跆拳道后横踢不同击打距离的技术动作特征研究

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　　摘 要：运用实验法等研究方法，以国家一级及以上水平的跆拳道运动员为实验测试对象，以后横踢“远距离”“中距离”“近距离”技术动作为研究对象。运用Motion-Analysis红外光点高速运动捕捉测试系统和三维测力台，在“空击”状态下，采集有关运动学、动力学数据，再经电子护具检验三种距离的击打力量，研究后横踢击打距离变化的技术动作特征。研究结论：躯干、骨盆、髋关节、膝关节的角度变化决定后横踢击打的距离;运动员后横踢技术击打力量不受击打距离影响，后横踢击打速度通过依次提高肢体各部位摆动速度和身体的重心位移速度获得;后横踢中远距离击打，摆动腿蹬地力量对运动员提膝速度和击打速度的提高有限，但近距离有一定效果。
　　关键词：跆拳道;击打距离;生物力学;运动学
　　中图分类号：G804.6 文献标识码：A 文章编号：1006-2076（2019）06-0079-06
　　Abstract：This paper mainly uses experimental methods to test Taekwondo athletes at the national level and above， and the technical movements of "long distance"， "medium distance" and "short distance" kicks are taken as the research objects. Motion-Analysis Infrared Spot High Speed Motion Capture Test System and three-dimensional measurement are used. In the state of "air strike"， the force platform collects the data of kinematics and dynamics， and then tests the impact strength of three distances by electronic protective gear. Conclusions： The angle changes of trunk， pelvis， hip joint and knee joint affect the impact distance of the back horizontal kick; the hitting strength of athletes' back horizontal kicking technique is not affected by hitting distance. Horizontal kicking speed is obtained by increasing the swing speed of each part of the body and the speed of the body's center of gravity in turn; Back horizontal kicking mid-long distance hit， the swing leg pedal strength has limited effect on the athletes' knee-lift speed and hitting speed， but has a certain effect in close range.
　　Key words：Taekwondo; hitting distance; biomechanics; kinematics
　　跆拳道以其潇洒飘逸的腿法著称，并深受世界人民的喜爱。自2000年跆拳道进入奥运会以来，我国每届奥运会都有金牌入账，女子跆拳道已成为我国的优势项目。在众多腿法中，横踢技术具有动作幅度小、出腿速度快、不易被反击得分、动作简单实用等优点，是世界优秀女子运动员使用最多和得分最高的技术[1]。横踢技术依据人体前腿和后腿的位置关系，划分为前腿和后腿横踢技术。运动员用脚弧线击打的腿称为摆动腿，单脚支撑身体完成后横踢技术的腿称为支撑腿。当前跆拳道竞赛规则朝着有利于后横踢技术运用的趋势发展。
　　合理的击打距离是得分的必要条件，运动员比赛中为了应对对手的逃脱或贴靠，合理调整比赛击打距离是十分重要的[2]，因此，比赛中会看到后横踢技术近、中、远距离的合理运用。竞赛规则是跆拳道技战术发展的风向标，世界跆拳道联盟为了竞技比赛向观赏性、激烈性方向发展，避免运动员在比赛中消极贴靠，规则允许运动员在不妨碍对方进攻的前提下用手去推对方，有助于运动员拉开贴靠空间发动中近距离后横踢技术，导致后横踢中近距离击打有增多趋势。
　　当前国内外对后横踢技术在不同距离下动作特征的研究较少。研究的主要观点是后横踢技术改变攻击距离，会影响其竞技表现效果（击打速度、击打力量、完成时间等）[3]，但并没有对距离变化下后横踢技术动作特征进行深入研究。本研究通过实验分别对后横踢技术在远距离、中距离、近距离击打条件下，运用运动学、动力学参数进行对比分析，找出击打距离变化对后横踢技术动作的特征，以期为促进跆拳道技战术理论和运动训练实践发展提供参考。
　　1 研究对象与方法
　　1.1 研究对象
　　本实验选取14名跆拳道运动员来自北京体育大学跆拳道专项2017级动训练专业学生，均为国家一级及以上运动员，年龄（20.28±0.91歲）、体重（65.34±11.0 kg）、身高（174.07±8.73 cm）、训练年限（8±3.57年）、等级（健将2人，一级12人）。所有受试者于实验前接受问卷调查，确认之前24 h内未从事剧烈运动，且半年内身体无明显损伤，解剖结构和生理机能正常，身体状况以及运动能力良好。 　　1.2 实验仪器
　　采用美国Motion-Analysis红外光点高速运动捕捉测试系统（8个镜头），[JP2]镜头型号Motion Analysis corp.， Santa Rosa， CA，USA。采集频率设置为200 Hz，软件版本为Cortex-64 2.6.2.1169，所用反光Marker球直径为13.5 mm，采集后横踢技术动作的运动学参数。采用Kistler9281CA（瑞士）三维测力台（图1C），以及应用韩国KP&P 电子护具（图1A），采集后横踢技术的动力学参数。跆拳道电子护具被中国跆拳道协会官方认可，KP&P具有感应击打并自动计分和显示击打“力度值”的功能（力度值只是数值，没有单位，可以代表力量）。护具包括躯干护具、电子头盔和电子脚套三部分。其工作原理为电子护具中安装有感应芯片，当运动员击打时，电子感应芯片受到刺激将“力度值”信号反馈到计算机及电子计分牌上，达到运动员所在级别设定的“力度值”显示得分;未达到不显示得分，但计算机有“力度值”记录。电子护具绑在沙袋上，沙袋垂直于地面（图1B），电子护具与电脑通过无线信号接收器连接，脚背击打电子护具产生的“力度值” 通过信号接收器传递到电脑里。[FL）]
　　1.3 测量流程
　　实验1：在北京体育大学中国运动与健康研究院进行Motion红外摄像测试，运动员在测试前充分热身20 min。依据Helen Hayes 模型在运动员身上粘贴26个反光Marker球，运动员穿紧身短裤、背心站在三维测力台上进行测试，摄像头围绕三维测力台。运动员在踢击之前的实战姿势影响击打效果[4]，所以运动员保持前后脚分别站在两块测力版上，两脚脚尖与击打方向呈45°，优势腿在测力台的后侧，身体重心在两腿之间。测试中要求后横踢远距离击打在保证技术动作重心控制良好、不變形、支撑腿不移动条件下，踢击尽可能远的距离，最大限度地发挥击打力量，摆动腿击打完毕后落在前边;后横踢中距离击打是在支撑脚不移动状态下，中距离击打并最大限度地发挥击打力量;后横踢近距离击打是支撑脚不移动状态下，踢击尽可能近的距离，最大限度地发挥击打力量。后横踢技术三种不同距离的击打路线详见图2。后横踢三种距离击打人体重心在向前（X轴）、向左（Y轴）的位移情况见表2。两位跆拳道教师严格把控后横踢技术动作，运动员听到哨声迅速启动全力空击，垂直击打目标，每种战术动作踢击3次，取最佳技术作为有效记录。为了充分休息，每次击打间隔时间不少于15 s。
　　实验2：校准KP&P电子护具系统，在北京体育大学跆拳道训练馆进行测试，测试要求与实验测量1一样。运动员穿戴电子脚套，运动员分别采用后横踢远距离、中距离、近距离动作全力击打垂直地面的电子护具，每人击打3次，计算平均“力度值”。
　　1.4 数据采集
　　为深入分析后横踢技术，将后横踢技术划分为四个特征时刻，即A后横踢技术启动时刻;B后脚脚趾离地时刻;C摆动腿膝关节最大屈角时刻;D摆动腿脚背击打时刻。依据四个特征时刻划分三个阶段 [5]，即：启动阶段、提膝阶段、击打阶段（见图3）。
　　[TP5q34.TIF，BP#][TS（][HT5"K][JZ]图3 后横踢动作阶段划分
　　[TS）]
　　运用Cortex软件解析运动学数据。将数据导入Excel（2010）中，计算后横踢动作髋关节、膝关节、骨盆、躯干从A时刻到D时刻过程中的旋转幅度和相关角度峰值。采集从B时刻到C时刻（提膝阶段）过程中膝关节的瞬时合速度峰值;采集从C时刻到D时刻（击打阶段）踝关节的瞬时合速度峰值。采集从A时刻到D时刻（整个后横踢过程）人体重心的瞬时速度峰值、人体重心X、Y轴位移幅度。其中瞬时速度（X或Y或Z轴）=相邻两帧的位移（m）/0.005（s），合速度= SQRT（VX2+VY2+YZ2） /0.005，单位是米/秒。用三维测力台测量摆动腿蹬地力量，采集从A时刻到B时刻（启动阶段）的向后、向右、向上、合力方向的力量峰值，标准化力量=力量峰值/体重（kg）。
　　1.5 统计方法
　　采集的数据输入SPSS 22.0，排除X±3SD之外数据，最终样本量（N12人）。数据初步进行正态分布检验（Kolmogorov-Smirnov），均符合正态分布。采用单因素重复测量方差分析（one way ANOVA with repeated measure），主效应因素分别是角度、速度、完成时间、击打力值、蹬地力量、重心位移，分为三个水平，即近距离、中距离、远距离，事后检验采用LSD检验，指标结果用 X±SD表示。采用相关分析，探究摆动脚蹬地力量与提膝速度或击打速度有无相关性，将r（相关系数）>0.5定义为中度以上相关。将*定义为P<0.05，将**定义为P<0.01。
　　2 结果与分析
　　2.1 后横踢技术运动学分析
　　2.1.1 角度特征
　　由表1、图2可见，躯干旋转和左右倾幅度对后横踢击打距离的影响较小（P<0.05），而躯干前后倾幅度的减小有助于后横踢击打距离的增加（P<0.01）。骨盆前后倾、左右倾、旋转幅度均对后横踢击打距离产生影响（P<0.05），即：骨盆前后倾、左右倾、旋转幅度的增大有助于击打距离增加，但骨盆旋转、前后倾幅度对后横踢中、近距离击打没有影响（P>0.05），骨盆运动对后横踢中远距离击打的影响较大（P<0.01）。
　　摆动腿髋关节屈伸、内外收、内外旋幅度均对后横踢击打距离产生影响（P<0.05），即：髋关节屈伸和内外旋幅度减小，以及髋关节内外收幅度增大，有助于实现后横踢击打距离的增加。髋屈伸范围对后横踢中、近距离击打的影响较小（P>0.05），髋关节的内旋幅度只有在后横踢远距离和近距离击打中存在差异（P<005）。髋关节内旋峰值减小，以及髋关节外展峰值增大，均有助于实现后横踢击打距离增加（P<0.05）。上述观点与Kim（2010）研究相一致，后横踢击打距离远近的变化，主要通过骨盆、躯干、髋关节的角度变化来实现[2]。 　　摆动腿膝关节的屈曲峰值对后横踢击打距离影响较大（P<0.05），即：膝关节较大的屈曲峰值有助于实现后横踢击打距离的增加。这也与黄顯璋（2012）的观点类似[6]。后横踢技术膝关节的弯曲是为了减少旋转半径，降低下肢的转动惯量，以提升动作速度，因此膝关节弯曲程度的不同，会影响躯干旋转动量产生的大小[7]，进而影响击打速度。
　　综上，躯干、骨盆、髋关节、膝关节的角度变化决定后横踢击打距离的变化。后横踢击打距离的增加，是通过控制身体躯干前倾，减少摆动腿大腿向内侧转动幅度和大腿向上抬腿幅度，主动增大臀部的活动幅度和摆动腿大腿的外展幅度，以及加强摆动腿小腿的充分折叠实现的。后横踢击打距离的减小，与上述相反。建议在运动训练中依据后横踢击打距离的变化，有选择的调整躯干、骨盆、髋、膝關节的运动幅度。
　　2.1.2 速度与时间特征
　　由表2可见，后横踢远距离击打踝关节和重心速度峰值高于中、近距离（P<0.01），而中、近距离不具有差异（P>0.05）。造成的原因可能是后横踢远距离击打重心向前移动距离较大（P<0.01），更有利于重心移动速度转化为击打速度。但是三种击打距离的击打力量数值不具有差异（P>0.05），这与Coral Falco（2009）的研究相一致[3]。其原因可能与击打的有效质量有关，苏健蛟（2019）指出，后横踢技术击打距离越远，身体重心位移也相对较远，肢体质量分布离转轴的距离也就较远[8]，造成远距离击打的有效质量相比中近距离击打要小。因此后横踢远距离击打虽然速度较快，但实质上三种距离击打护具，产生的动量变化（△M*V）相当，在作用时间相当的情况下，击打力值没有显著差异。
　　后横踢不同距离击打时，提膝速度的区别有显著性差异（P<0.01），远距离速度最大，中距离次之，近距离最小。后横踢技术完成时间的先后顺序是中距离、近距离、远距离（P<0.05），这也与Estevan I.的观点类似 [9]。因此后横踢远距离击打速度快并不一定完成时间短，这与重心移动距离、募集运动单位有关。由于后横踢远距离击打完成时间长，很容易被对方前腿推踢破坏，所以在比赛中运用偏少。
　　2.2 后横踢技术动力学分析
　　由表3可见，后横踢技术远距离击打摆动腿蹬地力量在向后（X轴，下同）、向右（Y轴，下同）、向上（Z轴，下同）、合力方向均显著高于中、近距离（P<0.01），表明随运动员击打距离的增加，蹬地力量也会明显增加。后横踢中距离击打摆动腿蹬地力量在向上、合力方向上高于近距离（P<0.05），表明随着运动员击打距离的减小，摆动腿在向上、合力方向上减小较多。另外向上的蹬地力量明显高于向后和向右的力量，表明摆动腿蹬地发力主要为了获得向上方向的力量。
　　运用跆拳道电子护具测试运动员击打力量，发现不同击打距离下击打力量大小不具有差异（P>0.05），表明后横踢不同距离击打不会影响运动员的击打力量，运动员可以依据比赛需要，在瞬息万变的竞技对抗中，依据攻击瞬间与对手所处的不同距离和状态，迅速地执行踢击动作，产生足够大的击打力量来完成得分。
　　由图4可见，后横踢技术在整个踢击过程中，运动员肩关节先达到速度峰值，然后髋关节达到速度峰值，然后是摆动腿膝关节，最后是摆动腿踝关节达到速度峰值。通过各关节速度的叠加不断由近端（人体躯干）向远端（下肢踝关节）传递，形成鞭打效果 [10]。虽然运动员击打距离增加，蹬地力量会增加，但是摆动脚蹬地发力可能只是配合运动链的完成，摆动脚过大的蹬地力量，可能破坏后横踢运动链的完成。
　　苏彦炬（2013）指出，拳击项目后腿蹬地发力效果有助于后手拳击打速度和击打力量增加[11]，而跆拳道项目中，后横踢摆动腿蹬地力量大小与击打速度关系国内外还没有人进行深入研究。由表3可见，跆拳道后横踢中远距离击打，下肢蹬地力量大小与踝关节、膝关节峰值速度没有相关关系（P>0.05），但是近距离下肢蹬地力量在向后、向上、合力方向上与踝关节、膝关节峰值速度有中度相关关系（P<0.05）。一定程度上验证了后横踢摆动腿蹬地力量无助于击打速度的提高，只是配合横踢技术整个运动链的完成。
　　由图2可见，近距离后横踢技术类似于前踢技术的变式，近距离后横踢技术（C）与前踢技术（D）踝关节轨迹路线相似，这是要先学较易的前踢技术，而后学复杂的后横踢技术的原因。近距离后横踢较大的蹬地力量对击打速度、提膝速度有一定的积极意义。在后横踢中远距离教学或训练中，强调下肢蹬地力量对击打速度、提膝速度的作用有一定限度。要提高后横踢中远距离绝对击打速度，只能提高肢体各部位的依次摆动速度和重心位移速度。
　　3 运动训练建议
　　国外研究发现，运动训练水平低的跆拳道运动员在进行后横踢技术近、中、远变化踢击时，没有很好地适应击打距离之间的变化，造成反应时间、完成时间增加和击打力量降低[9，12]。Kim等指出对不同距离的适应能力是关键的致胜因素，教练员应当引起足够的重视[2]，因此，运动员应适应后横踢击打距离不同的变化。建议在运动训练中如果后横踢击打距离增加，需要运动员控制身体躯干前倾，减少摆动腿大腿向内侧转动幅度和大腿向上抬腿幅度，主动增大臀部的活动幅度和摆动腿大腿的外展幅度，以及摆动腿小腿的充分折叠。后横踢击打距离的减小，与上述相反。
　　跆拳道后横踢技术不同距离击打，虽然其击打速度有差异（P<0.05），但其击打力值没有差异（P>005）。因此运动员可以依据比赛需要，依据攻击瞬间与对手所处的不同距离和状态，迅速地执行踢击动作，不用担心近距离击打力量影响得分效果。在运动训练中教练员可以集中精力去缩短后横踢不同距离击打下完成动作的时间。由图2可见，启动时间约占运动员完成时间的49%，缩短动作的启动时间较重要，其次后横踢技术动作完成过程中需要依次提高各环节的动作速度（以近端至远端的运动链模式）和重心移动速度，也有助于减少动作完成时间。 　　后横踢技术的击打速度是影响运动成绩的重要因素。由动量定理（Ft=M2V2-M1V1）可知，在作用时间（t）和击打质量（M）一定的情况下，击打速度（V）越大，即△MV变化越大，击打力量越大，因此提高击打速度比较重要。另外当动量的变化值（△MV）一定时，其冲量值也就一定，如果运动员缩短对方肢体与自己身体的接触时间，就可增大对方进攻动作的击打力，相反我方如果增大接触时间，就能起到很好的缓冲效果，降低击打效果，这需要运动员具有很好的平衡感和身体控制能力[13]。另外在运动训练中，虽然随击打距离增加，摆动腿蹬地力量也在增大，尤其是垂直方向力量，但是只有后横踢近距离技术摆动腿蹬地力量与提膝速度、击打速度有相关性（P<0.05），建议后横踢近距离击打要注重摆动腿下肢蹬地力量。
　　4 结论
　　4.1 軀干、骨盆、髋关节、膝关节的角度决定后横踢击打的距离。
　　4.2 后横踢远距离击打时，踝关节和重心位移速度均高于中近距离。后横踢击打速度由依次提高肢体各部位摆动速度和重心位移速度获得，但击打力量不受击打距离的影响。
　　4.3 运动员击打距离增加，蹬地力量也会明显增加，摆动腿蹬地发力主要为了获得垂直方向的力量，后横踢中远距离击打，摆动脚蹬地力量对运动员提膝速度和击打速度的提高有限，但近距离有一定效果。
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　　收稿日期：2019-04-29
　　作者简介：徐春杰（1989- ），男，在读博士研究生，研究方向体育教育训练学。
　　作者单位：1.北京体育大学竞技体育学院，北京 100084;2.西安体育学院，陕西 西安 710068
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