Методическая статья

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

DOI:

10.3791/62571

⸱

16 июня 2021 г.

 ,  ,  ,  ,  , 
1Faculty of Sports Science, Ningbo University, 2School of Health and Life Sciences, University of the West of Scotland

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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 странах2,3. В Хорватии, например, в настольный теннис играют не только в клубах, но и в университетах, школах и даже в общежитиях4. Для спортсменов создание спортивного анализа полезно для тренировок и соревнований5. В соревнованиях по настольному теннису игрокам нужны хорошие стратегии, чтобы попытаться выиграть матч6. 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 тенниса7. 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 шаги7. 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 соревнованиях8. 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 мячу9. 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 подачи11. Настольный теннис предполагает сгибание колена и асимметричное перекрут туловища12. Для того чтобы улучшить навыки игроков в настольный теннис, следует обратить внимание на вращение таза13. При игре с форхенда, отличные игроки в настольный теннис имеют лучшую способность единоличного управления14. Игроки в настольный теннис высокого уровня могут лучше контролировать отклонение подошвенного давления, увеличивать отклонение внутреннего и внешнего давления и уменьшать отклонение переднего и заднего давления15. По сравнению с прямым выстрелом, диагональный выстрел имеет большее разгибание колена во время качелей16. Технология обслуживания настольного тенниса разнообразна и имеет сложные биомеханические характеристики. По сравнению с стоячими подачами, приседания требуют более высокого привода нижних конечностей17. По сравнению с новичками, элитные спортсмены более гибки в своем шаге в кросс-степ упражнениях7.

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 биомеханику1. 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.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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 ниже (P < 0,001), чем у шага ноги (-0,46 ± 0,29). Кроме того, вертикальная сила реакции грунта при поперечной ножной работе (1,73 ± 0,19) была значительно ниже (P < 0,001), чем у ножной раб...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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 больше, чем у ног с шагом. Поперечная сила реакции на землю при поперечной шаговой работе ног была значительно ниже, чем у ножной работы с шагом. Вертикальная сила реакции грунта при поперечной шаговой работе ног была значительно ниже, чем при рабо...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы не сообщали о потенциальном конфликте интересов.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (No 81772423). Авторы хотели бы поблагодарить игроков в настольный теннис, которые участвовали в этом исследовании.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Пассивный светоотражающий маркер диаметром 14 ммOxford Metrics Ltd., Оксфорд, Великобританияn=22
Двойная клейкая лентаOxford Metrics Ltd., Оксфорд, ВеликобританияДля крепления маркеров к коже
Force PlatformAdvanced Mechanical Technology, Inc.Измерение силы реакции земли
Камеры слежения за движениемOxford Metrics Ltd., Оксфорд, Великобританияn= 8
Т-образная рамаOxford Metrics Ltd., Оксфорд,Великобритания-Валидный
ключOxford Metrics Ltd., Оксфорд, ВеликобританияVicon Nexus 1.4.116
Vicon Datastation ADCOxford Metrics Ltd., Оксфорд, Великобритания-

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kondrič, M., Zagatto, A. M., Sekulić, D. The physiological demands of table tennis: a review. Journal of Sports Science & Medicine. 12 (3), 362(2013).
  2. Mueller, F. F., Gibbs, M. R. A physical three-way interactive game based on table tennis. Proceedings of the 4th Australasian Conference on Interactive Entertainment. , 1-7 (2007).
  3. Mueller, F. F., Gibbs, M. A table tennis game for three players. Proceedings of the 18th Australia conference on Computer-Human Interaction: Design: Activities, Artefacts and Environments. , 321-324 (2006).
  4. Furjan-Mandić, G., Kondrič, M., Tušak, M., Rausavljević, N., Kondrič, L. Sports students' motivation for participating in table tennis at the faculty of kinesiology in Zagreb. International Journal of Table Tennis Sciences. 6, 44-47 (2010).
  5. Wang, Y., Chen, M., Wang, X., Chan, R. H., Li, W. J. IoT for next-generation racket sports training. Internet of Things Journal. 5 (6), 4558-4566 (2018).
  6. Muelling, K., Boularias, A., Mohler, B., Schölkopf, B., Peters, J. Learning strategies in table tennis using inverse reinforcement learning. Biological Cybernetics. 108 (5), 603-619 (2014).
  7. Shao, S., et al. Mechanical character of lower limb for table tennis cross step maneuver. International Journal of Sports Science & Coaching. 15 (4), 552-561 (2020).
  8. Malagoli Lanzoni, I., Di Michele, R., Merni, F. A notational analysis of shot characteristics in top-level table tennis players. European Journal of Sport Science. 14 (4), 309-317 (2014).
  9. Qian, J., Zhang, Y., Baker, J. S., Gu, Y. Effects of performance level on lower limb kinematics during table tennis forehand loop. Acta of Bioengineering and Biomechanics. 18 (3), (2016).
  10. Le Mansec, Y., Dorel, S., Hug, F., Jubeau, M. Lower limb muscle activity during table tennis strokes. Sports Biomechanics. 17 (4), 442-452 (2018).
  11. Girard, O., Micallef, J. -P., Millet, G. P. Lower-limb activity during the power serve in tennis: effects of performance level. Medicine and Science in Sports and Exercise. 37 (6), 1021-1029 (2005).
  12. Rajabi, R., Johnson, G. M., Alizadeh, M. H., Meghdadi, N. Radiographic knee osteoarthritis in ex-elite table tennis players. Musculoskeletal Disorders. 13 (1), 1-6 (2012).
  13. Malagoli Lanzoni, I., Bartolomei, S., Di Michele, R., Fantozzi, S. A kinematic comparison between long-line and cross-court top spin forehand in competitive table tennis players. Journal of Sports Sciences. 36 (23), 2637-2643 (2018).
  14. Fu, F., et al. Comparison of center of pressure trajectory characteristics in table tennis during topspin forehand loop between superior and intermediate players. International Journal of Sports Science & Coaching. 11 (4), 559-565 (2016).
  15. He, Y., et al. Comparing the kinematic characteristics of the lower limbs in table tennis: Differences between diagonal and straight shots using the forehand loop. Journal of Sports Science & Medicine. 19 (3), 522(2020).
  16. Wong, D. W. -C., Lee, W. C. -C., Lam, W. -K. Biomechanics of table tennis: a systematic scoping review of playing levels and maneuvers. Applied Sciences. 10 (15), 5203(2020).
  17. Yu, C., Shao, S., Baker, J. S., Gu, Y. Comparing the biomechanical characteristics between squat and standing serves in female table tennis athletes. PeerJ. 6, 4760(2018).
  18. Marsan, T., Rouch, P., Thoreux, P., Jacquet-Yquel, R., Sauret, C. Estimating the GRF under one foot knowing the other one during table tennis strokes: a preliminary study. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. 23, sup1 192-193 (2020).
  19. Yu, C., Shao, S., Baker, J. S., Awrejcewicz, J., Gu, Y. A comparative biomechanical analysis of the performance level on chasse step in table tennis. International Journal of Sports Science & Coaching. 14 (3), 372-382 (2019).
  20. Kibler, W., Van Der Meer, D. Mastering the kinetic chain. World-Class Tennis Technique. , 99-113 (2001).
  21. Elliott, B. Biomechanics and tennis. British Journal of Sports Medicine. 40 (5), 392-396 (2006).
  22. Lam, W. -K., Fan, J. -X., Zheng, Y., Lee, W. C. -C. Joint and plantar loading in table tennis topspin forehand with different footwork. European Journal of Sport Science. 19 (4), 471-479 (2019).
  23. Seeley, M. K., Funk, M. D., Denning, W. M., Hager, R. L., Hopkins, J. T. Tennis forehand kinematics change as post-impact ball speed is altered. Sports Biomechanics. 10 (4), 415-426 (2011).
  24. Reid, M., Elliott, B., Alderson, J. Lower-limb coordination and shoulder joint mechanics in the tennis serve. Medicine Science in Sports Exercise. 40 (2), 308(2008).
  25. He, Y., Lyu, X., Sun, D., Baker, J. S., Gu, Y. The kinematic analysis of the lower limb during topspin forehand loop between different level table tennis athletes. PeerJ. 9, 10841(2021).
  26. Shimokawa, R., Nelson, A., Zois, J. Does ground-reaction force influence post-impact ball speed in the tennis forehand groundstroke. Sports Biomechanics. , 1-11 (2020).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи