动力链是指在复合动作中的动力传导链条,主要表现为复合动作中的关节结构排列和发力次序。完美的关节结构排列表现为在运动中各个关节排列合理,不存在局部承担过大压力的情况;完美的发力次序表现为在运动中以靠近躯干的近端大肌肉群带动远离躯干的末端小肌肉群进行发力,实现快速释放与鞭打效应,最终表现出高效的发力形式。
运动中的完美动力链是指关节结构排列符合人体解剖结构和运动生物力学原理,能最大限度地减少身体的损伤风险;同时能够高效地对抗外力,展现最优发力能力,帮助我们更好地使用身体。只有同时具备完美的关节结构和发力次序,才能被视为完美的动力链。
教练有话说
动力链是一个中性词,动力链有正确和错误之分。我们要想养成科学的运动习惯,要想获得更优秀的运动表现,前提是给自己的动作建立正确的动力链。
水平推之站姿前推
最佳状态:支撑稳定,力线与阻力重合
竖直推之杠铃推举
最佳状态:支撑稳定,重物重心与身体重心重合
水平拉之钢线划船
最佳状态:支撑稳定,力线与阻力重合
竖直拉之引体向上
最佳状态:躯干稳定,小臂与躯干平行
下蹲
最佳状态:腰背挺直,髋、膝同时屈
跳起
最佳状态:腰背挺直,髋、膝同时伸
旋转抛球
最佳状态:躯干正直,全身协同旋转
后伸
前屈
上述是存在于单一的推、拉、旋转动作中的基础动力链,每个动力链都表现了该动作的合理发力次序和关节结构特点。在后文中将会进一步讲解如何利用动力链理论来判断自己的动作是否正确。
在复合动作中,即使是不同的动作,也可能有同样的动力链。比如网球的正手击球动作和拳击的后手拳动作,由于它们都是由蹬伸、旋转、鞭打、释放的动作发力次序构成的,在支撑结构和旋转姿态上也几乎一致,所以它们有几乎同样的动力链。因此,很多网球选手采用的爆发力训练手段,对于拳击选手也同样有效。
教练有话说
简单理解:动力链=关节结构排列+动作发力次序
无论是在单一动作还是在复合动作中,动作的完成都是多关节协作、多肌群参与的结果,有动作就有发力次序和关节排列,就有动力链存在。
网球正手击球
拳击后手拳
动力链基本模型是对一切运动中存在的动力链条基本状态的抽象和归纳,是暂时排除了发力次序的因素,优先反映运动中的人体关节功能分布特点的直观逻辑,主要表现了在遵循解剖结构特点与人体生物力学结构之下,人体各个环节在运动中的完美协同。
通过对动力链基本模型的梳理,可以了解在运动中各个关节应该如何配合,帮助我们完成一个科学无伤且完美的动作。
教练有话说
动力链模型是运动中关节排列呈完美状态的模型,是分析运动中动作正确性的核心思路和方法。
人体的运动总是身体各部位运动与静止的交替变化,比如走路,简单理解就是支撑腿和摆动腿的运动与静止的交替变化。所以在运动中,各个环节的稳定(支撑)能力和灵活(发力)能力是核心能力,而动力链模型展示的正是所有身体环节在运动中所应该承担的稳定(Stable)与灵活(Mobile)特性。
稳定性:稳定、控制、传力
灵活性:灵活、变化、发力
在合理的动力链模型(左图)中,各个关节都处于中立位并且能较好地各司其职,配合工作,此时人体感受良好;反观右边的图片,足弓塌陷、骨盆前倾、翼状肩胛、头部前伸,这样的体姿状态必然伴随着肩颈、腰背甚至全身的疼痛。
每个关节的特性在运动表现中都会有所偏重,表现为稳定性或灵活性,这主要由关节的解剖结构特点以及具体运动需求来决定。
一切复杂的运动都是简单动作的组合,而关节则是构成动作的关键环节,关节的正常功能表现是一切运动的基础。基于这一逻辑,训练者在开始训练前进行关节功能评估,排除隐患,是预防损伤、让运动可持续的关键。
因此,要培养科学的运动习惯,了解关节功能的正常状态和异常状态并学会自我评估是第一步。
解剖结构
脚掌骨被各种韧带加固,可活动范围非常小,使人体得到稳定的支撑。
功能属性
足弓是人体与地面的连接,是支撑人体的基石。既然是基石,在功能上就必须稳定。足弓在运动中主要起支撑、稳定的作用。
足弓
教练有话说
传统武术里有“脚下生根”之说,很好地表达了足弓在运动中的基本属性,也就是在运动中给人体稳定的支撑,让我们有“根”可依。
解剖结构
脚踝由三个关节组成,胫腓联合关节、踝关节(距腓关节)、距下关节。其中,主要的运动关节是踝关节和距下关节。
踝关节是一个滑车关节,它的结构决定了它只能做前后方向的运动,如足背屈(勾脚)、跖屈(踮脚)。距下关节位于踝关节的竖直下方,相比于踝关节,它的运动形式除了足背屈与跖屈之外,还包括旋后(内翻)、旋前(外翻)。这两个关节共同作用,使脚踝能够灵活进行多种运动。
脚踝
由于组成脚踝的骨骼以籽骨为主,所以脚踝常常表现得灵活有余而稳定不足,稍不注意就会崴脚。这是因为踝关节的稳定性主要靠关节周围的韧带及肌肉力量来维持,如果力量不足就无法保持踝关节的稳定性。如果发生过崴脚,负责加固关节的韧带就会变得更松弛,无法承担起稳定的任务,不进行训练干预就会产生习惯性崴脚。具体训练方法请看本书“动作篇”中补充训练的小腿训练。
功能属性
脚踝的主要功能是在位移时使人体顺利改变方向。远古人类需要在各种凹凸不平的地面上奔跑跳跃,如果踝关节过于稳定,就好像打了石膏板一样,无法及时根据需求调整运动方向,甚至无法正常触地缓冲。所以,为了适应不同运动界面,顺利地改变方向和自由活动,踝关节必须灵活。
解剖结构
膝关节由股骨下端、胫骨上端和髌骨组成,属于滑车关节。在胫骨平台之上,附着了两块半月板,它们的作用是增加骨与骨的接触面,分散骨骼本身所承受的压力,增加关节面的凹陷程度,如同垫板一样具有较好的固定能力。在运动中,半月板会产生位移,增加了滑液的分布面积,减少骨骼磨损。
膝关节被关节附近的肌肉和韧带包裹,它的运动以矢状面的屈伸为主。它的屈伸与两种运动机制有关:一是滚动,二是滑动。做屈的动作时,股骨下端在关节面上先滚动后滑动,滚动与滑动结合完成动作;做伸的动作则正好相反,先滑动后滚动。
功能属性
膝关节在运动中以稳定性为主,支撑身体,传导力量;灵活性为辅,在特定动作中伸膝发力有两种情况:一是在矢状面上进行前后方向的运动,二是在全身发力的动作中传递力量。
膝关节正面
膝盖呈钝角与锐角状态
膝关节是人体最复杂的关节之一,也是人体损伤风险最高的关节。在运动中,很多人都害怕伤到膝盖,其实避免受伤的方式很简单。一是增加下肢的基础力量,强化膝关节稳定性;二是在动作中避免出现膝盖成锐角的状态,以免形成剪切力,造成损伤;三是在运动中尽量使膝关节与脚尖方向一致,在矢状面进行运动,避免扭曲研磨膝关节及其附近韧带。
应力是指物体由于外因(载荷、温度变化等)而变形时,在它内部任一截面(剪切面)的两方在单位面积上的相互作用力。应力可分解为垂直于截面的分量(称为“正应力”或“法向应力”)和相切于截面的分量(称为“剪切应力”或“剪切力”)。
深度知识
可能有人疑惑,膝关节如此灵活,怎么属于稳定性关节呢?实际上,稳定与灵活都是相对的,膝关节附近由于有股四头肌的存在,所以它在单关节运动中也能承担较大的压力,具有一定的灵活发力属性。但在全身运动中,最佳的发力次序应该是以大肌肉带动小肌肉,以大关节带动小关节。相对于髋关节来说,膝关节是小关节,加之膝关节活动方向与关节结构的限制,它的活动范围也受到禁锢。所以总的来说,膝关节在运动中是承担稳定与传力的功能,让身体发力更加顺畅。
解剖结构
髋关节是由股骨头和髋臼构成的球窝关节,由于股骨头的2/3都卡入了髋臼内部,髋关节兼具了灵活性与稳定性,是球窝关节中最典型的杵臼关节。髋关节结构简单明确,活动形式多样,可以进行屈伸、外展、内收、旋内、旋外等多种形式的运动,是人体中较为灵活的关节。接受过专项训练的习武者或跆拳道运动员的髋关节甚至比肩关节更灵活。
功能属性
髋关节后方有强大的伸髋肌群(臀大肌+腘绳肌),能产生巨大的力量,伸髋动作也是人体走、跑、跳及各类运动的基础能力,所以髋关节在动力链中的地位不仅仅是一个灵活关节而已,更是人体的发力核心、力量源泉。
髋关节与骨盆解剖图
解剖结构
脊柱是由骨骼组成的管状结构,是躯干骨骼的一部分,由上至下分为颈椎、胸椎、腰椎、骶椎、尾椎五段。无论从正面还是背面来观察脊柱,我们都能看到它的椎骨自上而下逐渐增大,而这一生理结构特点也决定了脊柱的活动度自上而下逐渐变小。
脊柱的运动是各椎体的运动叠加,能够完成前屈、后伸、旋转、侧倾等动作。
脊柱侧面解剖图与人体相应位置图
脊柱侧弯示意图
脊柱运动的可塑性非常强,每个人由于运动习惯和运动水平不同,脊柱所表现出来的活动度差距巨大。活动度过大或过小都并非好事,过大的活动度可能意味着松弛的韧带或无力的肌肉;过小的活动度则可能是由于肌肉的紧张以及弹性的缺失,这些都存在较大的损伤风险。另外,由于脊柱超强的可塑性,在少儿时期如果不注意正确姿态的培养,常常会造成驼背、脊柱侧弯等骨骼问题。
功能属性
脊柱贯串整个躯干,上接头部、下接两腿。在判定脊柱的功能属性时,要将脊柱分成腰椎骨盆段、胸椎段、颈椎段三段来看。
解剖结构
腰椎骨盆比较厚重宽大,比其余两段活动范围小,结构相对稳定。
功能属性
对于上半身来说,腰椎骨盆是上半身一切运动的基石,是为包括胸椎在内的上肢结构提供稳定运动表现的基础;对于下半身来说,腰椎骨盆是力量传导的核心,在全身动作中,下肢蹬伸的力量只有在腰椎骨盆区域稳定的前提下才能传导到上肢,从而达成完美的发力表现。所以腰椎骨盆在运动中的主要作用是支撑、传力。
腰椎骨盆示意图
解剖结构
胸椎位于肋骨区域,由12块椎骨组成。胸椎椎体上的棘突向下倾斜,它们互相支撑并限制脊柱过度后伸。相对于腰椎,胸椎椎体较小,横突较短,运动幅度相对较大。但由于胸廓与椎体相连,很大程度限制了胸椎的运动幅度,使得胸椎的灵活度大大低于颈椎。
功能属性
胸椎的灵活性决定了人体的旋转活动度,在旋转动作中,胸椎是力量通过腰椎传导之后的第一个角速度放大器,在运动中的作用以旋转释放传力为主。
胸椎示意图
教练有话说
拳击中的摆拳如果只是用手臂力量进行击打,就会显得孱弱,击打效果甚微。要想让拳头快速有力,就必须先用脚蹬地发力,将力量从腰椎传递到胸椎,再通过胸椎的快速旋转将力量释放到拳上,这样打出的拳才能虎虎生风。
胸椎的正常状态决定了人的整体气质,所谓“昂首挺胸,气质超群”,无非就是保持胸椎处于中立位而已;而含胸驼背、外表猥琐的,一般胸椎都是处于侧弯或前伸状态。
解剖结构
颈椎由7块椎骨构成,颈椎的椎体很小,这使得颈椎具有较强的运动性,能完成较大幅度的屈(点头)伸(抬头)及旋转、侧倾运动。从解剖角度来看,颈椎属于灵活关节,头部可以实现180°旋转。
功能属性
虽然颈椎的活动范围比较大,但在动力链中,颈椎的属性是稳定性。颈椎连接着头部,头部的前庭觉主导身体对空间位置的感知,通过感知空间位置的变化调整身体的平衡状态,从而影响运动表现。在运动时,只有保持头部的稳定状态才能保证稳定的运动方向,所以颈椎在运动中必须是动态稳定的状态。
颈椎示意图
前倾角度越大,颈椎承受的压力越大
颈椎的细小结构使之具有较大的活动度,但同时也限制了其力量的发展。在手机普及的今天,长时间的头前伸状态给颈部增加的压力使得颈椎曲度变直,颈椎活动度变小,颈椎病日益严重。
解剖结构
肩胛骨是一块三角形扁骨,贴于胸廓后外侧,位于第2至第7肋之间,有两面、三缘和三个角。腹侧面或肋面与胸廓相对,为一大浅窝,称肩胛下窝,背侧面的横嵴称肩胛冈。冈上、下方的浅窝分别称冈上窝和冈下窝。肩胛冈向外侧延伸的扁平突起称肩峰,与锁骨外侧端相接。上肢下垂时经肩胛骨下角所作的垂线为胸部标志线。
功能属性
肩胛骨是上肢动作的起点,必须具备稳定的属性才能保证上肢动作的正常进行。上肢的不同动作有不同的支撑需求,有些动作在耸肩状态下完成能够获得最佳效果,有些动作需要在沉肩、前伸或后缩状态下才能完成,有些动作还要求肩胛骨配合上肢的运动做出一些灵活的转动,而一旦做出来以后,又要求它给上肢提供稳定的支撑,所以肩胛骨在运动中必须是灵活中带着稳定、稳定中透着灵活的功能。
肩胛骨示意图
肩胛骨的运动范围
教练有话说
肩胛骨是一切上肢运动的基础,正常的肩胛骨功能是上肢能进行正常运动的前提。
肩关节解剖图与相应身体位置
解剖结构
肩关节由肱骨头与肩胛骨的关节盂构成,是典型的球窝关节。关节盂小而浅,边缘附有盂唇;关节囊薄而松弛,囊内有肱二头肌长头腱;关节囊外有喙肱韧带、喙肩韧带及肌腱加强其稳固性,但关节囊下部无韧带和肌肉,极为薄弱,故肩关节脱位时,肱骨头常常从下部脱出,脱向前下方。
功能属性
肩关节是人体灵活性最强的关节之一,不仅可以进行外展、内收、前伸、后缩等动作,还能进行360°的环绕运动。正是因为灵活,它也是稳定性最差的一个关节。在动力链中,肩关节主导上肢主动发力,在全身发力时起传力与释放力量的作用。
解剖结构
肘关节是上臂和前臂的连接,是肩关节与上肢功能传递的枢纽,由肱骨远侧端和桡尺骨近端关节面组成。在结构上包括肱尺关节、肱桡关节和桡尺近侧关节三个关节,它们被共同包在一个关节囊内。肘关节是典型的复关节,关节囊前后薄而松弛,两侧紧绷。
肘关节示意图
功能属性
肱尺关节属于滑车关节,可以做屈伸运动;肱桡关节属于球窝关节,可以做屈伸以及绕关节垂直轴的旋内、旋外运动。肘关节在运动中的功能相当于下肢的膝关节,运动轨迹有限,只能以屈伸角度自如地运动,侧面被韧带以及尺骨鹰嘴所控制,无法完成更多方向的运动。
解剖结构
腕关节是由多关节组成的复杂关节,包括桡腕关节、腕骨间关节和腕掌关节,三个关节都相互关连(除拇指的腕掌关节外),统称为腕关节。从狭义上看,腕关节是指桡骨下端与第1排腕骨间的关节(豌豆骨除外),即桡腕关节;但从功能上看,腕关节实际应包括桡腕关节、腕骨间关节及桡尺远侧关节,它们在运动上是统一的。腕关节是承担上肢功能的主要部位,在日常生活中很容易引发损伤。
腕关节示意图
功能属性
腕关节能进行屈伸、旋转等多角度的运动,是人体中比较灵活的关节。在上肢运动中,腕关节是力量最终的释放体,起到传力并释放的作用。
关节的解剖结构特点决定了各个关节在动力链中所应该表现的正确功能,我们已经了解了各个关节在运动中的正确表现应该是什么样子,下面我们继续学习如何判断关节功能是否出现了异常状态。