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摘 要： 本研究目的在于提供一种短跑项目摆臂力量训练器，该训练器不仅能使短跑运动员的摆臂专项力量训练更接近、符合专项技术动作要求，而且操作简便、价格低廉、易于普及。通过使用文献资料法和访谈法，在机械专业人士的协助下设计和生产了一款短跑项目摆臂力量训练器。该训练器可以为短跑运动员的摆臂力量训练提供新的训练手段，使短跑运动员的摆臂力量训练更接近和符合专项比赛动作的要求，通过各种调节方式满足不同身高、肩宽和上臂长的短跑运动员的练习需要，而且负荷大小可调，满足短跑运动员练习需要的负荷强度。
关键词： 摆臂力量 专项力量 训练器
1.研究目的
摆臂在短跑技术中越来越受到体育专业人士的关注，查阅大量文献可以发现，2000年以后国内学者对短跑摆臂的关注程度越来越高。众多相关文章指出，摆臂对提高短跑成绩具有重要作用。概括起来，摆臂具有以下几个作用：①增强后蹬力量；②增大步幅，提高步频；③维持跑动中的身体平衡；④从心理角度讲，有利于下肢肌肉的放松，提高动作速度。
目前，我国短跑项目摆臂专项力量训练，普遍采用的训练手段有橡皮带或弹簧拉力器练习、杠铃练习、哑铃练习、双手推实心球练习、克服自身重量练习及手持轻器械的摆臂练习。这些练习手段被广泛采用，不足之处是它与短跑专项技术特点不一致。用于专项力量训练的方法还有等动力量练习法。此练习法是借助等动力量训练器进行的等动力量练习，可以使肌肉在关节整个运动范围得到最大锻炼，而且训练效果比等长训练、等张训练更明显。但等动力量训练需要搭配价格昂贵的辅助仪器，而且操作比较复杂，需要在专业人员指导下使用。从训练效果看，练习时的动作速度完全控制，限制肌肉爆发力的发展。
研究证明，专项力量练习在接近、符合或超过专项比赛动作要求时才会取得理想的训练效果。或者说专项力量的训练效果主要取决于在多大程度上能适应专项运动的要求（动作幅度、动作速度、用力特性、肌肉工作方式及对供能系统和心理适应性的要求）[4]。
从运动生理学角度分析，力量训练主要应从三个方面满足或尽可能接近“专项”：（1）只有参与专项运动的肌肉在力量训练时被调动起来（墓集），肌肉才有可能得到训练；（2）只有肌肉的工作方式（离心或向心工作）和冲动频率（收缩速度）与专项技术一致，才能使肌肉力量朝着专项技术方向发展；（3）只有肌肉或肌群之间的配合与专项技术特点一致，才能将机体各环节的肌力整合，形成正确的“用力顺序”。训练中，只有注意这三方面的问题，才能形成良好的专项力量素质[3]。
为了解决短跑运动员现有摆臂专项力量训练手段与专项技术特点不一致的问题，本研究的目的在于提供一种短跑项目摆臂力量训练器，该训练器不仅能使短跑运动员的摆臂专项力量训练更接近、符合专项技术动作要求，而且操作简便、价格低廉、易于普及。
2.研究方法
2.1文献资料法
通过查阅CNKI中国学术期刊和相关书籍，了解短跑的起源和技术演变过程、摆臂的技术动作和作用、我国现代普遍采用的短跑摆臂力量训练手段及中国青年人体基本参数。
2.2访谈法
咨询有关机械制造、力学、运动生物力学、短跑教学和训练的专业人士，了解相关知识。
3.结果与分析讨论
3.1短跑的摆臂技术动作分析
对短跑的摆臂技术动作进行分析，为本研究短跑项目摆臂力量训练器提供设计依据。
从整个摆臂技术动作中可以了解到：（1）在摆臂过程中，上臂以肩关节为转动轴，做前后摆动；（2）肩轴以躯干的垂直轴为转动轴，做来回扭动，则肩关节的空间位置并不是固定的。
3.2不同身高的男女短跑运动员的肩宽、上臂长和肩高的确定
肩宽、上臂长和肩高的确定，为本研究短跑项目摆臂力量训练器的肩宽调节范围、轮轴高度调节范围和摆杆长度调节范围提供数据参考。
依据中国青年男女环节基本参数，计算出身高为157cm的男女短跑运动员和190cm的男短跑运动员（优秀男女短跑选手的身高分别在1.57～1.90米和1.57～1.78米[8]的肩宽、上臂长和肩高。
3.3短跑项目摆臂力量训练器的研制
3.3.1短跑项目摆臂力量训练器的技术方案
本研制的短跑项目摆臂力量训练器，包括底座、一对支架和一对负荷阻力传动机构，所说一对支架对称固定在底座的左右两侧，一对负荷阻力传动机构对称安装在两个支架的上端，该机构中包括阻力轮、摩擦带、轮轴、摆杆和传动杆，轮轴装于支架上，轮轴外端与阻力轮固定，里端与摆杆上端固定，摩擦带套在阻力轮上，并设有张紧调节装置，摆杆下端与传动杆外端连接，传动杆里端连接有一对臂动同步挡杆。
上述短跑项目摆臂力量训练器，所说负荷阻力传动机构设有负荷指示装置，该装置包括刻度盘、指针和指针轴，指针轴装于支架上，其一端与指针固定，另一端与摩擦带固定，刻度盘固定于支架上。
上述短跑项目摆臂力量训练器，所说摆杆下部设有与传动杆连接用插销的多个调节销孔，传动杆由插接套和插接杆插接构成。
上述短跑项目摆臂力量训练器，所说一对臂动同步挡杆是一对凹弧面滚轮，滚轮装于一轮距可调的连接架上，连接架与传动杆的插接杆固定，滚轮外表包裹有柔性防护垫。
上述短跑项目摆臂力量训练器，所说底座上设有踏板，支架由上半架与下半架插接构成，上半架上设有多个供高度调节插销插接的销孔，下半架上设有一至两个插销孔。
3.3.2短跑项目摆臂力量训练器的工作原理
调节适当的训练器高度，练习者站在训练器的脚踏板上，两脚前后站立，两膝微屈，身体微前倾，肩高与轮轴齐，上臂伸入两个臂动同步挡杆间，同伴帮其调节传动杆与摆杆的连接高度。练习者用力前后摆臂，带动阻力轮往复转动。阻力轮的转动与摩擦带产生摩擦，产生的摩擦力即运动阻力。通过摩擦带张紧调节装置可以调节摩擦带的松紧度，从而调节运动阻力的大小。运动阻力的大小可以通过负荷指示装置指示。使用本训练器进行日常训练，可以使练习者的肩带力量训练更接近和符合专项比赛动作的要求，使短跑运动员在符合前后摆臂技术动作的条件下进行力量训练。另外，本训练器结构简单，制作成本低。 3.3.3短跑项目摆臂力量训练器的具体指标参数
本研究的短跑项目摆臂力量训练器的具体指标参数如下：
a.轮轴高度调节范围：1290mm～1570mm，间隔40mm一档；
b.肩宽调节范围：350mm～600mm；
c.摆杆长度调节范围：170mm～250mm，间隔20mm一档；
d.最大负荷阻力矩期望值大于66.5N.M；
e.训练器具有安全性，即训练器的各部件不存在安全隐患；
f.在接近或符合摆臂技术动作下进行摆臂；
g.额定负荷下运动员训练时，负荷阻力的稳定性良好。
4.研究结论
4.1本文研究的短跑项目摆臂力量训练器，可以为短跑运动员的摆臂力量训练提供一种新的训练手段，满足教练员、运动员训练上肢摆臂力量的要求；
4.2本文研究的短跑项目摆臂力量训练器，可以使短跑运动员的摆臂力量训练更接近和符合专项比赛动作要求；
4.3本文研究的短跑项目摆臂力量训练器，可以通过各种调节方式满足不同身高、肩宽和上臂长的短跑运动员进行练习；
4.4本文研究的短跑项目摆臂力量训练器，负荷大小可调，满足短跑运动员练习时需要的负荷强度。
参考文献：
[1]刘建国.田径[M].北京：高等教育出版社，2006：190-203.
[2]张英波.现代田径运动训练方法[M].北京：北京体育大学出版社，2005：13-27.
[3]陈小平.力量训练的发展动向与趋势[J].体育科学，2004，24（9）：36-40.
[4]王川.短跑运动员专项力量练习的设计与选择[J].中国体育科技，1999，35（10）：7-8.
[5]王保成，等.对我国短跑运动专项力量训练的思考与建议[J].首都体育学院学报，2005，17（4）：39-41.
[6]翼鹏，等.对格林摆臂方式的力学分析[J].河北体育学院学报，2004，18（1）：67-68.
[7]王卫星，蔡有志.体能——力量训练指南[M].北京：北京体育大学出版社，2006：13-18，41-57.
[8][澳]约翰.A.霍利等.跑步[M].北京：人民体育出版社，2002：2-4.
[9]罗跃兵，等.现代短跑运动的专项力量训练[J].武汉体育学院学报.2004，38（4）：77-79.
关键词： 摆臂力量 专项力量 训练器
1.研究目的
摆臂在短跑技术中越来越受到体育专业人士的关注，查阅大量文献可以发现，2000年以后国内学者对短跑摆臂的关注程度越来越高。众多相关文章指出，摆臂对提高短跑成绩具有重要作用。概括起来，摆臂具有以下几个作用：①增强后蹬力量；②增大步幅，提高步频；③维持跑动中的身体平衡；④从心理角度讲，有利于下肢肌肉的放松，提高动作速度。
目前，我国短跑项目摆臂专项力量训练，普遍采用的训练手段有橡皮带或弹簧拉力器练习、杠铃练习、哑铃练习、双手推实心球练习、克服自身重量练习及手持轻器械的摆臂练习。这些练习手段被广泛采用，不足之处是它与短跑专项技术特点不一致。用于专项力量训练的方法还有等动力量练习法。此练习法是借助等动力量训练器进行的等动力量练习，可以使肌肉在关节整个运动范围得到最大锻炼，而且训练效果比等长训练、等张训练更明显。但等动力量训练需要搭配价格昂贵的辅助仪器，而且操作比较复杂，需要在专业人员指导下使用。从训练效果看，练习时的动作速度完全控制，限制肌肉爆发力的发展。
研究证明，专项力量练习在接近、符合或超过专项比赛动作要求时才会取得理想的训练效果。或者说专项力量的训练效果主要取决于在多大程度上能适应专项运动的要求（动作幅度、动作速度、用力特性、肌肉工作方式及对供能系统和心理适应性的要求）[4]。
从运动生理学角度分析，力量训练主要应从三个方面满足或尽可能接近“专项”：（1）只有参与专项运动的肌肉在力量训练时被调动起来（墓集），肌肉才有可能得到训练；（2）只有肌肉的工作方式（离心或向心工作）和冲动频率（收缩速度）与专项技术一致，才能使肌肉力量朝着专项技术方向发展；（3）只有肌肉或肌群之间的配合与专项技术特点一致，才能将机体各环节的肌力整合，形成正确的“用力顺序”。训练中，只有注意这三方面的问题，才能形成良好的专项力量素质[3]。
为了解决短跑运动员现有摆臂专项力量训练手段与专项技术特点不一致的问题，本研究的目的在于提供一种短跑项目摆臂力量训练器，该训练器不仅能使短跑运动员的摆臂专项力量训练更接近、符合专项技术动作要求，而且操作简便、价格低廉、易于普及。
2.研究方法
2.1文献资料法
通过查阅CNKI中国学术期刊和相关书籍，了解短跑的起源和技术演变过程、摆臂的技术动作和作用、我国现代普遍采用的短跑摆臂力量训练手段及中国青年人体基本参数。
2.2访谈法
咨询有关机械制造、力学、运动生物力学、短跑教学和训练的专业人士，了解相关知识。
3.结果与分析讨论
3.1短跑的摆臂技术动作分析
对短跑的摆臂技术动作进行分析，为本研究短跑项目摆臂力量训练器提供设计依据。
从整个摆臂技术动作中可以了解到：（1）在摆臂过程中，上臂以肩关节为转动轴，做前后摆动；（2）肩轴以躯干的垂直轴为转动轴，做来回扭动，则肩关节的空间位置并不是固定的。
3.2不同身高的男女短跑运动员的肩宽、上臂长和肩高的确定
肩宽、上臂长和肩高的确定，为本研究短跑项目摆臂力量训练器的肩宽调节范围、轮轴高度调节范围和摆杆长度调节范围提供数据参考。
依据中国青年男女环节基本参数，计算出身高为157cm的男女短跑运动员和190cm的男短跑运动员（优秀男女短跑选手的身高分别在1.57～1.90米和1.57～1.78米[8]的肩宽、上臂长和肩高。
3.3短跑项目摆臂力量训练器的研制
3.3.1短跑项目摆臂力量训练器的技术方案
本研制的短跑项目摆臂力量训练器，包括底座、一对支架和一对负荷阻力传动机构，所说一对支架对称固定在底座的左右两侧，一对负荷阻力传动机构对称安装在两个支架的上端，该机构中包括阻力轮、摩擦带、轮轴、摆杆和传动杆，轮轴装于支架上，轮轴外端与阻力轮固定，里端与摆杆上端固定，摩擦带套在阻力轮上，并设有张紧调节装置，摆杆下端与传动杆外端连接，传动杆里端连接有一对臂动同步挡杆。
上述短跑项目摆臂力量训练器，所说负荷阻力传动机构设有负荷指示装置，该装置包括刻度盘、指针和指针轴，指针轴装于支架上，其一端与指针固定，另一端与摩擦带固定，刻度盘固定于支架上。
上述短跑项目摆臂力量训练器，所说摆杆下部设有与传动杆连接用插销的多个调节销孔，传动杆由插接套和插接杆插接构成。
上述短跑项目摆臂力量训练器，所说一对臂动同步挡杆是一对凹弧面滚轮，滚轮装于一轮距可调的连接架上，连接架与传动杆的插接杆固定，滚轮外表包裹有柔性防护垫。
上述短跑项目摆臂力量训练器，所说底座上设有踏板，支架由上半架与下半架插接构成，上半架上设有多个供高度调节插销插接的销孔，下半架上设有一至两个插销孔。
3.3.2短跑项目摆臂力量训练器的工作原理
调节适当的训练器高度，练习者站在训练器的脚踏板上，两脚前后站立，两膝微屈，身体微前倾，肩高与轮轴齐，上臂伸入两个臂动同步挡杆间，同伴帮其调节传动杆与摆杆的连接高度。练习者用力前后摆臂，带动阻力轮往复转动。阻力轮的转动与摩擦带产生摩擦，产生的摩擦力即运动阻力。通过摩擦带张紧调节装置可以调节摩擦带的松紧度，从而调节运动阻力的大小。运动阻力的大小可以通过负荷指示装置指示。使用本训练器进行日常训练，可以使练习者的肩带力量训练更接近和符合专项比赛动作的要求，使短跑运动员在符合前后摆臂技术动作的条件下进行力量训练。另外，本训练器结构简单，制作成本低。 3.3.3短跑项目摆臂力量训练器的具体指标参数
本研究的短跑项目摆臂力量训练器的具体指标参数如下：
a.轮轴高度调节范围：1290mm～1570mm，间隔40mm一档；
b.肩宽调节范围：350mm～600mm；
c.摆杆长度调节范围：170mm～250mm，间隔20mm一档；
d.最大负荷阻力矩期望值大于66.5N.M；
e.训练器具有安全性，即训练器的各部件不存在安全隐患；
f.在接近或符合摆臂技术动作下进行摆臂；
g.额定负荷下运动员训练时，负荷阻力的稳定性良好。
4.研究结论
4.1本文研究的短跑项目摆臂力量训练器，可以为短跑运动员的摆臂力量训练提供一种新的训练手段，满足教练员、运动员训练上肢摆臂力量的要求；
4.2本文研究的短跑项目摆臂力量训练器，可以使短跑运动员的摆臂力量训练更接近和符合专项比赛动作要求；
4.3本文研究的短跑项目摆臂力量训练器，可以通过各种调节方式满足不同身高、肩宽和上臂长的短跑运动员进行练习；
4.4本文研究的短跑项目摆臂力量训练器，负荷大小可调，满足短跑运动员练习时需要的负荷强度。
参考文献：
[1]刘建国.田径[M].北京：高等教育出版社，2006：190-203.
[2]张英波.现代田径运动训练方法[M].北京：北京体育大学出版社，2005：13-27.
[3]陈小平.力量训练的发展动向与趋势[J].体育科学，2004，24（9）：36-40.
[4]王川.短跑运动员专项力量练习的设计与选择[J].中国体育科技，1999，35（10）：7-8.
[5]王保成，等.对我国短跑运动专项力量训练的思考与建议[J].首都体育学院学报，2005，17（4）：39-41.
[6]翼鹏，等.对格林摆臂方式的力学分析[J].河北体育学院学报，2004，18（1）：67-68.
[7]王卫星，蔡有志.体能——力量训练指南[M].北京：北京体育大学出版社，2006：13-18，41-57.
[8][澳]约翰.A.霍利等.跑步[M].北京：人民体育出版社，2002：2-4.
[9]罗跃兵，等.现代短跑运动的专项力量训练[J].武汉体育学院学报.2004，38（4）：77-79.