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1、运动生物力学视角下国内外足球技术研究进展,运动生物力学论文足球，有 世界第一运动 的美誉，是全球体育界最具影响力的单项体育运动。踢球是足球运动基本技术的一种。踢球指按一定的动作方式方法，用脚的某一部位将球踢向预定目的。主要用于传球和射门。按脚触球的部位，可分脚内侧脚弓踢球、正脚背踢球、外脚背踢球、脚跟和脚尖踢球等多种方式方法。随着科学技术的进步对足球技术动作的研究也在不断完善与发展，因此从深层次发现和解读足球技术的本质，本文试图从足球生物力学研究的进程，了解国内外对足球技术研究的进展为国内足球生物力学研究者提供一些有益的参考。 1.1 运动生物力学与足球基本技术概念界定 1.1.1 运动生物力
2、学概念界定生物力学是研究力与生物体运动、生理、病理之间关系的学科。而运动生物力学是研究运动中人体机械运动规律的一门学科，它将运动原因和人体运动统一起来进行研究。人体运动是自然界最复杂现象之一，为解决很多运动着的人体的规律，需要使用力学和生物学的基本理论和分析方式方法，使复杂的人体运动建立在最基本的力学和生物学规律之上。运动生物力学最终目的是：解释不同运动项目的力学原理，为改良运动技术和改善运动环境提供理论根据。因而它以其独特的内容及研究方式逐步构成了一门独立的学科。 1.1.2 足球基本技术动作概念界定足球技术是在足球比赛中所采用的合理行动和动作的总称。足球技术在比赛中有着特殊的地位，它是完成
3、战术配合、决定战术效果的前提和保证。着名的前联邦德国足球教练绍恩曾讲过 :足球运动最重要的决定性的部分是技术。 随着当代足球比赛攻守速度的不断加快、对抗争夺的日趋剧烈，对足球技术也提出了更高层次的要求。从使用目的分，有进攻技术和防守技术两大类。从表现形式分，则可分为传球、射门、接球、运球过人、顶球、掷界外球、抢截、守门员技术等。 2 研究目的及意义 2.1 研究目的随着科学技术的进步对足球技术动作的研究也在不断完善与发展，并且不断从深层次发现和解释足球技术的本质，本文通过研究踢球技术的运动生物力学发展情况，试图了解国内外对足球技术研究的进展，为国内足球教练员以及高校教师提供一定的参考。 2.2
4、 研究意义利用 vicon 运动捕捉光点设备和技术，对足球运发动踢球技术动作进行数据分析，为今后这类研究提供一些定量分析手段有一定的参考意义。 3 研究内容 3.1 文献综述 3.1.1 足球踢球技术的二维研究和早期三维研究诺兰和利兹在 1998 年发表的论文中，曾经发表了多项二维分析研究的论文，他们的研究成果有重要的现实意义：1对从青少年到成人这一阶段踢球技术动作的一般特征演化给予了定义；2发现了球的最大速度介于 18 至 28m/s，提供了很多非常有价值的信息来源；3 解释了足球运动中互相影响的本质球的初速度是踢球脚的速度的大约 1.1 倍左右；4提供踢球腿线性运动学的相关定量数据髋关节，
5、膝关节和踝关节的速率；5报告指出了踢球腿中的角运动学参数信息髋关节，膝盖和脚踝中的力矩连接点；6 记录了踢球时地面对支撑腿的反作用力。以上结论在诺兰 2003 年发表的论文中有更为全面的阐述。关于上文所提到问题的研究，已经给我们在最大程度上理解了踢球技术这个动作，并提供了非常有用的基础性相关理论知识，但是我们也要记住，研究者进行分析研究所用的设备是特别有限，信息也是不全面的。通常使用高速电影摄影机的拍摄方式方法来收集信息并分析它，并且一般采用比拟低的帧速率来表示拍摄速度50Hz。电影拍摄的方式方法其本质上来讲只能提供一定的二维视图分析的数据，那时绝大部分研究者既没有先进的设备，也没有能够超越二
6、维方式方法来进行技术分析的手段。不过随着科技进步发展二维分析的速率限制是很容易就能够解除或者讲客服的，越来越先进的高速摄影机帧速率最少有 200Hz的使用，让很难到达的目的，成为了获得可靠记录的可能。所讲这些高速摄像设备往往都是非常价格不菲的，但录像机技术的不断发展给我们提供了一个更经济实惠的选择。录像最大弊端是它的低帧率50 或 60 赫兹，这一般不适用于像踢球这样的快速，爆发，瞬时的技巧。高速录像系统已经开发研制出现了，但这些设备与高速胶片拍摄相机的价格一样不菲。 3.1.2 现代足球踢的三维研究随着科技的进步与发展，三维运动捕捉分析技术设备的普遍应用，更为具体的定量分析文献或者报告出如今
7、了当时的文献资料研究中，时间为上世纪 90 年代末期。一般来讲，这些研究都应用了更为先进合适的方式方法，包括具体的定量数据资料，对踢球技术动作的三维运动捕捉分析和对一个完好分析结果的讨论。运动学参数分析在当时的文献资料研究中被第一次被提出，莱文农和戴普纳在 1998 年发表的论文中，初次针对业余球员的报告中就写到了运动学描绘叙述和关于在用腿踢这个运动中最常见用脚背正面踢和用脚内侧踢球技术这两个动作的比拟。他们用像素高达 200 赫兹帧频，双胶片配置硬件的相机对此做出具体记录。同时，报告中，他们以脚踝、膝盖关节及髋关节或者臀部为轴心组成三个平面并给出了关于踢这个动作的一系列全面的数据：弯曲或伸展
8、，外展或内收，内或外旋转，速度或加速度，位移，轨迹，角速度或角加速度。他们也提出了迄今为止在文献中唯一出现的关于骨盆在踢中的运动方向的数据。不出所料，研究人员发现用脚比用正脚踢要慢，而且小腿向外倾斜的角度更多，由于给球一个侧踢得力。这项研究的价值在于它精到准确报告了从实验获得的关于踢球腿运动学的三维数据。因而，它应被视为在这个领域具有里程碑意义的报告。 人体是一个有机的智能整体，从大脑发出的动作指令，都需要神经、肌肉和骨骼的互相配合协调来完成。为了提高运动训练的质量，到达提高运动成绩和减少潜在的运动创伤的目的，有必要从系统的角度对人体动作的协调性进行研究。本文采用 Vi-con 系统对人体全身
9、动作分析的一般方式方法进行了研究。 4 结论 根据人体的生理构造特征，并按照研究目的区别，将人体分为不同的研究对象，将这些研究对象看做刚体以便进行运动技术分析，这些刚体通过踝关节、膝关节、髋关节、肩关节等关节联络起来。运用 Vicon 三维运动捕捉设备，对贴于运发动肢体上的反光球马克，对运动轨迹进行捕捉。利用 Vicon 公司的生物力学分析软件 BodyBuilder 建立运动分析模型，得出每一个反光球在这个动作的运动学参数和运动特征。人体全身动作分析反光球的贴法可全身贴反光球，但反光球的贴法应根据研究目的的不同而不同，只贴在要研究的部位。 以下为参考文献： 1部义峰。正脚背踢球技术摆动腿的动
10、力学研究J.北京体育大学学报，20186：109. 2田麦久。运动训练学词解M.北京：北京体育大学运动训练学教研室，1999:38. 3全国体院通用教学资料：当代足球M.北京：人民体育出版社，2003. 4 朱 宁。足球头顶球技术动作的生物力学分析C.第六届全国体育科学大会论文内容摘要，武汉，2000:127. 5 赵焕彬，李建设。运动生物力学M.北京：高等教育出版社，2008:90-142. 6Abdel- Aziz,Y.I.and Karara,H.M.,Direct linear transfor-mationfrom comparator co- ordinates into spac
11、e co- ordinates inclose range photogrammetryC.In Proceedings of the Symposium onClose Range Photogrammetry,American Society of Photogrammetry,1971,01- 18. 7De Carnys,G. and Lees,A.,The effects of strength trainingandPractice on soccer throw- in performanceC.Communication tothe SixthWorld Congress of Science and Football,Antalya,Turkey,2007,January16-20.