CC BY
14МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНИКИ ПЕДАЛИРОВАНИЯ ВЕЛОГОНЩИКОВ НА ОСНОВЕ ВИЗУАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ЗА СООТВЕТСТВИЕМ РИТМА УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В ЗВЕНЬЯХ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ЦЕПИ
УДК/UDC 796.012
Поступила в редакцию 19.04.2022 г.
Информация для связи с автором: zabolotniy-tol1@yandex.ru
Доктор педагогических наук, доктор биологических наук, профессор К.Д. Чермит1
Кандидат педагогических наук, доцент А.Г. Заболотний1 Кандидат педагогических наук, доцент И.В. Тихонова2 Аспирант Аль Махди Шавкат Эззат Абдуллах1
1Адыгейский государственный университет, Майкоп
2Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма,Краснодар
SiMULATiON OF THE TEOHNiQUE OF PEDALiNG OF CYCLiSTS ON THE BASiS OF ViSUAL CONTROL OF THE CORRESPONDENCE OF THE RHYTHM OF ANGULAR MOVEMENTS iN THE LiNKS OF A KiNEMATiC CHAiN
Dr. Hab., Dr. Biol., Professor K.D. Chermit1 PhD, Associate Professor A.G. Zabolotny1 PhD, Associate Professor I.V. Tikhonov2 Postgraduate student Al Mahdi Shawkat Ezzat Abdullah1
1 Adyghe State University, Maikop
2 Kuban State University of Education, Sport and Tourism, Krasnodar
Аннотация
Цель исследования - обосновать возможности коррекции движений звеньев кинематической цепи двигательного аппарата велогонщиков при выполнении техники кругового педалирования на основе визуального контроля за соответствием реализуемого движения идеальной модели графика мощности.
Методика и организация исследования. Работа проводилась в лаборатории эргономической биомеханики Адыгейского государственного университета, приняли участие 19 велосипедистов первого разряда и КМС. Спортсменам было предложено продемонстрировать технику кругового педалирования на велоэргометре WATTBIKE, который позволяет в режиме реального времени воспроизводить визуализацию графика мощности. При этом спортсмен на основе результатов визуального контроля графика мощности может вносить корректировки в технику выполняемого действия и контролировать ее качество.
Результаты исследования и выводы. Стабильность проявления ритма угловых перемещений в коленном и тазобедренном суставах проявляется при всех способах педалирования и характерно всем испытуемым. При педалировании в соответствии с визуальным сопоставлением собственных движений с моделью графика мощности происходит учащение ритма угловых перемещений в коленном и тазобедренном суставах за счет снижения временных затрат на реализацию одного цикла вращения педали, а также снижение величины угловых перемещений в коленном и тазобедренном суставах, обеспечивается коррекция ритмической структуры реализации угловых перемещений в голеностопном суставе и у лучших спортсменов -коррекция пространственной структуры ритма.
Ключевые слова: техника педалирования велогонщиков, угловые перемещения в коленном, голеностопном и тазобедренном суставах, время угловых перемещений, кинематические цепи, ритмический цикл.
Abstract
Objective of the study was to substantiate the possibility of correcting the movements of the links of the kinematic chain of the motor apparatus of cyclists when performing the technique of circular pedaling based on visual control over the compliance of the realized movement with the ideal model of the power graph. Methods and structure of the study. The work was carried out in the laboratory of ergonomic biomechanics of the Adyghe State University, 19 cyclists of the first category and CMS took part. Athletes were asked to demonstrate the technique of circular pedaling on the WATTBIKE bicycle ergometer, which allows real-time visualization of the power graph. At the same time, based on the results of visual control of the power graph, the athlete can make corrections to the technique of the performed action and control its quality.
Results and conclusions. The stability of the manifestation of the rhythm of angular movements in the knee and hip joints is manifested in all methods of pedaling and is typical for all subjects. When pedaling in accordance with the visual comparison of one's own movements with the power graph model, the rhythm of angular movements in the knee and hip joints increases due to a decrease in the time spent on the implementation of one cycle of pedal rotation, as well as a decrease in the magnitude of angular movements in the knee and hip joints, correction of rhythmic structures of implementation of angular movements in the ankle joint and in the best athletes - correction of the spatial structure of the rhythm.
Keywords: pedaling technique of cyclists, angular movements in the knee, ankle and hip joints, time of angular movements, kinematic chains, rhythmic cycle.
Введение. Техника педалирования представляет собой циклический порядок угловых перемещений в кинематиче-
ских цепях двигательного аппарата велосипедиста, обеспечивающих вращение шатуна педали. В основе цикла лежит
□ и
£ г. CL
ч—
О 0J и
CL ' -о с
га
^
О (U .с I—
ритмическая последовательность действий, обеспечивающих реализацию одного оборота шатуна педали. Содержание одиночного цикла действий можно условно разделить на четыре фазы:
1) проталкивания педали;
2) жима педали;
3) подведения педали;
4) подтягивания педали.
Однако все эти фазы не всегда используются велогонщиками для воздействия на педаль. Так, в исследовании (Martin Hillebrecht, Ansgar Schwirtz, Björn Stapelfeldt, Wolfgang Stockhausen, Martin Bührle, 1998) показано, что даже высококвалифицированные гонщики не воздействуют на педаль после прохождения шатуна угла 200 градусов по направлению движения, величина силы воздействия на педаль снижается до минимальной или имеет вовсе отрицательные значения, что говорит о том, что гонщик использует данную фазу в качестве паузы для подготовки к реализации будущего усилия [3]. В этой связи возникает дилемма при определении содержания тренировки на различных этапах спортивного совершенствования: следует развивать способности проявлять усилия во всех фазах ритмического цикла педалирования или требуется развивать качество реализации в тех фазах, где отмечаются более выгодные биомеханические условия для реализации потенциала кинематической цепи спортсмена.
Цель исследования - обосновать возможности коррекции движений звеньев кинематической цепи двигательного аппарата велогонщиков при выполнении техники кругового педалирования на основе визуального контроля за соответствием реализуемого движения идеальной модели графика мощности.
Методика и организация исследования. Работа проводилась в лаборатории эргономической биомеханики Адыгейского государственного университета, приняли участие 19 велосипедистов первого разряда и КМС. Спортсменам было предложено продемонстрировать технику кругового педалирования на велоэргометре WATTBIKE, который позволяет в режиме реального времени воспроизводить визуализацию графика мощности. При этом спортсмен на основе результатов визуального контроля графика мощности может вносить корректировки в технику выполняемого действия и контролировать ее качество.
Оценка качества педалирования производится по форме полярного графика мощности, которая отражает воздействие кинематической системы двигательного аппарата спортсмена на педаль в одном цикле педалирования (перемещения шатуна педали на 360 градусов). В соответствии с методикой регистрации графика мощности на велотрена-жере WATTBIKE его форма, приближенная к восьмерке, характеризует дискретный способ педалирования, а форма графика мощности, приближенная к окружности, характеризует непрерывный способ реализации анализируемого двигательного действия [2]. В процессе эксперимента испыту-
емым предлагалось продемонстрировать технику кругового педалирования в произвольной форме и технику выполнения этого же действия при визуализации графика мощности. Предполагалось, что биомеханические и качественные результаты реализации техники будут иметь существенные различия.
Испытуемый выполнял две попытки. В первой ставилась задача продемонстрировать технику произвольного кругового превалирования, а во второй - технику кругового педалирования, соответствующего графику мощности. Все попытки снимались на две видеокамеры, а полученный видеоряд обрабатывался на основе программного обеспечения «Орто 3 D» фирмы «Биософт», создавалась трехмерная модель техники педалирования [1].
Результаты исследования и их обсуждение. Изучение графических траекторий угловых перемещений в тазобедренном и коленном суставах в процессе перехода с произвольного педалирования на реализацию движения в соответствии с графиком мощности позволило установить, что проявление ритма при сгибании и разгибании в тазобедренном и в коленном суставах характерно всем испытуемым при всех способах педалирования. То есть динамика угловых перемещений в коленном и тазобедренном суставах характеризуется повторением через равные интервалы времени одних и тех же кинематических параметров движения (рис. 1).
Сопоставление графических траекторий изменения угловых перемещений у 87 % испытуемых позволяет установить, что при переходе с произвольного педалирования на педалирование по графику мощности происходит учащение ритма угловых перемещений. Основной единицей ритма угловых перемещений в суставах является ритмический цикл, включающий одно сгибание и одно разгибание. За одно и то же время (рис. 1) при произвольном педалировании спортсмен выполняет семь ритмических циклов, а при педалировании по графику мощности - уже девять. Кроме того, учащение ритма угловых перемещений наблюдалось при переходе с произвольного педалирования на построение движения по графику мощности (см. рис. 1, 2), также произошло уменьшение амплитуды угловых перемещений.
Таким образом, установлено, что при переходе с произвольного педалирования на педалирование по графику мощности происходит сохранение ритмической структуры угловых перемещений, учащение ритма угловых перемещений, снижение амплитуды угловых перемещений.
Изучение параметров угловых перемещений в тазобедренном суставе в процессе перехода с произвольного кругового педалирования на детализацию движения при визуализации модели графика мощности позволяет установить уменьшение угла сгибания в тазобедренном суставе, уменьшение углового перемещение в тазобедренном суставе, сокращение времени, необходимого для реализации одного цикла педалирования (табл. 1).
Изучение изменений пространственно-временного порядка угловых перемещений в коленном суставе в процессе
1 24 47 70 93 116 139 162 185 208 231 254 277 300 323 346 369 392 415 -Произвольное педалирование -Педалирование по графику мощности
Рис. 1. Динамика угловых перемещений в коленном суставе в процессе произвольного педалирования и выполнения двигательного действия по графику мощности
245 240
1 24 47 70 93 116 139 162 185 208 231 254 277 300 323 346 369 392 415
-Произвольное педалирование -Педалирование по графику мощности
Рис. 2. Динамика угловых перемещений в голеностопном суставе в процессе произвольного педалирования и педалирования в соответствии с графиком мощности
10
http://www.teoriya.ru
№8^ 2022 Август | August
300
265
280
260
255
260
250
240
220
Таблица 1. Параметры угловых перемещений в тазобедренном суставе в процессе реализации произвольного кругового педалирования и педалирования по графику мощности
Способы педалирования Угол сгибания в тазобедренном суставе,градусы Угол разгибания в тазобедренном суставе, градусы Угловое перемещение в тазобедренном суставе, градусы Время реализации одного цикла, с
Произвольное круговое педалирование 107,5±4 146,2±3,7 38,7±2,9 0,31±0,03
Педалирование по графику мощности 109,9±4 144,4±2,7 34,5±3 0,28±0,03
Достоверность различий, р <0,05 >0,05 <0,01 <0,01
Таблица 2. Параметры изменения угловых перемещений в коленном суставе в процессе реализации произвольного кругового педалирования и педалирования по графику мощности.
Способы педалирования Угол сгибания в коленном суставе, градусы Угол разгибания в коленном суставе, градусы Угловое перемещение в коленном суставе, градусы Время реализации одного цикла, с
Произвольное круговое педалирование 71,4 ±4,3 132±5,5 60,6±5,9 0,3±0,03
Педалирование по графику мощности 73,4±4 128±2,7 54,1±5,2 0,28±0,03
Достоверность различий, р >0,05 <0,01 <0,01 <0,01
перехода с произвольного кругового педалирования на педалирование по графику мощности позволяет установить уменьшение разгибания в коленном суставе, уменьшение углового перемещения в коленном суставе и сокращение времени, необходимого для реализации одного цикла движения (табл. 2).
Динамика ритма угловых перемещений (рис. 2) при выполнении сгибания и разгибания в голеностопном суставе происходит по-другому. Наблюдается нестабильность параметров угловых перемещений, что проявляется в нестабильности величины угловых перемещений в циклах и временных границ между циклами.
При переходе на педалирование по графику мощности количество испытуемых, которым свойственном проявление ритма, увеличивается до 20 %. Таким образом, воспроизведение ритмических циклов сгибания и разгибания в голеностопном суставе для данной квалификационной группы спортсменов недоступно. Причем появление визуальной возможности сопоставления собственных параметров движения с идеальным графиком приводит к нарастанию ритмичности.
То есть недостаточное проявление ритма при реализации движения в голеностопном суставе является следствием недостаточного внимания к формированию техники исполнения данной детали целостного движения и, вероятнее всего, возрастанием ее значимости лишь после того, как спортсмен научается оптимальным образом использовать более крупные группы мышц. Представляет интерес тот факт, что переход на педалирование по графику мощности незначительно влияет на типичное проявление ритма сгибания и разгибания в голеностопном суставе. Количество повторений одних и тех же параметров угловых перемещений через равные интервалы времени увеличилось всего на 20 %%.
Возможно, что проявление ритма сгибания и разгибания в голеностопном суставе, как элемент техники педалирования, является наиболее сложным в плане реализации сенсорных коррекций на основе визуализации графика мощности, так как при сгибании и разгибании в коленном и тазобедренном суставах ритм угловых перемещений при зрительном сопоставлении с графиком мощности повышается.
Вместе с тем, у ведущих спортсменов, определенных по мнению тренера и на основе спортивных результатов, выявлено более отчетливое проявление ритма. Проявление ритма сгибания и разгибания в голеностопном суставе, которое обнаружилось у 20 % испытуемых, которые по мнению тренеров являются ведущими спортсменами, определяет необходимость включения в состав тренировочных средств таких упражнений, которые обеспечивают представление о техни-
ке работы голеностопного сустава и формируют его как важный элемент техники целостного педалирования.
Выводы. Стабильность проявления ритма угловых перемещений в коленном и тазобедренном суставах проявляется при всех способах педалирования и характерно всем испытуемым. При переходе с произвольного педалирования на педалирование по графику мощности происходит учащение ритма угловых перемещений в коленном и тазобедренном суставах. Количество ритмических циклов угловых перемещений, выполняемых спортсменами при произвольном педалировании (семь циклов), стабильно возрастает (до восьми) при появлении возможности визуального сопоставленного контроля результатов своей деятельности с моделью графика мощности за счет снижения временных затрат на реализацию одного цикла вращения педали (с 0,31±0,03 с до 0,28±0,03 с).
При переходе с произвольного педалирования на педалирование по графику мощности происходит снижение величины угловых перемещений в коленном и тазобедренном суставах, что характеризуется уменьшением амплитуды сгибания и разгибания в тазобедренном суставе, уменьшением угла сгибания в тазобедренном суставе, уменьшением амплитуды сгибания и разгибания в коленном суставе, уменьшением угла разгибания в коленном суставе.
Проявления ритма углового перемещения в голеностопном суставе в процессе произвольного педалирования не обнаруживается. При переходе на педалирование в соответствии с графиком мощности проявление ритма в голеностопном суставе обнаруживается у 20 % испытуемых.
Коррекция ритмической структуры реализации угловых перемещений в голеностопном суставе включает действия по коррекции временной и пространственной структуры ритма. С коррекцией временной структуры справляются все испытуемые, а с коррекцией пространственной структуры ритма - всего 20 %.
Используемая литература
Изменение кинематических характеристик при выполнении приседаний со штангой в пауэрлифтинге. Чермит К.Д., Заболотний А.Г. Теория и практика физической культуры. - 2013. - № 8. -С. 73-77.
https://international.wattbike.com/.
1.
2.
References
Chermit K.D., Zabolotny A.G. Izmeneniye kinematicheskikh kharak-teristik pri vypolnenii prisedaniy so shtangoy v pauerliftinge [Changes in kinematic characteristics when performing squats with a barbell in powerlifting]. Teoriya i praktika fizicheskoy kultury. 2013. No. 8. pp. 73-77.
https://international.wattbike.com/.
Martin Hillebrecht / Ansgar Schwirtz / Björn Stapelfeldt / Wolfgang Stockhausen / Martin Bührle. Trittechnik im radsport: der „runde tritt" - mythos oder realität?
