我國女子鐵餅優(yōu)秀運動員投擲技術肌肉用力的iEMG特征

1、我國女子鐵餅優(yōu)秀運動員投擲技術肌肉用力的iEMG特征    摘要：通過運用MEGAWIN 12導肌電測試儀，對現(xiàn)階段我國3名優(yōu)秀女子鐵餅運動員的整個投擲技術過程中左右對稱的8塊肌肉進行了生物電測試，結果發(fā)現(xiàn)，孫太鳳下肢肌肉力量好，腰腹肌力量差；宋愛民整個肌肉力量小，特別是腰腹肌力量，但肌肉積分速率較快，肌肉之間的協(xié)同用力程度高；李艷鳳肌肉力量大，放電速率慢，各塊肌肉之間的協(xié)同用力程度差。 關鍵詞：運動生物力學；優(yōu)秀女子鐵餅運動員；投擲技術；肌肉用力特征 中圖分類號：G804.2文獻標識碼：A文章編號：1006-7116(2010)12-0101-06 S

2、tudy of iEMG characteristics of muscle power exertion in throwing techniques of excellent female discus throwers in China DONG Hai-jun1，2，SU Ming-li1，WANG Kun1 （1.Xian University of Physical Education，Xian 710068，China； 2.School of Physical Education，South China Normal University，Guangzhou 510006，Ch

3、ina） Abstract: By using MEGAWIN 12 myoelectricity tester, the authors did a bioelectricity test on 8 left-right symmetrical muscles in the entire technical process throwing by 3 excellent female discus throwers in China today, and revealed the following findings: SUN Tia-feng had good lower limb mus

4、cle strength, but poor lumbar and abdominal muscle strength; SONG Ai-min had weak overall muscle strength, especially lumbar and abdominal muscle strength, but a faster muscle integration rate, and a high degree of coordinated power exertion between muscles; LI Yan-feng had powerful muscle strength,

5、 but a low discharge rate, and a poor degree of coordinated power exertion between various muscles. Key words: sports biomechanics；excellent discus thrower；throwing technique；characteristics of muscle power exertion 擲鐵餅是一個復雜、完整、連續(xù)的過程，迄今為止，我國學者對于擲鐵餅技術的運動學特征研究較多，而對投擲過程的肌肉用力特征還沒有涉及，筆者通過研究我國高水平女子鐵餅運動員整個

6、投擲過程主要肌肉的肌電變化規(guī)律，了解擲鐵餅肌肉用力特點，從肌肉用力情況找出各自技術存在的問題，并提出了改進的建議，為教練員、運動員更好地認識擲鐵餅技術動作和進行科學訓練提供理論依據(jù)和實踐參考。 1研究對象與方法 1.1研究對象 3名選手都達到2008年北京奧運會的A標，其中宋愛民取得北京奧運會第4名，李艷鳳取得第7名，實現(xiàn)了我國該項目歷史性的突破。孫太鳳年齡比較小，身體條件好，在2007年世界田徑錦標賽上以64.98 m的成績獲得第4名，是我國現(xiàn)階段最優(yōu)秀的選手之一。 1.2研究方法 在備戰(zhàn)2008年北京奧運會的期間，利用2007年12月國家集訓隊在國家體育總局訓練局集訓期間，運用MEGAWI

7、N12導肌電測試儀對3名女子鐵餅選手的投擲技術進行了生物電測試。分析采用芬蘭產(chǎn)的MEGAWIN6000肌電軟件對所測得肌肉活動情況分析，經(jīng)過對原始EMG信號進行積分肌電的處理，得出相關的數(shù)據(jù)和圖形資料。 對所獲數(shù)據(jù)用office2003中的Microsoft-Excel進行整理，并繪制出相應的圖表。 2結果與分析 為了便于分析，將完整的擲鐵餅技術分為5個階段，1)起轉階段(預擺結束-右腳離地瞬間)；2)單腿支撐旋轉階段(右腳離地瞬間-左腳離地瞬間)；3)騰空階段(左腳離地瞬間-右腳著地瞬間)；4)過渡階段(右腳著地瞬間-左腳著地瞬間)；5)用力階段(左腳著地瞬間-鐵餅出手瞬間)1。 表面積分肌

8、電圖(iEMG)是指一定時間內(nèi)肌肉中參與活動的運動單位放電總量，肌電圖上的肌電變化曲線與時間橫軸之間所包繞面積的積分，即在時間不變的前提下，其值的大小在一定程度上反映了參加工作的運動單位的數(shù)量多少和每個運動單位的放電大小，表示一段時間內(nèi)肌肉活動強弱2-3。3名運動員左右側表面積分肌電圖見圖16。 2.1預擺起轉階段兩側肌肉用力iEMG特征 這一階段的技術要求是，預擺結束瞬間，降低身體重心壓到右腿上，屈右膝壓緊右腿，隨后蹬伸右腿使身體重心逐漸移到左腿上，當重心全部移到左腿上時，慢慢抬起右腳，把器械留于身后4。 由表1可知，起轉階段右側肌肉中股二頭肌積分面積最大，其次是豎脊肌、股四頭肌、腹外斜肌。

9、股二頭肌積分主要集中在起轉前半段，主要使右腿在膝關節(jié)處壓緊，到起轉后半段放電已經(jīng)很少?？梢钥闯?，李艷鳳和宋愛民右腿壓緊效果較好，相反孫太鳳右腿壓緊效果最差。宋愛民右豎脊肌積分面積小，主要集中在0.200.44 s，李艷鳳集中在0.290.49 s，孫太鳳右豎脊肌積分面積較大，說明孫太鳳和李艷鳳右側上體右傾程度大，宋愛民右傾程度小。孫太鳳右股四頭肌積分最大，積分時機早，宋愛民和李艷鳳右股四頭肌積分少，時機也比較晚。從積分的時間段看(圖2、4、6)，孫太鳳股四頭肌積分集中在0.100.20 s，宋愛民集中在0.590.64 s，也就是右腳離地瞬間前，表明了孫太鳳右腿發(fā)力時機早，而李艷鳳和宋愛民重心

10、在右腿上向左推動時機晚，右腹外斜肌李艷鳳積分面積最多，宋愛民積分最少，說明了李艷鳳上肢向右轉動幅度大，扭緊效果好，而宋愛民右側上肢扭緊效果差。 起轉階段左側肌肉中股四頭肌積分最大，特別是李艷鳳和孫太鳳，股四頭肌積分集中這一技術階段的后半段，相反李艷鳳集中在前半段，宋愛民股四頭肌在這一階段的積分很小，說明李艷鳳左側上肢在髖關節(jié)處壓的較緊，宋愛民左側上肢壓緊效果差，上體在髖關節(jié)處抬起的幅度較大。從左股二頭肌的積分情況看，孫太鳳集中在預擺結束，李艷鳳集中在0.340.47 s，宋愛民股二頭肌積分最小，集中在右腳離地瞬間。李艷鳳左腹外斜肌積分面積最大，集中在0.150.54 s，宋愛民集中在0.290

11、.54 s，孫太鳳集中在0.250.39 s。說明在預擺結束后李艷鳳左側上肢向右側轉動幅度大，扭轉效果好，相反宋愛民和孫太鳳左側上肢轉動幅度小，效果差。孫太鳳左豎脊肌積分積面大，主要在0.010.25 s，李艷鳳積分主要在起轉的開始階段，宋愛民主要在0.150.44 s，表明李艷鳳左側上肢右傾幅度大，超越器械效果好。    2.2單支撐階段兩側肌肉用力iEMG特征 單支撐階段為真正旋轉開始階段，從右腳離地瞬間開始就進入單腿支撐階段，在這一階段技術要求在左側壓緊的情況下以左側帶動右側繼續(xù)轉動，當右腳蹬離地面后，左膝關節(jié)彎曲，整個身體左側在壓緊的情況下，帶動

12、右側繼續(xù)向投擲方向轉動，當左腳尖轉至與投擲方向約45°時，右側迅速以髖關節(jié)為軸沿投擲圈外延畫弧線擺動，當右側超過支撐點瞬間，左腿迅速向投擲方向蹬伸，右腿向投擲方向跨出，左腳蹬離地面，形成騰空動作1，4。 由表2可知，右側肌肉中，宋愛民股四頭肌積分最多，積分集中在這一技術環(huán)節(jié)的開始階段，右腳離地前被激活，在右腳離地后右腿的以髖關節(jié)為軸開始擺動時開始急劇放電，擺動時機早、速度快。孫太鳳右股四頭肌積分也比較多。李艷鳳右股四頭肌積分主要集中在單支撐階段的中間階段，說明她右腿在單支撐階段擺動的速度最慢，時機也比較晚，進一步反映了她右腿后留程度大的特點。李艷鳳右腹外斜肌積分面積最大，孫太鳳最小，

13、李艷鳳右豎脊肌積分面積最多，孫太鳳雖然積分面積最少，但占總面積的比例最多，更進一步說明了在單支撐階段李艷鳳右腿后留程度大，右側上肢向右傾斜和扭轉的幅度較大，相反孫太鳳右側上肢向右扭轉的幅度小。3名選手右豎脊肌的積分從右腳離地開始到左腳離地這一技術階段一直處于變動狀態(tài)(見圖2、4、6)，但積分的面積都不大，只有李艷鳳在0.700.83 s比較活躍，積分較大。 由表2可知，孫太鳳和宋愛民左側肌肉的積分面積小于右側肌肉，李艷鳳左側肌肉大于右側肌肉的積分。其中李艷鳳左股四頭肌積分面積最大，積分主要集中技術環(huán)節(jié)的后半段，孫太鳳左股四頭肌積分面積最小，主要在左腳蹬離地面前，說明了她左腿蹬轉的幅度大，但相比

14、時機偏晚。宋愛民積分主要在這一技術階段的前半段，右腳離開地面后，蹬伸時機早，但幅度小。右股二頭肌積分宋愛民和李艷鳳相差不多，孫太鳳比較小。其中孫太鳳的股二頭肌積分主要在右腳離地后的這一段時間。宋愛民股二頭肌積分主要在這一技術環(huán)節(jié)的前半段，后一部分雖然也有積分，但比較小，左側上體在髖關節(jié)處壓的不緊。李艷鳳左股二頭肌積分持續(xù)時間長，左腿壓緊程度大，左腹外斜肌李艷鳳積分面積最大，左側上肢扭緊效果好，孫太鳳左腹外斜肌在整個技術環(huán)節(jié)都在參與運動，但積分面積小，左側上肢扭轉幅度小。宋愛民左腹外斜肌的積分主要在0.700.80 s。右豎脊肌李艷鳳積分較大，孫太鳳豎脊肌積分主要在右腳離地后。宋愛民右豎脊肌在這

15、一技術環(huán)節(jié)一直很活躍，主要集中在0.640.10 s。李艷鳳主要在0.550.77 s，在右腳離地瞬間前就被激活，右腳離地后開始大幅度放電。 2.3騰空階段兩側肌肉用力iEMG特征 騰空時間短，重心起伏小，有利于右腳著地積極轉動銜接，但也并非是越短越好，如果時間過短，會造成右腳的快速著地，不利于身體重心向投擲方向移動，減小工作距離1。這一階段的技術要求是，右腿繼續(xù)向投擲方向跨越，迅速帶動身體向前運動，右腳迅速在投擲圈中心以前腳掌內(nèi)側著地，上體盡量保持扭緊，器械留于身體后面。重心壓到彎曲的右腿上，整個身體形成以右側為中心的轉動軸。 由表3可知，3名選手右股四頭肌和股二頭肌積分較多，孫太鳳股四頭肌

16、積分面積最多，股四頭肌和股二頭肌在整個技術的完成中一直被激活，放電程度也較高。右側四塊肌肉中腹外斜肌相對比較平穩(wěn)，豎脊肌在左腳離地后的騰空動作中放電比較明顯(見圖2)，上體在左腳離地后向投擲方向運動的同時有一定的前傾，右豎脊肌在騰空階段主要起到控制上體的作用。宋愛民右側肌肉積分最小，股四頭肌和股二頭肌相對其它兩塊肌肉積分較大，且整個技術動作完成的過程中一直處于放電狀態(tài)，集中在1.031.13 s(見圖4)，右腹外斜肌和豎脊肌積分比較少，腹外斜肌放電曲線比較平穩(wěn)，豎脊肌在這一階段的前半段放電比后半段明顯，用于控制上肢向投擲方向運動。李艷鳳右股四頭肌和積分主要在這一技術環(huán)節(jié)的后半段，前半段相對比較

17、平穩(wěn)。股二頭肌在整個技術環(huán)節(jié)中都比較活躍，但主要在0.961.03 s，和股四頭肌一起用于完成右腿邊下落、邊轉動的動作。從右側四塊肌肉的積分看，李艷鳳腹外斜肌和豎脊肌比較活躍，說明她右側上體右傾和右轉的幅度大，扭緊的效果好，增加了超越器械的效果。相反孫太鳳和宋愛民上體右傾幅度小，扭轉的幅度也比較小，不利于超越器械的完成。 騰空階段，孫太鳳和宋愛民左側肌肉積分總面積要大于右側，而李艷鳳是右側肌肉積分大于左側。宋愛民左股四頭肌積分面積最大，說明宋愛民左側股四頭肌這一階段比較活躍，完成左腳離地后的膝關節(jié)從伸展狀態(tài)到彎曲收拉的動作5，股二頭肌積分主要在這一技術環(huán)節(jié)的后半段，和股四頭肌一起完成膝關節(jié)的收

18、拉動作，左腿收拉下放的動作時機早、速度快，但左腹外斜肌積分最小，主要在1.031.08 s，豎脊肌在這一階段是一個較低的波谷，說明在騰空這一技術階段左豎脊肌參與的做功很小，整個身體的扭緊狀態(tài)差，上體后傾幅度小。孫太鳳左股四頭肌積分較小，積分主要在這一技術環(huán)節(jié)的后半段。左腹外斜肌積分最小，由于這一技術階段整個上體和下肢的扭緊狀態(tài)在一定程度上減弱了，所以腹外斜肌沒有進一步被拉長，而是縮短了。左豎脊肌在整個技術階段都比較活躍(見圖1)完成控制上體的姿勢向投擲方向運動?？梢?，孫太鳳左側上體轉的過快，減小了上下肢扭緊的幅度，同時增加了上體抬起的幅度，減小了超越器械的效果。李艷鳳左股四頭肌和股二頭肌在整個

19、過程中比較活躍，完成膝關節(jié)的收拉動作，股二頭肌積分較大，主要在這一階段的后半段，左腹外斜肌積分是3名選手中最大，積分主要在0.930.0.98 s，該塊肌肉積分大，說明了她上肢的扭緊狀態(tài)好。李艷鳳左豎脊肌的積分要遠遠大于其他兩人，積分集中這一技術環(huán)節(jié)的后半段，這說明她的身體重心向投擲方向移動的距離較遠，上體后傾的幅度大，上下肢的扭緊程度較好，重心在右腳著地瞬間較低。 2.4過渡階段兩側肌肉用力iEMG特征 過渡階段也稱轉換階段，是旋轉和最后用力的銜接階段1，6。技術要求是，右腳在投擲圈中心點附近著地后，整個身體重心壓到右腿上，右膝關節(jié)屈膝進行緩沖，上體盡量保持扭緊狀態(tài)，使鐵餅遠遠地留于體后，右

20、腳提踵扣膝，推動右髖向投擲方向轉動，左腳順勢靠近右腿膝關節(jié)向后下方插入，以前腳掌內(nèi)側在投擲圈附近著地。    由表4可知，過渡階段孫太鳳右側肌肉中股四頭肌的積分面積大，積分主要在這一技術環(huán)節(jié)的前半段，完成右腳提踵、扣膝、蹬伸，推動右髖向投擲方向移動等動作。股二頭肌在右腳著地前就開始放電，在右腳著地后繼續(xù)和股四頭肌一起完成上述動作，積分時間段和股四頭肌相差不大。孫太鳳的右腹外斜肌積分小，說明她過渡階段基本上沒有動用這一塊肌肉，上下肢扭轉不緊，超越器械效果不好，豎脊肌積分較大，整個過渡階段豎脊肌一直處于放電狀態(tài)。宋愛民右股四頭肌積分面積是右側肌肉中最大的，積

21、分主要在這一技術環(huán)節(jié)的前半段，后半段積分很小(見圖4)，股二頭肌和股四頭肌的積分時間在同一個時間段，從右腳著地前被激活一直持續(xù)到右腿完成緩沖，腹外斜肌和豎脊肌整個過渡階段一直處于放電狀態(tài)，但積分效果不好。李艷鳳右股四頭肌積分主要在右腳著地后，股二頭肌積分最大，參與了右腿的緩沖和蹬轉動作，腹外斜肌積分較大，說明她上下肢一直處于扭緊狀態(tài)，這一點要好于其他兩人。豎脊肌積分主要在1.030.15 s，雖然這一環(huán)節(jié)的后一段時間也在積分，主要是起到了維持身體后傾姿勢的作用，前一段時間是完成控制上下肢扭緊姿勢的動作。    3名選手左側肌肉中股四頭肌積分面積最大，其中

22、李艷鳳積分面積最大，孫太鳳左側肌肉積分小于右側肌肉，而宋愛民和李艷鳳左側肌肉積分要大于右側。孫太鳳過渡階段左股四頭肌積分主要在0.800.91 s，完成控制左腿向后插的動作，但在左腳著地后股四頭肌積分已經(jīng)很小了，股二頭肌積分主要在這一技術環(huán)節(jié)的后半段。孫太鳳左腹外斜肌和豎脊肌在整個過渡階段一直在放電，主要完成身體扭轉的姿勢。宋愛民右股四頭肌積分最大，在左腳著地后放電量急劇減小，股二頭肌主要在1.131.22 s，后續(xù)的時間段也有積分，但不如前半段時間明顯。左腹外斜肌積分面積較小，整個過渡階段都比較平穩(wěn)，說明她左腳著地的距離較短，落地的位置靠近右側，左豎脊肌積分主要在1.121.18 s，在右腳

23、著地后，后續(xù)放電較弱是因為在左腳著地前上體沒有壓住，有一些放松。李艷鳳左股四頭肌主要積分在1.101.19 s，整個過渡階段都一直處于放電的狀態(tài)(見圖5)。股二頭肌積分主要在過渡階段的結束部分，前一段時間比較平穩(wěn)，在左腳著地前瞬間開始被激活，主要完成左腳的著地動作。左腹外斜肌的積分面積最大，整個過渡階段一直在放電，參與了整個動作過程，相比，放電量大，持續(xù)時間長，這說明她在過渡階段左肩注意回扣，加大了超越器械的程度，上下肢扭緊狀態(tài)好。左豎脊肌積分主要在1.031.18 s，說明她上體沒有過高抬起。 2.5用力階段兩側肌肉用力iEMG特征 用力階段是對出手速度貢獻率最大的加速階段，技術要求是，左腳

24、著地后右腿繼續(xù)蹬轉，在左側強有力的支撐下，推動右髖繼續(xù)向投擲方向運動，使胸部肌肉形成預先適宜的伸展拉長，并控制好上體不要過早的轉動，整個身體處于極大的扭緊姿勢。當重心移動到兩腿之間時迅速蹬伸右腿和左腿，帶動右側上肢向投擲方向鞭打，完成用力7。 由表5可知，用力階段，孫太鳳右側肌肉積分面積大于左側肌肉。右股四頭肌積分最大，積分主要在右腿蹬伸瞬間。右股二頭肌的積分主要在1.071.13 s，股二頭肌大量放電的時間比股四頭肌晚，持續(xù)的時間長，說明器械出手瞬間股四頭肌已經(jīng)完成了收縮，而股二頭肌還在繼續(xù)參與工作。右腹外斜肌積分最小，基本上沒有放電。右豎脊肌積分較大，主要在0.930.10 s。宋愛民右側

25、肌肉的積分面積大于左側肌肉，其中股四頭肌積分最大，主要在最后用力階段的后半段，完成左右腿的瞬間蹬伸動作。股二頭肌的積分主要在1.421.49 s，完成蹬伸工作。右腹外斜肌積分較小，整個最后用力過程曲線比較平坦，和孫太鳳一樣，由于在上一階段上下肢的扭緊程度差，腹外斜肌沒有被盡可能大的拉長，造成了最后用力階段腰腹肌收縮程度減弱。宋愛民右豎脊肌積分較小，主要在1.381.48 s，完成用力階段快速向投擲方向移動上體的動作。李艷鳳右側肌肉的積分要小于左側肌肉，其中股四頭肌積分最小，主要在1.301.35 s，完成右腿蹬伸動作。右股二頭肌積分較大，在最后用力階段非?；钴S，積分主要在1.191.31 s，

26、由于她在左腳著地瞬間身體后傾角度比較大，在完成上體投擲方向轉動動作時，重心比較靠后，在器械出手的瞬間上體還有一定程度的后傾，而孫太鳳和宋愛民在器械出手瞬間上體已經(jīng)直立，這也是李艷鳳最后用力中股四頭肌積分小，股二頭肌積分大的主要原因。李艷鳳右腹外斜肌積分大，主要在1.281.34 s，積分明顯要大于其他兩人，這和她左腳著地瞬間上肢扭緊狀態(tài)較好有直接的關系。右豎脊肌積分較小，主要在1.261.32 s之間，由于上體在用力動作中沒有推上去，必然使她用力程度減小。 從左側肌肉的積分情況看，孫太鳳股四頭肌積分大于其他兩名選手，積分主要在左腳落地后。股二頭肌積分主要在0.931.03 s，完成左腿從緩沖到

27、用力蹬伸的動作。腹外斜肌積分主要在0.981.10 s，完成上肢向投擲方向轉動動作的完成。左豎脊肌積分較大，對整個最后用力動作的貢獻僅少于右股四頭肌，積分主要在1.001.13 s之間，完成上體向投擲方向瞬間抬起發(fā)力的動作，從解析的圖片上也可以看出，孫太鳳器械出手瞬間左肩能很好的制動，上體抬起成直立，重心上到了左腿上，這也是她左豎脊肌積分比較大的原因。宋愛民左股四頭肌積分最小，特別是蹬伸階段放電很少，左腳著地后的重心沒有在右腿上，這和她上體后傾程度小，上體抬起有直接的關系。左股二頭肌積分較多，主要在用力的后半段。左股二頭肌積分多，主要是因為在最后用力的整個過程中她的身體重心在兩腿之間形成的捻轉軸上，沒有移動到左腿上。左腹外斜肌積和豎脊肌分都比較少，這和她在最后用力中左側回撤，左肩的制動不好有很大關系。李艷鳳左股四頭肌積分最小，主要在1.21.23 s，左腳著地后，蹬伸階段基本上沒有放電。股二頭肌的積分大，主要參與了左腿蹬伸用力動作的完成。股四頭肌積分小股二頭肌積分大主要還是上體在用力過程中后傾，器械出手瞬間身體重心沒有頂上去的原因。左腹外斜肌積分較大，主要在1.271.33 s，豎脊肌積