Сравнение кинетических характеристик работы ног при ударе в настольном теннисе: кросс-степ и шаг шассе

Резюме

В этом исследовании представлен протокол для изучения характеристик силы реакции земли между поперечным шагом и шагом чассы во время удара в настольном теннисе.

Аннотация

Кросс-степ и шаг шассе являются основными шагами настольного тенниса. В этом исследовании представлен протокол для изучения характеристик силы реакции земли между поперечным шагом и шагом чассы во время удара в настольном теннисе. Шестнадцать здоровых мужчин национального уровня 1 (Возраст: 20,75 ± 2,06 лет) вызвались участвовать в эксперименте после понимания цели и деталей эксперимента. Всем участникам было предложено отбить мяч в целевую зону путем кросс-степа и шага чассе соответственно. Сила реакции на землю в передне-заднем, медиально-латеральном и вертикальном направлениях участника измерялась силовой платформой. Ключевой вывод этого исследования заключался в том, что: задняя сила реакции земли при поперечной работе ног (0,89 ± 0,21) была значительно большей (P = 0,014), чем шаг ноги (0,82 ± 0,18). Тем не менее, поперечная сила реакции грунта при поперечной ножной работе (-0,38 ± 0,21) была значительно ниже (P < 0,001), чем у ножной работы с шагом chasse (-0,46 ± 0,29), а вертикальная сила реакции на землю при поперечной работе ног (1,73 ± 0,19) была значительно ниже (P < 0,001), чем у ножной работы с шагом chasse (1,9 ± 0,33). Основываясь на механизме кинетической цепи, лучшие динамические характеристики скользящего хода нижней конечности могут способствовать передаче энергии и, таким образом, приносить прирост скорости поворота. Новички должны начать с шага чассе, чтобы ударить по мячу технически, а затем попрактиковаться в навыке кросс-степа.

Введение

Настольный теннис непрерывно развивается в спортивной подготовке и соревновательной практике уже более 100 лет¹. С экономической глобализацией и культурными обменами настольный теннис быстро развивался в различных странах^2,3. В Хорватии, например, в настольный теннис играют не только в клубах, но и в университетах, школах и даже в общежитиях^4. Для спортсменов создание спортивного анализа полезно для тренировок и соревнований^5. В соревнованиях по настольному теннису игрокам нужны хорошие стратегии, чтобы попытаться выиграть матч^6. Кроме того, работа ногами – это навык, который необходимо освоить в настольном теннисе, а также это основа и один из ключевых моментов обучения настольному теннису. Шаг шассе и кросс-степ являются основными шагами настольного тенниса^7. Каждый спортивный навык имеет базовую механическую структуру. Изучение биомеханики представляет высокий интерес для прогресса и развития навыков настольного тенниса. На тренировках и соревнованиях игроки в настольный теннис находят точную позицию через свои шаги^7. Поэтому необходимо изучать степ настольного тенниса.

Существуют различия в шаге игроков в настольный теннис из разных регионов, причем азиатские игроки используют шаги чаще, чем европейские игроки как во время тренировок, так и в соревнованиях^8. Во время соревнований игрок в настольный теннис высокого уровня будет бить по мячу в более короткое время, на более устойчивом шаге, и иметь достаточно времени, чтобы ударить по следующему мячу^9. В настольном теннисе, из-за кросс-степ ударного действия, в большинстве случаев это техническое действие по спасению мяча, приводящее к невозможности завершить ударное действие с высоким качеством. Напротив, в отличие от удара по кросс-степу, удар по шагу является распространенным техническим действием, поэтому спортсмены могут лучше понимать техническое действие удара через практику, чтобы обеспечить качество своего удара. Шаг chasse - это когда нога привода (правая нога) перемещается в правую сторону (к мячу), а затем левая нога следует за движением. Поперечный шаг – это когда нога привода (правая нога) перемещается в правую сторону (к мячу) с большим расстоянием, а левая нога не двигается.

Благодаря предыдущим исследованиям, мышцы нижних конечностей играют важную роль в производительности настольного тенниса¹⁰. Настольный теннис имеет сходство с теннисными ходами. Существуют различия в курсовой устойчивости нижних конечностей теннисистов с разным уровнем мастерства подачи^11. Настольный теннис предполагает сгибание колена и асимметричное перекрут туловища^12. Для того чтобы улучшить навыки игроков в настольный теннис, следует обратить внимание на вращение таза^13. При игре с форхенда, отличные игроки в настольный теннис имеют лучшую способность единоличного управления^14. Игроки в настольный теннис высокого уровня могут лучше контролировать отклонение подошвенного давления, увеличивать отклонение внутреннего и внешнего давления и уменьшать отклонение переднего и заднего давления^15. По сравнению с прямым выстрелом, диагональный выстрел имеет большее разгибание колена во время качелей^16. Технология обслуживания настольного тенниса разнообразна и имеет сложные биомеханические характеристики. По сравнению с стоячими подачами, приседания требуют более высокого привода нижних конечностей^17. По сравнению с новичками, элитные спортсмены более гибки в своем шаге в кросс-степ упражнениях^7.

В свете вышесказанного, с ростом прогресса науки и непрерывным развитием навыков настольного тенниса, все больше и больше игроков и исследователей присоединяются к настольному теннису, который требует высококачественных биомеханических исследований для поддержки спорта. Однако из-за сложности настольного тенниса исследователям трудно измерить биомеханику^1. Существует несколько исследований по биомеханике нижних конечностей настольного тенниса. Цель этого исследования состояла в том, чтобы измерить силу реакции на землю элитных игроков в настольный теннис колледжа в движении ракетки и качели в шаге и кросс-степе. Сравниваются данные о силе реакции на землю двух ступеней. Первая гипотеза этого исследования заключается в том, что шаг чассе и поперечный шаг имеют разные характеристики силы реакции на землю. Сила реакции грунта шага и кросс-степа используется для получения кинетических данных двух видов шагов, что обеспечивает руководство и предложения для игроков в настольный теннис.

протокол

Это исследование было одобрено Комитетом по этике человека Университета Нинбо, Китай. Письменное информированное согласие было получено от всех испытуемых после того, как им рассказали о цели, деталях, требованиях и экспериментальных процедурах экспериментального настольного тенниса.

1. Лабораторная подготовка к настольному теннису

1. Вставьте USB-ключ в параллельный порт ПК и откройте инфракрасные камеры захвата движения и аналого-цифровой преобразователь.
   ПРИМЕЧАНИЕ: В этой лаборатории силовая платформа (частота дискретизации 1000 Гц) используется вместе с системой сбора движения, а данные, собранные силовой платформой, отображались и предварительно анализировались через ту же систему. Частота дискретизации силовой платформы по умолчанию составляет 1000 Гц.
2. Дважды щелкните значок программного обеспечения на рабочем столе, чтобы открыть программное обеспечение для отслеживания.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Перед открытием программного обеспечения удалите все препятствия в экспериментальной среде и очистите землю.
3. Каждый узел камеры будет показывать зеленый свет, если аппаратное подключение истинно. Когда индикатор всех камер станет зеленым, выберите восемь камер в локальной системе.
4. Нажмите «Камера» в окне «Перспектива» и отрегулируйте интенсивность стробоскопа как 0,95-1, коэффициент усиления в разы 1 (x1), порог как 0,2-0,4, минимальный коэффициент циркулярности как 0,5, режим оттенков серого до авто, а также максимальную высоту клякса до 50.
5. Поместите стойку коррекции T в центр области съемки и выберите восемь камер в системе. Используя 2D-модель, убедитесь, что камера может различать коррекцию T и что нет точек шума.
   1. Поместите стойку коррекции T в центре области камеры. Нажмите на подготовку системы,раскрывающийся список L - Frame, и выберите 5 Marker Wand & L - Frame. Затем нажмите кнопку «Пуск» под опцией камер AimMX.
6. Нажмите кнопку Подготовка системы и нажмите кнопку Пуск в разделе Калибровка камеры MX на панели инструментов. Затем взмахните Т-палочкой в диапазоне захвата. Когда синий индикатор инфракрасной камеры перестанет мигать, остановите действие.
   1. Соблюдайте индикатор выполнения до тех пор, пока процесс калибровки не будет завершен на 100% и не вернется к 0%. При этом наблюдайте за погрешностью изображения. Если ошибка изображения меньше 0,3, продолжите следующую операцию.
7. Поместите Т-образную коррекционную рамку в центр движущейся области, чтобы убедиться, что направление оси соответствует граничному направлению силовой платформы.
8. Нажмите кнопку Пуск в разделе Задать источник тома на панели инструментов.

2. Подготовка участников

ПРИМЕЧАНИЕ: Шестнадцать здоровых мужчин национального уровня 1 вызвались принять участие в эксперименте (Возраст: 20,75 ± 2,06 года; Высота: 173,25 ± 6,65 см; Вес: 66.50 ± 14.27 кг; Год обучения: 12.50 ± 2.08 год). Все они принадлежат команде по настольному теннису Университета Нинбо. Перед формальным началом эксперимента участникам снова кратко объясняли детали и процесс эксперимента, а также получали письменное информированное согласие участника, отвечавшего условиям эксперимента.

1. Выберите участников, которые являются правшами, имеют правую ногу в качестве доминирующей и находятся в хорошем физическом здоровье, без какой-либо формы заболевания нижних конечностей или травмы за последние 6 месяцев. В общей сложности 16 участников мужского пола, которые соответствовали условиям эксперимента, были включены в этот эксперимент. Демографическая информация участников приведена в таблице 1.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Поскольку существует мало леворуких пользователей ракетки, было легче найти достаточно праворуких рэкетов для участия в этом эксперименте.
2. Попросите всех участников заполнить анкету, связанную с фитнесом.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Вопросы включают: У вас была история соревнований по настольному теннису? Как часто вы принимаете участие в тренировках по настольному теннису в неделю? Страдали ли вы какими-либо расстройствами нижних конечностей и травмами за последние 6 месяцев?
3. Убедитесь, что все участники носят профессиональную обувь для настольного тенниса, а также идентичные футболки и облегающие брюки. Пусть все участники используют одну и ту же профессиональную ракетку для настольного тенниса.
4. Дайте каждому участнику 5 минут на адаптацию к экспериментальной среде и 15 минут на разминку легким бегом на профессиональной беговой дорожке и растяжкой. Из-за короткой продолжительности эксперимента ограничьте испытуемых от еды и питья во время формального эксперимента, чтобы поддерживать их в стабильном состоянии.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Участники сначала выполнили 5-минутную пробежку с адаптивной скоростью на профессиональном беговом столе лаборатории, а затем 5-минутное растяжение мышц нижних конечностей. Наконец, они практиковали технику работы ногами в настольном теннисе в течение 5 минут. После выполнения разминочного задания участникам давали 2 минуты на корректировку своего состояния. Начался формальный сбор данных.

3. Статическая калибровка

1. Нажмите кнопку Управление данными на панели инструментов.
2. Перейдите на вкладку Новая база данных на панели инструментов, щелкните Расположение,а затем импортируйте описание пробной версии. Выберите Клинический шаблон и нажмите кнопку Создать.
3. Выберите имя созданной базы данных в окне Открыть базу данных. Затем нажмите зеленую кнопку «Новая категория пациента», желтую кнопку «Новый пациент» и серую кнопку «Новый сеанс», чтобы создать экспериментальную информацию на вновь открытом экране.
4. Щелкните Темы, чтобы создать новый набор данных субъекта на главной панели Nexus.
5. Нажмите кнопку Пуск в разделе Захват темы, чтобы создать статическую модель. Нажмите кнопку Стоп, когда рамки изображения находятся на уровне 140-200, чтобы завершить создание статической модели.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Участников попросили встать на силовую платформу во время эксперимента. Их просили поддерживать стабильную позу, сложив руки и подняв на груди, глядя вперед, а ноги на ширине плеч.

4. Динамические испытания

1. Как показано на рисунке 1,поместите стол для настольного тенниса и корзину с мячом в экспериментальную среду, чтобы у испытуемых было достаточно места для выполнения двух видов работы ногами.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Стол и мячи для настольного тенниса соответствуют стандартам профессиональных мероприятий.
2. Попросите участника удерживать готовую позицию, Когда экспериментатор даст стартовую команду, попросите тренера подать мячи для настольного тенниса в первую и конечную зону удара соответственно.
   1. Прежде чем начать формальный эксперимент, дайте участникам достаточно времени, чтобы привыкнуть к этой позиции через практику.
   2. Попросите участников начать с левой стороны стола, примерно в полуметре от стола. Затем попросите их ударить первым и вторым поданным мячом форхендом с максимальной силой и вернуться в готовое положение после завершения второго удара задания.
   3. Попросите участников сначала использовать ножную работу chasse step, чтобы завершить 5 успешных ударов, а затем использовать кросс-степную работу ног, чтобы завершить 5 успешных ударов.
3. В программном обеспечении нажмите кнопку Capture на платформе давления, чтобы начать запись, и нажмите кнопку Stop, чтобы завершить запись. Повторите пять раз для каждого участника.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Если выстрел не находится в пределах досягаемости целевой области или если правая нога субъекта не полностью находится на силовой платформе, измерение будет проведено повторно.

5. Постобработка

1. Дважды щелкните имя пробной версии в окне Управление данными. Нажмите кнопки Реконструировать конвейер и Метки на панели инструментов, чтобы отобразить демонстрацию эксперимента.
2. В окне Перспективапереместите синий треугольник на временной шкале, чтобы перехватить нужный интервал времени.
3. Выберите динамическую походку подключаемого модуля на панели «Калибровка объекта». Нажмите кнопку Пуск, чтобы запустить и экспортировать данные.

6. Статистический анализ

1. Анализируйте все данные с помощью профессионального статистического программного обеспечения. Запустите тесты Шапиро-Уилкса, чтобы проверить нормальное распределение для всех переменных.
2. Используйте парный t-тестдля сравнения кинетических характеристик работы ног на шаге и кросс-степной работы ног во время удара по настольному теннису.
3. Установите уровень значимости на p < 0,05. Результаты представляются как среднее ± стандартного отклонения по всему тексту, если не указано иное.

Результаты

Как показано на рисунке 2 и в таблице 2,задняя сила реакции на землю поперечной ножной работы (0,89 ± 0,21) была значительно больше (P = 0,014) по сравнению с шагом ноги (0,82 ± 0,18). Однако поперечная сила реакции грунта при поперечной ножной работе (-0,38 ± 0,21) была значительно н...

Обсуждение

Целью данного исследования является исследование характеристик силы реакции земли между поперечными шагами и шагами во время удара в настольном теннисе. Основные выводы этого исследования изложены здесь. Передняя сила реакции на землю при поперечной работе ног была значительно боль?...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
14 mm Diameter Passive Retro-reflective Marker	Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK		n=22
Double Adhesive Tape	Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK		For fixing markers to skin
Force Platform	Advanced Mechanical Technology, Inc.		Measure ground reaction force
Motion Tracking Cameras	Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK		n= 8
T-Frame	Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK		-
Valid Dongle	Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK		Vicon Nexus 1.4.116
Vicon Datastation ADC	Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK		-