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研究生:劉俊輝
研究生(外文):Jun-Hui Liu
論文名稱:短距離之中式起跑對生物力學探討
論文名稱(外文):Biomechanical analysis of medium crouch start in sprints
指導教授:翁梓林翁梓林引用關係
指導教授(外文):Tzu-Lin Wong
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北教育大學
系所名稱:體育學系碩士班
學門:教育學門
學類:專業科目教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:87
中文關鍵詞:蹲踞式起跑起跑推蹬動力學逆過程
外文關鍵詞:crouch startsprint startinverse dynamics
相關次數:
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摘要
本研究的主要目的,在探討短距離之中式起跑方式,在推蹬出發動作期間內下肢段各關節之受力、淨肌肉力矩、肌肉功率及作功上的變化,藉以了解肌肉作用的特殊性,以做為訓練肌力時的參考。
實驗以國立台北教育大學男子甲組田徑選手代表隊員5名(平均年齡25±3.53歲、身高175.4±4.70公分、體重66.42±6.94公斤、運動年齡9.4±3.78年)為受試對象。以一台高速數位攝影機CPL MS25K(120Hz)沿受試者矢狀面進行2D拍攝和一塊AMTI測力板(1200Hz)同步擷取在起跑推蹬出發動作上之運動生物力學參數,經APAS動作分析系統取得下肢段運動學參數及引用人體肢段參數,最後結合DasyLab 6.0分析軟體所得之地面反作用力及壓力中心數值,並運用動力學逆過程的方法獲得下肢段各關節之淨關節肌肉力矩,進一步算出所做的功及功率。經實驗結果予以討論後獲得以下結論:
受試選手在擺臂下蹲垂直跳中重心提升高與重心垂直速度,就均質性而言,其同質性相當高。而在人體下肢段各關節對起跑推蹬動作的貢獻比例上為,髖關節大於踝、膝關節,且踝關節大於膝關節;起跑推蹬動作期間內,踝與膝關節主要為伸肌的向心收縮,但與踝關節不同的是在整個作用時間約70%時迅速由向心轉為離心收縮(推蹬後期間),而髖關節主要亦為伸肌的向心收縮,但不同的是在蹬伸前期後段髖關節迅速由屈肌轉為伸肌作用,而關節肌肉活動也從離心收縮轉成向心收縮。
本研究在進行肌力訓練時,除了重視踝與膝關節之伸肌向心收縮肌力練習外,還需針對髖關節的特殊性以離心訓練加強其屈機群。

關鍵詞:蹲踞式起跑、起跑推蹬、動力學逆過程
Abstract

The purpose of this study were to investigate the medium of Crouch start in sprints and the net muscle moment and work on lower limbs by inverse dynamics and to understand the specific muscular strength during the sprint start to schedule the training program. An AMTI force plateform(1200Hz)was synchronized with a CPL MS25K high speed camera(120Hz)to collect the sprint start of action. Five male dash players(ages:25±3.53yrs , weight:66.42±6.94kg , hight:1.75±0.47m; mean±SD)were served as subject for the study. The analyzed system used in this study were Arial Performance Analyzing System and Dasylab 6.0 software.
The findings were as followed:(1)Players were in counter movement jump raise height and the vertical speed of center, as regards quality, its homogeneity was quite high.(2)The contribution percentage to the sprint-during start of each lower-extremity joint size order were, hip>ankle>knee joint.(3)It was suggested that athletes should not only practice ankle and knee extensors with concentric contraction, but also should focus on hip flexors eccentric contraction training.

Key words:crouch start, sprint start, inverse dynamics
目 次
謝誌 ……………………………………………………………………Ⅰ
中文摘要 ………………………………………………………………Ⅱ
英文摘要 ………………………………………………………………Ⅳ
目次 ……………………………………………………………………Ⅴ
表次 ……………………………………………………………………Ⅷ
圖次 ……………………………………………………………………Ⅸ

壹、緒論
一、問題背景 …………………………………………………………………1
二、研究目的 …………………………………………………………………6
三、研究範圍與限制 …………………………………………………………6
四、研究假定 …………………………………………………………………6
五、名詞操作型定義 …………………………………………………………7

貳、文獻探討
一、起跑動作之運動學相關文獻……………………………………………10
二、起跑動作之動力學相關文獻……………………………………………14
三、起跑動作下肢肌群活動機制……………………………………………16
四、有關蹬伸動作相關文獻…………………………………………………18
五、動力學逆過程相關文獻…………………………………………………20
六、結語………………………………………………………………………22
參、研究方法與步驟
一、實驗對象…………………………………………………………………24
二、實驗時間與地點…………………………………………………………24
三、實驗儀器與工具…………………………………………………………25
四、實驗場地與儀器架設……………………………………………………28
五、實驗方法與步驟…………………………………………………………30
六、資料收集與處理…………………………………………………………37
七、動力學逆過程之推導……………………………………………………45

肆、結果與討論
一、擺臂下蹲垂直跳與起跑推蹬出發運動學探討…………………………51
二、起跑推蹬動作之地面反作用力描述與探討……………………………58
三、起跑推蹬之下肢段關節肌肉活動特性…………………………………60
四、起跑推蹬動作靜關節肌肉力矩與功率…………………………………64
五、起跑推蹬動作下肢關節肌群對動作貢獻比例…………………………74
六、結語………………………………………………………………………77

伍、討論
結論 …………………………………………………………………………78

參考文獻
一、中文部分…………………………………………………………………80
二、外文部分…………………………………………………………………82
附錄
一、 受試者同意書…………………………………………………………87























表次
表3-1:受試者基本資料表 …………………………………………………24
表3-2:測力板精確度誤差表 ………………………………………………31
表3-3:壓力中心誤差校正表 ………………………………………………34
表3-4:人體各肢段相對質量、相對質心及肢段長度比率 ………………39
表4-1:個人最佳擺臂下蹲垂直跳重心垂直高度及速度表現結果表 ……51
表4-2:後推蹬腳推蹬反應與起跑推蹬反應時間參數 ……………………54
表4-3:後推蹬腳與起跑推蹬重心水平、垂直速度 ………………………55
表4-4:後腳起跑推蹬之最大水平與最大垂直分力表 ……………………58
表4-5:不同動作模式之最大淨踝關節肌肉力矩表 ………………………65
表4-6:不同動作模式之最大淨膝關節肌肉力矩表 ………………………66
表4-7:不同動作模式之最大淨髖關節肌肉力矩表 ………………………67
表4-8:淨關節肌肉力矩、角速度、功率、作用肌群與能量傳遞示意表 69
表4-9:不同動作模式之最大淨踝關節肌肉功率表 ………………………70
表4-10:不同動作模式之最大淨膝關節肌肉功率表………………………71
表4-11:不同動作模式之最大淨髖關節肌肉功率表………………………72
表4-12:起跑推蹬下肢各關節能量(焦耳)吸收及產生表………………75








圖次
圖1-1:中式起跑法示意圖……………………………………………………7
圖1-2:受試者於測力板上之起跑示意圖……………………………………7
圖1-3:受試者於起跑架上預備動作示意圖…………………………………8
圖1-4:起跑推蹬動作之分期示意圖…………………………………………9
圖3-1:CPL MS25K高速攝影機 …………………………………………25
圖3-2:Kwon3D動作分析參考架 …………………………………………25
圖3-3:測力板及放大器示意圖 ……………………………………………26
圖3-4:同步啟動裝置(trigger) ………………………………………………27
圖3-5:起跑架架設示意圖 …………………………………………………27
圖3-6:實驗場地與儀器佈置圖 ……………………………………………29
圖3-7:測力板比例模組校正圖 ……………………………………………31
圖3-8:力矩校正模組運算流程圖 …………………………………………32
圖3-9:壓力中心模組運算流程圖 …………………………………………33
圖3-10、DasyLab 6.0軟體模組之測力板訊號 ……………………………35
圖3-11:肢段鏈模式建構流程圖……………………………………………38
圖3-12:壓力中心模組示意圖………………………………………………41
圖3-13:壓力中心與踝關節座標結合圖(矢狀面)………………………42
圖3-14:壓力中心與踝關節點座標轉換反光球基準點黏貼示意圖………43
圖3-15:壓力中心與踝關節座標換算圖(額狀面)…………………………44
圖3-16:腳掌受力之自由體圖………………………………………………47
圖3-17:小腿受力之自由體圖………………………………………………48
圖3-18:大腿受力之自由體圖………………………………………………49
圖4-1:後推蹬腳完整起跑推蹬動作之人體連續棒狀圖 …………………53
圖4-2:起跑推蹬動作之人體動作分解圖 …………………………………53
圖4-3:起跑推蹬之重心水平與垂直速度示意圖 …………………………56
圖4-4:起跑推蹬出發重心軌跡與作用時間圖(以2號受試者)…………57
圖4-5:起跑推蹬之水平與垂直分力圖(以2號受試者)…………………59
圖4-6:起跑推蹬出發期下肢關節角度、角速度、淨關節肌肉力矩及功
率圖(以2號受者)…………………………………………………63
圖4-7:後推蹬腳起跑推蹬動作踝、膝及寬淨關節肌肉力矩曲線圖
(以2號受者)………………………………………………………64
圖4-8:後推蹬腳起跑推蹬動作踝、膝及髖淨關節肌肉功率曲線圖
(以2號受者)………………………………………………………69
圖4-9:起跑推蹬下肢關節相對能量貢獻百分比 …………………………75
參考文獻
中文部份

王金成、邱靖華、徐婉靜、簡鴻玟(1991)。不同足間距離對蹲踞式與摩威式起跑法之生物力學分析。中華民國大專院校體育學術研討會,553-546。

王令儀(2003)。不同型態蹲踞垂直跳下肢生物力學研究。未出版博士論文,國立台灣師範大學,台北市。

李良標(1998)。運動生物力學。北京:人民體育。

李建明(1998)。短距離速度之探討。中華工商專學報,16,216-224。

李靜雯(2003)。游泳抓台出發之垂直跳利用率與下肢動力學探討。未出版碩士論文,國立台灣師範大學,台北市。

何維華(2002)。台灣男性青年人與運動員之人體肢段參數研究。未出版碩士論文,國立體育學院,桃園縣。

林正常(1978)。運動指導法。台北:幼獅。

林寶城(1996)。王惠珍起跑動作之運動生物力學分析。政大體育,39-45。

林嘉鴻(2005)。不同膝關節預蹲角度魚躍起跳動作下肢段生物力學特徵探 討。未出版碩士論文,國立台北師範學院,台北市。

邱靖華(1993)。如何決定蹲踞式起跑之足尖距離。中華體育,27,36-43。

邱靖華(1995)。國手級短跑選手之起跑動作分析。興大體育,1,115-128。

施榮展(2005)。手球不同側向跨步切入動作之生物力學分析。未出版碩士論文,國立台北教育大學,台北市。

翁梓林(2000)。影響短距離起跑之生物力學分析。國立台北師範學院學報,13,569-588。

許太彥(2002)。國小學童不同軟硬表面著地下肢勁度調節之機轉及其影響。未出版博士論文,國立台灣師範大學,台北市。

許樹淵(1980)。不同起跑法的力學因素分析。體育學報,167-177。

許樹淵(1982)。田徑運動教學法。台北:協進。

許樹淵(1992)。田徑論。台北市:彬偉。

許樹淵(1997)。運動生物力學。台北市:合記。

姬榮軍、簡岑如(2001)。不同步幅長度對起跑出發之運動學探討。師大體育,23-30。

陳五洲、洪維憲(2001)。閉鎖式動力鏈在人體著地動作中機轉之研究。行政院國家科學委員會專題研究成果報告(報告編號:NSC89-2314-B-179-003)。

莊榮仁(1997)。從研究方法與器材來探討上肢打擊最大力量的差異。中華體育,15(2),31-40。

葉憲清(1971)。田徑指導。台北:啟華。

黃靜閔(2004)。排球選手不同落地策略下之動力學分析。未出版碩士論文,國立體育學院,台北市。

張博智(2004)。國內優秀男子百公尺起跑出發運動學分析。未出版碩士論文,國立體育學院,桃園縣。

劉宇(1999)。人體多關節運動肌肉控制功能的生物力學分析。中國文化大學出版部,台北市。

蔡於儒(2001)。百公尺跑地面反作用力的控制與技術動作研究。位出版碩士論文,國立台灣師範大學,台北市。

蔡崇濱(1987)。預先伸展式訓練法在排球跳躍力訓練中的應用。中華體育,5,9-15。

簡鴻玟(1993)。我國優秀短跑女選手蹲踞起跑不同起跑板角度之生物力學分析。國立體育學院,桃園縣。

簡鴻玟(1994)。蹲踞起跑不同起跑板角度之生物力學分析。中華民國體育學報,171-182。

簡鴻玟(1995)。黃信平百公尺技術之生物力學研究。體育學報,20,225-236
































英文部分

Atwater, A.E. (1982). Kinematic analyses of sprinting. Track Field Quarterly Review, 82(2), 4-5.

Baumann, W. (1976). Kinematic and Dynamic Characteristics of the Sprint Star. In P.V. Komi(Eds), Biomechanics V-B (pp. 194-199). Baltimore, MD: University Park Press.

Bobbert, M.F., Huijing, P.A., & van lngen Schenau, G.J. (1986). A model of the Human triceps surae muscle-tendon complex applied to jump. Journal of Biomechanics, 19(11), 887-898.

Bobbert, M.F., & Van lngen Schenau, G.J. (1988). Coordination of vertical jumping. Journal of Biomechanics, 21, 241-262.

Cavagna, G.A. (1977).Storage and utilization of elastic energy in skeletal muscle. Exercise and Sport Science Review, 239, 1-14.

Dempster, W. T. (1955). Space Requirements of the Seated Operator. WADC Technical Report (TR-55-159). OH: Wright-Patterson Air Force Base.

Daylan, H. (1985). The science behind sprinting and starting. Track and Field Quarterly Review, 85(2), 33-36.

Dennis, K. (1991). Sprint start. Track and Field Quarterly Review,91(1), 15.

Enoka, R. M. (2002). Neuromechanics of human movement (3rd ed). Champaign, IL: Human Kinetics.

Guissadr, N., Duchateau, J., & Hainaut, K. (1992). EMG and mechanical changes during sprint stars at different front block oblique. Medicine Science Sport Exercise, 24(11), 1257-1263.

Hoster, W., & May, E. (1979). Notes on the biomechanics of the sprint star. Athletics Coach, 13(2), 2-7.

Huber, C.P., & Wells, R.P. (1983). A work-energy approach to determine individual joint contributions to vertical jump performance. European Journal of Applied Physiology, 50, 247-254.

Harman, E. A., Rosenstein, M. T., Frykman, P. N., & Rosenstein,R. M. (1990). The effects of arms and countermovement on vertical jumping. Medicine and Science in Sports and Exercise, 22(6), 825-833.

Hoy, M.G., & Zernicke, R.F. (1986). The role of intersegmental dynamics during rapid limb oscillations. Journal of Biomechanics, 19, 867-877.

Jackson, A.S., & Cooper, J.M. (1970). Effect of hand spacing and rear knee angle on the sprinters start. Research Quarterly, 41(3), 301-318.

Jacobs, R., & Van Ingen Schenau, G.J. (1992). Intermuscular coordination in a sprint push-off. Journal of Biomechanics, 25(9), 953-965.

Kramer, J. F., Morrow, A., & Leger, A. (1983). Change in rowing Ergometer. Weight lifting, vertical jump and isokinetic performance in response to standard and standard plus plyometric training program. International Journal of Sports Medicine, 14(8), 449-454.

Mero, A., Luhtanen, P., & Komi, P. V. (1983). A biomechanical study of the sprint star. Scand Journal Sport Science, 5(1), 20-28.

Mero, A. (1988). Force-time characteristics and running velocity of male sprinters during the acceleration phase of sprinting. Research Quarterly, 59(2), 94-98.

Mero, A., Komi, P.V., & Ruskho, H. (1987). Neuromuscular and anaerobic performance of sprinters at maximal and supramaximal speed. International Journal Sports Medicine, 8(1), 55-60.

Mero, A., & Komi, P.V. (1990). Reaction time and electromy on graphic activity during a sprint start. European Journal of Applied Physiology, 61(2), 73-80.

Mendoza, L., & Schollhorn, W. (1993). Training of the sprint start technique with biomechanical feedback. Journal of Sport Science, 11, 25-29.

Martin, D.E., & Buoncristiani, J.F. (1995). Influence of Reaction Time on Athletic Performance, International Amateur Athletic Federation.

Pearson, C. T., McElroy, G. K., Blitvich, J. D., Subic, A., & Blanksby, B. A. (1998). A comparison of the swimming start using traditional and modified starting blocks. Journal of Human Movement Studies, 34, 49-66.

Paasuke, M., Ereline, J., & Gapeyeva, H. (2001). Knee extension strength and vertical jumping performance in nordic combined athletes. Journal of Medicine Physical Fitness, 41, 354-361.

Robertson, D. G. E., & Fleming, D. (1987). Kinetics of standing broad and vertical jumping. Canadian Journal of Sports Sciences, 12(1), 19-23.

Ridderikhoff, A., Batelaan, J. H., & Bobbert, M. F. (1999). Jumping for distance: control of the external force in squat jumps. Medicine and Science in Sports and Exercise, 31(8), 1196-1204.

Schneider, K. (1990). Koordination und Lernen von Bewegungen. Frankfurt am Main: H. Deutsch.

Stefanyshyn, D. J., & Nigg, B. M. (1998). Contribution of the lower extremity joints to mechanical energy in running vertical jumps and running long jumps. Journal of Sports Sciences, 16, 177-186.

Tellez, T., & Doolittle, D. (1984). Sprinting from start to finish. Track Technique, 88, 2802-2805.

Tiupa, W.W. Aleshinsky, S.J., Kaimin, M.A., & Primankow, J.K.(1987). mechanisms of Interaction between Sprinter and Ground. Theorie und Praxis der Korperkultur, Moskau.

Volkov, N.I., & Lapin, V.I. (1979). Analysis of the velocity curve in sprint running. Medicine and Science in Sports, 11, 332-337.

van Soest, A.J., Roebroeck, M.E., Bobbert, M.F., Huijing, P.A., & van Ingen Schenau, G.J. (1985). A comparison of one-legged and two-legged counter Movement jumps. Medicine and Science in Sport and Exercise, 17(6), 635-639.
Vagenas, G., & Hoshzaki, T.B. (1986). Optimization of an asymmetrical motor skill. International Journal Sport Biomechanics, 2, 29-40.

Van Coppenolle. (1989). Tecnology and development of speed : evaluation of the start sprint and body composition of Pavoni, Cooman & Desruelles. Athletics Coach, 23(1), 82-89.

Vander, A.J., Sherman, J.H., & Luciano, D.S. (1994). Human physiology:The mechanisms of body function(6thed.). New York McGraw-Hill, Inc.

Voigt, R. M., Simonsen, E. B., Alkjær, T., Bojsen-Møller, F., & Klausen, K. (1999). Choice of jumping strategy in two standard jump, squat and countermovement jump ¾ effect of training background or inherited preference? Scandinacian Journal of Medicine & Science in Sports, 9, 201-208.

Winter, D.A. (1983). Moments of force and mechanical power in jogging. Journal of Biomechanics, 16(1), 91-97.

Wilson, G. J., Newton, R. U., Murphy, A. J., & Humphris, B. J. (1993). The optimal training load for the development of dynamic athletic performance. Medicine and Science in Sports and Exercise, 25(11), 1279-1286.

Zernick, R.F., & Smith, J.L. (1996). Biomechanical insights into neural control of movement. In L.B. Rowell & J.T. Shepherd (Series Ed.) & J.L. Smith (Vol. Ed.), Handbook of physiology: Section 12. Exercise: Regulation and integration of multiple systems, 293-330. New York:Oxford.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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1. 44. 盧宏柏, “殘留氣體分析儀於IC製程之應用介紹”,真空科技,9 (1994) 21-26.
2. 45. 潘扶民,“四極質譜儀及表面科學”,科儀新知,13 (1991) 33-45.
3. 10. 艾啟峰, “活化反應磁控濺射沉積技術新發展”,工業材料雜誌,182 (2002) 101-109.
4. 46. 廖駿偉,蕭祝螽,陳蔚宗,“OES技術於電漿製程監測之應用”,工業材料雜誌 213,(2004) 171-176.
5. 1.覃怡輝、蔡吉源,2000,國軍老舊眷村改建的公平與效率問題,人文及社會科學集刊,12(3):pp.527-561。
6. 2.宋念謙、侯錦雄,1999,台中市黎明社區居民屬性、居住類型和景觀管理態度之關係,東海學報,40(6):pp.41-48。
7. 3 .侯錦雄、宋念謙,1998,臺中市黎明住宅社區居民社區意識之研究,建築學報,24:pp.51-65
8. 4 .柯茂榮,1996,台灣都市再發展-論軍眷村改建過程與展望,台灣省住都局工程技術月刊,11月份,pp.16-33。
9. 6 .蔡祈賢,1996,社區意識與社區發展,社會福利,124:pp.21-26。
10. 9 .朱美珍,1995,由人力資源網絡論社區意識的凝聚,社區發展季刊,69:pp.67-74。
11. 10.李增祿,1995,論社區意識、社會建設與國家發展,社區發展季刊, 69:pp.21-24。
12. 11.李永展,1995,社區環境權與社區發展,社區發展季刊,69:pp.53-61。
13. 12.林振春,1995,凝聚社區意識,建構社區文化,社區發展季刊,69:pp.25-39。
14. 13.徐震,1995,論社區意識與社區發展,社會建設期刊,90:pp.4-12
15. 14.王柏青、侯錦雄,1995,關渡濕地遊客環境態度類群之研究,觀光研究學報,1(4):pp.1-24。