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北京体育大学
博士学位论文
自行车测试车研制及踏蹬技术诊断分析系统软件的开发
姓名:罗炯
申请学位级别:博士
专业:运动人体科学
指导教师:金季春
20050518
自行车测试车研制及踏蹬技术诊断分析系统软件的开发
博士生:罗炯
导师:金季春教授
摘要
为了提高自行车训练的科学性,需对运动员个体技术特征进行监控、测试与反馈,而我国
正缺少这种监控手段和方法。为此,本研究根据当前自行车训练的要求研制出一辆测试车,
通过改变坐角、坐高获得九种组合位置,选择了 5 名自行车运动员和 6 名一般骑车人作研究
对象进行技术分析,并对自行车运动员的“赛车定位”单独进行“诊断”,从中发现了某些技
术规律,提出了一些可供评价踏蹬技术好坏的指标及对自行车运动训练有益的建议,开发出
一套集数据采集、处理、存贮和回放一体化的踏蹬技术诊断系统软件,基本上为实现“自行
车适合于人”的理念迈出了重要一步,为今后进一步探索骑行技术和及时反馈、监控训练过
程打下了基础。得到了如下结果:
(1)实验确证了恢复阶段驱动时相段的存在。但对踏蹬处于恢复阶段中的技术本质提出了
新的认识,认为有效的骑车技术,提拉踏板技术并不是为了产生驱动力,而是确保下肢环节链
稳定快速的跨越上下死点区域的需要。在高功率输出下,前蹬阶段增加峰力矩比恢复阶段减
小负力矩对增加功率输出肩负更多的责任。
(2)实验确证了两个理论推导的正确性。其一是恢复阶段的曲柄角速度应适当高于前蹬;
其二是膝、踝关节轨迹的理论论证与实际结果的一致性。
(3)为本实验的两类受试者的车坐确定了基本的定位范围。自行车运动员坐角选择应大于
72。,坐高的选择应大于或等于106%TH;对娱乐性健身选手,72。坐角、101%TH坐高是较佳的
车坐定位标准。
(4)初步确定了用于踏蹬技术诊断分析的五种评价指标:其一是踏蹬过程中提拉阶段的曲
柄角速度应适当高于前蹬。其二是不同组合下踏蹬时,上、下死点区域的大小。其三是不同
组合下前蹬阶段的平均作用效率。其四是膝、踝关节中心轨迹的重叠程度、光滑程度、对称
性与非对称性。其五是踏蹬过程中左右两腿用力是否均匀。
(5)实验中有两大发现:其一是发现运动员在踏蹬过程中大腿角屈伸范围的基本恒定性,
因而提出了提高自行车运动员髋关节伸展功率力量训练方法—即力量训练应控制大腿屈伸角
的范围在 30。— 85。间。其二发现自行车运动员“大腿长与有效小腿长的比率”是影响骑行的
重要“因子”之一,这对自行车运动员选材有重要参考意义。
(6)研究开发出一套踏蹬技术诊断分析系统软件,可同步测取运动员踏蹬过程中任意踏蹬
瞬间下肢环节及曲柄的运动学参数及脚蹬、车坐、手把三处的动力学参数,并能将所测取的
力值与相关的夹角,通过相关软件获取作用于脚蹬上的有用力和效率指数。软件能实现一般
水平与高水平以及高水平运动员之间图像及参数间的对比,以及时寻找踏蹬技术中的个别差
异,对提高我大有裨益。

关键词:自行车测试车研制;坐角;坐高;最佳骑行定位;踏蹬技术;诊断系统软件

5
Manufacture of Bicycle Vehicle on Testing and Its
Diagnostic Software on Pedalling Technique

: luo Jiong
Supervisor: Jin Jichun
Abstract
To advance the science of bicycle training ,it is necessary to supervise,test
and feedback the athlete’s individual techniques. In defect of such an controlling
instrument and method in our country ,therefore, a testing bicycle has been developed
in this experimentation according to the demands of current bicycle training .5
sporters of bicycle and 6 pastime bicyclers were tested and their techniques were
analysed .especially ,the saddle orientation of racing bicycle were