運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)視角下國(guó)內(nèi)外足球技術(shù)研究進(jìn)展
人體是一個(gè)有機(jī)的智能整體，從大腦發(fā)出的動(dòng)作指令，都需要神經(jīng)、肌肉和骨骼的相互配合協(xié)調(diào)來(lái)完成，下面是小編搜集整理的一篇探究運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)視角下國(guó)內(nèi)外足球技術(shù)的論文范文，供大家閱讀參考。
1問(wèn)題的提出
足球，有“世界第一運(yùn)動(dòng)”的美譽(yù)，是全球體育界最具影響力的單項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)。踢球是足球運(yùn)動(dòng)基本技術(shù)的一種。踢球指按一定的動(dòng)作方法，用腳的某一部位將球踢向預(yù)定目標(biāo)。主要用于傳球和射門(mén)。按腳觸球的部位，可分腳內(nèi)側(cè)(腳弓)踢球、正腳背踢球、外腳背踢球、腳跟和腳尖踢球等多種方法。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)足球技術(shù)動(dòng)作的研究也在不斷完善與發(fā)展，因而從深層次發(fā)現(xiàn)和解讀足球技術(shù)的本質(zhì)，本文試圖從足球生物力學(xué)研究的進(jìn)程，了解國(guó)內(nèi)外對(duì)足球技術(shù)研究的進(jìn)展為國(guó)內(nèi)足球生物力學(xué)研究者提供一些有益的參考。
1.1運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)與足球基本技術(shù)概念界定
1.1.1運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)概念界定生物力學(xué)是研究力與生物體運(yùn)動(dòng)、生理、病理之間關(guān)系的學(xué)科。而運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是研究運(yùn)動(dòng)中人體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門(mén)學(xué)科，它將運(yùn)動(dòng)原因和人體運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)進(jìn)行研究。人體運(yùn)動(dòng)是自然界最復(fù)雜現(xiàn)象之一，為解決許多運(yùn)動(dòng)著的人體的規(guī)律，需要使用力學(xué)和生物學(xué)的基本理論和分析方法，使復(fù)雜的人體運(yùn)動(dòng)建立在最基本的力學(xué)和生物學(xué)規(guī)律之上。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)最終目的是：解釋不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的力學(xué)原理，為改進(jìn)運(yùn)動(dòng)技術(shù)和改善運(yùn)動(dòng)環(huán)境提供理論依據(jù)。因此它以其獨(dú)特的內(nèi)容及研究方式逐漸形成了一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。
1.1.2足球基本技術(shù)動(dòng)作概念界定足球技術(shù)是在足球比賽中所采用的合理行動(dòng)和動(dòng)作的總稱(chēng)。足球技術(shù)在比賽中有著特殊的地位，它是完成戰(zhàn)術(shù)配合、決定戰(zhàn)術(shù)效果的前提和保證。著名的前聯(lián)邦德國(guó)足球教練紹恩曾說(shuō)過(guò)“:足球運(yùn)動(dòng)最重要的決定性的部分是技術(shù)。”隨著現(xiàn)代足球比賽攻守速度的不斷加快、對(duì)抗?fàn)帄Z的日趨激烈，對(duì)足球技術(shù)也提出了更高的要求。從使用目的分，有進(jìn)攻技術(shù)和防守技術(shù)兩大類(lèi)。從表現(xiàn)形式分，則可分為傳球、射門(mén)、接球、運(yùn)球過(guò)人、頂球、擲界外球、搶截、守門(mén)員技術(shù)等。
2研究目的及意義
2.1研究目的隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)足球技術(shù)動(dòng)作的研究也在不斷完善與發(fā)展，并且不斷從深層次發(fā)現(xiàn)和解釋足球技術(shù)的本質(zhì)，本文通過(guò)研究踢球技術(shù)的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)發(fā)展情況，試圖了解國(guó)內(nèi)外對(duì)足球技術(shù)研究的進(jìn)展，為國(guó)內(nèi)足球教練員以及高校老師提供一定的參考。
2.2研究意義利用vicon運(yùn)動(dòng)捕捉光點(diǎn)設(shè)備和技術(shù)，對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員踢球技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為今后這類(lèi)研究提供一些定量分析手段有一定的參考意義。
3研究?jī)?nèi)容
3.1文獻(xiàn)綜述
3.1.1足球踢球技術(shù)的二維研究和早期三維研究諾蘭和利茲在1998年發(fā)表的論文中，曾經(jīng)發(fā)表了多項(xiàng)二維分析研究的論文，他們的研究成果有重要的現(xiàn)實(shí)意義：(1)對(duì)從青少年到成人這一階段踢球技術(shù)動(dòng)作的一般特征演化給予了定義;(2)發(fā)現(xiàn)了球的最大速度(介于18至28m/s)，提供了很多非常有價(jià)值的信息來(lái)源;(3)解釋了足球運(yùn)動(dòng)中相互影響的本質(zhì)(球的初速度是踢球腳的速度的大約1.1倍左右);(4)提供踢球腿線性運(yùn)動(dòng)學(xué)的相關(guān)定量數(shù)據(jù)(髖關(guān)節(jié)，膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的速率);(5)報(bào)告指出了踢球腿中的角運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)信息(髖關(guān)節(jié)，膝蓋和腳踝中的力矩連接點(diǎn));(6)記錄了踢球時(shí)地面對(duì)支撐腿的反作用力。以上結(jié)論在諾蘭2003年發(fā)表的論文中有更為全面的闡述。關(guān)于上文所提到問(wèn)題的研究，已經(jīng)給我們?cè)谧畲蟪潭壬侠斫饬颂咔蚣夹g(shù)這個(gè)動(dòng)作，并提供了非常有用的基礎(chǔ)性相關(guān)理論知識(shí)，但是我們也要記住，研究者進(jìn)行分析研究所用的設(shè)備是十分有限，信息也是不全面的。通常使用高速電影攝影機(jī)的拍攝方法來(lái)收集信息并分析它，并且一般采用比較低的幀速率來(lái)表示拍攝速度(50Hz)。電影拍攝的方法其本質(zhì)上來(lái)說(shuō)只能提供一定的二維視圖分析的數(shù)據(jù)，那時(shí)絕大部分研究者既沒(méi)有先進(jìn)的設(shè)備，也沒(méi)有能夠超越二維方法來(lái)進(jìn)行技術(shù)分析的手段。不過(guò)隨著科技進(jìn)步發(fā)展二維分析的速率限制是很容易就可以解除或者說(shuō)客服的，越來(lái)越先進(jìn)的高速攝影機(jī)(幀速率起碼有200Hz)的使用，讓很難達(dá)到的目標(biāo)，成為了獲得可靠記錄的可能。所說(shuō)這些高速攝像設(shè)備往往都是非常價(jià)格不菲的，但錄像機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展給我們提供了一個(gè)更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇。錄像最大弊端是它的低幀率(50或60赫茲)，這一般不適用于像踢球這樣的快速，爆發(fā)，瞬時(shí)的技巧。高速錄像系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)發(fā)研制出現(xiàn)了，但這些設(shè)備與高速膠片拍攝相機(jī)的`價(jià)格一樣不菲。
3.1.2當(dāng)代足球踢的三維研究隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，三維運(yùn)動(dòng)捕捉分析技術(shù)設(shè)備的普遍應(yīng)用，更為詳細(xì)的定量分析文獻(xiàn)或者報(bào)告出現(xiàn)在了當(dāng)時(shí)的文獻(xiàn)資料研究中，時(shí)間為上世紀(jì)90年代末期。一般來(lái)說(shuō)，這些研究都應(yīng)用了更為先進(jìn)適合的方法，包括詳細(xì)的定量數(shù)據(jù)資料，對(duì)踢球技術(shù)動(dòng)作的三維運(yùn)動(dòng)捕捉分析和對(duì)一個(gè)完整分析結(jié)果的探討。運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)分析在當(dāng)時(shí)的文獻(xiàn)資料研究中被第一次被提出，萊文農(nóng)和戴普納在1998年發(fā)表的論文中，首次針對(duì)業(yè)余球員的報(bào)告中就寫(xiě)到了運(yùn)動(dòng)學(xué)描述和關(guān)于在用腿踢這個(gè)運(yùn)動(dòng)中最常見(jiàn)用腳背正面踢和用腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)這兩個(gè)動(dòng)作的比較。他們用像素高達(dá)200赫茲幀頻，雙膠片配置硬件的相機(jī)對(duì)此做出詳細(xì)記錄。同時(shí)，報(bào)告中，他們以腳踝、膝蓋關(guān)節(jié)及髖關(guān)節(jié)或者臀部為軸心組成三個(gè)平面并給出了關(guān)于踢這個(gè)動(dòng)作的一系列全面的數(shù)據(jù)：彎曲或伸展，外展或內(nèi)收，內(nèi)或外旋轉(zhuǎn)，速度或加速度，位移，軌跡，角速度或角加速度。他們也提出了迄今為止在文獻(xiàn)中唯一出現(xiàn)的關(guān)于骨盆在踢中的運(yùn)動(dòng)方向的數(shù)據(jù)。不出所料，研究人員發(fā)現(xiàn)用腳比用正腳踢要慢，而且小腿向外傾斜的角度更多，因?yàn)榻o球一個(gè)側(cè)踢得力。這項(xiàng)研究的價(jià)值在于它精確報(bào)告了從實(shí)驗(yàn)獲得的關(guān)于踢球腿運(yùn)動(dòng)學(xué)的三維數(shù)據(jù)。因此，它應(yīng)被視為在這個(gè)領(lǐng)域具有里程碑意義的報(bào)告。
人體是一個(gè)有機(jī)的智能整體，從大腦發(fā)出的動(dòng)作指令，都需要神經(jīng)、肌肉和骨骼的相互配合協(xié)調(diào)來(lái)完成。為了提高運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的質(zhì)量，達(dá)到提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)和減少潛在的運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷的目的，有必要從系統(tǒng)的角度對(duì)人體動(dòng)作的協(xié)調(diào)性進(jìn)行研究。本文采用Vi-con系統(tǒng)對(duì)人體全身動(dòng)作分析的一般方法進(jìn)行了研究。
4結(jié)論
根據(jù)人體的生理結(jié)構(gòu)特征，并依照研究目的區(qū)別，將人體分為不同的研究對(duì)象，將這些研究對(duì)象看做剛體以便進(jìn)行運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析，這些剛體通過(guò)踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)等關(guān)節(jié)聯(lián)系起來(lái)。運(yùn)用Vicon三維運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備，對(duì)貼于運(yùn)動(dòng)員肢體上的反光球(馬克)，對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行捕捉。利用Vicon公司的生物力學(xué)分析軟件BodyBuilder建立運(yùn)動(dòng)分析模型，得出每一個(gè)反光球在這個(gè)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)特征。人體全身動(dòng)作分析反光球的貼法可全身貼反光球，但反光球的貼法應(yīng)根據(jù)研究目的的不同而不同，只貼在要研究的部位。
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