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運(yùn)動生物力學(xué)視角下國內(nèi)外足球技術(shù)研究進(jìn)展
人體是一個有機(jī)的智能整體，從大腦發(fā)出的動作指令，都需要神經(jīng)、肌肉和骨骼的相互配合協(xié)調(diào)來完成，下面是小編搜集整理的一篇探究運(yùn)動生物力學(xué)視角下國內(nèi)外足球技術(shù)的論文范文，供大家閱讀參考。
1問題的提出
足球，有“世界第一運(yùn)動”的美譽(yù)，是全球體育界最具影響力的單項體育運(yùn)動。踢球是足球運(yùn)動基本技術(shù)的一種。踢球指按一定的動作方法，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。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)步對足球技術(shù)動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，了解國內(nèi)外對足球技術(shù)研究的進(jìn)展為國內(nèi)足球生物力學(xué)研究者提供一些有益的參考。
1.1運(yùn)動生物力學(xué)與足球基本技術(shù)概念界定
1.1.1運(yùn)動生物力學(xué)概念界定生物力學(xué)是研究力與生物體運(yùn)動、生理、病理之間關(guān)系的學(xué)科。而運(yùn)動生物力學(xué)是研究運(yùn)動中人體機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的一門學(xué)科，它將運(yùn)動原因和人體運(yùn)動統(tǒng)一起來進(jìn)行研究。人體運(yùn)動是自然界最復(fù)雜現(xiàn)象之一，為解決許多運(yùn)動著的人體的規(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)動建立在最基本的力學(xué)和生物學(xué)規(guī)律之上。運(yùn)動生物力學(xué)最終目的是：解釋不同運(yùn)動項目的力學(xué)原理，為改進(jìn)運(yùn)動技術(shù)和改善運(yùn)動環(huán)境提供理論依據(jù)。因此它以其獨特的內(nèi)容及研究方式逐漸形成了一門獨立的學(xué)科。
1.1.2足球基本技術(shù)動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和動作的總稱。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)邦德國足球教練紹恩曾說過“:足球運(yùn)動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、對抗?fàn)帄Z的日趨激烈，對足球技術(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。從表現(xiàn)形式分，則可分為傳球、射門、接球、運(yùn)球過人、頂球、擲界外球、搶截、守門員技術(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)步對足球技術(shù)動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)，本文通過研究踢球技術(shù)的運(yùn)動生物力學(xué)發(fā)展情況，試圖了解國內(nèi)外對足球技術(shù)研究的進(jìn)展，為國內(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)動捕捉光點設(shè)備和技術(shù)，對足球運(yùn)動員踢球技術(shù)動作進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為今后這類研究提供一些定量分析手段有一定的參考意義。
3研究內(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)表了多項二維分析研究的論文，他們的研究成果有重要的現(xiàn)實意義：(1)對從青少年到成人這一階段踢球技術(shù)動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值的信息來源;(3)解釋了足球運(yùn)動中相互影響的本質(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)報告指出了踢球腿中的角運(yùn)動學(xué)參數(shù)信息(髖關(guān)節(jié)，膝蓋和腳踝中的力矩連接點);(6)記錄了踢球時地面對支撐腿的反作用力。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)于上文所提到問題的研究，已經(jīng)給我們在最大程度上理解了踢球技術(shù)這個動作，并提供了非常有用的基礎(chǔ)性相關(guān)理論知識，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)的拍攝方法來收集信息并分析它，并且一般采用比較低的幀速率來表示拍攝速度(50Hz)。電影拍攝的方法其本質(zhì)上來說只能提供一定的二維視圖分析的數(shù)據(jù)，那時絕大部分研究者既沒有先進(jìn)的設(shè)備，也沒有能夠超越二維方法來進(jìn)行技術(shù)分析的手段。不過隨著科技進(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客服的，越來越先進(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。所說這些高速攝像設(shè)備往往都是非常價格不菲的，但錄像機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展給我們提供了一個更經(jīng)濟(jì)實惠的選擇。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)，瞬時的技巧。高速錄像系統(tǒng)已經(jīng)開發(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)或者報告出現(xiàn)在了當(dāng)時的文獻(xiàn)資料研究中，時間為上世紀(jì)90年代末期。一般來說，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，對踢球技術(shù)動作的三維運(yùn)動捕捉分析和對一個完整分析結(jié)果的探討。運(yùn)動學(xué)參數(shù)分析在當(dāng)時的文獻(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，首次針對業(yè)余球員的報告中就寫到了運(yùn)動學(xué)描述和關(guān)于在用腿踢這個運(yùn)動中最常見用腳背正面踢和用腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)這兩個動作的比較。他們用像素高達(dá)200赫茲幀頻，雙膠片配置硬件的相機(jī)對此做出詳細(xì)記錄。同時，報告中，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平面并給出了關(guān)于踢這個動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，因為給球一個側(cè)踢得力。這項研究的價值在于它精確報告了從實驗獲得的關(guān)于踢球腿運(yùn)動學(xué)的三維數(shù)據(jù)。因此，它應(yīng)被視為在這個領(lǐng)域具有里程碑意義的報告。
人體是一個有機(jī)的智能整體，從大腦發(fā)出的動作指令，都需要神經(jīng)、肌肉和骨骼的相互配合協(xié)調(diào)來完成。為了提高運(yùn)動訓(xùn)練的質(zhì)量，達(dá)到提高運(yùn)動成績和減少潛在的運(yùn)動創(chuàng)傷的目的，有必要從系統(tǒng)的角度對人體動作的協(xié)調(diào)性進(jìn)行研究。本文采用Vi-con系統(tǒng)對人體全身動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象，將這些研究對象看做剛體以便進(jìn)行運(yùn)動技術(shù)分析，這些剛體通過踝關(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。運(yùn)用Vicon三維運(yùn)動捕捉設(shè)備，對貼于運(yùn)動員肢體上的反光球(馬克)，對運(yùn)動軌跡進(jìn)行捕捉。利用Vicon公司的生物力學(xué)分析軟件BodyBuilder建立運(yùn)動分析模型，得出每一個反光球在這個動作的運(yùn)動學(xué)參數(shù)和運(yùn)動特征。人體全身動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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