При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

КИНОРЕГИСТРАЦИЯ ДВИЖЕНИИ ТЯЖЕЛОАТЛЕТА И ИЗМЕРЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ПОДЪЕМЕ ШТАНГИ

Как известно, одним из важных факторов, обусловливающих достижение тяжелоатлетом рекордных результатов, является техническая подготовка.

Изучению техники подъема штанги уделялось достаточно много внимания в трудах Н. И. Лучкина, Л. Н. Соколова, Р. А. Романа, М. С. Шакирзянова, А. И. Фаламеева и многих других специалистов тяжелой атлетики. В результате исследования параметров техники подъема штанги были получены данные, представляющие теоретическую и практическую ценность и в наши дни. Однако отсутствие электронной регистрирующей и измерительной аппаратуры уменьшало точность регистрации движений спортсмена при измерении параметров техники рывка и толчка, а также не давало возможности использовать системный подход при изучении двигательных действий тяжелоатлета. В одних случаях техника подъема штанги изучалась по изменению траектории грифа, в других — путем измерения углов между звеньями тела тяжелоатлета.

В настоящее время в лаборатории педагогической кинезиологии Таллинского педагогического института им. Э. Вильде под руководством X. X. Гросса разработана электронная система стабилизации скорости кинокамеры, позволяющей проводить регистрацию движений тяжелоатлета с высокой точностью при съемке 25, 50 и 100 кадров в 1 с. Сконструирована электронная система синхронизации работы двух или более кинокамер при регистрации движений тяжелоатлета в двух или более плоскостях.

Данные каждого кинокадра переносили на перфоленту с помощью полуавтоматического координатомера и параметры техники подъема штанги измеряли на ЭВМ по программе «кинематический анализ», который дает возможность исследователю проводить анализ показателей техники рывка и толчка в большом объеме (до 200 000 показателей). Информацию с кинограммы переносили на перфоленту по массивам. Каждому массиву соответствовал один кинокадр. Первый массив (нулевой) содержал информацию о состоянии самого координатного перфоратора. Фон обозначался точками, расположенными с постоянным шагом на одной прямой линии. Фоновая прямая принималась за ось «X». Шаг фоновых точек использовался для масштабирования и был всегда заранее известен. Для кинограммы число фоновых точек в кадре было одинаковым. За нулевым массивом перфорировались обозначенные кадры кинограммы. Нуме-

рация массивов совпадала с нумерацией кадров.

Техника подъема штанги представляет собой систему двигательных действий тяжелоатлета, в которой можно выделить ряд подсистем. Каждая из них должна иметь свои граничные моменты положений звеньев тела (или позы) спортсмена. Каждая подсистема, как и система, должна иметь свои цели, охватывающие смысловую (задачи) и двигательную (изменение параметров) стороны. Достижение целей подсистем связывается с достижением общей цели системы. В тяжелоатлетических упражнениях происходит взаимодействие веса штанги сдвижениями спортсмена, вызванных перемещением частей тела с изменением угловых параметров, необходимый диапазон которых оказывает влияние на успешность выполнения упражнения ,в целом.

Разработка оптимальных моделей техники подъема штанги создаст возможность эффективного выполнения рывка и толчка. Оптимальные величины суставных углов и других параметров при подъеме штанги должны рассматриваться и изучаться при тесной взаимосвязи всех элементов сложной системы движений тяжелоатлета.

Системное изучение техники тяжелоатлетических упражнений стало возможным благодаря методам педагогической кинезиологии, предусматривающим точную кинорегистрацию кинематических параметров перемещения звеньев тела и грифа штанги. Поскольку кинорегистрация движений тяжелоатлета в рывке и толчке имеет свою специфику, перед исследованиями техники подъема штанги на грудь и рывка были поставлены следующие конкретные задачи:

1.  Выяснить рациональное расположение кинокамеры (или кинокамер) при регистрации движений тяжелоатлета в естественных условиях тренировки или соревнования.

2.  Разработать систему кинематических точек, расположенных на суставах звеньев тела спортсмена, и алгоритмов для измерения и расчета параметров движений.

3.  Провести предварительный анализ перемещения штанги, звеньев тела и изменения угловых параметров тяжелоатлета.

Для выявления рационального режима кинорегистрации был проведен специальный эксперимент. Скорость съемки составила 32 кадра в 1 с. Расстояние объектива до объекта съемки было равно 7 м. При регистрации использовалась 35-миллиметровая кинопленка. Деление масштабной рейки — 10 см.

Рис. 1. Параметры движений тяжелоатлета при кинорегистрации сбоку

Результаты исследования показали, что наиболее полную информацию о перемещениях звеньев тела тяжелоатлета и грифа штанги можно получить при кинорегистрации под углом 45^° сбоку-спереди и сбоку-сзади. На рисунках представлены параметры при кинорегистрации сбоку (рис. 1), сбоку-спереди (рис. 2), сбоку-сзади (рис. 3). Видно, что при кинорегистрации движений тяжелоатлета сбоку получается неполная информация, так как диски штанги закрывают исследуемые звенья тела. Наиболее полная информация о перемещениях звеньев тела нами получена при кинорегистрации сбоку-спереди и сбоку-сзади под углом 45°. Ошибки, появляющиеся при измерении под таким углом, учитывались в программе «кинематический анализ».

Нами были определены кинематические точки, расположенные на звеньях тела тяжелоатлета в следующем порядке: 1) на мочке уха, 2) на плечевом суставе, 3) на тазобедренном суставе, 4) на коленном суставе, 5) на голеностопном суставе, 6) на носке левой ноги, 7) на пятке левой ноги, 8) на локтевом суставе, 9) на грифе штанги.

Отдельно для толчка от груди нами предложены дополнительные кинематические точки, расположенные: 1) на коленном суставе правой ноги, 2) на голеностопном суставе правой ноги, 3) на носке правой ноги, 4) на пятке правой ноги, 5) на кисти руки.

Для ЭВМ были выделены определения (алгоритмы): 1) угол значение 12 3, 2) угол значение 2 3 4, 3) угол значение 5 4 3, 4) угол значение 4 5 6, 5) угол значение 2 8 9, 6) угол значение 2 3 9, 7) наклон значение 3 2, 8) наклон значение 3 4, 9) наклон значение 5 4, 10) координата y значение 9, 11) координата у скорость 9, 12) координата у ус-

Рис. 2. Параметры движений тяжелоатлета при кинорегистрации спереди-сбоку под углом 45° Условные обозначения те же, что на рис. 1

корение 9, 13) координата x значение 9, 14) координата х скорость 9, 15) координата х ускорение 9, 16) координата у значение 2, 17) координата у скорость 2, 18) координата у ускорение 2, 19) координата х значение 2, 20) координата х скорость 2, 21) координата х ускорение 2, 22) координата у значение 3, 23) координата х значение 3, 24) координата х скорость 3, 25) координата у значение 6, 26) координата у значение 7.

Количество определений для ЭВМ обусловливается задачами исследования техники подъема штанги.

Кинематические точки, расположенные на звеньях тела спортсмена, наносились на перфоленту в строгой последовательности. С помощью полуавтоматического координатомера измерение и расчет параметров техники подъема штанги были ускорены более чем в 7 раз. Ошибка измерения параметров техники подъема штанги не превышала 1 — 2%.

Из рис. 1 видно, что при кинорегистрации движений тяжелоатлета сбоку авторы не могли

получить полной информации о величинах углов в тазобедренном, коленном, голеностопном суставах, наклонах бедра, вертикального перемещения точки, расположенной на тазобедренном суставе. Анализ графиков, представленных на рис. 1, показал, что кинорегистрацию движений штангиста проводить сбоку нецелесообразно, так как нельзя проследить за изменением интересующих нас параметров техники подъема штанги.

Иная картина наблюдается при кинорегистрации движений тяжелоатлета сбоку-спереди (см. рис. 2). На рисунке представлено графическое изображение изменений угла в тазобедренном (кривая 1), коленном (кривая 2), голеностопном (кривая 3) суставах; угол наклона бедра (кривая 4), вертикального перемещения штанги (кривая 5), вертикальной скорости штанги (кривая 6), вертикальной скорости точки, расположенной на плечевом суставе (кривая 7) и вертикального перемещения точки, расположенной на тазобедренном суставе (кривая 8). Как видно по результатам исследования изменений параметров техники подъема штанги, представленных графически, при постепенном увеличении угла в тазобедренном, коленном суставах, вертикального перемещения точки, расположенной на тазобедренном суставе, и вертикальной скорости плечевого сустава после 10-го кадра

Рис. 3. Параметры движений тяжелоатлета при кинорегистрации сзади-сбоку под углом 45° Условные обозначения те же, что на рис. 1

наблюдалось снижение показателей указанных параметров, а к 15-му кадру вновь увеличение, достигающее максимальной величины в 15-м кадре, т. е. когда произошло разгибание во всех суставах. Затем идет уменьшение почти всех представленных на рис. 2 величин. Исключение составляет вертикальное перемещение штанги, которое продолжает повышаться до 20-го кадра.

Вследствие объективных и субъективных причин, к сожалению, нами не были зарегистрированы движения у наших рекордсменов мира и не проводилось обобщения данных техники подъема штанги у высококвалифицированных тяжелоатлетов. Задачей дальнейших исследований техники подъема штанги будет разработка оптимальной модели техники рывка, подъема штанги на грудь и толчка штанги от груди.

При таком расположении кинокамеры, как показано на рис. 3 (графическое изображение изменений параметров техники рывка, зарегистриро-

ванных сбоку-сзади), также возможно получать информацию о величине углов перемещений и скорости в любых промежутках времени. Анализ кривых выявил, что в рывке уменьшение показателей угла в тазобедренном, коленном суставах, угла наклона бедра наступает несколько раньше (кадр 8), чем при подъеме штанги на грудь с полуприседом. Затем почти все угловые величины в рывке повышаются (к 20-му кадру), а потом снова происходит их уменьшение.

На основании изложенного можно сделать следующие выводы:

1. Кинорегистрацию движений тяжелоатлета во время подъема штанги необходимо проводить кинокамерой, оборудованной системой стабилизации скорости съемки; при съемке в двух или более плоскостях — кинокамерами, имеющими электронную систему синхронизации.

2. Наиболее полную информацию о движениях тяжелоатлета во время подъема штанги можно получить при кинорегистрации спереди-сбоку или сзади-сбоку. При двуплоскостной съемке кинокамеры могут располагаться одна сбоку-спереди, вторая — сбоку-сзади под углом 45° к объекту съемки.

3. С помощью кинорегистрации высокой точности и измерения параметров техники подъема штанги с использованием ЭВМ создаются возмож-

ности для разработки оптимальной модели техники рывка и толчка, а также двигательных действий тяжелоатлета.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ УСИЛИЙ, ПРИЛАГАЕМЫХ ТЯЖЕЛОАТЛЕТОМ К ШТАНГЕ И ОПОРЕ

В практике тяжелоатлетического спорта при регистрации усилий, развиваемых спортсменами во время подъема штанги, применяются различные динамографические помосты и тензоплощадки (Н. И. Лучкин, 1962; С. М. Арутюнян, 1964; А. П. Быков, 1966; Л. Н. Соколов, 1967, и др.). Основная идея этих устройств сводится к регистрации усилий тяжелоатлета, прикладываемых им к штанге, которые передаются на помост через тело атлета.

Несмотря на простоту использования, таких устройств при исследовании, наличие большого числа составляющих в регистрируемом усилии, многие из которых к тому же являются переменными величинами, затрудняет выделение истинного усилия тяжелоатлета, приложенного к штанге (И. П. Жеков, 1976). Это не позволяет достоверно определить величину усилий, развиваемых основными группами мышц тяжелоатлета, как в динамическом, так и в статическом режимах работы. Кроме того, все устройства подобного рода не регистрируют усилия взаимодействия тяжелоатлета со штангой при уходе в подсед (вследствие

потери в этот момент контакта тяжелоатлета с опорой).

Регистрация вертикальных и горизонтальных составляющих усилий атлета, приложенных к штанге, с помощью датчиков ускорений (акселерометров), также имеет ряд недостатков. Устанавливаемые на торце грифа или на дисках датчики искажают истинные данные в связи с изгибом грифа, требуют дополнительных расчетов и очень чувствительны к ударным нагрузкам при падении штанги.

Предлагаемая нами методика тензодинамографии заключается в получении информации с грифа штанги. Принципиальная схема тензоустройства дана на рис. 1.

На средней части грифа*, предназначенного для регистрации вертикальных и горизонтальных усилий, отфрезерованы четыре прямоугольные площадки, на которых наклеены 8 тензодатчиков типа 2 ФКПА с базой 15 мм, сопротивлением 106 ом,

* Тензогриф изготовлен совместно с Г . П. Шупушкиным и И. Г Барановым.

Рис. 1. Принципиальная схема тензоустановки