CC BY
20
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 25.08.2018
УДК 796.89
ВЗАИМОСВЯЗИ НЕКОТОРЫХ БИОМЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЫВКА
ГИРИ
Григорий Евгеньевич Шульгин, старший преподаватель,
Александр Николаевич Фураев, кандидат педагогических наук, профессор, Московская государственная академия физической культуры (МГАФК), Малаховка
Аннотация
В статье рассматриваются методические вопросы регистрации и анализа биомеханических характеристик выполняемого упражнения рывок в гиревом спорте. Для этого предложено комплексное устройство, использующее методы электрогониометрии, тензодинамометрии, акселерометрии, а также специально разработанную программу обработки полученных результатов. При помощи данного устройства регистрировались показатели угла сгибания коленного сустава, вертикальной составляющей реакции опоры системы спортсмен-снаряд и ускорения поднимаемой гири. На основании полученных результатов определены взаимосвязи рассматриваемых показателей.
Ключевые слова: гиревой спорт, рывок, биомеханические характеристики, электрогониометрия, тензодинамометрия, акселерометрия.
INTERRELATIONS OF SOME BIOMECHANICAL FACTORS OF KETTLEBELL
SNATCH
Grigori Evgenyevich Shulgin, the senior teacher, Alexander Nikolaevich Furayev, the candidate of pedagogical sciences, professor, Moscow State Academy of Physical Culture, Malakhovka
Annotation
This article presents the methodical questions of registration and analysis of biomechanical characteristics of such exercise as kettlebell snatch. A complex device, using methods of electro-goniometry, ten-zodinamometry, accelerometry, as well as specially developed program of processing the obtained results, was offered for this purpose. The indicators of bending of a knee joint angle, vertical reaction pillar of an athlete-shell system and acceleration of kettlebell lifting were defined with the help of this device. The interrelations of the considered indicators were defined on the basis of the received results.
Keywords: kettlebell sport, snatch, biomechanical characteristics, electro-goniometry, tenzodi-namometry, accelerometry.
ВВЕДЕНИЕ
В современном спорте становится все больше исследований, которые проводятся с использованием современных технических комплексов и информационных систем. Это обусловлено тем, что с каждым днем возрастает потребность в повышенной точности измерений двигательных качеств спортсменов, так как не редко на соревнованиях идет борьба за сотую и даже тысячную долю секунды, за каждый сантиметр. Поэтому использование современных технических решений открывает возможность специалистам в области спорта объективизировать информацию о ходе выполнения как соревновательных, так и тренировочных упражнений спортсменами, в частности могут помочь в изучении биомеханических параметров выполнения двигательных действий, а при необходимости, на основе учета биомеханических показателей, контролировать и корректировать технику выполнения указанных упражнений. Именно вопросы контроля и коррекции техники спортивных упражнений становятся все более актуальными на современном этапе спортивной тренировки. Улучшение техники упражнений, выполняемых спортсменами,
является одним из перспективных путей повышения спортивных результатов, в том числе и в гиревом спорте. Современная система спортивной подготовки вывела современных спортсменов на около предельные, а в некоторых случаях даже предельные границы человеческих возможностей, поэтому улучшить результаты спортивной двигательной деятельности открывается возможным не только за счет физических качеств, а при помощи овладения оптимальной техникой упражнений. Так, например, спортсменам-гиревикам необходимо выполнять соревновательные упражнения до 10 минут, то преодолевать утомление возможно не только за счет силовой выносливости, но и за счет хорошей технической подготовленности [5].
В любой спортивной деятельности необходимо знать правомочность применения тех или иных средств и методов регистрации биомеханических параметров техники выполняемых спортивных упражнений для ее текущего и последующего анализа. Исходя из этих посылок целью нашего исследования являлось выяснение взаимосвязей трех биомеханических параметров рывка гири. В роли данных показателей выступали угол сгибания коленного сустава, вертикальная составляющая реакции опоры и линейное ускорение спортивного снаряда (гири).
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Создать технический комплекс для регистрации необходимых параметров.
2. Оценить необходимые показатели с помощью созданного комплексного устройства.
3. Определить взаимосвязи между зарегистрированными показателями.
МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проводилось на базе двух кафедр МГАФК: а) биомеханики и информационных технологий, б) теории и методики спортивных единоборств и тяжелой атлетики Московской государственной академии физической культуры. Оценивались биомеханические параметры рывка гири у мастера спорта международного класса по гиревому спорту в весе 99,6 кг, который выполнял данное упражнение с гирями весом 16, 24 и 32 кг.
Для регистрации биомеханических показателей упражнения рывок в гиревом спорте в проводимом нами исследовании использовались: тензодина-мометрическая платформа «ВИСТИ», электрогониометр [6], трехплоскостной акселерометр Arduino, видеокамера «Samsung», ноутбук с программным обеспечением National Instruments. Обработка полученных данных производилась с помощью программы Microsoft Excel пакет «Анализ данных» и специально созданной программы в оболочке LabVIEW.
Во время регистрации биомеханических параметров велась видеосъемка на обычную камеру со скоростью 24 кадра в секунду.
Экспериментальными условиями предусматривалось выполнение соревновательного упражнения спортсменом, стоящим на тензодинамометрической платформе (рисунок 1). На коленном суставе правой ноги испытуемого фиксировался гониометр. На гирю был прикреплен акселерометр, соединенный с интерфейсом, работающий с программным обеспечением National Instruments LabVIEW, установленным на ноутбук. Условиями использования аппаратуры было предусмотрено ее индивидуальное тарирование с
целью получения более объективных сигналов и величин их изменения. При этом предусматривалась следующая процедура: испытуемому предлагалось стоять в неподвижном состоянии на тензоплатформе со снарядом в течение 10 секунд, при этом данные записывались в память компьютера. Затем по команде исследователя, спортсмен-гиревик выполнял соревновательное упражнение рывок в течение 1 минуты. Указанный временной отрезок позволял записывать 22-24 цикла выполняемого упражнения. Контрольное упражнение выполнялось спортсменом с гирями вышеуказанных весов.
Для оперативного и понятного представления регистрируемых сигналов понятных тренеру и спортсмену были предусмотрены графическая (в виде «кривых») и цифровая форма отображения информации.
Один из вариантов совместного отображения данных «кривых» (угла сгибания коленного сустава, вертикальной составляющей реакции опоры и ускорения поднимаемого спортивного снаряда) приведен на рисунке 2.
Рисунок 2 - Кривые регистрируемых биомеханических показателей на экране монитора
На графике по оси абсцисс отражалось время выполнения двигательного действия, а по оси ординат - уровень сигнала в вольтах со всех датчиков (тензоплатформы, электрогониометра и акселерометра). Регистрация данных показателей выполнялась с целью выяснения характера изменения биомеханических параметров выполняемого упражнения, при этом оценивались уровни изменений показателей. После регистрации данных показателей осуществлялась оценка взаимосвязей между регистрируемыми показателями для выяснения наиболее информативных. Обработка материалов эксперимента проводилась с помощью написанной нами программы в среде LabVIEW (рисунок 3). Данные о ходе выполнения упражнения отражались не только в режиме реального времени на мониторе, но и были доступны по мере необходимости.
Предложенная нами программа была предназначена для проведения качественного и количественного анализа данных, так как информация в ней представлялась в графическом и цифровом виде. Первая «кривая» предусматривала изменения вертикальной составляющей реакции опоры для конкретизации усилий, оказываемых спортсменом вместе со спортивным снарядом в процессе его поднимания в различные временные отрезки (фазы). Пятая «кривая» определяла динамику угла сгибания коленного сустава, что давало возможность оценить не только положение биокинематических звеньев (бедра и голени), но и позволяло находить возможные взаимосвязи между давлением системы снаряд-спортсмен на опору и величиной этого угла. Вторая, третья и четвертая кривые отражали ускорение спортивного снаряда, а шестая кривая является вектором ускорения, полученный из трех кривых (2, 3 и 4). Запись данного показателя велась с целью нахождения возможных взаимосвязей с другими регистрируемыми нами показателями во время записи соревновательного упражнения «рывок».
составляющая реакции опоры; 2, 3, 4 - ускорения гири по трем осям; 5 - угол сгибания коленного сустава; 6 -
вектор ускорения гири)
Во время анализа «кривых», а также видеозаписей выполнения упражнения нашим испытуемым, удалось отметить то, что техника рывка у исследуемого спортсмена индивидуальна и не подходит под классическое фазовое деление упражнения «рывок», описанное большинством авторов [1, 2, 3, 4, 7]. Это отразилось в том, что у данного спортсмена отсутствует фаза «подседа», которая идет перед фазой «фиксации». При беседе с испытуемым - мастером спорта международного класса по гиревому спорту, он поделился мнением, что «подсед» является для него нецелесообразным и мешает выполнению упражнения. Поэтому для нахождения взаимосвязи между показателями использовались параметры гониометрии, тензодинамометрии и акселерометрии во время следующих фаз: «замах», «подрыв», «фиксация» и «опускание». Взаимосвязь между показателями биомеханических характеристик находилась с помощью коэффициента корреляции по Бравэ-Пир-сону с помощью программы Excel. Из количественных данных зарегистрированных в вольтах нами биомеханических показателей были составлены корреляционные матрицы.
Проведенный корреляционный анализ показал сильную статистическую взаимосвязь между всеми показателями, которые были зарегистрированы в контрольных точках ранее указанных фаз. Показатели коэффициента корреляции представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Значения коэффициентов корреляции между биомеханическими показателями выполняемого упражнения «рывок» гири, при различных весах снаряда_
Вес снаряда Взаимосвязи биомеханических показателей
Вертикальная составляющая реакции опоры - угол сгибания коленного сустава Вертикальная составляющая реакции опоры - вектор ускорения гири Угол сгибания коленного сустава - вектор ускорения гири
16 кг -0,82 0,88 -0,95
24 кг -0,80 0,86 -0,95
32 кг -0,79 0,85 -0,94
Показатели корреляции характеризуются прямой и обратной взаимосвязью. При увеличении веса снаряда коэффициент корреляции имеет тенденцию к снижению. В тоже время выяснена пара биомеханических показателей (угол сгибания коленного сустава и вектор ускорения гири) имеющий очень высокий коэффициент корреляции у мастера спорта международного класса по гиревому спорту (0,95 по абсолютному показателю). Данные исследования могут характеризовать не только техническую подготовленность спортсмена, но и его готовность к соревнованиям. Для сравнения влияния взаимосвязей данных параметров у спортсменов более низкого уровня требуются дополнительные исследования.
В результате проведенного исследования были выяснены уровни взаимосвязи для трех показателей в их различных сочетаниях. Высокими значениями взаимосвязи отличились три пары, независимо от веса спортивного снаряда, как видно из таблицы 1. Это характерно для спортсмена высокой квалификации. У спортсменов более низких квалификаций показатели взаимосвязи могут быть иные. Конкретизация этих взаимосвязей может являться целью другого исследования.
ВЫВОДЫ
1. Предлагаемое нами комплексное устройство позволяет объективно и оперативно регистрировать, и представлять информацию в графическом и цифровом варианте о ходе выполнения соревновательного упражнения рывок в гиревом спорте.
2. Установлена сильная статистическая взаимосвязь между биомеханическими параметрами (углом сгибания коленного сустава, вертикальной составляющей реакции опоры и вектором ускорения гири) для спортсмена уровня мастера спорта международного класса по гиревому спорту в соревновательном упражнении «рывок». При этом коэффициент корреляции по абсолютным значениям колебался в диапазоне от 0,79 до 0,95.
ЛИТЕРАТУРА
1. Добровольский, С.С. Техника гиревого двоеборья и методика ее совершенствования : учеб. пособие для студентов, тренеров и преподавателей физ. воспитания / С.С. Добровольский, В.Ф. Тихонов ; Дальневосточная государственная академия физической культуры. - Хабаровск : [б.и.], 2005. - 107 с.
2. Зухов, А.С. Особенности проявления силы реакции опоры при выполнении рывка гири высококвалифицированными и начинающими спортсменами / А.С. Зухов, С.П. Стрельников // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. - 2017. - № 4 (146). - С. 68-71.
3. Зухов, А.С. Особенности проявления силы реакции опоры при выполнении толчка в гиревом спорте / А.С. Зухов, С.П. Стрельников // Международный научно-исследовательский журнал. - 2017. - № 5-2 (59). - С. 25-28.
4. Симень, В.П. Гиревой спорт и методика его преподавания : учебное пособие / В.П. Си-мень ; Чуваш. гос. пед. университет им. И.Я. Яковлева. - Чебоксары : [б.и.], 2002. - 92 с.
5. Симень, В.П. Современные тенденции совершенствования техники гиревого спорта /
B.П. Симень, Г. Л. Драндров // Теория и практика физической культуры. - 2014. - № 4. - С. 36-42.
6. Фураев, А. Н. Воспроизведение угла в коленном суставе, как оценка способности к регулированию кинематическими характеристиками двигательной деятельности / А.Н. Фураев, Г.Е. Шульгин // Вестник Тамбовского университета. Серия : Гуманитарные науки. - 2013. - № 8 (124). -
C. 144-148.
7. Шульгин, Г.Е. Сравнительный анализ биомеханических характеристик техники выполнения рывка в гиревом спорте у квалифицированных и начинающих спортсменов / Г.Е. Шульгин // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. - 2015. - № 1 (123). - С. 207-211.
REFERENCES
1. Dobrovolsky, S.S. and Tikhonov, V.F. (2005), The technique of a kettlebell double-event and its improvement methodology: training manual for students, coaches and PE teachers, Far Eastern State Academy of physical culture, Khabarovsk.
2. Zukhov, A.S. and Strelnikov, S.P. (2017), "Peculiarities of forces manifestation of a support reaction while performing a kettlebell snatch by highly skilled athletes and beginners", Uchenye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta, Vol. 146, No. 4, pp. 68-71.
3. Zukhov, A.S. and Strelnikov, S.P. (2017), "Peculiarities of forces manifestation of a support reaction while performing a kettlebell snatch in kettlebell sport", International research journal, No. 5-2 (59), pp. 25-28.
4. Simen, V.P. (2002), Kettlebell sport and its teaching technique: training manual, Chuvash state ped. university of I.Ya. Yakovlev, Cheboksary.
5. Simen, V.P. and Drandrov, G.L. (2014), "The current trends of kettlebell sport improvement technique", Theory and practice ofphysical culture, No. 4, pp. 36-42.
6. Furayev, A.N. and Shulgin, G.E. (2013), "A knee joint angle procreation as the assessment of the ability of regulation with motion characteristics of motive activity", Messenger of Tambov University.
Series: Humanities, No. 8 (124), pp. 144-148.
7. Shulgin, G.E. (2015), "The comparative analysis of biomechanical characteristics of snatch performance technology in kettlebell sport among the qualified athletes and beginners", Uchenye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta, Vol. 123, No. 1, pp. 207-211.
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 30.08.2018
