圖3-12 跆拳道不同預備站姿旋踢實驗場地配置圖
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第六節 實驗步驟與流程
本實驗挑選的受試者均是目前國內跆拳道現役選手，均已具備良好的踢擊手準，且 已熟悉本實驗的動作要求，本研究實驗步驟如圖3-13。
圖3-13 跆拳道不同預備站姿旋踢實驗流程圖
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ㄧ、受試者熱身活動:
依照受試者平常在訓練前所做的熱身活動，包括慢跑、伸展操及踢擊動作。
二、光球黏貼位置:
本實驗以10部Vicon MX-13+ 紅外線攝影機、靜態L-frame 參考架定義空間座標、
動態參考架定義空間座標、動態T 型校正棒、Vicon Nexus 1.7 版軟體、Visual 3D 動 作擷取軟體、身上各部位黏貼反光球共計51顆，如圖3-14。
圖3-14 跆拳道不同預備站姿旋踢反光球黏貼位置圖
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表 3-2 跆拳道不同預備站姿旋踢反光球黏貼位置表
代號 位置 代號 位置
LFHD 額頭左前 LASI 髖骨左前方
RFHD 額頭右前 RASI 髖骨右前方
LBHD 頭後左側 LPSI 左髂後上棘
RBHD 頭後右側 RPSI 右髂後上棘
C7 頸椎第七節 T10 胸椎第十節
CLAV 鎖骨 STRN 胸骨
RBAK 右肩胛骨中段 RSHO 右肩鎖關節
LSHO 左肩鎖關節 RUPA 右肱骨外側下部 1/3 處 LUPA 左肱骨外側上部 1/3 處 RELB 右手肘外側上髁 LELB 左手肘外側上髁 RMELB 右手肘內側上髁 LMELB 左手肘內側上髁 RFRA 右手前臂上部 1/3 處 LFRA 左手前臂下部 1/3 處 RWRA 右手腕饒骨莖狀突外側 LWRA 左手腕饒骨莖狀突外側 RWRB 右手腕尺骨莖狀突外側 LWRB 左手腕尺骨莖狀突外側 RFIN 右手食指第三節骨基部 LFIN 左手食指第三節骨基部 RGT 右腿大轉子
LGT 左腿大轉子 RTHI 右大腿外側上部 1/3 處 LTHI 左大腿外側下部 1/3 處 RKNE 右膝股骨外側
LKNE 左膝股骨外側 PMANK 右膝股骨內側
LMKNE 左膝股骨內側 RTIB 右小腿外側上部 1/3 處 LTIB 左小腿外側下部 1/3 處 RANK 右踝腓骨外側
LANK 左踝腓骨外側 RMANK 右踝脛骨內側 LMANK 左踝脛骨內側 RHEE 右腳腳後跟
LHEE 左腳腳後跟 RTOE 右腳趾頭
LTOE 左腳趾頭 RMP1 右腳拇趾長趾關節
LMP1 左腳拇趾長趾關節 RMP5 右腳小趾掌趾關節 LMP5 左腳小趾掌趾關節
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三、儀器校正與測試流程:
(ㄧ) 測試前之測力板校正 (Kistler) 測力板經移動後不是原廠三軸設定方向，所以改 變測力板記事簿中的矩陣程式，使測力板與攝影L 座標尺同軸向。
(二) 測試前之攝影環境校正Kistler 測力板三軸與攝影之光點座標尺相同軸，進行3D 空間之靜態校正，再以T 型光點刷進行10台攝影機攝影範圍之壘堆區的動態校正，
以測試預期動作（光點移動）的攫取效果。
(三) 事前建立動作檔受試者貼光點的名稱，然後讓受測者貼光點進入攝影環境，以大 字形 (T-pose) 站姿，接受攫取圖3-15。
圖3-15 跆拳道不同預備站姿旋踢人體肢段光點建檔圖
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(四) 動作檔的完善與即時肢段圖的處理T-pose 的光點經過軟體之確認後，給予點的連 線編輯，以及設定點與點相互自動追蹤的連結特色後，產生隨後動作攫取關節點連 結成肢段圖，圖3-16。
圖3-16 跆拳道不同預備站姿旋踢關節點連結成肢段圖
(五) Dae do電子護胸校正:表3-3為跆拳道Dae do 電子護胸組別、級別與力量一覽表。本 次研究是透過Dae do 電子護胸進行力量量測分析，因此進行電子護胸校正，所實用 校正儀器為 (Kistler 9281) 測力板取樣頻率設定200Hz；其測量分別為 (Kistler 9281) 測力板和Dae do 護胸及感應襪套內建有感應器，此作用乃是當攻擊目標時，
則能產生感應作用（不受絕緣體阻隔）；而當感應作用出現時，方能啟動護具接受 攻擊所承受之壓力值，並將攻撃力量數值顯示於電腦。校正步驟流程先將電子護胸 平放於 (Kistler 9281) 測力板上，受試者先行穿戴電子感應套襪以掌擊方式垂直 攻擊電子護胸並測試45次，擷取電子護胸數值及 (Kistler 9281) 測力板資料，以線 性迴歸方式進行分析比較，如表3-4 校正所得資料經由Excel 軟體求得校對公式。
圖3-17 跆拳道不同預備站姿旋踢電子護具校正公式圖。
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圖3-17 跆拳道不同預備站姿旋踢Dae do 電子護具校正公式圖 y = 106.26x + 64.582
R² = 0.9955 0
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0 10 20 30 40 50 60
跆拳道不同預備站姿旋踢Dae do電子護具校正
測 力 板 數 值 (N)
電子護具指數
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四、 正式實驗:
(一)本實驗使用10台紅外線攝影機，要求受試者身著黑色萊卡布料緊身褲，腳上穿戴Dae do 電子感應襪套、並於受試者身上貼上白色反光球。為避免因實驗設計之次序先 後而產生的實驗誤差，依平衡次序 (counterbalances order) 方式進行測試，動作變 異方面，為減少動作的變異性，所以在受試者的挑選方面，則選擇技術水準較高的 選手從事實驗。
(二)請受試者以預備站姿雙腳分別站於2塊測力板上面對自製踢靶，目視電子訊號燈，
當LED 訊號燈亮起時就直接就地進行旋踢動作踢擊動作，當受試者的攻擊腳踢中 電子護胸出現得分數據，才能視為有效動作踢擊動作。踢擊動作完成後需回復至原 來預備姿勢才能離開測力板。
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第七節 資料處理與統計分析
一、 運動學資料處理:(ㄧ) 將實驗場地有可能使用到的範圍用反光球標示圍起來，並調整10架Vicon MX-13+ 紅外線攝影機之鏡頭，使每個鏡頭皆可完全照到欲實驗之範圍，並設定其採樣 頻 率200Hz。利用L-frame參考架進行靜態紅外線攝影機校正，再揮動T-wand 校正棒將受 試者所運動的空間完全掃過，進行動態校正，並利用Nexus 軟體擷取校正資料。
(二) 實驗結束後收集Vicon MX-13+ 紅外線攝影機的反光球資料，經由Nexus1.7 版 軟體進行補點及修勻後，輸出C3D 檔至C-motion的Visual 3D 軟體，輸入參與者身高、
體重及肢段參數以建立模型，如圖3-18。身體肢段的建立是運用關節兩側所貼的反光球 算出關節中心，近端關節加上遠端關節決定肢段，而座標系統是利用相同肢段的近、遠 端 （靠近人體軀幹的視為近端，反之遠端） 關節中心連線得到長軸 (Z)，並取其單位 向量為 ；關節兩側反光球連線與 外積決定Y軸方向，並取其單位向量為 ；X軸方向 之單位向量 由 與 外積決定。
圖3-18 跆拳道不同預備站姿旋踢肢段座標
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待全身肢段建立完成，便以完成靜態姿勢的設定，可輸入動態的試作，利用軟體 中尤拉角公式計算出下肢關節的角度、角速度。關節角度定義為遠端肢段 （下以遠端 表示） 相對於近端參考肢段 （下以近端表示） 的旋轉，因此髖關節角度由大腿
（遠端） 相對於軀幹 （近端） 旋轉、膝關節角度為踝 （遠端） 相對於小腿 （近 端） 的旋轉以及踝關節角度為腳掌 （遠端） 相對於小腿 （近端） 所決定。關節角 速度定義為遠端肢段相對應近端肢段的關節之間的向量，髖、膝、踝三關節角速度定 義與上述角度相同。
二、 動力學資料處理:
(ㄧ) 檢查測力板是否平穩，並設定採樣頻率 (1000Hz) 。實驗進行前，並於軟體 上進行歸零校正，確保資料的正確性。
(二) 由測力板所測得的地面反作用力資料，將使用軟體，進行擷取Vicon Nexus 1.7 軟體，並取得 (X) 水平、(Y) 左右與垂直 (Z) 方向之地面反作用力值以及壓力中心，
進行各項動力學資料的運算。
(三) 動力學各參數計算方法:
將三維測力板所測得在踢撃動作中，三軸地面反作用力（ Fx：人體前後軸之地面 反作用力； Fy ：人體左右軸之地面反作用力； Fz ： 人體縱軸之地面反作用力） 的 資料匯出至Excel檔，動力學計算方式如下，圖3-19。
圖3-19 跆拳道不同預備站姿旋踢地面反作用力示意圖
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1. 發力率 ( Rate of Force Development ; RFD ) :單位時間內力量的變化率， 反應力量 曲線的斜率變化， RFD 是爆發力的重要指標之一， 其公式為:
2.根據動量-衝量定理:其公式為:
Ft = MV2-MV1
3.最大發力率:快速肌力指數 ( Speed Strength Index ;SSI) 指與產生的時間所成的比例，
公式為:
4.蹬伸期地面反作用力最大峰值:當膝關節最低點轉而向上蹬伸至離地瞬間期間，地面 反作用力－時間曲線上出現最大數值，此數值稱為蹬伸期地面反作用力最大峰值。
三、 資料選取與統計分析:
（一）實驗時每位受試者進行「原地站姿」與「跳動站姿」各三次中、上端踢擊動作，
由於跆拳道是講求踢擊速度，故在資料的選取上，本研究選取其「原地站姿」與
「跳動站姿」踢擊過程中動作時間最快的一次來進行分析。
（二）本研究資料統計分析採用無母數弗里曼二因子等級變異數分析來分別考驗「原地 中端」與「跳動中端」、「原地上端」與「跳動上端」旋踢動作之運動學及動力 學參數差異，顯著水準設為α＝.05，若達顯著差異時，再進行事後比較，而事後 比較的計算方法及公式如下:
︱Ru－Rv︱≧ Z ×〔K×（K-1）∕ 6N〕1/2
Ru、Rv：組的等級平均數；N：樣本數；K 處理組數
Z 的計算：P (概率) = 0.5 - α /〔K × (K-1)〕；α為顯著水準.05 得 P 為 0.4958，查附表 A (林清山，2009)，得 Z 為 2.64
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第肆章 結果
本章將透過Vicon MX-13+ 紅外線攝影機系統與2塊Kistler 9281 測力板所蒐集的資 料的運動學及動力學資料來分析不同預備站姿旋踢相關運動生物力學參數特徵及差異。
因此本章將跆拳道旋踢動作的動作分期，按照六個關鍵時間點（Events）來說明跆拳道 旋踢動作過程中各階段運動生物力學特徵，在運動學部份探討:反應時間、重心位移、動 作速度、攻擊腳及支撐腳下肢各關節角度、角速度、角位移；動力學部份探討:發力率、
衝量、電子護具力量數值，為本次動力學主要探討之目的。此外更進一步探電子護具所 校正之公式，計算出踢擊力量以判斷選手在比賽場上所踢擊的相關踢擊力量。將分為個 部份:第一節 跆拳道不同預備站姿旋踢各階段時間分析；第二節 跆拳道不同預備站姿 旋踢重心位移及重心速度分析；第三節 跆拳道不同預備站姿旋踢下肢各關節角度、角 速度、角位移分析；第四節 跆拳道不同預備站姿旋踢地面反作用力、發力率及衝量分 析；第五節 踢擊力量。
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表 4-1 所呈現為跆拳道不同預備站姿旋踢動作型態各階段時間的分析資料。包括反 應時間和下蹲時間、推蹬期、收腿期和攻擊期及全程時間。在反應時間方面其平均值介
表 4-1 所呈現為跆拳道不同預備站姿旋踢動作型態各階段時間的分析資料。包括反 應時間和下蹲時間、推蹬期、收腿期和攻擊期及全程時間。在反應時間方面其平均值介