国际式摔跤滚桥技术专项力量测量仪器的研发及应用研究

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研究目的:国际式摔跤在世界范围内广泛流行且具有世界性影响,是现代奥运会的正式比赛项目。在历次规则修改中,滚桥技术始终是国际式摔跤的主要得分手段。但由于没有专门的滚桥技术测力仪器来测量国际式摔跤滚桥技术的专项力量,该技术的动力学研究不足,已严重制约了滚桥技术力量训练的专项化水平。国际式摔跤滚桥技术具有旋转用力和静力性用力等特点,如何研发能够符合滚桥技术用力特点的测力仪器,并在此基础上揭示滚桥技术肌肉用力特征是提升国际式摔跤项目专项力量训练科学化水平的关键因素。为此,本研究旨在研发符合滚桥技术旋转用力、静力性用力等特点的国际式摔跤滚桥技术专项力量测量设备,为滚桥技术动力学测试提供科技保障,进而通过多机同步测试揭示滚桥技术肌肉用力特征,以期为国际式摔跤滚桥技术专项力量训练提供参考依据。研究方法:研究分为两个部分内容,在逻辑上基本呈依次递进的关系,前一部分研究的结果为后一部分研究的基础。第一部分:国际式摔跤滚桥技术专项力量测量仪器的研制与检验。自主研发国际式摔跤滚桥技术专项力量测量设备,设备应用静态扭矩传感器安置于假人传动轴以满足滚桥技术旋转用力的特点,利用伺服电机配以减速齿轮的方式将假人旋转速度恒定控制在30°/s以满足静力性用力的特点。通过编制可记录和导出角度(时间)-扭力曲线的配套软件以展示滚桥技术专项力量的动态变化。随后,应用研发的设备对4名国际式摔跤健将运动员开展国际式摔跤滚桥技术专项力量的重复测试,检验其重复信度。第二部分:对19名优秀摔跤运动员开展动力学、运动学、表面肌电的多机同步测试,以较为完整地揭示滚桥技术的肌肉用力特征。研究结果:1)自主研发的国际式摔跤滚桥测力系统,可以测量滚桥技术在30°/s旋转速度下的滚桥技术扭矩值、旋转角度、时间。内置的静态扭矩传感器型号量程3000N·m,线性精度:±0.1%F.S,重复性精度:±0.3%F.S,即单次测量误差范围为±3N·m,重复测量误差范围为±9N·m。2)国际式摔跤滚桥测力系统的重复测试信度(ICC)为0.824-0.969,重复性测试误差在5.07-9.31N·m。3)建立回归模型为Y(滚桥峰值扭矩)=48.178+0.644*X1(躯干左旋扭矩)+0.399*X2(膝关节伸展扭矩),国际式摔跤滚桥测力系统测量的滚桥技术峰值扭矩与躯干左旋、膝关节伸展肌力具有显著相关。4)滚桥技术峰值扭矩的出现角度和结束角度分别为58.42±5.27°和66.79±4.22°,63°时测得的相对力量均值最高,达3.08±0.84N·m/kg,为受试运动员自身体重的2.05±0.56倍。5)运动员左脚离地时间为0.577±0.425s(旋转角度17.31°),左脚落地时间为1.926±0.744秒(旋转角度57.78°),分别为背步动作的开始和结束时间,“背步”动作会造成运动员的脊柱呈现向右旋转的体形。研究结论:1)国际式摔跤滚桥测力系统符合滚桥技术的旋转用力特点和静力性用力特点,可以测量国际式摔跤滚桥技术专项力量。2)国际式摔跤滚桥测力系统的重复测试信度良好,其重复性精度可以控制在±9N·m范围。3)58.42±5.27°至66.79±4.22°是滚桥技术峰值扭矩体位,出现于关键用力阶段中的右腿蹬伸环节末期。该体位下,躯干左旋、膝关节伸展和髋关节外展是主导滚桥技术旋转的动力来源。4)本研究测得受试运动员峰值力量为自身体重的2.05±0.56倍,此前国内外相关研究由于受到测试手段的条件限制,其测试结果均在不同程度上低估了运动员在真实条件下滚桥技术的实际用力水平。研究建议:1)将基于动力学测试的滚桥技术诊断作为制定专项力量训练方案的基础前提。2)将基于不同阶段的关节功能差异作为制定专项力量方案时的必要考量。3)将滚桥技术峰值扭矩体位下的发力特征作为制定专项力量方案的主体内容。
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