脚背内侧踢球摆动腿的运动学与肌电信号特征研究
研究目的: 运用三维录像解析与肌电信号特征分析对其摆动腿的摆动研究脚背内侧踢球技术的运动学特征与肌电信号特征.实验对象: 以8名男子足球运动员为研究对象,均接受过系统的专业训练,运动水平为国家二级运动员水平以上.
实验方法: 运动员进行充分热身后用脚背内侧踢球方法进行踢准练习,每个运动员最少踢2次,保证最少有两次踢入15 m圆圈内,获得每个运动员的2次有效数据,其中1次较为理想数据。采用八通道肌电采集系统对踢球腿的股直肌、股内肌、股外肌、股二头肌、半腱肌、胫骨前肌、腓肠肌内外侧,从摆动腿离地到击球进行全程测试.
结论: 摆动腿蹬离地面前大、小腿主要肌群都出现强烈放电现象,主要包括使髋关节伸的股后肌群、使膝关节伸的股四头肌以及使足关节屈的小腿三头肌,其中,股后肌群、小腿三头肌振幅最大,这与体育动作中最基本的蹬伸动作主要原动肌是基本相同的。摆动腿用力蹬伸结束后,摆动腿蹬离地面进入主动后摆阶段,大腿积极后伸,主要原动肌为股二头肌以及半腱肌,但是二者放电时间较短,且很快不再主动用力(无放电现象),这说明摆动腿离地后的主动后摆阶段时间较短,此阶段的后摆主要是依靠摆动腿用力蹬伸时的惯性力向后摆动。由此看出,助跑最后一步摆动腿的蹬伸程度是决定后摆幅度的重要因素之一。通过观察肌肉的平均频率MPF和平均肌电AEMG可知,在此阶段主要是股二头肌、半腱肌以及腓肠肌内侧在起主要作用,而实际中,教练员或运动员往往忽略对股后肌群的训练。大腿后摆结束后进入前摆阶段,在大腿前摆初期小腿仍然在做屈曲运动。因此,股后肌群仍呈强烈放电趋势,它们的平均频率MPF和平均肌电AEMG还是非常大。之后,大腿前摆速度迅速达到最大值,紧接着小腿达到最大前摆速度,0.02 s后脚开始触球。通过观察肌肉平均频率MPF与平均肌电AEMG可知,除了大、小腿前摆肌群的主要原动肌表现出兴奋性强、做功大的特点外,股二头肌、半腱肌以及腓肠肌内侧也表现出兴奋性强、做功大的特点,甚至其兴奋性与做功量超过原动肌。
半腱肌与股二头肌主要是使髋关节后伸的主动肌,之所以出现摆动腿前摆阶段出现兴奋性加强、做功量大的特点,通过三维录像解析发现,半腱肌肌电信号振幅增加是由于大腿旋内运动造成的,而股二头肌肌电信号振幅的增加则是由于摆动腿踢球时,球给摆动腿一个很强的反作用力。这就要求髋、膝关节要固定,只有髋、膝关节固定了,出球才能有力量与精度,股二头肌肌电信号振幅的急剧增大正是其对髋、膝关节固定的结果。有学者认为,小腿加速前摆时,股二头肌在触球前被动拉长,主要是在强力控制膝角,提高踢球的精确度,球离脚时达到峰值,这是技术的关键。另有学者则认为,只有技术熟练、水平高的运动员,股二头肌才会出现强烈放电现象,主要是与股直肌一同使关节固定,使得膝关节更好地伸展。但无论那种观点,股二头肌主要起控制关节的作用这一观点是被普遍认可的。这与上文的运动学结论是相一致的,即:证明了摆动腿触球时刻速度降低是由于运动员为了追求踢球的精度而进行的主动控制引起的。因此,可以认为运动员对膝关节控制程度的高低与踢球的精度存在很高的相关性。腓肠肌内侧在小腿前摆阶段也表现出兴奋性强、做功大的现象,它同股二头肌与半腱肌表现出来的作用是一样的,主要是使足环节形成最大的屈曲状态,提高踝关节的稳定性,使得传球或射门更加有力、准确。
讨论:
1·大小腿在前摆过程中都呈现加速-达到最大值-减速的角速度变化特点,在离地后的主动后摆阶段,大腿的摆幅较小,提高助跑最后一步摆动腿的蹬地力量对于增大大腿后摆幅度具有重要作用。触球时刻,小腿速度降低是由于运动员为了追求踢球的精度而进行的主动控制引起的。
2·脚背内侧踢球摆动腿前摆时,股后肌群出现强烈放电现象,主要起对关节的固定和控制作用,在获得较大踢球力量的同时提高踢球的精度。摆动腿前摆时肌肉激活与失活具有一定的顺序性,不管是短距离的传球射门还是长距离的传球射门,触球时小腿肌群都应该主动用力,以保证踝关节的固定性。
