浅析运动生物力学在武术项目中的应用

彭李明

（武汉体育学院体育工程与信息技术系，湖北武汉430079）

浅析运动生物力学在武术项目中的应用

彭李明

（武汉体育学院体育工程与信息技术系，湖北武汉430079）

文章通过查阅2000～2009年期间被维普期刊和中国期刊全文数据库所收录的全部有关运动生物力学应用在武术项目分析的文章，从运动生物力学的技术手段在武术项目中的应用情况进行分析，了解其在武术中应用的基本情况，以启发更多的研究。

武术项目运动生物力学分析

武术项目，作为中国的国粹，受到国人的热情关注。随着竞技体育的飞速发展，高水平武术运动员之间的身体素质、基本技术及演练水平的差距日趋缩短，因而，武术技术的提高和创新显得成尤为重要，迫切需要先进的科学技术手段进行科学指导。而运动生物力学在武术中的应用正逐渐丰富起来，得到了很多科研人员和武术教练员的青睐，本文通过查阅维普期刊和中国期刊全文数据库2000年至2009年全部关于运动生物力学在武术项目中的应用的文章，从运动生物力学的技术手段在武术运动项目中的应用情况进行分析，了解其在武术中应用的基本情况。

1 研究方法

查阅了2000～2009年期间被维普期刊和中国期刊全文数据库所收录的全部有关运动生物力学应用在武术项目分析的文章。

2 研究结果

本文共查询到了17篇关于有关运动生物力学应用在武术动作分析的文章，通过对这些文章进行整理分类，其中有太极拳项目3篇，散打项目4篇，武术套路项目10篇。运用的运动生物力学技术大概可以分为运用运动生物力学理论对武术动作技术的定性分析；运用运动生物力学仪器设备对武术技术动作的定量分析；应用相关统计软件对采集的数据进行整理；应用图像解析软件对拍摄的图像进行定量分析。

2.1 运用运动生物力学理论对武术动作技术的定性分析

朱君、郑雪荣的《鞭腿的运动生物力学分析》通过力学原理，根据牛顿第二定律a=F/m和动量定理和动量守衡定律I=Ft，Ft=mv。得出鞭打动作可使运动链末端环节产生极大的运动速度和打击力量。此动作由腰腹发力，然后制动，在制动过程中，角动量向大腿传递，大腿再制动并传递到小腿。这样就像鞭打一样使小腿获得较大的速度与力量。因此，做此动作要求上体与大腿依次做合理的加速与制动，使小腿与脚组成的末端获得较大的打击力量。王杰、王海鸥的《擒拿技法机制分析》一文运用解剖学、生理学以及运动生物力学的有关理论，对武术擒拿基本技法加以剖析，旨在探索其内在机理，为武术教学和训练提供理论依据。马南京、张兵的《拳击和武术打击动作的生物力学比较》一文根据动量定理，打击力F=△P／At，得知，拳击和武术打击动作因目的和条件不同而存在较大差异，在运动生物力学上又表现为打击力、打击速度、打击质量的不同。笔者对两者进行运动生物力学上的比较，揭示打击的本质过程，以利于运动员对打击动作结构的认识，从而提高训练水平。邱郁、路峰的《散打中的运动生物力学原理》一文运用运动生物力学，对散打动作中的爆发力的力学原理，重心原理的应用，牛顿第三定律的应用，斜面、旋转力学原理的运用进行技术分析，为散打训练和实践提供理论依据。胡哲纯、王思乐的《腾空旋风脚转体720度接马步稳定性的技术分析》一文研究认为：竞技武术套路日渐成熟和发展，在现代竞技体育大背景下和现代武术套路新规则的指导下，追求高、难、美、新的竞技武术套路发展方向是难美类项群项目的必然。随之，武术套路中出现了大量的难度加分动作，正是这些难度加分动作的出现，使武术套路比赛更加具有竞技性、可比性、观赏性。文章通过对旋风脚转体720度接马步的各个技术环节进行科学的分析研究，找出影响其稳定性的主要因素，揭示旋风脚转体720度接马步的技术原理，提出易犯错误和纠正措施，为科学的训练提供理论支持，预测武术套路难度动作的发展趋势。李俊卿的《武术“劲”的运动生物力学探析》一文运用运动生物力学原理，分析了武术运动中力的分类、力与劲的区别和劲的力学本质，探讨了在武术运动中，如何把人体内蕴之力，也即劲，合理有效地化为外力发放出来，并验证了古代拳论的科学性,为武术训练提供了现代力学的理论依据。邱建华、陈军、商艳、张启华、汝安的《旋风脚转体540度动作的运动生物力学与解剖学分析》一文运用运动生物力学和运动解剖学理论，对旋风脚转体技术动作进行分析，为教学和训练掌握合理的运动技术提供理论依据。周勇的《运用生物力学原理对太极拳运动进行再认识》一文通过实践及资料分析，对太极拳运动的特点及其作用进行了总结和分析，指出太极拳运动存在的一些问题，对有代表性的运动特点和动作进行了生物力学分析，从而对太极拳运动有了进一步的认识。

2.2 运用运动生物力学仪器设备对武术技术动作的定量分析

孟俊庆、张维宪的《散打典型击法——寸腿动作的运动生物力学研究》一文以散打运动员为对象，对散打典型击法——寸腿动作进行了运动生物力学分析。周继群、徐彩桐的《武术套路中“旋风脚”动作的运动生物力学分析与训练》一文以运动生物力学方法，对高水平武术运动队学生及普体课选项武术学生练习武术套路中“旋风脚”动作进行分析，从而找出运动技术结构的规律，探索如何使运动技术动作达到最优化的原理及教学训练手段。

2.3 应用图像解析软件对拍摄的图像进行定量分析

刘健、魏鑫的《竞技武术套路C级高难度动作323C+4的生物力学分析》一文采用运动生物力学的三维摄像解析法，对运动员323C+4动作进行运动学分析。现场采用两台日本产JVC9800型号的摄像机拍摄运动员完成323C+4动作的全过程，拍摄速度为50 fps，两机高度为1.5m，两机主光轴互成700夹角对准动作平面中段，录制三维坐标框架后，再进行定点同步拍摄。使用美国Ariel录像解析系统进行解析，根据运动生物力学的相关原理对运动员的技术动作进行分析与评价。刘小平、卫志强的《太极拳腾空飞脚向内转体1800的运动生物力学对比分析研究》一文选取体育学院武术队运动员，运用上海体育科学研究所生物力学实验实的Motion Analysi8运动分析解析系统，进行运动学和动力学同步测量，找出其运动生物力学规律，以期对训练有所指导作用。文章使用Motion Analysis运动分析系统解析法，利用上海体科所生物力学实验室美国生产的Motion Analy-sis运动分析系统的4台红外线摄像机对每个运动员进行摄像采样，再经三维坐标分析计算，完整记录动作过程中人体各关节点位置三维空间坐标的原始数据，再解析出角位移、角速度、角加速度、位移、线速度、加速度等。三维测力台测试法，利用上海体科所美国生产的型号为Analog R／C ASC I三维测力台测取运动员起跳和着地时动力学参数：Fx、Fy、Fz、Mx、实验测试过程：在上海体育科学研究所生物力学实验室运用美国Motion Analysis公司生产的Motion Analysis运动解析系统对这6名运动员的腾空飞脚向内转体180度动作进行运动学和动力学同步测试。在1名运动员的20个测试点贴上Markers，运动员提膝独立站在测力台上完成腾空飞脚向内转体180度，四台红外摄像机同步进行摄像每动作取样时间为7秒，红外摄像机取样频率是120幅／秒，测力台取样频率是1000／秒。其余运动员如是依次进行。实验测试点为从左肩到右足尖的20个标定点。樊艺杰的《武术套路中323 C+4技术动作的运动生物力学分析》一文运用三维录像机DLT法和运动生物力学的原理与方法，对河南省武术套路女子代表队的三名武英级运动员所做的323C+4动作进行解析，以此作为一种量化的技术判断措施，为促进武术套路高难度技术动作的整体发挥，进一步提高武术套路竞技的整体水平，提供了有力的科学依据，为运动员进一步提高竞赛成绩和教练员们指导科学的训练提供重要的参考依据。樊艺杰、马文海的《武术旋子转体7200接跌叉技术动作的运动生物力学分析》一文运用三维录像机DLT法和运动生物力学的原理与方法，对4名武英级运动员旋子转体720。接跌叉动作进行解析，为武术动作的技术创新和难度创新提供理论依据和技术参数。韩雅婷、朱洪的《杨式太极拳竞赛套路的运动生物力学特征分析》一文借助先进的测试仪器和运动解析系统，以运动生物力学和相关运动生理学指标测试的方法，获取整体套路动作的时间、位移、速率、肌电、心率及能耗等指标，以此初步探析优秀太极拳选手演练杨式太极拳竞赛套路的运动生物力学特征和生理学特征。王进的《武术套路中旋风脚动作的运动生物力学分析》一文对武术套路训练专业队员所做旋风脚动作进行实验研究，利用生物力学实验及统计学方法对所得结果进行分析。

3 结论与建议

（1）通过对上述文章进行分析，发现大多数采用运动生物力学基本理论进行定性分析，共有文章8篇，占总数的47%，而使用运动生物力学测试仪器和手段引入到武术运动技术研究的文章9篇，占总数的53%，可见，运用现代化的手段对武术运动项目进行分析的比重较大，这会对武术运动技术水平的提高将起到重要作用。

（2）在运用运动生物力学测试手段和仪器设备的方面，再进一步进行细分，发现应用图像解析软件对拍摄的图像进行定量分析的文章有7篇，占总数的41%，而运用运动生物力学仪器设备对武术技术动作的定量分析的文章中有2篇，占总数的12%，可见使用图像解析软件和相关系统对武术项目的运动技术特点进行分析占主流，这也是因为图像解析软件和相关分析软件的不断改进和提高，便于应用到各类运动技术的研究和分析中，从而促进了各项运动技术水平和运动成绩的提高。

（3）通过对这17篇文章进行分析，不难发现，虽然运动生物力学技术手段在武术运动项目中的应用较为广泛，但应用和分析手段较为单一，没有形成系统研究，而为了解决武术运动中的某一技术关键点而单独开发的分析系统更是凤毛麟角，因此，还希望广大武术工作者从掌握运用运动生物力学这一学科中更上一层楼，多开发系统解决方案，促进武术运动技术水平的改进和提高，增强武术的观赏性、竞技性。

[1]曾世华．运动生物力学在武术运动中的研究现状[J]．西安体育学院学报，2002（7）：55-56．

[2]杨慧馨，杨雷．运动生物力学在武术动作技术分析中的应用现状研究[J]．哈尔滨体育学院学报，2006（5）：144-147．

[3]赵焕彬，王海涛．中国运动生物力学研究现状[J]．山东体育学院学报，2005（10）：62-63．

[4]王向东等．运动生物力学方法学研究现状及发展趋势[J]．中国体育科技，2003（2）：15-16．

[5]李建设．运动生物力学进展及其面临的若干基本问题[J]．中国体育科技，2001（6）：2．

[6]郭艳玲．中国运动生物力学的研究现状和发展趋势[J]．体育科学研究，2008（4）：42-44．

On the Application of Sports Biomechanics to

Wushu Peng Liming
（Department of Sports Engineering and Information Technology,Wuhan Institute of Physical Education, Wuhan Hubei 430079）

Through consulting all papers relevant to application of sports biomechanics to Wushu in CNKI and VIP Information databases from 2000 to 2009,the application of sports biomechanics to Wushu is analyzed and acknowledged in the study so as to enlighten more researchers.

Wushusports biomechanicsanalysis

G85

A

1004—5643（2010）02—0043—02

彭李明（1974～），男，武汉理工大学在读博士研究生，讲师。研究方向：体育工程与计算机应用。