超等长奥举动作在爆发力训练中的生物力学优势

摘      要：通过运动生物力学实验探索超等长奥举动作变式在爆发力训练中的生物力学优势。招募10名大学生运动员作为研究对象，采集受试者在不同负荷下练习传统高抓、传统高翻、超等长高抓和超等长高翻时的运动生物力学数据，利用数理统计法和机器学习算法，比较不同动作的运动生物力学特征。结果发现中等相对负荷下，超等长高翻具有生物力学优势，但高相对负荷下超等长高抓具有生物力学优势；奥举动作及其变式的下肢动力学特征相似，但在中等和次最大强度爆发力负荷下进行爆发力训练时，超等长动作间的下肢关节动力学差异更小。结果说明，超等长奥举动作在爆发力训练中具有显著的生物力学优势，建议结合训练者的需求及技术，制定个性化训练计划。

关  键  词：运动生物力学；举重；爆发力；超等长训练；拉长缩短周期

中图分类号：G804.6    文献标志码：A    文章编号：1006-7116（2023）04-0131-07

Advantages of biomechanics from plyometric Olympic weightlifting movement

in explosive strength training

GU Yaodong，SHI Zhiyong，XU Yining

（Faculty of Sports Science，Ningbo University，Ningbo 315211，China）

Abstract： This study aims to identify the advantages of biomehcanics from plyometric Olympic weightlifting movement in explosive strength training through sports biomechanics experiment. 10 college student-athletes were recruited as research subjects， and they were asked to conduct explosive strength training which contains power cleans， power snatches， plyometric power cleans， and plyometric power snatches during different load conditions. The sports biomechanical characteristics of different movements were compared by using mathematical statistics and machine learning algorithm and the results showed that under moderate relative load， the plyometric power snatch had biomechanics advantages， while at high relative load， the plyometric power clean had biomechanical advantages. The lower limb kinematics of Olympic weightlifting movements and their plyometric variations were similar， but when performing explosive strength training at moderate and submaximal intensity loads， the differences in lower limb joint kinematic patterns between plyometric power movements were smaller. The conclusion revealed that the plyometric Olympic weightlifting movement has the significant sports biomechanical advantages in explosive strength training， and given that， it is recommended to develop a personalized training protocol according to the needs and skills from the weightlifting trainers.

Keywords： sports biomechanics；weightlifting；explosive strength；plyometric training；stretch shortening cycle

爆发力训练是大多数竞技体育项目日常训练的重要组成部分。保持规律、科学、合理且高质量的爆发力训练，是提升运动员运动表现，维持运动状态，保持运动健康的重要手段之一[1-2]。除此之外，大众健身人群保持规律、科学、合理且高质量的爆发力训练，可以对其神经系统、呼吸系统、心血管系统、循环系统和骨骼肌肉系统均带来积极影响，使其保持活跃和强健，继而促进身体健康和生活质量[3]。

奥林匹克举重（以下简称“奥举”）是公认的提升爆发力的最佳训练之一，被NSCA、ACSM、NASM等权威体能协会及运动医学会推荐，并被运用于篮球、足球、美式橄榄球、田径等诸多竞技体育项目的专项体能训练中[4-6]。其中，被最广泛应用于爆发力训练的奥举动作是“杠铃高翻”（以下简称“高翻”）。高翻是一种常用于训练但在正式比赛中较为少见的奥举动作。当训练者练习高翻时，双手紧握杠铃，而后伸髋发力并且引膝，使杠铃上升，当杠铃过膝后，训练者髋膝踝关节快速伸展，同时上肢发力，将杠铃尽可能拉高，当杠铃达到最高点时，身体迅速下蹲，并以“前架位”姿势接住杠铃，将杠铃架于两侧三角肌前束，但不完全紧贴锁骨。在接铃瞬间，训练者下肢处于非完全深蹲状态，髋关节平行或高于膝关节[7]。

然而，在运动生物力学视角下，实际运动中对爆发力表现有较高要求的场景，往往包含了一个快速且完整的肌肉拉长缩短周期，即肌肉被快速离心拉长然后向心收缩的超等长收缩过程。而传统的高翻训练及其变式均缺少了其中肌肉离心收缩对外部负荷或自身重力制动的过程。同时，爆发力训练的基本要求之一是实现运动项目的特异性适应，即训练动作所包含的动作成分和负荷类型须尽可能地接近实际运动场景。因此，包含快速肌肉拉长缩短周期的超等长收缩训练，如跳深，同样被认为是提升爆发力的最佳训练之一，在体能训练中应用广泛[8]。

相比于传统的高翻训练动作，一个包含完整肌肉拉长缩短周期的变式动作可能是提升爆发力的更优选项。本研究假设起始于前架位的高翻动作（以下简称“超等长高翻”）和起始于过顶支撑位的高抓动作（以下简称“超等长高抓”）（见图1），相比于传统的高翻和高抓动作，在爆发力训练中具有生物力学优势。本研究目的是通过相应的运动生物力学分析，比较不同负荷下传统高翻、传统高抓、超等长高翻和超等长高抓的关节运动学和动力学特征，以验证上述科学推断。

1  研究对象与方法

1.1  研究对象

本研究实验受试者招募期为2周，受试者自愿报名。受试者报名后，研究人员会为其登记基础信息，包含性别、年龄、身高、体重和训练年限，基础信息以问卷形式收集。

受试者纳入标准为：（1）年龄18～25岁，性别不限；（2）6个月内无运动损伤史，且3个月内无任何临床高强度运动禁忌；（3）须持有国家二级或以上运动员证书；（4）日常训练中包含奥举动作项目且基本掌握传统高翻和高抓动作；（5）传统高翻1 RM不低于自身体重；（6）传统高抓1 RM不低于体重的70%。

最终共有13名大学生运动员报名参与实验，经过基础信息收集、筛选及1 RM测试，10名符合要求的受试者参与实验，该10名受试者均为男性，平均年龄为（19.5±0.97）岁，平均身高为（179.9±3.3）cm，平均体重为（75.2±5.4）kg，在日常爆发力训练中练习奥举的平均年限均超过3年，平均传统高翻1 RM为（98.2±4.5）kg，平均传统高抓1 RM为（75.5±3.1）kg，其中传统高翻1 RM的平均最大爆发力为（562.0±28.5）N，平均最大输出功率为（1 758.1±164.0）W，传统高抓1 RM的平均最大爆发力为（439.0±16.5）N，平均最大输出功率为（1 520.5±96.1）W。

本实验经宁波大学体育学院伦理委员会审查（编号：20220096），所有受试者均签署知情同意书。

1.2  整体实验

10名受试者将统一停训10天进行实验，实验包含4个训练日，在每个训练日中，除例行热身、冷身和放松整理外，主训练模块分为传统高翻、传统高抓、超等长高翻和超等长高抓4种训练内容。每个受试者以随机顺序依次在4个训练日中完成4项训练内容并进行测试，随机顺序采用SPSS软件（版本23.0，IBM公司，美国）自带的随机序列生成模块完成。训练过程允许使用握力带、腰带以及其他运动护具，受试者须穿着专用举重鞋（品牌不限），在实木举重台上完成训练。为保证肌肉骨骼系统和神经募集能力的全面恢复，每2个训练日间包含2个休息日，在休息日中受试者禁止饮酒、暴饮暴食和熬夜，并除日常活动外不得进行任何体育活动，且保证10 h以上睡眠。

1.3  训练流程

1）热身。在热身阶段，首先受试者被要求进行功率自行车骑行，时间为5 min。之后，实验人员带领受试者进行全身的动态拉伸，时间为5 min。在整个热身阶段，实验人员利用6～20分Borg自觉疲劳量表，询问受试者的自觉疲劳程度，以确保热身强度保持在量表分6～10分的范围内。

2）主训练。主训练阶段采用逐级增加杠铃重量的训练方案。首先，受试者从空杆（男子杆20 kg）开始进行3组3次的练习，组间休息2 min。之后，增加杠铃重量至30 kg，同样进行3组3次的练习，组间休息2 min。然后继续增加杠铃重量至50% 1 RM进行3组3次的练习，组间休息为3 min。最后，增加杠铃重量至80% 1 RM进行3组3次的练习，组间休息3 min。

3）冷身。在冷身阶段，受试者需要骑功率自行车5 min，强度以受试者感到舒适为准，实验人员利用6～20分Borg自觉疲劳量表，询问受试者的自觉疲劳程度，以确保冷身强度保持在量表分6～10分的范围内。

4）放松整理。在放松整理阶段，受试者自主选择泡沫轴或筋膜枪放松，时间为10 min。

1.4  数据采集

采集受试者使用重量为30 kg，50%1 RM和80% 1 RM的杠铃进行传统高抓、传统高翻、超等长高抓、超等长高翻动作爆发力训练时的运动生物力学数据。

1）运动学数据。

实验采集的运动学数据包括爆发力训练测试中人体髋关节角度、膝关节角度和踝关节角度，以及杠铃在垂直方向上的运动距离、杠铃速度和杠铃加速度。其中，人体运动学数据由Xsens惯性运动捕捉系统（Xsens Technologies公司，荷兰）[9]采集。杠铃的运动学数据由FLEX激光杠铃运动跟踪设备（Gymware公司，澳大利亚）[10]采集。

2）动力学数据。

实验采集的动力学数据包括每位受试者传统高翻和传统高抓的1 RM，正式实验中每次爆发力训练所用杠铃的重量，以及每次试举中人体对杠铃施加的爆发力和对杠铃输出的功率。其中每次试举中人体对杠铃施加的爆发力和对杠铃输出的功率由FLEX激光杠铃运动跟踪设备（Gymware公司，澳大利亚）根据每次试举所采用的杠铃重量、杠铃在垂直方向上的运动距离、杠铃速度和杠铃加速度数据，利用牛顿运动定律计算获得。