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足球鞋的鞋钉设计对下肢运动的生物力学影响研究

编辑:蒋量|曲峰 单位:北京体育大学运动生物力学教研室

来源:第十届全国体育科学大会发布日期:2015-07-01 12:29:16浏览:169次

1   研究目的

    足球鞋在足球运动中起着重要的作用,而不同的足球鞋鞋钉适配于不同类型的足球场地。国内专门研究足球鞋鞋钉设计的文献很少,而且大多是理论推导,并没有实验研究。国外针对足球鞋鞋钉设计的研究较早类型也较丰富,但是目前大多都集中在天然草地足球鞋鞋钉上的研究。运动员和足球爱好者应该如何选择人造草地足球鞋鞋钉,这些鞋钉的运动和预防损伤效果如何,还有待于进行进一步的科学研究。本研究旨在探究在人造草上不同足球鞋鞋钉设计对下肢生物力学影响,从而为人造草地设计的足球鞋鞋钉的运动效果和预防运动损伤效果提供评价依据,为科学选择和设计足球鞋鞋钉提供参考。

2   研究方法

    本研究选取10名健康男性足球国家二级运动员,应用红外三维运动捕捉系统、三维测力台、分段计时训练系统记录运动员分别穿三种不同鞋钉类型(AGTFAG/TF)混钉的足球鞋进行运动学测试、地面反作用力与运动学参数同步测试,获得实验对象相应的运动学和动力学参数。不同鞋间的参数采用单因素重复测量方差分析进行比较,后续两两比较采用LSD法。显著性水平定为一类误差概率不大于0.05,极显著性水平定为一类误差概率不大于0.01

3   研究结果

    在回转过程中,运动员穿AG时完成时间明显较TFAG/TF混钉短(P<0.001),穿AG/TF混钉时完成时间明显较TF时间短(P=0.014),穿AG时运动时间主观评分明显较TF高(P<0.001)、比AG/TF混钉高(P<0.001),穿AG/TF混钉时运动时间感觉评分明显较TF高(P<0.001)。而在6米最大直线加速过程中,穿三种鞋钉的完成时间没有显著性差异。侧切45°过程中,不同鞋钉的踝关节峰值外翻力矩没有统计学意义上的差异的影响。在膝关节外展合力矩中,AG明显大于TF(P<0.05)。折返运动中,对于踝关节,穿不同鞋钉类型的足球鞋的峰值踝关节跖屈合力矩没有显著性差异,在峰值踝关节外翻力矩中AG明显比TF高(P<0.05),在峰值踝关节外旋力矩中AG明显比TF高(P<0.01)、比AG/TF混钉高(P<0.01)。对于膝关节,三种鞋钉类型足球鞋的峰值膝关节伸展力矩没有显著性差异。在峰值膝关节外展合力矩中AG明显大于TF(P<0.05)。在膝关节外旋合力矩中AG的峰值力矩明显大于TFP<0.01)、明显大于AF/TF混钉(P<0.01),而TFAG/TF混钉之间并没有显著性差异。

4   研究结论与建议

    穿着AG类型的鞋钉能更快的完成侧切折返过程,AG/TF混钉其次,TF最差,三种鞋钉对直线加速起步阶段没有显著性影响。在完成侧切运动时,AG对膝关节外展导致的运动损伤风险最大。在回转运动中,AG对踝关节外翻导致的运动损伤风险比TF大,对踝关节外旋造成的运动损伤风险最大。同时,AG对膝关节外展导致的运动损伤风险比AG/TF混钉大,对膝关节外旋导致的运动损伤最大。建议足球运动员在比赛时穿着AG以达到更好的运动效果,在训练中穿着AG/TF混钉或TF以减少相关的运动损伤的风险。

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