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1.5  数据处理

    QUALISYS 采集系统对10 个人的两种技术的4 组动作进行了采集，每次采

集5 s，每个画面有17 个标志点，采集频率是100 幅/s，共获取标志点坐标原始

数据340,000  个，再对这些点坐标处理计算获得分析所需的速度、角度、角速

度等数据。

    从录像上共获取10 个人的4 组动作，共40 个动作技术录像，找出了每个

动作技术的击球时刻。

    从测力台上获得40 组技术动作在运动员在完成击球动作过程中地面对人体

在左右、前后、上下3 个方向上的支撑反作用力，采集频率是1,000 次/                                     s，采

集时间为5 s，即获取原始数据600,000 个。

    3 个测试系统的数据是同步获取的，将3 个测试系统的数据进行了综合分析

与处理。

1.5.1 运动学参量的计算与处理

    应用QUALISYS 运动分析系统中的QTrc 软件获得各标志点的空间三维坐

标。

     应用Excel、Origin 等软件对原始三维坐标数据进行平滑与计算，得到用于

分析的运动学数据。数据平滑采用低通滤波方法，截断频率为8 Hz。

      （1）击球时刻的判断

     击球时刻是研究乒乓球击球动作的重要标志点，但由于QUALISYS 测试系

统的限制，不能在球上设置反光标志物，因此通过红外光点测试不能判断球拍

击球瞬间。这一问题可以通过我们对测试全过程拍摄的摄像机来解决。由于摄

像机和QUALISYS 是同步测试的，所以可以从录像上确定的击球时刻来推算出

由QUALISYS 采集动作技术中的击球时刻。运用视讯运动解析系统对所拍摄的

技术动作进行截取与逐场分析。由于红外光点测试频率为100 场/   s，拍摄频率

为50 场/ s   （一帧分两场），因此确定出手瞬间画面的误差应小于0.02 s。

      （2）关节角度的定义

     由于人体在运动中，肩关节、肘关节、髋关节和膝关节等大关节都在做三

维空间复合运动。本实验参考国内外的有关文献资料，根据乒乓球运动中各关

节的运动特点和运动生物力学和运动解剖学的有关内容以及本文研究的方便，

本文选用空间角度来描述各个关节在空间的运动和位置，对本实验研究中所涉

及的相关的角度概念进行了如下定义（见定义及图1－1－3）。

     肩关节角：同侧肩关节标志点与同侧肘关节标志点连线，和同侧肩关节标

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志点与同侧髋关节标志点连线之间的夹角。

     肘关节角：同侧肘关节标志点与同侧肩关节标志点连线，和同侧肘关节标

志点与同侧腕关节标志点连线之间的夹角。

    髋关节角：同侧髋关节标志点与同侧膝关节标志点的连线，和同侧髋关节

标志点与同侧肩关节标志点连线的夹角。

    膝关节角：同侧髋关节标志点与同侧膝关节标志点的连线，和同侧膝关节

标志点同侧踝关节标志点连线的夹角。

     转角：两侧肩关节标志点的连线与两侧髋关节标志点连线的夹角。

            肩
                      肘角
               肩角

                   肘
                           腕
                                            髋
          髋      髋角                                            肩

                                                          转角
                                                               髋
                                            肩
            膝角        膝

                 踝

                          图1－1－3     关节角度定义图

1.5.2 动力学参量的计算与处理

    运用KISTLER  数据分析软件对原始数据进行处理，后用Microsoft                               Excel

软件进行分析和处理。

1.5.3  动作阶段的选取

    在每组技术动作5 s 中的采集数据中，结合运动学数据和测力台数据，选取

运动学数据间断最少的一个动作周期进行分析。运动学数据间断部分由 QTrc

软件应用插值方法进行自动补充。

    测力台的采集频率是1,000次/ s，QUALISYS 测试系统采集频率为100场/ s，

所以在选取动作阶段时，两个测试系统的误差小于0.01 s。

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1.5.4 统计方法

     对数据的统计分析以及表格、曲线图的处理是运用Microsoft                              Excel 和

Origin 软件进行处理的。采用的统计学方法主要是独立样本T 检验。

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     2  对乒乓球正手快攻、弧圈球技术的测试结果与分析

2.1 动作阶段划分及研究范围的确定

2.1.1 动作阶段划分

          A   B1  C1 D1     A2   B2 C2  D2    A3    B3 C3 D3

  度
  速
  拍
  球

     1    51    101   151   201   251   301   351   401   451

                           动作阶段划分图                             时间

   力
   用
   作                                                                     Fz2
   反
   撑                                                                     Fy2
   支                                                                     Fx2
   面
   地1     501   1001  1501  2001  2501  3001  3501  4001  4501

                           图1－2－1  动作阶段划分示意图

    注：（1）特征画面和判断依据。An              （n=1,2,3 ）点为还原时刻，判断依据为此时右脚在

左右、前后方向上的地面支撑反作用力接近为0；Bn 点为引拍结束时刻，判断依据为此时

球拍的速度在极小值；Cn            点为击球时刻，判断依据为此时在录像上显示球拍与球接触；

Dn 点为随挥结束时刻，判断依据为此时球拍速度在极小值；An+1 点为再次还原时刻，判

断依据为此时右脚在左右、前后方向上的地面支撑反作用力再次接近为0。

     （2 ）动作阶段。An—Bn 段为引拍阶段；Bn－Cn 段为挥击阶段；Cn—Dn 段为随挥阶

段；Dn—A n+1 段为还原阶段。

     当发多球进行原地定点乒乓球基本击球技术练习时，连续击球动作可以看

                                       29

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作是周期性的运动。一个乒乓球击球动作是一个较为复杂的过程，为了便于分

析，根据动作的任务和性质，可以将一次复杂完整的击球动作的整个过程划分

为不同的阶段。相互区分不同的阶段，有利于对完整的动作进行分析和研究。

在不同动作阶段的临界点，为击球技术的特征画面。

     本实验中，在5   s  的采集时间内，对优秀运动员原地定点击球技术进行测

试，由于优秀运动员的击球动作已形成动力定型，每次击球过程基本相同，所

以，所有的参数均显示出明显的和稳定的周期性变化。如图1－2－1 所示，球

拍的速度变化和地面对人体的支撑反作用力显示出规律性变化。由于本次实验

是原地击球，因此没有考虑步法移动与选位对动作阶段划分的影响。一个原地

击球技术动作周期结构，包括5  个特征画面和4  个动作阶段。An、Bn、Cn、

Dn、An+1 …均为特征画面。An—An+1 、Bn—Bn+1 ，Cn—Cn+1，Dn—Dn+1

均为从不同特征画面开始再到下一个该特征画面结束的一个动作周期。

     本文结合录像观察、球拍的运动学变化和地面对人体的支撑反作用力的变

化对击球技术动作进行阶段划分的。通过录像分析，可以精确地找到击球时刻，

但是由于连续击球，球拍和身体处于运动状态下，没有一个明显的停顿时刻，

所以还原时刻、引拍结束时刻和随挥结束时刻的最远端只能主观去判断。之所

以选择球拍的速度变化图来分析，是因为击球过程中全身运动最终体现球拍的

运动变化上来，球拍在引拍结束和随挥结束时刻，合速度最小，在击球时刻，

球拍的速度为最大速度左右，所以用球拍的速度变化可以精确地区分引拍结束

时刻和随挥结束时刻，而还原时刻无法判断。当用测力台数据，即地面对人体

支撑反作用力的变化情况来分析时，可以精确地区分还原时刻。当在还原时刻

时，左右脚在左右和前后方向上的蹬地力应接近于0，本文以右脚的力（如图1

－2－1 下图所示）来判断还原时刻。本实验中的测力台数据和QUALYSIS 的数

据以及录像采集系统是同时测试的，三者的数据可以通过特征画面对应起来。

所以可以通过上述3 种方法的互相补充，来确定一个动作周期中的特征画面和

区分动作阶段。

重打、轻拉、重拉分别在20o、25o、19o、24o左右击球，击球时刻肩关节的角

速度接近于最大。

     在随势挥拍阶段，上臂继续向前缓慢内收，角速度又开始增加，到随挥最

远端附近，肩关节角度达到最大，轻打、重打、轻拉、重拉分别达到50o、64o、

76o和73o。

    在还原阶段，肩关节角度下降的趋势非常明显，肩关节迅速还原到起始位

置的30o左右。

  2.2.2.2 右肘关节的角度、角速度变化

                     表1－2－6     右肘关节角度（n=10 ）                   单位：o

                  轻打             重打              轻拉              重拉

                （M ±SD）        （M ±SD）         （M ±SD）         （M ±SD）

 还原时刻A         89.09 ±10.77    92.11±13.06     69.14±8.95      77.45±9.91

 引拍结束B         110.42 ±6.77  111.40±9.68 ﹡ 122.68±10.40 ﹠  130.36±9.07

 击球时刻C          99.69±4.95    95.37 ±3.87 ﹡  108.40±9.72      101.73±2.48

 随挥结束D         81.04 ±16.00    76.50±13.77     67.74±7.89      70.23±8.18

 再次还原a          91.92±9.48     89.73±10.38     75.53±8.99     91.06±22.12

     肘关节在整个动作过程中由伸展状态到快速屈曲（见图1－2－6）。在引拍

阶段，为肘关节的伸展阶段，在引拍最远端时肘关节角度达到最大，可见肘关

节并未完全伸直。引拍结束时刻，最大力量弧圈球技术的角度大于最大正手快

攻的角度，分别为130o和111o，差异显著。重拉比轻拉后引的肘关节角度也要

大，轻拉时是123o（见图1－2－5、表1－2－6）。

     在挥拍击球阶段，肘关节快速屈曲。弧圈球技术击球时刻的肘关节角度大

于打球时的肘关节角度。重拉时是102o，重打时是95o。且重打、重拉在击球

时刻的肘关节角度均小于对应的轻打、轻拉，这是由于重打、重拉击球的速度

快的缘故。

     在随势挥拍阶段，肘关节继续屈曲，这是肘关节的速度开始降低，在随挥

最远端达到屈曲最小值，也几乎整个动作过程中的肘关节最小值，轻打、重打、

轻拉、重拉时的角度分别为81o、76o、68o和70o。

     还原阶段，肘关节角度开始缓慢增大，到达起始状态。

2.2.2.2 非执拍侧上肢的关节角度变化

     从表1－2－7、表1－2－8 和图1－2－5 可以看到，非执拍侧上肢的肩角

和肘角，在整个过程中变化不大。尤其是在正手快攻中，变化很小，在正手弧

                                      42

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                                                         北京体育大学博士学位论文

圈球技术中，有小范围的角度变化。

                表1－2－7      左肩关节角度（n=10 ）                         单位：o

                轻打             重打             轻拉             重拉

                 （M ±SD）        （M ±SD）        （M ±SD）        （M ±SD）

    还原时刻A        17.06 ±5.22    17.43±7.94 ﹡ 25.29 ±10.66     22.70±4.97

    引拍结束B        17.85 ±4.81    21.53 ±8.18 ﹡ 31.09±15.61     35.27±15.12

    击球时刻C        17.40±5.10     19.79±6.44 ﹡ 28.60 ±11.98     31.82±14.32

    随挥结束D        17.19 ±3.91    16.42±4.05 ﹡ 21.25 ±7.96      23.91±9.79

    再次还原a        16.74±4.55     17.87 ±9.15 ﹡ 22.90 ±6.86     24.11±3.05

     在快攻中，左肩角为17o左右，左肘角为87o左右，在弧圈球技术中，左肩

的角度为22o～31o变化，左肘的角度在75o～83o左右变化。非持拍侧手臂的摆

动不仅是为了维持身体平衡，而且还起到协调发力的作用。

                     表1－2－8      左肘关节角度（n=10 ）                      单位：o

                    轻打             重打             轻拉              重拉

                  （M ±SD）        （M ±SD）        （M ±SD）        （M ±SD）

    还原时刻A         87.42 ±5.02    80.03±10.24     79.77±8.89     79.22±8.56

    引拍结束B         87.13 ±6.04    81.53±7.66     78.33±9.15      83.86±2.37

    击球时刻C         86.93±5.85     80.56±6.96     75.84±8.11      77.80±5.27

    随挥结束D         87.22 ±5.27    79.06±10.94     76.93±9.41     80.16±9.59

    再次还原a         86.88±5.64     79.96±11.46     81.18±7.08     78.33±7.31

2.2.2 上肢各关节的速度变化

     图1－2－7 显示，执拍侧，肩速最小，肘速次之 ，腕速第三，手速第四，

动量依次传递，逐步积累，最终使末端的球拍获得最大的速度，并在到达速度

峰值瞬间前后击球。

     经仔细分析10 人的所有技术动作，发现上肢各关节最大速度在引拍阶段和

挥拍击球阶段出现的顺序没有定式，动作与动作之间，个体与个体之间差异较

大。

                                                               [30]     [29]
     这一观点和以往前人关于此问题的分析结果不一样。柳天洋 、张辉 、
孟杰[34]等的先后研究均认为在引拍和挥拍击球过程中，上肢各关节的发力顺序

                                      43

 

                                                              北京体育大学博士学位论文

                     表1－2－5       右肩关节角度（n=10 ）                           单位：o

                      轻打               重打               轻拉                重拉

                    （M ±SD）          （M ±SD）          （M ±SD）          （M ±SD）

    还原时刻A           26.25 ±6.08      25.23±5.89       24.42±5.24       25.41±6.38

    引拍结束B         21.58 ±7.84 ﹟  36.77 ±5.10 ﹡ 33.85±9.79 ﹠  38.29±6.23

    击球时刻C           20.60±9.66       25.64±8.52       19.75±8.75       24.63±17.13

    随挥结束D         50.54 ±8.74 ﹟  63.99 ±6.48 ﹡  76.31±8.18             73.23±10.23

    再次还原a           24.16±6.28       30.39±8.35      21.45±5.91 ﹠ 30.50    ±13.23

     在引拍阶段，上臂不同程度的外展，臂的外展可以使三角肌前部和胸大肌

受到拉伸，这种牵拉作用使肌肉中储存了弹性势能并刺激了牵张反射，使这些

肌肉随后的收缩更加快速有力。

          0                                             0
   角速度(/s) A        B      C D  a                角速度(/s) A        B     C D   a

     300                                           600

     200                                           400

      100                                          200

        0                                            0
          0        50        100                       0         50       100
    -100                                时间        -200                                时间
                                        （ms）                                          （ms）
    -200                                          -400
                        轻打                                            重打

       0
角速度(/s)
            A      B  C  D    a                         0
                                                 角速度(/s)A         B   C  D   a
      800                                         1000
      600                                          800
                                                   600
      400
                                                   400
      200                                          200
                                                     0
        0
          0     50    100   150    200            -200 0    50    100   150   200     时间
     -200
                                        时间        -400                                （ms）
     -400                               （ms）      -600
                                                                      重拉
     -600          轻拉

                                           右肩

                                           右肘

                         图1－2－6      右肩、右肘角速度的变化

     在挥拍击球阶段，上臂快速屈，肩关节角度迅速减小，见图1－2－6，轻打、

                                           41

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的变化。两种不同力量的正手快攻技术，曲线基本相似。两种力量的弧圈球技

术之间的角度变化基本相似。非执拍侧的肩、肘关节角度在正手快攻中的变化

不明显，而在弧圈球技术中有小幅度的变化。在整个动作过程中，肘关节的角

度基本上大于肩关节的角度。右肩角度是先增大到引拍结束时刻左右达到最大

值，而后减小，至随挥结束左右时刻达到最小值，后再增大，呈现波峰－波谷

的变化特征，而右肘关节角度变化则相反，先是减小，然后增大，再减小，再

增大，出现两次波谷和两次波峰。

       0  A   B  C     D   a                  0   A     B  C  D   a
   角度()                                   角度()
  150                                    160
                                         140
                                         120
  100
                                         100
                                          80
   50                                     60
                                          40
                                  时间      20                             时间
    0                             （ms）     0                             （ms）
      0        50       100                  0        50       100
                    轻打                                     重打

       0   A     B  C  D   a                  0   A     B  C  D  a
   角度()                                   角度()
  200                                    200

  150                                    150

  100                                    100

   50                                     50
                                  时间                                     时间
    0                             （ms）     0                             （ms）
      0    50    100  150   200              0    50   100   150  200
                    轻拉                                     重拉

                                      右肩角
                                      右肘角
                                      左肩角

                                      左肘角

                         图1－2－5  左右肩肘角度的变化

2.2.2.1.1 右肩关节角度和角速度的变化

     在引拍阶段，除了正手快攻引拍结束时刻右肩关节角度小于还原时刻以外，

其余在引拍结束时刻右肩的角度都大于还原时的角度。在这一过程中，4 组动

作肩关节运动形式基本一致，只是在动作幅度和运动时机上有所不同。经检验，

引拍结束时的右肩关节角度，重打（37o）大于轻打（22o），重拉（38o）大于

轻拉（34o），弧圈球技术的引拍角度大于正手快攻。

                                      40

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2.1.2 研究范围的确定

     本文根据乒乓球技术的特点，从技术动作结构着手及本研究的方便，选取

从An—An+1，即从第一次身体还原时刻开始到第二次还原时刻结束为一个击

球动作周期进行分析。5 个特征画面依次为第一次还原时刻（An ）、引拍结束时

刻（Bn ）、击球时刻（Cn）、随挥结束时刻（Dn ）和第二次还原时刻（An+1 ）。

由5 个特征画面组成4 个动作阶段，分别为引拍阶段（An—Bn ），击球阶段（Bn

－Cn ）、随挥阶段（Cn—Dn ）和还原阶段（Dn—A n+1 ）。

                                      30

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                                                         北京体育大学博士学位论文

     为了更好地找出乒乓球动作技术各参数的规律性变化，本章中所有的图均

是截取了Dn－1  — Bn ＋1 段，比实际一个动作周期多了上一个周期的还原段和下一个周

期的引拍段。本章所有图是选用了具有代表性的一名运动员的运动学和动力学曲

线。图中横坐标为时间，上一个周期随挥结束时刻设为0 s。运动学部分时间单

位为毫秒（ms ），角度的单位是度（o），位移的单位是毫米（mm ），速度的单

位是毫米/秒（mm/s ）。力学部分时间单位为微秒（μs），力的单位为牛顿（N ）。

文中均值和标准差是对所有10 名运动员有关生物力学参数计算的结果。

     为了对比最大力量和中等力量两种用力方式之间动作的差异，以及找出正

手快攻和正手弧圈球的技术的不同，对所有参数进行了独立样本T 检验。分别

做了3 组检验，一为两种力量快攻的对比，二为两种力量弧圈球技术的对比，

三为两种技术之间的对比，用的是最大力量快攻和最大力量弧圈球技术之间的

比较。为了行文的方便，将两种技术四个动作（中等力量正手快攻、最大力量

正手快攻、中等力量正手弧圈球和最大力量正手弧圈球）分别简述为轻打、重

打、轻拉和重拉。

2.2 球拍和上肢的运动

2.2.1 球拍的运动

    作为环节链的末端，球拍的运动轨迹是全身各关节配合的体现。全身所有

的运动最终都要体现在球拍的运动上，运动员通过球拍的运动达到对来球的控

制，所以，本文对球拍的运动学特征进行详细地分析与描述。

2.2.1.1 球拍速度

2.2.1.1.1 主要正手进攻技术球拍速度的特征描述

     图1－2－2  中所示的球拍速度为球拍在3 个方向速度的合速度。在一个正

手进攻技术周期（A－a）中，球拍的速度经历两个波峰和一个波谷。在引拍阶

段（A－B ），球拍向右后下加速引拍，到引拍最远端形成一个波谷，速度为最

小，然后球拍向左前上加速迎球挥拍，在速度最大值附近击球，后又减速随势

挥拍到达随挥最远端D 点，后又反向加速还原到a 点。

     引拍的第一个波峰值小于第二个击球前后的波峰值。在引拍最远端和随挥

最远端时刻速度为两个波谷，但合速度不为0。并说明球拍在这两个时刻并未

完全停止下来。这里的速度是指左右、前后、上下方向上速度的合成，应该说

在引拍结束和随挥结束前后三个方向上的速度不是同时为0，而是依次为0，从

而达到既使球拍的方向发生了改变，又保证了球拍速度的连贯性。

                                      31

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                                                         北京体育大学博士学位论文

 速度(mm/s) A     B    C  D  a            速度(mm/s) A      B  C D    a
  6000                                   12000
  5000                                   10000
  4000                                    8000
  3000                                    6000
  2000                                    4000

  1000                                    2000
                                  时间                                     时间
     0                            （ms）       0                           （ms）
       0        50       100                   0       50      100
                    轻打                                    重打

 速度(mm/s) A      B  C  D   a
  12000                                 速度(mm/s) A      B  C  D  a
                                         16000
  10000
                                         14000
   8000                                  12000
   6000                                  10000
                                          8000
   4000
                                          6000
   2000                                   4000
                                  时间
      0                           （ms）  2000                             时间
        0    50   100  150  200              0                           （ms）
                    轻拉                        0    50   100  150  200
                                                          重拉
                            图1－2－2     球拍速度特征图

2.2.1.1.2 两种技术之间、每种技术两种用力方式之间球拍速度的对比

     表1－2－1 反映了轻打、重打、轻拉和重拉在各个特征时刻的速度值。在

引拍结束时刻，打和拉技术，以及不同用力方式之间的打和拉之间的速度存在

差异。重打和重拉的引拍结束时刻的速度分别为1.58±0.26 m/s、0.88±0.58 m/s，

分别大于了轻打的0.96±0.42 m/s 和轻拉的0.81±0.49 m/s，差异显著。说明以

提高引拍的速度来增大击球的力量和速度，引拍为随后的击球积蓄了能量。打

和拉在引拍结束时刻的速度也差异显著，这一时刻拉的速度小于打的速度。

    4 组动作击球速度分别为5.14±0.25 m/s、9.00±1.73 m/s、10.91±1.13 m/s

和13.28±0.51 m/s，经过T 检验对比，得出轻打的速度小于重打，轻拉的速度

小于重拉，重打的速度小于重拉，差异显著。同一种技术不同力量击球的球拍

速度的差异，说明我们设计的实验是成功的，达到了区分最大用力和中等用力

的目的，用力的不同最终体现在球拍速度的不同。

     在随挥结束时刻，球拍速度达到一个较小的值，然后手臂加速还原，从表

1－2－1 和图1－2－2 中可以看到一个动作周期中的两个还原时刻的速度值基

本一样，说明优秀运动员在连续击球中动作的稳定性。

                                      32

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           表1－2－1       特征时刻球拍速度表（n=10 ）                          单位： m/s

                    轻打              重打               轻拉              重拉

                 （M ±SD）          （M ±SD）         （M ±SD）          （M ±SD）

 还原结束A           2.91 ± 0.61      3.60 ±1.15       2.25±0.82        2.16±0.64

 引拍最大值            3.98 ±0.72      4.60±1.09        3.78±0.57        3.96±0.83

  引拍结束B          0.96 ±0.42 ﹟    1.58 ±0.26 *     0.81±0.49 ﹠       0.88 ±0.58

  最大速度           5.24 ±0.25 ﹟     9.33 ±1.32*     11.21±1.06 ﹠     13.54 ±0.79

  击球速度           5.14 ±0.33 ﹟    9.00 ±1.73 *     10.91±1.13 ﹠     13.28 ±0.51

  随挥结束D           0.80 ±0.32      0.84±0.20        0.92±0.39        1.19±0.40

  再次还原a           2.98±0.44       3.09±1.00        1.91±0.79        2.13±1.01

     ﹟代表正手轻打和正手重打之间比较，差异显著；

    ﹠代表正手轻拉和正手重拉之间比较，差异显著；

    *  代表正手重打和正手重拉之间比较，差异显著。（后同）

2.2.1.1.3 击球瞬间球拍速度和挥拍最大速度的对比分析

     在比较击球瞬间球拍速度和挥拍最大速度之间的关系发现，运动员并未在

球拍的最大速度击球。有的是在球拍出现最大速度之前，有的是在球拍出现最

大速度之后，但都是在最大速度附近时刻击球，分析了10 个运动员4 组动作球

拍最大速度和击球速度之差和出现时间，具体结果见表1－2－2。

      表1－2－2     球拍击球速度和挥拍最大速度及出现时间对比分析表 （n=10 ）

                   轻打             重打             轻拉             重拉

速度之差（ｍ/s ）
                   0.10±0.14       0.14±0.10      0.05±0.05      0.26±0.28
 （M ±SD）

两速度之比（％）
                   98.04±2.73      98.44 ±1.15    99.54±1.48     98.16±1.89
 （M ±SD）

后击球比例(％)            30.00          80.00          90.00          100.00

平均相差时间 (ms)        －2.50          －2.25          －2.00           －3.60

前击球比例(％)            70.00          20.00          10.00          0

平均相差时间 (ms)        2.25            3.50           3.00

     用两种用力方式分别完成正手快攻、弧圈技术时，球拍击球瞬间的速度都

基本上小于挥拍最大速度，占最大速度的比例为98％左右。在击球时间上，四

组动作有差异，其中轻打中，只有3 个运动员是在最大速度之后2.50 ms 左右

击球，占30.00       ％，而在重打、轻拉中，最大速度后击球的运动员占了很高的

                                       33

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                                                          北京体育大学博士学位论文

比例，为80.00       ％和90.00    ％，分别在最大速度出现后2.25 ms                和2.00 ms 左右

击球，当最大力量弧圈球技术时，所有运动员均在出现最大速度3.60 ms 之后

击球。
     对于这一现象的理解，张辉[29]用球拍速度利用率来解释，球拍速度利用率

是指击球瞬间球拍速度占挥拍最大速度的百分比。认为水平越高的运动员，球

拍速度利用率越高，应像乒乓球教科书上描述的那样，在100％最大挥拍速度

击球时，拉或打的球质量就越高。

     本文对这一观点持不同看法。对于初学者可以用球拍速度利用率来解释击

球的质量，由于初学者尚未掌握击球的适当时机，其击球瞬间球拍速度占最大

挥拍速度的比例是比较低的，随着球拍速度利用率的提高，其技术水平必将提

高；但对于高水平运动员，不能用球拍速度利用率来衡量击球质量的高低，运

动员都会在接近最大挥拍速度击球的，但并非是最大挥拍速度时击球。本文认

为这就是乒乓球击球技术的特点，并认为当追求较高的速度和旋转击球时，应

该是球拍出现最大速度之后的较大速度瞬间击球。

     球拍触球瞬间的速度并非是挥拍最大速度时刻，这一现象表明运动员的击

球动作并不是在挥拍至最大速度时球拍与球的碰撞。球拍是上肢环节链的末端

环节，球拍速度的获得依赖上位各环节的运动速度及配合。这可能与运动员在

球拍触球瞬间试图以降低速度来增加球的稳度有关。击球的任务不仅是使球具

有较大的线速度和角速度，而且要对击出的球进行一定的控制，使球具有一定

的弧线、落点、稳度等加以运动员的战术意识。为了达到对球很好的控制，就

要以球拍的部分速度的减慢作为代价追求球的最大速度和对球更好的控制，是

矛盾统一的两个方面，优秀运动员在这两个方面上达到了统一。
     刘卉[71]对网球大力发球技术击球时刻证明是在最大速度出现后0.009 s 击

球，澳大利亚学者ELliott[45]对网球的研究表明击球时刻也出现在最大挥拍速度

                             [42]
之后，时间为0.005s。在刘卉 对其他击打类项目（对棒球击球技术、排球扣

球技术、标枪投掷）的研究中也再次证明了这一点。由于这些项目所研究的技

术是以追求末端环节最大速度为目的的技术，上肢的技术可以类似地看作是鞭

打动作。各个项目技术均要求手在球出手（击球）瞬间处于最佳的姿位。标枪

和铅球投掷要求获得最佳的出手角度；棒球运动员要将球投入好球区；排球和

羽毛球运动员不但要将球扣过网，还要根据技战术的需要控制球的飞行路线和

落点。所以这些项目运动员手击球（球出手）出现在最大速度之后。

                                       34

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2.2.1.2 球拍的时间特征

              表1－2－3       不同动作技术球拍的时间参数表 （n=10 ）

                              正手快攻                       正手拉弧圈球

                        轻打             重打             轻拉            重拉

                      （M ±SD）        （M ±SD）        （M ±SD）       （M ±SD）

    总时间（s）             0.93 ±0.07   0.97±0.18 ﹡﹡  1.45±0.13        1.49±0.23

         时间（s）        0.33±0.07     0.35±0.09 ﹡﹡  0.51±0.11        0.55±0.10
 引拍
         百分比(%)      35.20±5.70      36.35±4.91     35.24 ±7.27   37.54±5.52

         时间（s）        0.17±0.05       0.16±0.05      0.22±0.09     0.20±0.07
 挥击
         百分比(%)      17.93±5.81      17.21±5.40     14.74±5.20    13.62±4.34

         时间（s）        0.24±0.06       0.23±0.05      0.25±0.03     0.25±0.03
 随挥
         百分比(%)      25.33±5.70    24.03±5.91 ﹡﹡ 17.40±1.78       16.78±1.73

         时间（s）        0.20±0.06     0.21±0.06 ﹡﹡  0.47±0.06        0.48±0.09
 还原
         百比分(%)      21.54±7.08    22.42±5.64 ﹡﹡ 32.63±2.30       32.06 ±3.36

引拍＋ 时间（s）             0.53±0.07     0.56±0.12 ﹡﹡  0.56±0.24        0.98±0.24

 还原  百分比(%)          56.74±4.25     58.77 ±5.61 ﹡  38.89 ±16.86  66.22±12.70

挥击＋  时间（s）            0.40±0.04       0.39±0.04      0.89±0.26     0.49±0.18

 随挥  百分比(%)          43.26±4.25      41.24 ±5.61    61.11±16.86  33.78±12.70

    注： ** p<0.01，代表经t 检验，两组差异非常显著（下同）。

     实验结果表明（表1－2－3），用最大力量和一般力量完成同一动作技术时，

在时间参数上两者无差异。当比较正手快攻与正手拉弧圈球时，可发现两个动

作技术在时间参数上存在显著差异。

               还原
               23%
                                 引拍             还原
                                                 32%                 引拍
                                 35%
                                                                     37%

              随挥
              25%           挥击                      随挥          挥击

                                                    17%
                             17%                                14%
                 正手快攻                                  正手弧圈球技术

                   图1－2－3    正手快攻和正手弧圈球技术时间特征图

     优秀运动员完成一次正手快攻技术动作时，总时间平均为0.95±0.13 s，引

                                      35

 

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                                                         北京体育大学博士学位论文

拍阶段、挥拍击球阶段、随挥阶段和还原阶段平均用时分别为0.35 s、0.16 s、

0.23 s、0.21 s，四个阶段分别占总时间的35％、17％、25 ％和23 ％。

     优秀运动员完成一次正手拉弧圈球技术动作时，总时间平均为1.47±0.18

s，引拍阶段、挥拍击球阶段、随挥阶段和还原阶段平均用时分别为0.55 s、0.20

s、0.25 s、0.48 s，四个阶段分别占总时间的37％、14％、17％和32％。

     经T 检验，正手快攻技术和正手弧圈球技术在时间参数上的特征表现为，

正手弧圈球技术的总时间长于正手快攻技术，在引拍和还原两个阶段所用时间

百分比明显长于正手快攻，而随挥阶段所用的时间百分比短于正手快攻。挥拍

击球时间及百分比，两种技术基本上相似。

2.2.1.3 球拍的空间特征

     乒乓球运动中，运动员根据不同的战术目的，对不同的来球采用不同击球

技术进行还击，同时对运动员的各个阶段的动作幅度也有不同的要求。

   位移(mm) A     B     C  D  a           位置(mm)    A    B   C  D  a
   1000                                  1500

                                         1000
    500

                                         500
      0
        0       50       100               0
   -500                           时间  -500 0          50      100       时间

                                  （ms）                                  （ms）
  -1000                                 -1000
                    轻打                                   重打

   位置(mm)    A    B C  D    a             位置(mm)   A    B  C  D   a

   1500                                   1500

   1000                                   1000

    500                                    500

      0                                      0
        0    50   100  150  200               0    50   100   150  200
   -500                            时间     -500                            时间
                                   （ms）                                   （ms）
  -1000                                  -1000
                    轻拉                                     重拉

                                        左右
                                        前后
                                        上下

                      图1－2－4    球拍在三个方向上移动的轨迹图

    注：左为正，右为负；后为正，前为负；上为正，下为负。

                                      36

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     从图1－2－4 中可以看出，正手快攻和正手拉弧圈球的运动轨迹不一样。

同一技术不同力量的击球的运动轨迹基本相同。在一个动作周期中，球拍在左

右方向上的变化经历两次波峰和波谷，显示出双波峰的特点，引拍过程中出现

一个小波谷，第一个波峰出现在引拍最远端时刻，波谷出现在击球时刻附近，

在随挥最远端达到另外一个峰值；前后上下方向上打和拉的曲线不尽相同，拉

比打多出一个小峰值，基本上都是向后引拍在引拍结束时达到向后的最远距离，

进而向前挥拍，到随挥最远端达到向前达到最大值；上下方向上都是先下降，

在引拍结束左右达到最小值，后向上挥拍击球，然后随挥至最高点再向下还原

成一个周期。

         表1－2－4    不同动作技术球拍的空间参数表 （n=10 ）                            单位：m

                         正手快攻                            正手拉弧圈球

                   轻打               重打              轻拉               重拉

                 （M ±SD）          （M ±SD）         （M ±SD）          （M ±SD）

       左右        -0.18 ±0.11     -0.23±0.13 ﹡     0.37 ±0.35 ﹠     0.52 ±0.21
  引
       前后         0.62 ±0.51     0.67±0.12 ﹡       0.91 ±0.10      0.95±0.06
  拍
       上下        -0.09 ±0.41     -0.19±0.10 ﹡     -0.45 ±0.16      -0.46±0.21

       左右       -0.09 ±0.15 ﹟    -0.28 ±0.10 ﹡    -0.45 ±0.19      -0.44±0.23
  挥
       前后        -0.28 ±0.28     -0.31±0.26 ﹡     -0.46 ±0.16      -0.43±0.07
  击
       上下         0.04 ±0.30     0.09±0.08 ﹡       0.33 ±0.17      0.39±0.13

       左右        0.40 ±0.07 ﹟    0.65 ±0.10 ﹡      0.73 ±0.19      0.81±0.12
  随
       前后        -0.27 ±0.40      -0.45±0.20      -0.34±0.14       -0.43±0.04
  挥
       上下         0.22 ±0.31      0.49±0.06        0.89±0.15       0.77±0.37

       左右        -0.13 ±0.18     -0.12±0.08 ﹡     -0.32 ±0.21      -0.39±0.19
  还
       前后        -0.02 ±0.08      -0.04±0.07      -0.10±0.11       -0.19±0.13
  原
       上下        -0.19 ±0.22     -0.38±0.11 ﹡     -0.58 ±0.06      -0.58±0.11

  总  左右          0.86 ±0.17 ﹟    1.28 ±0.24 ﹡      1.76 ±0.34      1.82±0.38

  路  前后           1.58 ±0.44     1.75±0.21 ﹡       1.83 ±0.19      1.90±0.12

  程  上下           1.17 ±0.26     1.20±0.19 ﹡       2.07 ±0.30      2.00±0.57

    注：左为正，右为负；后为正，前为负；上为正，下为负。

2.2.1.3.1 引拍阶段球拍的方向和幅度

     虽然运动员完成正手快攻和正手弧圈球技术时球拍的运动轨迹不太一样，

但引拍过程中球拍是向下和向后运动的。如表1－2－4 所示，经T 检验，用两

种用力方式完成正手快攻技术之间，引拍的幅度没有差异；正手弧圈球技术和

                                      37