自由游划手阶段的运动学分析

□李森（聊城大学体育 山东 聊城 252000）

1、选题目的及意义

1.1、选题目的

本文主要是通过实验法对自由泳划手阶段进行运动学分析，并对划手各个阶段进行仔细的剖析，以便于做出更加详细的数据和各个阶段的运动学特点，为自由泳的教学和练习提供一定的辅助。

1.2、选题意义

研究划手的发力以及对此技术进行运动学分析，对于提高自由泳的教学质量，缩短学生或运动员学习这个动作的时间，纠正学生经常犯的错误动作，对加快自由泳动作技术的掌握和提高动作技术的教学质量具有重要的意义。

2、研究对象与研究方法

2.1、研究对象

以连续三届聊城长距离自由泳冠军杨东新为研究对象。(杨东新曾在 “聊城5000米游泳争霸赛”、“聊城市游泳比赛”和“全国公开水域游泳比赛”等许多游泳比赛中获得冠军。)杨东新7岁开始正式接触自由泳，在14岁进入市队，杨东新游泳时间长达20年之久，他的自由泳技术十分娴熟符合本文需求。

2.2、研究方法

（1）文献资料法。

本研究主要是通过聊城大学图书馆、中国知网以自由泳划手的运动学分析为主题查阅搜索相关文献资料，从整体上有效把握自由泳的相关研究现状，是作为本研究理论支持的关键所在；通过相关资料的归纳与概括，并参考以前学者研究的理论基础之上总结下一阶段，具有研究的意义。

（2）实验法。

本文主要采用两台JVC300高速摄像机在陆地拍摄，两台两台HERO5水下高速摄像机拍摄，调整摄像机，调整焦距以使得成像大小位置适合，拍摄频率：50HZ；曝光时间：1/50s；主轴光高度：1.35m；光圈设置为手对对焦，以准确识别身体关节点为依据。调整完成后固定不动。

（3）数理统计法。

本研究采用SIMIMotion人体运动视频处理软件将划手过程中每个动作的变化形态以数据的方式显示出，对所获取的合理数据，使用spss和Origin8.0统计和绘图，并对相关内容加以详解检验。

3、结果与分析

3.1、专业名字的定义

腕角：同侧指关节和肘关节连线的交点所形成的夹角定义为腕角。

肘角：同侧腕关节和肩关节的连线的交点所形成的夹角定义为肘角。

髋角：在整个运动中人体同侧肩关节与髋关节的连线和膝关节与髋关节连线的夹角定义为髋角。

肩角：同侧肘关节和髋关节的连线的交点所形成的夹角定义为肩角。

膝角：在整个运动中人体同侧踝关节与膝关节的连线和髋关节与膝关节连线的夹角定义为膝角。

踝角：在整个运动中人体同侧趾关节与踝关节的连线和膝关节与踝关节的连线所形成的夹角定义为踝角。

角速度：一个以弧度为单位的圆，在单位时间内所走的弧度即为角速度。

瞬时角速度：物体运动角位移的时间变化率叫瞬时角速度。

3.2、腕关节的运动学分析

腕关节的运动在自由泳的划手阶段时属于重中之重的。包括腕关节角度的变化和轨迹等。

腕关节的运动轨迹可以看做自由泳划手阶段腕关节的运动就是一个不规则的圆周运动，开始阶段腕关节向下运动到中期阶段向上方迅速的提升，此时运动员做提肘，腕关节在水面之上，最后阶段腕关节与起始阶段的轨迹重合，并且在重合的同时向前更近了一点，说明在划手阶段末期整个手臂要向前伸，以保证这个整个身体快速的在水中前进。

图1 腕角角度变化趋势图

由上图可知腕角角度变化在划手期间有两个时间段变化较大，第一次是在0-0.5秒时大约在180°左右下降到165°左右，此时运动员上肢在做抱水动作，有点轻微的压腕动作，对于自身来讲轻微的压腕可以更容易的进行抱水。在0.5-1.0秒左右，腕关节的角度不断的变大，在165°左右上升到175°左右，此时运动员在做向后的推水动作，腕关节基本打开有利于手掌和水的接触面积变大对前进有更大的推动作用。在时间到达1.5秒时腕角又一次的变小，从175°左右下降到160°左右，此时是划手阶段中手掌刚离开水面的过程，在此过程中有一个自然地甩手动作有利于更快的将手臂还原到划手起始的部位。

3.3、肘关节的运动学分析

图2 肘角的角度变化趋势图

由图2可以看出，划手起始阶段和划手阶段末期肘角的角度大约都是180°，说明在自由泳划手阶段是由直臂开始的，最后也要回归的直臂，在中间一段时间大约是在0.5秒到1.5秒之间肘角的角度下降到大约90°左右，在这个跟过程中屈臂可以减少整个手臂的纵轴半径从而减小整个划手阶段的转动惯量，最终加大划手阶段的角速度，从而加快整个游泳的速度，同时在纵轴半径尽量减小的情况下运动员会更加的省力。

图3 肩角角度的变化趋势

肩角的角度趋势折线图比较明显，从开始阶段就开始下降到1.2秒左右开始迅速的上升直至最后达到180°左右。自由泳的划手阶段可以看作是一个绕肩部转动的不规则的圆周运动，开始时抱水时肩角不断的变小，在向后推水时肩角开始变大直至最后直臂。

3.4、整体运动学分析

图4 肩、肘和腕角的角度变化趋势总图

由图4可以看出肘角和肩角的角度变化趋势图比较相似，而且角度变化的幅度较大，腕角的角度变化幅度较小。由上图可以看出在整个划手过程中抱水的时间在整个阶段的时间内所占比重较大，推水所占时间较小最少的就是划手阶段在水面之上的动作，主要是因为抱水的距离较长，水的阻力较大，在水面上的动作虽然距离最大但是空气的阻力比水的阻力小很多所以在水面的时间最短，在抱水的时候谁给手掌和小臂的阻力就是运动员向前进的动力。在手掌离开水面的时候肘角的角度依然很小，说明手臂在水面之上是要提肘。

从整体来看自由泳划手主要分为五个阶段：

入水：在完成空中移臂后，手应向前，自然放松地入水，入水点一般在身体纵和肩关节的前方延长线之间。入水时手指自然伸直并拢。通过臂内旋使肘并节抬高，弯成130-150度角，使肘关节处于最高点掌心斜向外下方，指尖向下。这种姿势阻力最小。

抱水：臂入水后，手掌从向斜外下方转向斜内后方，并开始屈腕、屈肘，并保持高抬肘姿势。抱水时，上臂和水平面约为30度角，前臂与水平面约为60度角，手掌接进垂直对水，肘关节屈成150度左右角，整个手臂象抱个圆球似的。

划水：划水是整个臂部动作产生推进力的主要环节。在抱水的基础上，划水时臂与水面约成35-45度角。

划水时采用屈臂划水，屈臂的程度可根据自己的身体条件而定：臂长、臂力弱的可以屈臂程度大些，反之则可以屈臂程度小些。

开始划水时，屈肘约为100-120度左右。此时前动快于上臂，当划至肩下垂直面时，屈肘90-120度角。前臂迅速向后推 水至侧腿旁，结束划水。在划水过程中，手掌凹。

划水的路线：划水时，手先向身体的中轴移动，划到胸腹部下方时转向体侧划动。

出水：划水结束后，臂借助推水后的速度惯性，利用肩三角肌、肩带肌的收缩及身体沿纵的轴的转动，将肘部向上方提起，并迅速将臂部提出水面，这时臂部和手腕应柔和放松。

空中移臂：是臂部在一个划水周期中的休息放松阶段。移臂时肘稍屈，保持比肩和手部都要高的位置，不要直臂侧向挥摆，也不要以手来带动臂成屈肘移臂，这样动作紧张而且也不正确，达不到放松的目的。

3.5、自由泳整体配合

在自由泳时，一般是在两臂各划水一次的过程中进行一次呼吸，以向右边吸气为例∶右手入水后，嘴和鼻开始慢慢呼气。右臂划水至肩下，开始向右侧转头和增大呼气量。右臂推水即将结束，则用力呼气。右臂出水时，张嘴吸气，至空中移臂的前半部为止，并开始转头还原。然后，直至臂入水结束，有一个短暂的闭气过程，脸部转向前下。头部稳定时，右臂入水，再开始下一慢慢呼气的过程。自由泳的呼吸与臂、腿配合，初学者一般者采6∶2∶1的方法，即呼吸1次、臂划2次、腿打6次，这种配合方法易保持平衡和协调掌握自由泳技术。

自由泳时身体俯卧保持良好流线姿势，当速度快时肩背浮出水面，两肩配合 划水交替滚动，两腿交替打水。手臂动作是爬泳主要动力来源，手入水后勾手提肘以高肘姿势在躯干反复转动配合下沿身体下面成S形曲线向后划水，两手相继出水后经空中向前摆臂，形成一个连贯的加速过程。高肘加速划水是现代技术特征之一。换气是生理需要，对完整配合结构有一定影响，尤其是在高频率快速冲剌阶段。故在速度快时为了减少因换气动作对完整节奏的影响，多采用缩小换气动作时间或减少次数的方法进行。

4、结论

（1）对于自由泳爱好者（非专业自由泳运动员）划手起始阶段（抱水阶段）要直臂划水，轨迹不要走S型路线；

（2）在推水阶段时间要掌握在0.3-0.5秒之间，有助于快速的前进；

（3）空中移臂时，以大臂带动小臂，并强调肘高于手。

参考文献；

[1]张明飞,林洪,程燕,章一华.世界优秀女子100m蛙泳和200m自由泳运动员途中游速度、划幅、划频统计学分析[J].中国体育科技,2009,45(01).

[2]仲宇,刘迅雷,吴钟权.自由泳配合技术与划臂、打腿推进力的测试与分析[J].北京体育大学学报,2008(01).

[3]许琦,钟秉枢.1972-2002年中国男子游泳竞技水平发展特征研究[J].北京体育大学学报,2004(07).

[4]朱泰昌,杨玉强,顾正平.优秀蛙泳、自由泳运动员转身技术分析[J].北京体育学院学报,1992(02).