YLC型游泳拉力测试仪在不同游泳运动员专项力量测试中的应用

程 燕，陈 琪，何 伟，沈 赢，任 飞，高 捷，焦 健，刘公博

YLC型游泳拉力测试仪在不同游泳运动员专项力量测试中的应用

程 燕1，陈 琪1，何 伟1，沈 赢1，任 飞1，高 捷2，焦 健3，刘公博4

在20世纪70年代水中力量能力的训练就受到了美、俄、德等游泳大国的关注，水槽、CFD、滑轮牵引等生物力学技术也逐渐在游泳力量测试的研究中应运而生，我国在20世纪90年代后也陆续开始了相应的研究，并取得一定成果。研究符合当前游泳训练实用、简捷的需求，利用自行研制的YLC型游泳拉力测试仪结合陆上二维拍摄技术，对我国的143名不同年龄和运动水平经历的游泳运动员进行水中最大力量能力检测，考察其5 m蹬壁滑行、7 m打腿、7 m划手、7 m配合游等不同技术环节的最大力值，并进一步分析各环节的最大力量对主项力量的影响和作用；对部分高水平运动员在不同训练时期和训练环境下最大力量的变化情况进行跟踪。研究表明，随着年龄和运动水平的提高，游泳运动员的水中最大力量值会逐级增加；国家集训队男、女运动员都显示出划手的最大力量贡献率明显高于打腿和蹬边滑行，且蝶泳的划手、打腿贡献率普遍高于其他3种泳姿的特性；通过上述方法还可以监测游泳运动员在不同训练时期和训练环境下的最大力量水平以及技术完成情况等。关键词：游泳；测试；专项力量

1 前言

游泳是一项技术和力量相结合的竞技运动项目，良好的力量水平可以提高技术发挥的实效，因此，游泳运动员的专项力量一直是教练员关注和训练的重点。由于水环境的特殊性，一般的陆上力量训练和测试都很难直接反映游泳运动员实际的专项能力，其结果缺乏准确性，效果也往往不尽如人意。因此，关于水中力量训练和力量测试的研究一直备受关注，美国、俄罗斯、澳大利亚等世界先进游泳国家也都纷纷对水中力量测试和训练进行过相关研究。例如，美国采用CFD技术对运动员划水时手的动作进行数据模拟，并采集手臂划水时所受到的阻力系数和升力系数等。俄罗斯在20世纪90年代研发的水中牵引器，可以定时定量化的牵引运动员进行不同速度的包干练习。澳大利亚研发的滑轮拉力设备能够让运动员以定量的负荷完成水中的训练等。20世纪70年代，东德利用其先进的“TZ急流泳道和游泳技术分析系统”造就了诸多奥运会奖牌获得者。

我国在相关测试和训练设备中也开展过类似的研究，并取得了一些有益的研究成果，例如，上海东方绿洲利用水槽技术对运动员控制不同流速时的技术和能力训练开展过研究；国家体育总局体育科学研究所和清华大学以及航空航天大学合作开展的流体力学研究等。但上述研究所涉及的设备大多存在体积庞大、投资多、使用繁琐、维修困难等问题，运动员在日常训练中也很少使用。因为目前较为流行的是皮筋牵引，水中拖拽练习等，为此，本课题组根据运动现场快速、简捷、直观、方便测量的需求，研发了便携式的YLC型游泳拉力测试仪，以满足运动队的实际需要。

通过YLC型游泳拉力测试仪的水中力量测试，可以方便、直观地了解运动员各专项泳姿不同技术环节的最大力量情况，并在不同运动水平和训练周期间进行数据对比，跟踪监测运动员在不同训练环境下的最大力量能力表现，为教练员提供了快速、简洁的专项能力测试方法。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

测试对象共计143人，分为4类，详见表1。

表 1 YLC型游泳拉力测试仪2010—2014年水中测试对象统计一览表

Table 1 Number of Testing Swimmers in Water using YLC Swimming Pulley Strength Tester from 2010 to 2014

人数(n)平均年龄(岁) 运动水平男子(n)女子(n)国家集训队 9118.97健将/国际健将3556大学生专业队1120健将74国家青年队 2516二级/一级1213国际学校队 1613.14三级/二级97合计 143——6380

2.2 研究方法

2.2.1 文献资料调研

通过万方网、知网等网站查阅相关文献资料，对游泳、功率测试、水中力量测试、游泳技术效率等关键词进行检索，了解相关研究内容的研究成果及现状。

2.2.2 实验测试

采用自行研制的专利产品YLC型游泳拉力测试仪结合陆上二维拍摄技术，对143名游泳运动员进行5 m蹬壁滑行、7 m打腿、7 m划手、7 m配合游的测试和分析。如图1所示，该仪器是一种定距离游泳冲力测试装置，包括一个BK-2/TS-5A型拉力传感器(仪器精度±1%，量程0～150 kg)、一个操作控制盒、一个牵引腰带和定长无弹力绳索等。将拉力传感器固定在泳池边，其中一端连接手持操作控制盒，另一端与附在运动员腰部的绳索相连，绳索长度根据测试内容选择5 m、7 m两种。研究对象主要调查的内容包括姓名、性别、年龄、体重、主项及成绩指标等，测试最终获得的指标参数包括游进中的最大冲力值、相对最大冲力值、各主项指标与配合的百分比等。

注：①运动员；②测力传感器；③显示仪；④牵拉测力绳；⑤摄影机；⑥泳池。

图 1 游泳推进力测试示意图

Figure 1. Testing of Swimming Propulsion

2.2.3 统计学分析

1.不同测试对象群体间的数据对比：在国家集训队、北京大学生专业队、国家青年队(以下简称“国青队”)以及国际学校队之间进行数据比较。

在国家集训队不同泳姿项目以及性别之间进行蹬边、打腿、划手和配合的数据比较。

2.同一对象不同训练阶段的数据检测：以部分重点运动员高原训练与平原期的最大力值进行跟踪比较。

2.2.4 逻辑分析

利用专业知识对数据结果进行全面的对比分析。并对不同训练阶段或环境下运动员水中最大力量能力的变化进行探索性研究。具体如下：

1.对参加2014年亚运会的12名国家队运动员在高原训练期间以及离开高原后的3周进行2次水中测试，分析他们在专项技术用力时的能力表现。

2.对11名北京大学生专业运动员进行高原前、后的平原数据比较分析。

3 研究结果与讨论

3.1 不同水平的游泳运动员水中专项泳姿最大力值的比较分析

1.不同水平的运动员在蹬边滑行5 m时的力量和控制身体能力方面有所不同，受年龄和运动成绩的影响较大。

最大用力蹬壁滑行到5 m时的最大力值测试，除能考察运动员最大蹬壁力量水平外，借助技术拍摄还能够观察测试运动员滑行阶段身体保持流线型的能力(即减阻能力)。该测试对蹬壁以及身体转换为滑行前冲的力量能力能给出直观的判断。

数据统计显示，除国家集训队女子运动员与大学生专业队女子运动员之间、国青队女子运动员和国际学校队女子运动员之间无明显的力量差异外，其他各不同水平的测试者在蹬边滑行5 m的最大力值上存在明显的群体间的差异(P<0.01)，反映出年龄越大、运动成绩水平越高者蹬壁滑行的力量能力越强的特征。

表 2 不同水平人群游泳运动员蹬边滑行最大力值的比较一览表

Table 2 Comparison of Maximum Strength in Glide between Different Training Level Swimmers

女 子男 子nXSDPtnXSDPt国家集训队5720.197.4707.473629.169.5506.68国家青年队1310.353.141216.883.20国家集训队5720.197.470.17-1.393629.169.550.01-2.70大学生专业队425.484.76739.648.34国家集训队5720.197.4704.023629.169.5505.72国际学校队78.405.8399.726.95国家青年队1310.353.140-7.511216.883.200-6.93大学生专业队425.484.76739.648.34国家青年队1310.353.140.340.991216.883.200.0052.87国际学校队78.405.8399.726.95大学生专业队425.484.760.0014.96739.648.3407.84国际学校队78.405.8399.726.95

2.不同水平的运动员在打腿、划水以及主项配合游的最大力量水平间存在差异。

该测试中打腿采用的是扶板式打腿(仰泳采用无扶板两臂前伸式打腿)，划手为两腿夹板的姿势，要求运动员在蹬边后即全力游进，直至7 m处绳子拉紧时持续3～5个动作，最终所获得的最大力值。

测试结果表明，在打腿、划水以及配合游的环节中，除国际学校和国青队的女子运动员之间无显著差异外，其他不同水平的运动员之间均存在明显的差异。此外，以上3个测试环节还具有相同的趋势特征，其中，不同测试群体间平均最大力量水平由大到小的顺序为：大学生专业队、国家集训队、国青队、国际学校队，导致大学生专业队最大力量水平明显偏高的原因可能与其专业训练年限最长、年龄偏大、身体发育更成熟有关，而国家集训队中很多参与测试的运动员年龄偏小，也影响了整体的平均力量水平，此外，大学生专业队的参测人数不足，也可能是导致该结果的原因之一。

表 3 不同水平游泳运动员划手最大力值的比较一览表

Table 3 Comparison of Maximum Strength in Stroke between Different Training Level Swimmers

女 子男 子nXSDPtnXSDPt国家集训队6344.409.8809.243857.398.7305.85国家青年队1328.154.481242.004.38国家集训队6344.409.880.005-2.923857.398.730-4.99大学生专业队459.157.63773.183.62国家集训队6344.409.8804.963857.398.7309.98国际学校队724.6710.27926.915.44国家青年队1328.154.480-10.231242.004.380-16.65大学生专业队459.157.63773.183.62国家青年队1328.154.480.3010.851242.004.3807.05国际学校队724.6710.27926.915.44大学生专业队459.157.6305.81773.183.62020.34国际学校队724.6710.27926.915.44

3.2 国家集训队不同泳姿运动员水中最大力值的特征分析

3.2.1 国家集训队不同泳姿配合游的最大力值无显著性差异

对2010-2014年91名国家集训队运动员开展不同主项泳姿最大力量比较显示，各泳姿间无明显的力量差异，但男、女性别间的差异显著(P<0.01)。其中，男、女蝶泳最大力值平均相差19.13 kg，而最少的仰泳男、女间也相差了11.41 kg。

表 4 国家集训队不同泳姿运动员配合游的最大力值的平均水平比较一览表(kg)

Table 4 Average Value of Maximum Strength in Swimming between Different Strokes of National Swimmers(kg)

泳姿性别nXSDPt蝶泳男668.929.010.0092.969女1349.7914.41蛙泳男967.0311.590.0063.010女1552.7711.02自由泳男2167.748.370.0007.705女3149.888.09仰泳男863.046.660.0014.081女851.634.27

3.2.2 国家集训队不同泳姿各分解环节的最大力值特征比较

在蹬边滑行环节中，各泳姿之间不存在差异(表5)。其平均最大力值占同泳姿配合游最大力值的41.36%。但测试中发现，运动员个体之间的差异非常明显，其中，比例较高者能够占比达到71.92%，而最低的只有24.74%。反映出不同的运动员在最大用力蹬壁和滑行过程中保持身体姿态的能力上存在较大差异，录像分析也显示出，比例越高者表现出在滑行阶段的身体控制能力越强，流线型越好的技术特征。

表 5 国家集训队不同泳姿间的蹬边滑行力量能力水平比较一览表

Table 5 Comparison of Glide Strength Ability in Different Strokes of National Swimmers

男 子女 子nPtnPt蝶-蛙130.517-0.669230.779-0.284蝶-自20.549-0.609380.7290.349蝶-仰140.616-0.515180.371-0.921蛙-自250.853-0.187410.4560.753蛙-仰170.9590.052210.5530.236自-仰260.8170.234360.168-1.409

在打腿环节测试中，国家集训队4种泳姿的打腿最大力量平均能占到配合游最大力量的73.15%，高于蹬边滑行项。其中蝶泳打腿的占比最高，特别是女子蝶泳打腿占到主项配合游最大力值的92.60%(表6)，反映出我国女子优秀蝶泳运动员腿部力量在训练中的重要性。

表 6 国家集训队不同泳姿运动员打腿力量平均贡献率的统计一览表

Table 6 Average Rate of Contribution by Different Kicking in National Swimmers(%)

蝶泳蛙泳自由泳仰泳男子X83.2277.7068.0374.05SD5.3110.9780.145.58女子X92.6070.3169.9071.63SD15.029.068.756.80

在划手环节的测试中，蝶泳划手的最大力量水平表现突出，平均占配合游力量的比例最高，分别为男子90.56%、女子95.69%，与蝶泳打腿有类似的趋势特征(表7)。

表 7 国家集训队不同泳姿运动员划手力量平均贡献率的统计一览表

Table 7 Average Rate of Contribution by Different Stroke in National Swimmers(%)

蝶泳蛙泳自由泳仰泳男子X90.5680.7585.6988.34SD5.7611.015.403.71女子X95.6979.7486.5791.27SD14.389.866.526.53

测试过程还显示，不同运动员在划手、打腿、配合游3个环节的最大力量能力表现和作用各不相同，存在较明显的个体差异，其中一些优秀运动员各技术环节的比例更均衡，而另一些则表现出单一方面能力突出的特性。但在划手/配合游(平均85%)、打腿/配合游(平均73.15%)以及蹬边滑行/配合游(平均41.36%)之间总体呈现逐级递减的比例关系，反映出各部分力量环节的作用和特征趋势。

3.3 不同训练阶段和训练环境下水中力量能力的监测

高原训练被看作是一种有效的训练手段已广泛地应用于游泳运动员的日常训练中，但其对于运动员体重的降低以及对力量和速度能力的负面影响也多见报道。为此，本课题组针对部分参加仁川亚运会的运动员进行了高原和平原的跟踪。

3.3.1 国家集训队部分优秀运动员高原和平原配合游最大力量的比较

本研究选取3个参加2014年亚运会集训组的11名运动员，对其高原前、后的最大力量水平进行测试(高原测试期选择在上高原的第3～4周，平原测试期为下高原后的第3～5周)。

两次测试表明，共有1/3的运动员在下高原第3～5周时的最大力量值有所增加，其中一半以上是在下高原的第5周增加的，但多数运动员在下高原后的第3～5周内仍没有恢复到高原期第3～4周时的力量状态。表明运动员对于高原训练后最大力量存在个体差异，但总体的力量恢复时间多数集中在下高原后的第3～5周，这为运动员准备赛前高原训练提供了参考。

表 8 亚运会备战期部分运动员高原期和平原期主项游最大力值的比较一览表

Table 8 Comparison of Major Stroke Maximum Strength (kg) of Swimmers between High Altitude Period and Low Altitude Period in the Asian Games Preparation

组姓名性别体重1(kg)体重2(kg)泳姿最大力值1最大力值2差下高原天数1Sxx女6059自由泳46.456.3-9.9351Wx男8381自由泳72.075.9-3.9351Mxx男7271蛙泳63.170.4-7.3351SHxx男7777自由泳70.669.31.3352Qxx女6262自由泳62.156.55.6232Sx女7171自由泳62.858.44.4232Hx女6767蛙泳49.863.1-13.3232Yxx女6767仰泳56.852.84.0233Yxx女6867.5蝶泳70.465.35.1183Yxx女6867.5仰泳53.849.44.4183Yxx女6867.5蛙泳64.562.12.4183Yxx女6867.5自由泳61.954.57.4183Hxx女5456蛙泳41.048.5-7.5183Xxx男7576仰泳67.660.67.0183Lxx男73.573蝶泳80.268.511.718

注：“体重1”指高原上的体重，“体重2”指平原体重；“最大力值1”指高原最大力值，“最大力值2”指平原最大力值；“差”指高原和平原之间的最大力值差。

3.3.2 北京大学生专业队高原训练前、后的力量对比

对11名北京大学生专业队运动员进行了高原训练前、后的平原力量测试，结果显示，高原训练对于运动员力量有明显的短期影响，11人高原前、后的平均力量相差近10 kg，平均降幅在13.65%～27.36%之间。说明下高原后身体不能及时恢复到上高原之前的力量状态，最大力量的保持和恢复还需要更多的时间，此外，在高原训练阶段缺乏有针对性的力量训练也是影响力量水平的原因之一。

表 9 11名大学生专业队运动员高原前、后的最大力值平均水平的比较一览表

Table 9 Comparison of Average Maximum Strength of 11 College Students before and after High Altitude Training (kg)

上高原前3天与下高原后3天的力值平均差最大最小平均下降率(%)蹬边滑行9.28±3.8617.64.227.36主项打腿10.36±1.8513.77.316.87主项划手9.33±5.6318.51.713.65主项配合11.12±8.9817.8-2.315.18

4 结论

1.通过YLC型游泳拉力测试仪对游泳运动员水中最大力量水平的检测，能够直观地反映游泳运动员在不同泳姿以及蹬壁滑行、打腿、划手以及配合游等各技术环节的基本力量水平。其中，划手的最大力量比例明显高于打腿和蹬边滑行项，蹬边滑行、打腿、划手三者与配合游力量的比例关系呈现逐级增高的特性；随着年龄和运动水平的提高，游泳运动员各主要技术环节的水中最大力量水平也均呈现上升的趋势。此外，结合现场的技术拍摄和观察，还可以分析运动员身体在水中的控制能力以及对技术动作用力的把握能力等，为运动员专项技术和力量能力的综合分析提供了一种有效、快捷的诊断方法。

2.采用高原与平原前、后以及赛前训练等不同训练周期和环境下的测试，可以有效地监控运动员的基本力量能力和状况，为教练员有针对性的调整训练负荷，把握赛前训练的节奏提供了一定的数据支持。

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Application on YLC Swimming Pulling Strength Testerin Specific Strength Testing for Different Swimmers

CHENG Yan1,CHEN Qi1,HE Wei1,SHEN Ying1,REN Fei1,GAO Jie2,JIAO Jian3,LIU Gong-bo4

Training of strength ability in water has been attracted attention by swimming power of USA,Russia and Germany in the 1970s,biomechanics technology such as swimming flume,CFD,pulley traction has appeared in swimming specific strength testing research.China started the corresponding research after 1990s,and has obtained certain results.This study aim at the need of practical and concise in swimming training,using independently developed YLC swimming pulling strength tester combined with dryland 2D camera to measure maximum strength ability in water for 143 different age and training level swimmers,testing their 5m glide,7m kicking,7m stroke,7m swimming with maximum strength,analyzing the effect of maximum strength to major swimming strength.Tracking the change of maximum strength in different training period and environment for some elite swimmers.The result showed that maximum strength in water could stepped increase with the increasing of age and training level.The rate of contribution in stroke showed significant higher than kicking and glide,and the stroke and kicking contribution rate in butterfly was higher than other three strokes in national swimmers.Using above mentioned method also could measure maximum strength level and tachnique execution in different training period and environment for swimmers.

swim;test;specificstrength

1002-9826(2016)01-0141-05

10.16470/j.csst.201601021

2015-10-12；

2015-12-09

国家体育总局体育科学研究所基本课题项目(基本15-31)。

程燕(1968-)，女，江苏苏州人，研究员，学士，主要研究方向为游泳项目运动训练，E-mail：chengyan@ciss.cn。

1.国家体育总局体育科学研究所，北京 100061；2.北京体育大学，北京 100084；3.北京市东城区体育运动学校，北京 100010；4.澳门体育发展局，澳门 1.China Institute of Sport Science ,Beijing 100061，China;2.Beijing Sport University，Beijing 100084，China;3.Dongcheng Disttrict Sport Schools of Beijing,Beijing 100010,China;4.Macao Sport Development Board，Macao，China.

G861.1

A