优秀男子体操运动员不同跳马技术的运动学分析

《Scientific Reports》：Kinematics of different vault techniques in elite male gymnasts

　　

摘要

跳马动作需要通过助跑、起跳板接触、撑杆支撑、第二飞行阶段和落地阶段，将水平动量转化为垂直位移和角动量。本研究旨在比较优秀男子体操运动员不同跳马技术类型之间的关键运动学参数，并探讨与落地角度相关的特定阶段运动学因素。落地角度被定义为身体在首次接触垫子时的姿态描述指标，而不是落地质量、落地稳定性或E分的直接衡量标准。研究收集了2022年中国体操锦标赛决赛中8名优秀男子体操运动员进行的16次跳马动作的运动数据，使用无标记运动捕捉系统以200赫兹的频率进行记录。提取了7个核心运动学参数：助跑速度、撑杆接触角度、撑杆接触时间、第二飞行阶段的最高高度、轨迹角度和落地角度。数据通过单因素方差分析（ANOVA）和理论驱动的层次线性回归模型进行分析。直接入垫跳马与尤尔琴科跳马之间最显著的运动学差异在于助跑速度，直接入垫跳马的助跑速度明显更高。其他变量（包括撑杆接触角度、第二飞行阶段的最高高度和落地角度）仅表现出趋势性差异，应谨慎解读。在比较冢原跳马和手翻跳马时，撑杆接触角度和第二飞行阶段的最高高度显示出组间差异，但这些发现并未在所有敏感性分析中保持稳定。落地角度与E分无显著相关性（Spearman’s ρ = -0.303，p = 0.255）。在层次回归模型中，控制了D分、助跑速度和撑杆接触时间后，第二飞行阶段的最高高度与落地角度呈正相关（β = 0.717，p = 0.029）。在主线性模型中，助跑速度和撑杆接触时间与落地角度无独立相关性。探索性二次分析表明撑杆接触时间与落地角度可能存在非线性关系，但这一结果仍需进一步验证。然而，整体模型的拟合度并不具有统计学意义，因此回归结果应视为初步发现。不同跳马技术类型的运动学特征存在差异，其中助跑速度是直接入垫跳马与尤尔琴科跳马之间最稳定的差异。落地角度与官方E分无显著相关性，因此应仅将其视为落地姿态的描述指标，而非落地质量或执行表现的代理指标。第二飞行阶段的最高高度与落地角度呈正相关，而助跑速度和撑杆接触时间的作用则更为复杂。鉴于样本量小且不平衡，以及研究采用的比赛观察设计，所有发现都应被视为探索性关联，而非因果证据。