为严重，可能是由于下肢力量没有得到良好地发挥的缘故或者缓冲时间过长。

3.4 里约奥运会前8名女子标枪运动员在最后发力阶段肩肘关节的伸展不够充分，减短了有效的工作距离，投掷侧肘关节和制动侧肘关节不够充分协调，不利于“满弓”动作的形成，影响标枪出手的速度。

3.5 里约奥运会前8名女子标枪运动员最后发力阶段的肩部速度上升速度总体偏慢，均未达到国际纪录水平；支撑着地时的肩部速度到最大缓冲时的肩部速度的下降率过大，支撑腿着地时肩部速度到最后发力瞬间的速度下降过大，可能是成绩发挥不理想的重要原因之一。

3.6 里约奥运会前8名女子标枪运动员最后发力阶段的身体后倾角度过大，后肢蹬速不够充分，导致身体后倾角度较大变化速度过慢，影响出手速和出手角度，从而影响投掷距离。

[1] 张军霞,李建英,杨杰. 全国第10届运动会男子标枪运动员最后用力技术的运动学分析[J]. 中国体育科技,2008(1):86-89,92

[2] 肖涛,李建臣. 对我国优秀女子标枪运动员最后用力阶段右肩与右髋速度特征的三维运动学分析[J]. 中国体育科技,2002(5):52-54

[3] 周宁. 对陕西优秀女子标枪运动员陈彩虹最后用力技术的运动学分析[D].西安:西安体育学院,2010

[4] 赵龙飞. 对我国部分优秀女子标枪运动员投掷技术的运动学分析[D].成都:成都体育学院,2013

[5] 冯德学. 我国目前优秀女子标枪运动员技术特征的运动学分析[J]. 西安体育学院学报,2015(6):745-749,762

[6] 张国印. 我国部分优秀女子标枪选手“反弓”技术运动学研究[D].武汉：河北师范大学,2010

[7][8][9] 苑威威. 我国部分优秀女子标枪运动员投掷步和最后用力技术的三维运动学分析[D].苏州大学,2007

[10] 徐涛,罗达勇. 国内外优秀女子标枪运动员出手瞬间参数的运动学比较[J]. 杭州师范学院学报(自然科学版),2007(5):393-396

[11] 王莹,周继和,赵龙飞. 我国优秀女子标枪运动员吕会会最后用力技术的运动学分析[A]. 中国体育科学学会运动生物力学分会.第十六届全国运动生物力学学术交流大会(CABS 2013)论文集[C].中国体育科学学会运动生物力学分会,2013:2

TheComparativeKinematicsAnalysisoftheFinalEightFemaleAthletes'LastPowerTechnologyofJavelinThrowintheRioOlympicGames

SU shui-jun, YANG Yuan-ping,SUN Dan,ZHUANG Wei-you,YANG Jun-ja

(south China normal university sports science institute,Guangzhou 510006，China).

The stand or fall of the last power of javelin throw is one of the most important factors in throwing score. It is not only the significant link but also the soul and core of the whole process of javelin throw. Through the analysis of the performance about the top eight athletes in the Rio 2016 Olympics by the Swiss software . It shows that the allocation and the rhythm about the last power are not reasonable. The center of gravity is moving too slow and the decline rate is high. The power's angle of upper and lower sequence is not proper. The increase rate of shoulder's level speed is so low that it makes the action of shoulder and elbow deficiently. And the same time, the back of athlete's body is too wide to affect the speed and the angle.

The Rio Olympic Games; The javelin; the last power technology; Kinematics analysis

G811.21

：A

：1007-323X(2017)05-0094-05

2017-04-55

苏水军(1990-)男，汉族，广东茂名人，硕士研究生

研究方向：田径教学理论与方法

华南师范大学研究生科研创新基金资助项目(2016wkxm28)课题名称翻译“Supported by the Innovation Project of Graduate School of South China Normal University”