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不同负重超等长训练动作下肢各关节角冲量及做功分析

时间:2013-09-12 19:36来源: 骆驼毕业论文网 作者:admin
摘 要:目的:测试不同负重超等长训练髋、膝、踝关节角冲量及做功,分析负重对下肢各关节角冲量及关节做功贡献度的影响。方法:对16名健康男性篮球运动员进行不同负重下肢超等长训练,采用VICON和三维测力台采集每个动作的运动学和动力学数据,经逆向动力学方

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摘 要:目的:测试不同负重超等长训练髋、膝、踝关节角冲量及做功,分析负重对下肢各关节角冲量及关节做功贡献度的影响。方法:对16名健康男性篮球运动员进行不同负重下肢超等长训练,采用VICON和三维测力台采集每个动作的运动学和动力学数据,经逆向动力学方法计算下肢净关节力矩,并由此推导下肢各关节角冲量及做功。结果:离心阶段下肢各关节角冲量与负重均呈正相关;向心阶段髋关节角冲量与负重正相关,膝、踝关节角冲量与负重不相关。无负重及小强度负重超等长训练动作膝关节贡献度最大;大强度负重时髋关节贡献度最大。结论:下肢三个关节中髋关节肌受负重影响最大,是大强度超等长训练的主要目标肌。膝关节肌是无负重及小强度超等长训练的主要目标肌。实践中应根据下肢各关节贡献度确定目标肌,采取相应强度的超等长训练。骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  关键词:骆驼论文网 www.luotuo.net.cn负重;超等长训练;关节角冲量;关节做功; 关节贡献度骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

    定量的分析下肢多关节运动动力学的方法可测量下肢运动学和动力学数据,计算出下肢净关节力矩(net joint moment, NJM)、关节角冲量、关节功率、关节做功等变量并进行比较。为了明确下肢单个关节动力学在整个下肢伸展过程中所起的作用,将下肢各关节做功之和看作下肢做功,求出各关节做功与下肢做功的比值,便可得出下肢各关节贡献度[1- 2]。这种方法被广泛的用于跳跃、蹲、行走、速滑等运动的研究中[3~5]。骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  上述研究都是在动作条件恒定的条件下进行的,而实际上同一目标动作可以在位移、运动速度、外部阻力等条件发生变化的情况下完成。例如不同高度跳深(落地速度发生变化)膝关节峰值NJM与下落高度之间不存在线性关系[6]。不同负重上台阶动作髋、膝、踝关节角冲量均与外部阻力呈正相关[7]。Flangan[2]在其报导中观察到不同负重蹲起动作下肢伸展的向心阶段,髋关节做功对下肢做功具有最大贡献度,与外部负重线性相关,而膝、踝关节贡献度较小且不随负重的增加而呈线性增加。可见一种运动的外部条件发生改变时,关节动力学随之产生相应改变。骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  原地垂直纵跳(countermovement jump,CMJ)是常用的下肢超等长训练方法,加载不同负重,即CMJ外部条件发生改变时下肢关节动力学是否随之改变,相关报导较少。故本研究采用不同负重作为外部条件变量,以CMJ作为基本动作,对受试者进行下肢超等长训练,观察CMJ动作从开始至脚尖离地动作周期过程中髋、膝、踝关节NJM、关节功率、垂直地面反作用力(vertiacl ground reaction force, VGRF)的变化规律;分析不同负重CMJ离心及向心阶段髋、膝、踝关节角冲量与负重的相关性;计算髋、膝、踝关节做功对下肢做功的贡献度,比较不同负重对各关节贡献度的影响。为不同负重超等长训练的实践应用提供较为科学的实验数据和理论依据。骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  1 研究对象与方法骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  1.1 研究对象骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  受试者为16名男性篮球运动员。运动年限为5年以上,无下肢关节肌肉损伤史。年龄、身高、体重分别为:(17.25±1.04)y、(192.25±5.22)cm、(89.92±8.77)kg。骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  1.2 仪器设备骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  训练设备为负重超等长训练器。运动学数据使用VICON(英国,WORKSTAION 5.1)采集,采样频率为120 Hz。8个红外摄像头感应标记点位于左侧髂结节、髂前上棘、大转子、膝关节内上髁、膝关节外上髁、内踝、外踝、第一跖指关节、第五跖指关节、脚尖的MARK标记。动力学数据由KISTLER三维测力台(瑞士,9287B)与运动学数据同步采集,采样频率为1 200 Hz。骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  1.3 测试方法及数据分析骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  首先测量每个受试者下肢的一次最大重复(one repetition maximum, 1 RM)值,即能够一次成功推举的最大重量:要求受试者估测自己做颈后负重深蹲(膝关节约90°,双脚与肩同宽,杠铃杆中点处加海绵包裹置于颈后)只能完成一次完全站立所举起的杠铃重量,测试过程中可选择自己习惯的下肢动作策略(即髋、膝、踝三个关节屈曲角度的不同结合方式)。正式测试前受试者做2~3组、每组8~10次低于10%1 RM估测值负重的CMJ进行热身,之后分别以1 RM估测值的10%~90%为负重试举,每种负重试举一次,随后调整负重直到受试者不能完全站立为止,将能够成功举起的最大杠铃重量记录为1 RM。骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  一周后返回实验室,肩扛杠铃,双脚与肩同宽站立于测力台,分别以0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%1 RM杠铃作为不同负重条件,听到口令后下蹲至膝关节约90°位置时快速尽力向上跳起完成CMJ,每个动作重复3次。CMJ动作开始后,动力学数据由测力台直接读取。运动学数据由VISUAL3D软件(Visual3D Version 3.34.0)重建标记的3-D坐标进行后期处理,计算关节角度,关节角度对时间求微分得到关节角速度ωj(t)=dθ(t)dt。采用标准逆动力学方法计算下肢净关节力矩(net joint moment,NJM)。NJM与关节角速度之积为关节功率Pj(t)=Mj(t)·ωj(t)NJM对时间的积分得角冲量,关节功率的积分等于关节做功。质量系统(体重+杠铃重量)克服重力做功等于体重加杠铃重量之和乘以质心垂直位移,质心垂直位移h=12gt2,其中t为腾空时间的1/2。按照下式计算关节做功对下肢做功的贡献度:骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  2 数据统计骆驼论文网 http://www.luotuo.net.cn

  应用SPSS13.0软件对所得数据进行统计处理。分别对髋、膝、踝关节角冲量与不同负重间进行相关性分析,使用ONE-WAY ANOVA分别对髋、膝、踝关节作各负重时贡献度与无负重时贡献度均数间的比较,Tukey’s HAD检验各关节贡献度均数之间差异性。统计结果以±sd表示,显著性水平为0.05。3 实验结果

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