研究目的投壶是冰壶运动最基本的技术之一,是决定冰壶比赛胜负的关键因素,扎实稳固的投壶动作是技战术表现的良好基础,而在此方面我国冰壶运动员存在诸多问题。国内外对冰壶运动员投壶动作的训练和研究较为重视,据相关研究表明,不同投壶类型下冰壶运动员出手速度大致相同,冰壶运动员出手肩角度、肘角度、膝角度存在波动性。但国内研究并未讨论投壶出手角度的影响因素,相同投壶类型下冰壶运动员关节的角度及角速度、加速度是否受运动员水平的影响值得进一步商榷。本研究利用惯性传感系统,采集不同水平冰壶运动员相关数据,通过对测试结果的分析研究,结合视频录像对高水平运动员和普通水平运动员进行动作技术分析,探究不同水平运动员之间投壶阶段的内在特征及其对投壶动作的影响关系,为冰壶运动员和教练员提供针对性的训练对策和改进建议。研究方法本研究以冰壶高水平运动员和普通水平运动员为研究对象,从北京市顺时针冰壶俱乐部招募8名高水平运动员,从北京体育大学冰雪运动专业、首都体育学院休闲体育专业招募8名普通水平运动员,16名受试者均为男性,排除性别因素对动作特征造成的影响差异。实验采用无线传感器节点(量程8g,精度12mg,采样频率最高100KHz)采集运动员关节加速度及角速度数据,使用Basler PIA640-210gc常速摄像机(分辨率1024×768像素,拍摄频率50帧/秒)对运动员投壶动作进行录像拍摄,并通过“Agon Data数据与视频同步采集分析系统”对运动员关节角度进行解析。实验时,将无线传感器节点固定至受试者两侧肩关节、肘关节、腕关节、髋关节、膝关节、踝关节共12处关节部位,受试者从起踏板出发,统一右脚为踏板脚,左脚为滑行脚,右手持壶,左手持刷,以营垒圆心为目标点,采用高位姿势滑行至前卫线处顺时针出手将壶投出,投壶落位至对面营垒圆圈内即完成一次测试,采集相关的运动数学数据,然后利用“Agon Date”数据处理软件以及Excel 2019、SPSS 22.0统计学软件对数据进行独立样本T检验,找出各投壶阶段关节运动与运动员水平层次的显著性关系。研究结果(1)准备投壶阶段,不同水平冰壶运动员左侧髋关节、左侧膝关节、左侧踝关节和右侧肘关节运动存在显著性差异。两组运动员持壶肩前伸角度为70°~80°,持壶腕角度为150°~170°,踏板膝角度为40°~50°,踏板踝角度为75°~85°,持刷肩外展角度为115°~130°,持刷腕角度150°~170°。(2)开始投壶阶段,不同水平冰壶运动员右侧肘关节、腕关节、踝关节和左侧肘关节、髋关节、膝关节、踝关节运动存在显著性差异。两组运动员持壶肩前伸角度为90°~110°,持壶腕角度为160°~170°,踏板膝角度为110°~125°,踏板踝角度为100°~125°,持刷肩外展角度为115°~130°,持刷腕角度160°~170°。(3)滑行阶段,不同水平冰壶运动员两侧肩关节、髋关节、膝关节、踝关节运动存在显著性差异。两组运动员持壶肘角度为150°~165°,持壶腕角度为130°~145°,持刷肩外展角度为140°~155°,持刷腕角度为165°~175°。(4)出手阶段,不同水平冰壶运动员右侧肩关节、肘关节、腕关节存在显著性差异。研究结论(1)膝关节角速度特征可以作为冰壶运动员投壶动作阶段划分的依据和手段。(2)相同投壶动作下,高水平运动员比普通水平运动员关节角度、关节加速度和关节角速度的整体变化幅度小,投壶技术更稳定。(3)准备投壶阶段,不同水平运动员左侧髋关节、膝关节、踝关节和右侧肘关节差异显著,高水平运动员投壶准备动作的平衡性和稳定性较好。(4)开始投壶阶段,普通水平运动员在前推、后摆及蹬板动作的连贯性及蓄势发力方面能力欠缺,与高水平运动员相比肘关节、膝关节、踝关节运动差异明显。(5)滑行阶段,高水平运动员在身体重心控制能力方面以及肩关节、髋关节、膝关节和踝关节在滑行动作中的灵活性、稳定性优于普通水平运动员。(6)出手阶段,高水平运动员出手时手腕角度和肘关节角速度大于普通水平运动员。(7)不同水平运动员投壶技术的阶段任务特征为:准备投壶阶段——控制身体重心,保持平衡与稳定;开始投壶阶段——保持动作连贯性和蓄势发力;滑行阶段——控制重心,发挥关节灵活性与稳定性;出手阶段——适当加大出手角度和速度。