基于数据工程对铁饼运动员投掷技术的运动学对比分析

摘要：应用运动数据工程方法--三维摄像解析在2015年4月中国田径投掷项群赛系列赛的铁饼决赛现场，对女子铁饼运动员掷铁饼技术进行拍摄，并对两名运动员掷铁饼的投掷技术动作进行解析，得出相关运动学参数，通过对比分析总结出各自的动作特点和不足，以期为中国女子铁饼运动员投掷技术的改进提供理论依据和技术参考。

关键词：铁饼;三维摄像解析;投掷技术;运动学分析

近几年中国出现了一批女子铁饼运动员受到世人的瞩目，但与世界优秀运动员投掷技术相比，仍存在一定的差距。本文基于数据工程方法对铁饼运动员最后用力技术的运动学对比分析，并对两名运动员掷铁饼的投掷技术动作录像进行解析，获得两名铁饼运动员在比赛中的运动学参数，通过对比分析总结出各自的动作特点和不足，以期为中国女子铁饼运动员投掷技术的改进提供理论依据和技术参考。

1研究对象与方法

1.1、研究对象

本文以2015年4月中国田径投掷项群赛系列赛决赛成绩两名女子铁饼运动员为研究对象，运动员分别是苏欣悦、冯彬（以下简称苏、冯），本次的运动成绩分别为：61.00m、60.75m。

1.2、研究方法

本文主要研究方法：三维摄像解析法

2015年4月在中国田径投掷项群赛系列赛决赛现场，对两名女子铁饼运动员投掷动作进行三维定点高速摄像。用两部JVC GC-PX10AC摄像机分别置于投掷圈方向的正后方和正右侧。两部摄像机的主光轴夹角约为90°，拍摄频率为50Hz，运用SignaltEC3D录像解析软件对录像视频进行解析，选用松井秀治人体模型（21个关节点，16个环节）。原始数据经低通滤波器平滑处理，截断频率为8Hz。

2研究结果与分析

2.1 掷铁饼技术的阶段划分

所有运动员均采用背向旋转掷铁饼技术，为便于分析可将其动作分为6个时刻，5个阶段：

t1：动作开始时刻，运动员第一圈开始预摆最大时刻;t2：运动员右脚离地时刻;t3：运动员左脚离地时刻;t4：运动员右脚着地时刻;t5：运动员左脚着地时刻;t6：运动员铁饼出手时刻;

2.2双腿支撑起转阶段分析

由表1可知t1时刻两名运动员肩髋角分别为63.2°、58.9°。两名运动員与中国优秀铁饼运动员相比肩髋角普遍偏小，说明身体扭转程度相对不充分，未能充分拉长腰腹部的肌肉，也减小了铁饼的预摆距离;由表2可知t1时刻两名运动员拉引角分别为118.1°、122.4°说明t1时刻两名运动员投掷臂伸展幅度较大，投掷臂肌肉充分拉伸为人—铁饼运动系统储备了转动动量和弹性势能，技术稳定，为大幅度完成投掷技术奠定基础。

由表1可见，在右脚离地时刻，两名运动员右踝角分别是这是144.9°、137.9°，因为右脚积极蹬伸，获得较大的地面作用力，在此时刻获得了较快的转动速度。从数据来看苏右脚蹬伸幅度较大冯相对较差。

2.3 左脚单支撑旋转阶段分析

从表2数据不难看出，从两名运动员左、右肩髋差可以看出在t3时刻左肩髋速度下降，右肩髋速度上升，形成右肩带左肩，右髋带左髋的特点，从而获得较大的转动量距。在左脚单支撑旋转阶段，两名运动员髋速均大于肩速，其中苏、冯两肩速差分别为1.89m/s、1.72m/s，说明苏和冯转动速度快，能够快速进入腾空阶段。

2.4腾空阶段分析

从表3可以看出，在腾空阶段用时分别为0.08s、0.10s，在腾空阶段用时越短越有利于运动员向下一阶段过渡，其中苏、冯用时相对较短，更有利于过渡到下一阶段;

从表3可以看出，在t3时刻和t4时刻的拉引角分别为147.0°和155.7°、131.5°和145.8°。两名运动员从t3时刻至t4时刻拉引角均在增大，说明在腾空阶段两名运动未能保持较好的上体拉伸状态。苏欣悦在t4时刻拉引角最大，说明腾空阶段苏保持超越器械能力相对较弱，与冯相比不能良好的将铁饼控制在身后。

2.5过渡阶段分析

由表4可以得出在左脚着地时刻两名运动员拉引角分别为125.0°、142.1°，说明苏在左脚着地时刻保持超越器械能力相对较强，较冯来说能够良好的将铁饼控制在身后。

从表4来看，两运动员的肩髋角分别为61.6°、50.4°。从肩髋角数据可以得出，两名运动员在左脚着地时刻，苏相对于冯旋形成扭转姿势强，保持较好的髋超越肩的姿势。

要让铁饼在最后用力阶段保持一定的速度，t5时刻左右肩速度的差值可作为评价指标，从表4在左脚着地时刻左、右肩速可以得出苏运动员左、右肩速差分别为2.52m/s、2.07m/s，肩速差较大，说明胸肩臂打开幅度相对较大，超越器械能力强，苏、冯胸肩臂打开幅度相对较小，超越器械能力不理想，对最后用力有一定的影响。

2.6最后用力阶段分析

从表5可知苏、冯运动员在最后用力阶段用时分别为0.14s、0.24s，世界优秀女子铁饼运动员最后用力阶段用时在0.1s-0.2s之间，冯用时过长，苏用时相对合理。

影响铁饼远度的因素有出手速度、出手角度、出手高度等，研究表明，铁饼出手速度是影响铁饼远度最重要的因素，从表5可知铁饼出手速度分别为23.24m/s、22.57m/s。世界优秀女子铁饼运动员出手速度约为25m/s，与优秀世界女子铁饼运动员相比均有待提升，冯铁饼出手速度较慢，应加强专项训练来提高铁饼出手速度。

从表5可知铁饼出手时刻两名运动员铁饼出手角度分别为32.8°、41.7°，查阅相关文献可知，女子铁饼运动员出手角度的合理范围为35°-40°。冯出手角度偏大，苏出手角度偏小。

从表5可知两名运动员在铁饼出手时刻出手高度分别为1.674m、1.712m从以上数据对比可知冯、苏出手高度相对合理。

3 研究结论

基于数据工程对铁饼运动员最后用力技术的运动学对比分析得到以下的结论：

3.1、双腿支撑起转阶段

两名运动员肩髋角普遍偏小，身体扭转程度相对不充分，t1时刻两名运动员投掷臂伸展幅度较大，苏（144.9°）右脚蹬伸幅度较大冯（137.9°）相对较差。

3.2、左脚单支撑旋转阶段

苏和冯转动速度快，能够快速进入腾空阶段

3.3、腾空阶段

苏（0.10s）、冯（0.10s）用时相对较短，更有利于过渡到下一阶段;腾空阶段苏保持超越器械能力相对较弱，与冯相比不能良好的将铁饼控制在身后。

3.4、过渡阶段

苏在左脚着地时刻保持超越器械能力相对较强，较冯来说能够良好的将铁饼控制在身后，苏相对于冯旋形成扭转姿势强，保持较好的髋超越肩的姿势，苏、冯胸肩臂打开幅度相对较小，超越器械能力不理想，对最后用力有一定的影響。

3.5最后用力阶段

冯（0.24s）用时过长，苏（0.14s）用时相对合理，冯铁饼出手速度相对较慢，应加强专项训练来提高铁饼出手速度，冯出手角度偏大，苏出手角度偏小;冯、苏出手高度相对合理。

参考文献：

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[7] 宋云斐.我国女子铁饼运动员最后用力阶段技术对比分析[D].山东师范大学，2013.

作者简介：李俊茗（1991-）男，河南商丘人，学历：硕士研究生，研究方向：运动训练。

（作者单位：天府新区航空旅游职业学院）