老郭說球-從人體生理結構論述乒乓球身體發力問題(上)
作者簡介:老郭,天津資深球迷,天津飛狐乒乓球俱樂部核心成員,長期對乒乓球理論有獨到的研究,[袁義興乒乓]特約撰稿人。
業餘球友最感興趣的話題就是身體如何合理髮力,才能提高擊球的質量,具體的內在發力機制是怎麼樣的?在李隼指導提出收胯發力為主的新理論後,網上討論比較激烈。尤其是腰胯腿的發力關係,誰帶誰的問題,更是眾說紛紜,莫衷一是。
如果沒有記錯的話,最早正式提出蹬轉收發力機制理論的是庄則棟老前輩,專業的教科書一直在沿用這個理論。這個理論是否過時了?是否需要注入新的內涵呢?本篇試圖從人體的生理結構角度入手,探討一下這個問題,算作拋磚引玉吧。
一、腰髖(胯)腿部位骨骼結構及功能簡介
圖1腰、髖(胯)、腿部位骨骼結構圖
圖2脊椎分段示意圖
(一)骨骼術語簡介
1、腰椎
位於整條脊椎(也叫作脊柱,俗稱人體的龍骨)的下端,腰椎向上依次是胸椎和頸椎,腰椎由5塊小椎骨構成(胸椎由12塊小椎骨構成,頸椎由7塊小椎骨構成)。
2、骨盆
1)髖(讀音:寬)骨(俗稱胯骨),位於骨盆左右兩側,分別為左髖骨和右髖骨。
注1、幼年時髖骨由髂(讀音:恰)骨、坐骨、恥骨三塊骨頭以及其間的軟骨連接組成,成年後軟骨會骨化成為一塊髖骨。
2)骶(讀音:底)骨(成年以前為骶椎),位於腰椎第5塊小椎骨的下端(圖1紅色部分),骶骨與腰椎由腰骶關節連接。骶骨起著連接腰椎和左右髖骨的重要作用。
3)尾骨,由3~5塊退化的尾椎融合而成(一般30~40歲才融合成),上端與骶骨相連接,下端遊離稱尾骨尖。
4)骨盆就是由左右髖骨,骶骨、尾骨組成的一個閉合結構。骶骨左右兩端的骶髂關節連接左右髖骨,組成骨盆上部的閉合結構。髖骨下端的左右恥骨由纖維軟骨連接(叫作恥骨聯合),組成骨盆下部的閉合結構。
3、髖關節(俗稱胯關節、胯骨軸子),由髖骨上的髖臼(球窩)和股骨(俗稱大腿骨)上端的股骨頭(圓頭)組成的一個球窩關節,左右兩個髖關節是連接骨盆和左右大腿的重要關節。
圖3人體髖關節位置圖
4、股骨
人體左右兩根大腿骨,下端連著膝關節,上端連著髖關節。
(二)各骨骼的運動功能特性和骨骼之間的聯動關係
1、腰椎
腰椎的運動功能是由構成腰椎的5塊小椎骨和相鄰的椎間關節及周圍組織提供的。腰椎運動時椎間關節能讓上下的小椎骨輕微移動,每塊小椎骨可以提供平均2度左右的活動度。腰骶關節在腰椎旋轉時可以提供5度左右的活動度。這樣在旋轉時,整個腰椎經過累積可以達到8-13度左右的活動度。
從整個脊椎構造來看,腰椎的旋轉同時會伴有胸椎的旋轉,即可以形成腰胸椎整體一起轉動。胸椎由12塊小椎骨構成,可以提供24-30度左右的活動度(胸椎的靈活性遠大於腰椎)。這樣,腰椎和胸椎作為一個整體進行運動時,就具有了非常靈活的活動度。
由於乒乓球運動需要腰(肩)帶臂擊球,一般轉腰幅度要參考轉肩幅度,這樣乒乓球術語中的轉腰就有了特殊的含義。轉腰不只是指的是腰椎的旋轉,還包括了胸椎的旋轉。所謂腰帶臂,可以理解成是腰胸同轉帶肩,肩帶臂的傳遞過程。
注2、乒乓球術語中的轉腰,是個比較寬泛的約定俗成的說法,代表的應該是腰胸段的轉動,希望大家正確理解其內涵。
腰椎運動範圍:
1)前屈:骨盆固定時,一般只能前屈約40-50度。骨盆不固定(屈髖,即收腹含胸上身前傾)時,前屈可達約90度(包括加上屈髖的幅度),正常狀況下手指可碰地。
2)後伸:約15-20度。
3)左、右側屈:各約20度。
4)左、右旋轉(轉腰):骨盆固定時,一般左右旋轉幅度各約30-45度(包括加上胸椎的旋轉幅度);骨盆不固定(屈髖位,轉髖)時,一般左右旋轉幅度各約60-90度(包括加上轉髖的幅度)。
注3、以下文中轉腰指的是腰和胸同轉,不再特別說明。
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圖4轉腰不轉髖,轉動幅度示意圖
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圖5轉腰加轉髖,轉動幅度示意圖
腰椎運動特性:
1)單從腰椎本身來看,在旋轉時的運動幅度和靈活性是有限的。腰椎越接近底部小椎骨越粗大強壯,可以起到穩定支撐整個脊椎的作用。但是,如果配合了胸椎的旋轉,就會大大提高運動幅度和靈活性,也兼顧了腰椎提供穩定性的功能。同時也減輕了腰椎的負擔,減少了過度使用腰部的代償功能導致腰傷發生的幾率。
2)從上述數據可知,腰(胸)椎可以在骨盆固定時獨立運動,具有一定的運動幅度和獨立運動的靈活性;也可以在骨盆不固定時,與骨盆聯合一起運動,增加了運動的幅度和運動的穩定性。這樣腰(胸)椎就具有了獨立運動和與骨盆聯合運動的雙重特性。乒乓球運動畢竟與某些僅需要一次性力量型的運動項目不同(比如某些轉體投擲項目),既需要力量穩定性,也需要有連續性和靈活的調節能力。
3)根據近幾年流行的相鄰關節假說(Joint-By-Joint Approach由功能性訓練專家Michael Boyle 和 FMS 發起人 Gray Cook所提出的一項重要發現)內容介紹,腰椎需要加強穩定度的訓練,胸椎是上半身活動的中心椎,需要加強活動度的訓練。由於乒乓球中轉腰的幅度主要是由胸椎提供,所以,乒乓球實踐中轉腰時要特別注重胸椎的使用,起到帶動上身軀幹的作用。
圖6相鄰關節假說示意圖
注4、 腰椎的活動範圍與年齡成反比,即隨著年齡增長,腰椎的各個方向的活動範圍逐漸減少。另外,腰椎的活動範圍大小與平時的鍛煉有密切關係。
2、骨盆(髖骨、骶骨)
1)骨盆上連腰椎下連股骨,對調節人體脊椎平衡和穩定身體以及移動身體重心,都起著非常重要的作用。當下肢支撐地面時,由於骨骼生理結構的原因,骨盆運動時腰椎和股骨也會有一定形式的聯動。如在做轉髖動作時,骨盆即作為脊椎的一環而起作用,股骨也會隨著轉髖而進行聯動。
2)骨盆是一個閉合結構,由於骨盆內骨骼之間的連接關節活動範圍非常小,可以近似的把骨盆運動看做一個閉鏈運動形式,即任何一側髖骨的運動都會導致骨盆整體聯動。
3)當下肢支撐地面時,由於髖關節生理結構的原因,骨盆的某些運動需要打開髖關節進行配合。如在髖關節上轉髖時,需要屈髖屈膝打開髖關節,這時轉動的幅度要大於直立位轉動的幅度。
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圖7-1身體直立位轉髖時,左右髖骨和腰、腿聯動及轉髖幅度示意圖
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圖7-2屈髖屈膝轉髖時,左右髖骨和腰、腿聯動及轉髖幅度示意圖
4)骨盆上連腰椎下連股骨,因此能承受較大的重量並具有傳遞來自頭、臂,軀幹的力到達下肢的功能。在站立或直立運動中,力從第五腰椎傳至骶骨經骶髂關節傳至髖骨,絕大部分的力經髖骨上的髖關節傳至股骨,然後向下傳至地面。骨盆也可以分散由下肢傳來的支撐反作用力,減緩對胸腹腔臟器的震動。
圖8力的傳導方向示意圖
5)骨盆的運動一般是髖骨在髖關節上進行的,骨盆的運動範圍一般用下面髖關節的運動範圍代表。
3、髖關節(髖臼、股骨頭)
圖9髖關節結構示意圖
1)左右兩個髖關節是連接軀幹與下肢的球窩關節,由凹狀的髖臼與凸狀的股骨頭組成。通過股骨頭、髖臼軟骨面相互接觸在軀幹和地面之間傳遞力,支撐身體的重心及提供下肢的活動度。可以滿足乒乓球運動身體穩定性和一定靈活度的需要。
2)髖關節負荷體重最多,是身體受力最重的關節。靜止站立(重心在兩腳中間)時,左右側每個股骨頭承重是上半身二分之一的重量。
當肌肉收縮發力對自身骨骼和肌肉造成壓力時,股骨頭則承受的力更大,最多可達身體重量的兩倍至數倍之多。在下肢支撐地面,當軀幹移動時,左右髖關節相對位置也會隨動,進而導致重心產生變化。乒乓球運動中可以觀察髖關節的位置來判斷重心的變化。
3)由於關節囊厚而堅韌增加了髖關節運動的穩固性,並且髖關節周圍韌帶數量多且緊張有力,也限止了髖關節的運動幅度。正常髖關節的運動範圍終末感(運動末端)通常是堅硬的(這就是挺髖(胯)時有制動作用感覺的由來)。再有髖關節需要穩定支撐身體重心的原因,髖關節運動雖然可以滿足乒乓球運動穩定性的需要,但不能完全滿足乒乓球運動靈活性的需要。
4)髖關節具有三個方向自由度的運動:內屈-外伸、內收-外展、內-外旋(環轉運動)。大多數的乒乓運動中,這三種類型運動常組合在一起。從整個運動來看,髖部的運動均伴有腰部和腿部的運動。
髖關節運動範圍:
1)內屈、外伸(站立位):內屈約70度,外伸約0-10度;
2)內收、外展(站立位):內收約30-40度,外展約45度;
3)內、外旋(屈髖位,左右旋轉):內旋約30度,外旋約45度。
4、股骨
在站立運動中,一般股骨和骨盆都在同時運動,股骨的運動可以描述成股骨頭在髖關節髖臼上的運動或者是髖關節髖臼在股骨頭上的運動。股骨的活動度,一般由髖關節的活動度來代表。
股骨頭滑動方向與股骨的生理運動方向相反。因此,當髖關節內屈和內旋的時候,股骨頭關節面向後滑動;當做外伸和外旋時,股骨頭關節面則向前滑動;外展時向下滑動;內收時則向上滑動。髖關節內旋時,腿部股骨的大轉子,需要配合前移至骨盆的前部;同樣外旋時,腿部股骨的大轉子,需要配合後移至骨盆的後部。
基於上述原因,當下肢支撐地面轉髖時,就會伴隨著股骨的聯動。一般圍繞身體中軸線(脊椎中軸線)為軸轉髖時,會出現左右腿(左右股骨)前後錯動的現象(此時,重心轉換幅度小,女子運動員居多)。若是以左腳為軸進行轉髖時,就會出現右膝蓋內扣(外旋),左膝蓋外旋(內扣)的腿部現象(此時,重心轉換幅度大,男子運動員居多)。通過這兩種腿部的運動形式,一般可以判斷出身體重心轉換的幅度。
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圖10以身體中軸為軸轉髖時,左右腿前後錯動示意圖
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圖11以左腳為軸轉髖時,左右腿部變化示意圖
注5、運動方向定義
1)內屈、外伸
圍繞冠狀軸(橫軸)一般指向身體方向的運動為內屈,相反則為外伸。
2)內收、外展(左、右側屈)
圍繞矢狀軸(前後軸)一般指向身體方向的運動為內收,相反則為外展。
3)內、外旋轉(左右旋轉)
圍繞垂直軸一般指向身體方向的運動為內旋,相反為外旋。
注6、乒乓球運動一般是複合運動形式,比如正手拉球引拍時的轉腰髖,一般就是內屈、外展和外旋的結合,擊球時的轉腰髖即為外伸、內收和內旋的結合。
二、人體運動基本原理和身體發力基本方式
(一)人體運動基本原理
人體運動系統是以骨骼為槓桿、關節為支點、骨骼肌收縮為動力組成的。
人體的肌肉有3種:心肌、平滑肌和骨骼肌。骨骼肌由一對對作用相反的肌肉群組成,它們直接或間接地(通過肌腱,腱膜,韌帶)附著在骨骼上(一對肌肉中,一側在主動收縮發力,另一側就會被動舒張放鬆),骨骼肌(以下簡稱肌肉)的收縮要受神經系統的協調和控制。
1、控制脊椎及腰胸段軀幹旋轉的肌肉群
脊椎和腰胸段軀幹的旋轉功能,主要由脊椎旋肌群和腹(部)肌群提供。
1)脊椎旋肌群
主要由迴旋肌、多裂肌、腰髂肋肌、最長胸肌組成。
圖12迴旋肌功能:單側收縮時使脊椎向對側旋轉
圖13多裂肌功能:單側收縮時使脊椎向對側旋轉
圖14腰髂肋肌功能:單側收縮時使脊椎向同側旋轉
圖15最長胸肌功能:單側收縮時使脊椎向同側旋轉
2)腹(部)肌群
主要由腹橫肌(內層)、腹內斜肌(中層)、腹外斜肌(外層)組成。
圖16腹橫肌功能:單側收縮時使軀幹向同側旋轉
圖17腹內斜肌功能:單側收縮時使軀幹向同側旋轉
圖18腹外斜肌功能:單側收縮時使軀幹向同側旋轉
3)以上可以看出腰部(腰胸段)的轉動,並不只是由脊椎旋肌群控制。
4)控制腰胸段轉動的肌肉群,都不同程度的通過肌腱(腱膜)、韌帶附著在骨盆(髂骨,骶骨,恥骨)上,旋轉時會帶動骨盆一定程度的同轉。
5)結論
乒乓球術語中的轉腰,是由脊椎旋肌群和腹(部)肌群共同控制完成的。轉腰時,既伴有一定的肌肉帶動轉胯的主動行為,也有通過腰骶關節帶動轉胯的被動行為。這就解釋了轉腰可以帶動轉胯的生理原因。
2、控制髖關節旋轉的肌肉群
1)外旋髖關節的肌肉有:髂、腰肌、臀大肌、臀中、小肌後部、梨狀肌和縫匠肌等。
圖19-1髂肌功能:外旋髖關節
圖19-2腰大肌功能:外旋髖關節
圖20臀大肌功能:外旋髖關節
圖21臀中肌前(後)部功能:內(外)旋髖關節
圖22梨狀肌功能:外旋髖關節
圖23縫匠肌功能,外旋髖關節
2)內旋髖關節的肌肉有:臀中、小肌前部和闊筋膜張肌等。
圖24闊筋膜張肌功能:內旋髖關節
3)以上可以看出髖部的轉動,主要是由骨盆內外的肌肉群控制。腿部並沒有控制轉髖的肌肉群。
4)這些肌肉都不同程度的通過肌腱(腱膜)、韌帶附著在股骨上,轉髖(胯)時會伴有股骨的聯動。
5)結論
乒乓球術語中的轉胯(髖),肌肉的主動控制行為只能控制腿部的聯動,不能通過肌肉主動控制轉腰的運動。轉胯時,通過腰骶關節帶動轉腰是被動的行為,不是肌肉主動控制的結果,並有一定的滯後現象(腰骶關節有5度作用的活動度)。
注7、限於篇幅,以上只介紹了控制轉腰、轉髖的肌肉群及功能。關於控制收展,屈伸的肌肉群和功能,就不一一介紹了。
注8、臀部肌群:可以把臀大肌、臀中肌、臀小肌統稱為臀部肌群。臀部肌群在醫學解剖關係上定義應屬於下肢範疇,和它對應的上肢組織是三角肌。而從結構造型體塊和運動功能來看,它應屬於軀幹部分,本文中將臀部肌群定義為軀幹部分。
注9、人體運動系統:人體完成各種活動動作的運動器官系統,由骨骼肌、關節、骨骼等組成。全身的關節將骨骼連接成一體,形成可以活動的骨骼體系,肌肉跨越關節粘附於骨骼之上。肌肉、關節、骨骼三者在神經系統的支配和協調下,按照人的意志,共同準確地由肌肉的收縮與舒張牽動骨骼通過關節的作用而產生各種動作。
注10、人體運動的核心肌肉群:是指環繞在我們軀幹核心部位周圍的肌肉,包括腰腹肌,髖部肌群和附著在脊椎、骨盆上的肌肉(深層肌肉為內核心,淺表層肌肉為外核心)等。核心肌肉群擔負著穩定重心、傳導力量等作用,是身體發力的主要環節。對上下肢的活動、用力起著承上啟下的樞紐作用。
圖25核心肌肉群示意圖
(二)身體發力基本方式
我們知道,身體快速移動的慣性可以產生力量,用這種力量擊球,就是我們經常說的用身體的力量擊球。身體快速移動產生的力量擊球一般有三種方式:轉動力、位移力、屈伸力。
1)轉動力方式
通過快速轉動身體產生的力,稱為轉動力。
2)位移力方式
通過身體由後向前快速移動產生的力,稱為位移力。
3)屈伸力方式
通過身體由下向上產生的屈伸的彈力,稱為屈伸力。
注11、屈伸力主要用於反手技術,這裡就不詳細討論了。
三、應用轉動力正手拉(攻)
1、只轉腰不轉胯(髖)擊球
只轉腰擊球,可以通過腰胸椎的扭轉,帶動肩部一起轉動,進而形成腰帶臂擊球。雖然腰胸椎的靈活性具備了這樣擊球的能力,但乒乓球實踐中,不建議作為常態的擊球方式。
1)當不轉胯(固定骨盆)時,由於腰骶關節只有5度的旋轉活動度,頻繁或過度的旋轉非常容易導致腰骶關節損傷。
2)由於不轉胯(或者胯不移動位置)就會影響重心轉換和重心還原,直接影響擊球的連續性,也會降低擊球的穩定性。
3)沒有轉胯的配合,就形不成整個身體的合力,也會降低擊球的質量。
4)當時間來不及或者當身體不到位的某些特定情況下,才會採用這種非常規應急處理手段。
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圖26身體不到位時拉球
2、只轉胯(髖)不轉腰擊球
只轉胯擊球,就是胯在髖關節上轉動,通過腰骶關節帶動身體的軀幹擊球。由於腰骶關節有5度的旋轉活動度,帶動腰椎轉動時腰椎就有滯後現象,既形成了轉動角度差。此時雖然不主動轉腰,但需要繃緊腰腹、胸背肌肉(肌肉不能松,要使整個脊椎形成一個剛性體),盡量減少這個角度差,才能轉胯帶動軀幹擊球,否則很難實現轉胯擊球。雖然這樣轉胯能夠擊球,但乒乓球實踐中,這種擊球方式應用機會不多。
1)由於需要腰帶臂擊球,腰胸椎不轉動就缺乏了調節的靈活性。而且胯離臂比較遠,很難控制細膩的調節,身體也會非常不協調。
2)由於沒有腰胸的轉動配合,就需要加大轉胯幅度,同樣也會加重髖關節的負擔,導致不必要的髖關節傷病的發生。
3)同樣缺乏胸腰的配合,也就形不成整個身體軀幹的合力,擊球的力量也會打折扣。
4)只轉胯是一種穩定有餘而靈活不足的轉體方式,比較適合一次性的絕對力量方式的運動(比如某些轉體投擲項目)。乒乓球運動需要連續性和細膩的調節,這種方式擊球上半身就比較僵硬(像塊石膏片),缺乏靈活的調節能力。
5)當使用某些借力為主的技術,又不需要太多調節時,才會採用這種方式擊球。
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圖27近台正手借力攻示範
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圖28樊振東正手借力擋
3、腰胯同轉擊球
1)腰胯同轉擊球,既兼顧了轉胯的穩定性和轉腰的靈活性,同時也分別減少了腰和胯的轉動幅度,也避免了過多單獨轉腰或單獨轉胯導致的運動傷害,是比較合理的協調的擊球方式。
2)腰胯同轉,其實質就是腰胯都主動參與了轉動整個軀幹,減少了被動跟隨部位導致的不協調的現象發生。
3)軀幹的整體轉動幅度(以肩部轉動的幅度為參照),一般主要為轉腰(胸)和轉胯幅度的總和。
4)腰胯同轉,各自轉動的幅度是有所不同的。這就要根據擊球的需要進行調整,有時轉腰多一點,有時轉胯多一點。
5)腰胯同轉主要指的是腰胯都需要主動轉動,腰胯同轉就不存在誰帶誰的問題,也沒有被動的跟隨現象。個人體會,由意念控制用
轉腰引領啟動是比較順暢的。
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圖29樊振東腰胯同轉拉球訓練
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圖30樊振東腰胯同轉拉球戰例
4、發力的兩種方式
1)一種是動作幅度比較小的時候,腰(腹)胯、腿、手擊球瞬間,同時收緊制動發力。具體的解釋就是觸球瞬間,腰腹肌肉繃緊,腿胯撐住,握緊球拍。
2)一種是動作幅度較大的時候,利用轉動軀幹的慣性(像個飛轉的輪子)發力,類似鞭打發力(甩動式)。
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