陀螺运动发展研究
陀螺运动技战术变迁与发展研究
手 指指 端要贴 在 陀上 ， 手 心空 出 。以右手持 陀为例 ，
获 奖 队员 从十几 岁 的 中学 生 到 四 、 五 十岁 的 中老年 人 覆盖各 个年 龄段 。打陀螺 这一 民族传 统体 育项 目 发 展至今 ， 它 的技战 术是如何 演变 发展 的 ， 以及未来
它 的技 战术演 变与 发 展 的趋 势 如何 ， 这 是 本 文将 要
月被 列为景谷 县 少数 民族 运 动会 竞 赛项 目后 ， 经 过 推广 、 普及 以及实践 ， 规则 逐步 得到完 善 。 １ ９ ８ ９年 ９ 月云南 省第 四届 少数 民族传统 体育 运动会 上正式 把
如把攻击力较强防守技术全面稳定的队员入坑中加大摩擦因此要正面击打陀螺的柱体将防安排在前面一方面可以从气势上压倒对手给对方守方陀螺推击出防守区自己留在摩擦力较小的旋造成一种心理上的压力和负担另一方面也可为本放区内这样在比旋的情况下会使自己处于有利位方队员开好头以此来激励本方队员压制对方士二个人的防守战术战术适用范围见表个人防守战术可分为四边式中间式游战术名称适用范围1
（ 二） 持 陀技 术及 其 方法
为 了更 好 地 发挥 手 指端 对 陀 的感应 能 力 ， 保 持 出陀前 持陀 的稳定 性 ， 以利 于控 制 陀 出手 力 量 与 方 向， 持 陀时 五指都 应 自然分 开 ， 增 大 接触 陀 的 面积 ，
浙 江省 也 加 紧 了训练 基地 的落 实并 于 ２ ０ ０ ７年在 全
第３ １ 卷 第 ５期 （ ２ ０ １ ３年 第 ５期 ）
光纤陀螺仪技术的发展与研究
光纤陀螺仪技术的发展与研究一、引言光纤陀螺仪是一种通过利用光（或电磁波）的干涉效应，测定角速度的高精度陀螺仪，广泛应用于惯性导航、航天、测绘和制导等领域。
随着光纤技术和信息技术的迅猛发展，光纤陀螺仪已经成为高科技领域不可或缺的重要工具之一。
本文将主要探讨光纤陀螺仪技术的发展和研究，通过分类介绍，详细阐述其原理、特点和应用。
二、光纤陀螺仪分类1. 常规光纤陀螺仪常规光纤陀螺仪具有独特的双波长光源、光学路径、检波器和信号处理方法。
其原理基于旋转对光波传播速度产生的不同效应，通过不同的光学干涉方法，最终实现对角速度的精准测量。
常规光纤陀螺仪具有精度高、抗干扰能力强、稳定性好等特点。
广泛应用于惯性导航、飞行器姿态控制、地震测量等领域。
但其灵敏度和稳定性也受到机械和光电元器件的影响，因此需要优化技术和材料、加强可靠性等方面的研究工作。
2. 纤维光栅陀螺仪纤维光栅陀螺仪是利用光纤光栅的干涉效应实现的陀螺仪。
其原理基于声学波的激发和布拉格反射，通过声学-光学相互转换，实现对角速度的高精度测量。
相对于常规光纤陀螺仪，纤维光栅陀螺仪具有灵敏度高、体积小、重量轻、功耗低等优点，可应用于重量限制的场合。
然而其对温度和振动等环境干扰的敏感性也较高，需要进行相应的技术研究和优化。
3. 拉曼光纤陀螺仪拉曼光纤陀螺仪是利用拉曼散射效应实现的陀螺仪。
其原理是通过光场的拉曼反散射，实现光波的频移和相移，从而测量系统的角速度。
相对于常规光纤陀螺仪和纤维光栅陀螺仪，拉曼光纤陀螺仪具有灵敏度高、免受磁场干扰等优点，因此在航天器的导航、高精度地震测量、地下勘探等领域有着广泛的应用。
但其可测量范围较窄，信噪比偏低等问题也需要进一步改进。
三、光纤陀螺仪技术发展光纤陀螺仪技术的发展是基于光纤制造、光学设计、信号处理等多个领域的紧密结合。
近年来，其研究方向主要包括以下三个方面：1. 新型传感器和器件新型光纤传感器和器件的出现，极大地推进了光纤陀螺仪技术的发展。
陀螺在中学体育课堂教学中的实践与探究
陀螺在中学体育课堂教学中的实践与探究作者：谭明全来源：《科学导报·学术》2019年第02期摘; 要：在我们国家陀螺已经有了几千年的发展历史，是人们一直喜欢的运动项目。
特别是在西南少数民族地区。
在他们的闲暇之时都会举行陀螺活动。
那么，在中学体育教学中我们如何融入陀螺知识和内容，必将是中学体育教学的一个有效升华。
关键词：陀螺;中学体育;课堂教学;应用新课改下，主张在体育教学中培养学生的动手操作能力和实践能力，然而，陀螺运动就正好迎合了这方面的需求。
基于此，文章就陀螺在中学体育教学中应用的内容展开了探究。
一、分析陀螺文化所谓陀螺文化就是在陀螺游戏基础上发展起来的一种文化，以健身、娱乐为目的，这种体育活动属于非生产型。
展现出生活与生产的结合，同习俗完美整合的特征。
有着极强的休闲娱乐、观赏和健身价值，是由很多民族在长期的实践中所创造的精神形态和物质成果的总和，是多个民族人民所沟通缔造的民资类体育文化，具有极高的运动价值和教育价值。
二、中学体育教学中陀螺的应用中学体育教学中内容丰富，知识众多，而且，可以在体育教学中锻炼学生的多种技能和能力。
陀螺项目在中国已经有多年的发展历史，它的出现，不但丰富了中国文化，而且，对当地的体育教学也增添了光彩，那么如何在中学体育教学中应用陀螺，文章通过下文进行了论述：1、在体育课堂中引入陀螺，锻炼学生动手、创作能力陀螺这种运动需要简单的器材辅以完成，并且，我们也可以非常随意、简单的制作陀螺。
在中学体育开始前，我们可以让学生自己把陀螺制作出来，给他们自我学习和自我发展的空间，自己寻找材料制作陀螺，把最美、最好的陀螺制作出来，然后带到体育课中，这样有效培养了他们的创新能力以及动手操作能力。
为了更好的完成中学体育教学和陀螺的融合，我们为学生提供陀螺制作标准，这样便于他们在课堂中统一应用。
学生们只有全身心的投入了制作陀螺的过程中来，才能够调动学生学习积极性，养成良好的习性。
对体育教学原则要高度坚持，根据运动项目具体特征，引导学生走进生活，大胆实践和创作。
【毕业论文】陀螺运动及其稳定性
【毕业论文】陀螺运动及其稳定性陀螺运动及其稳定性陀螺是生活中常见的一种物体，它在高速旋转是可以保持稳定的站在一个面甚至一个点上而不掉下来，傅科（Foucault）在1852年引入了“陀螺”这个名词，他把绕固定点高速旋转的刚体定名为“陀螺”。
陀螺主要有三个运动特性：定轴性，进动性和章动性。
陀螺力学是运用陀螺的力学模型――定点运动的刚体和陀螺模型――框架陀螺来建立的陀螺运动的微分方程并研究它的一般运动规律的一门科学，目的在于比较系统的研究陀螺的力学特性极其重要应用。
本文主要谈一下陀螺的基本特性，再结合我们学的理论力学有关知识研究建立它的运动方程以及它的运动的稳定性的问题。
下面先谈一下陀螺运动的基本特性――进动性和定轴性。
如图1所示意刚体的简化模型――一旋转对称刚体，以角速度ω绕固定点o高速旋转。
取与刚体固连的o――yz坐标系，ox,oy,oz是通过刚体o点的三根惯性主轴方向，且oz轴沿刚体的旋转对称轴。
设刚体相对三个主轴的转动惯量分别为Jx,Jy,Jz.这样陀螺的角动量H科表示为：（1）在刚体绕其对称轴高速ωz 〉〉ωx ，ωz 〉〉ωy ，则（1）式中的前两项与第三项相比可忽略不计，从而得到动量H的表达式：（2）因为ωz 是刚体绕其旋转对称轴高速旋转，通常称它为陀螺的自转角速度；而ωx ωy 可视为刚体旋转对称轴z轴绕x,y的低速转动，称它们为陀螺的进动角速度。
这样式（2）说明这样一个尽速结论：“陀螺对点O的角动量其量值近似等于自转角动量，而方向则始终与旋转对称轴保持一致，即H相对于o―xyz坐标系是不变化的。
”这样可以借助角动量定理研究陀螺的基本特性。
角动量定理相对于o―xyz 的欧拉方程为：（3）式中的M为作用在陀螺上的外力矩。
由于H相对于o―xyz不变，所以式(3)中的一项dH/ dt=0，则上式又可写为（4）ω,H,M三者的关系可如图2表式。
如上图，在x轴方向施加外力矩M,则H 将绕y轴以角速度ω转动，称之为陀螺的“进动运动”，这就是陀螺的进动性，是陀螺的一个最重要的特征。
陀螺经纬仪的研究现状及发展趋势
位角。 ２ 在井下定 向边上测定陀螺方位角 ： ＝ Ａ， 伪 井下定 向边的 ） Ａａ ａ 陀螺方位角 ， 为定 向边的地理方位角。 ３ 仪器上井后重新测定仪器常数 ：仪器上井后应在 已知边上 重新 ） 测定仪器常数２ ３ — 次。前后两次测定 的仪器 常数 ， 中任 意两个仪器 常 其 数的互差对Ｇ Ｋ １ Ｔ ５ Ａ 一 、Ｊ １ 型仪器应ｔ ７４ ￣ 。然后求出仪器常数 的最或 ５： ０
］ ］． Ｉ２３ ： ］ Ⅳｊ＋＋ ＮＮ ＝ （ ） ＝ Ⅳ ＞
＝
为摆动平衡位置在水平读盘上的平均读数 ，称为陀螺北方向值。 ⑤测后零位观测 ，方法同测前零位观测 。⑥以一个测 回测定待定或 已知测线 的方 向值 ，测前测后两次观测结果 的互差Ｘ Ｊ和Ｊ 级经纬仪分 ￣２ ６ ， 别不得超过１ ｐ ５ 吨 和２ 秒。取观测前后两测回的平均值作为测线方 中天 法定 向的探讨［． 山测量， ８，３ Ｊ矿 】 １ ７ ． ９ ０ １１ ４林家聪 ， 嘉钰 ． 螺经纬仪 定向测量 的若干 问题探讨 『． 苏煤炭 ， ８， 杨 陀 Ｊ江 １ １ ３０ ９ ３
３ 精 密定 向方法
【】 ５桑光灿 ． 陀螺经 纬仪定 向作 业 中的有关问题 『． Ｊ矿山测量 ， ８， ． 】 １ ８４ ９ ０ ［１ ６周兴东 ， 国内外 陀螺 经纬仪 概况及其 发展趋 势ｆ． Ｊ西安矿业 学院学报 ， ９，Ｉ ］ １ ３ ＿ ９ Ｏ
＝
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圭 ｆ 圭 ｆ
２ 陀螺 经纬 仪定 向 的作业 过程 １ 在地面已知边上测定仪器 常数△ ） ：陀螺仪轴 与望远镜光轴及观测 目镜分划板零线所代表的光轴通常不在同一竖直平面 中，所以假想 的陀 螺仪轴的稳定位置通常不 与地理子午线重合 ，二者 的夹角称为仪器常数 △ ＝ ａ－ ：Ａ Ａ － ，其中 某精密导线边地理方位 角 ， 此导线边的陀螺方 ｆ ｉ ａ
湖北省恩施自治州陀螺运动发展现状与研究
陀螺 运动是我国西南 地 区少数 民族喜 爱 的 民族 传 统体 １２ ２ 问 卷 调 查 法 ． ．
育 运 动 ， 问 陀 螺 运 动 是 一 种 游 戏 性 质 的 民 俗 活 动 ， 乏 竞 下 ， 恩 施 、 川 、 丰 、 东 、 恩 、 始 、 凤 、 峰 八 个 县 民 缺 对 利 咸 巴 宣 建 来 鹤
２份 ， 有效 问卷 ６ ２ ６份 ， ８ 有效率为 ９ ． ％ 。 ８７ 螺运 动被 列为全国少数 民族运动会 的比赛项 目， 自此陀 螺运 除异常 问卷 ８ 动走 上了竞技 化的道路 ， 并逐 渐形 成 了完 善 的比赛规 则 ： 在 信度检 验 ： 采用再 测法 ， 问样 的 问卷 分别 在恩施 市舞 用
第２ ５卷第 １期
２１年０ 月 ００ ２
山西师大体育学 院学报
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｈ ｓ ａ Ｅ ｕ ａ ｏ ｎ ｔｕｅ ｏ ｈ ｎ ｉ ｏ ｌ ｎｖ ｒ ｔ ｏ ｒａ ｆ ｙ ｉ ｌ ｄ ｃ ｔ ｎ Ｉｓ ｔｔ ｆ ａ ｘ Ｎ ｒ ｉ ｓ ｙ Ｐ ｃ ｉ ｉ Ｓ ｍａ Ｕ ｅ ｉ
恩 ０ 间 宽 １ ５米 、 ２ 长 ５米 的 场 地 正 中央 放 一 块 直 径 ８ ０公 分 的 圆 形 阳辖 区 、 施 市 龙 风 乡 小 龙 潭 村 选 取 了 １０位 居 民 ， 隔 时 间为 两 周 ， 后 进 行 两 次 测 试 ， 两 次 测 得 的 结 果 求 得 相 关 前 以 胶 垫 ， 守 的 一 方 ， 陀 螺 掷 在 圆 圈 内旋 转 ， 防 将 由进 攻 一 方 在 ６ ０８３高 Ｐ＜０ ０ ） 说 明 本 次 问 卷 是 可 信 ．１ ， 米 外 （ 子 比赛 为 ５米 ） 自己 的 陀 螺 掷 打 ， 果击 不 中不 得 系 数 Ｒ ： ．４ ， 度 相 关 （ 女 用 如
桂西北瑶族地区开展打陀螺运动的现状与发展研究——以都安瑶族自治县为例
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ０ ９ 引言
体育运动会上 。第一届至第 四届全 国少数 民族传统体育 运动 会上打陀螺被列为表演 项 目， １ ９ ９ ４年 打陀螺被列 为第五届 全
在பைடு நூலகம்西 ， 瑶族 主要分 布在桂西北 地区 的都安 、 巴马 、 南 丹 等地 。２ ０ ０ ０ 年人 口普查 资料 显示 ， 我 国瑶 族总人 口为 ２ ６ ３ ． ７ ４ 万人 ， 其 中广西壮族 自治区就有 １ ４ ７ ． １ ９万人 ， 占瑶族总人 口的
ｌ ａ ｃ ｋ ｏ ｆ ｐ ｌ ａ ｙ ｉ ｎ ｇ ｓ ｋ ｉ ｌ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｓ ｕ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｎ ａ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｇ ｏ ｖ ｅ ｒ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ．Ｉ ｔ ｃ ｏ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｂ ｒ ａ ｎ ｄ ｏ ｆ
ｗｈ ｉ ｐ ｐｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｐ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｉ ｎ Ｄｕ Ａｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｍｉ ｎ ｏ ｒ ｉ ｔ ｙ ｓ ｐｏ ｔｓ ｒ ．
Ｋ ｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ ：ｗｈ ｉ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｐ，ｂ ｒ ａ ｎ ｄ，Ｄ ｕ Ａ ｎ Ａｕ ｔ ｏ ｎ ｏ ｍｏ ｕ ｓ Ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｙ
中图分类号 ： Ｇ ８ ５ ２ ． ９
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ５— ０ ２ ５ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ２ ２— ０ ２
小学体育课中开展陀螺运动的可行性分析
小学体育课中开展陀螺运动的可行性分析摘要：本文通过实地考察法、逻辑归纳法等研究方法，分析研究陀螺运动在平果市小学体育课中开展的意义、开展过程中所遇到的问题以及解决的方法进行论证。
结合平果市小学的实际情况进行分析在平果市小学体育课开展陀螺运动的可行性分析。
目的在于通过陀螺运动的价值，来丰富平果市小学体育课程提供参考。
关键词：陀螺运动；小学体育通过走访调研结果表明，目前平果市大多小学里面器材设备缺乏，体育师资薄弱，课堂教学的内容主要以基本活动、队列练习、跳绳。
教学方法和形式单一，陀螺运动历史悠久具有独特的文化内涵，陀螺运动简单易学、趣味性强的特性，学生能够很容易接受和掌握，将陀螺运动引入到平果市小学体育课中进行体育教学。
能够弥补平果市小学体育课内容的不足，丰富体育课程内容，提高学生的兴趣，增加体育运动参与积极性，增强学生的体质健康。
一、陀螺运动的方法陀螺运动常见的玩法有三种，第一种，比赛陀螺旋转时间长短，用鞭子缠绕陀螺然后用力拉让陀螺在地上旋转各自用鞭子击打陀螺然后同时停止比赛陀螺旋转的时间长短。
第二种，在地上画出一定的让范围陀螺在范围之内相互撞击，被撞出界外的失败留在界内的陀螺获胜。
第三种，陀螺接力，有顺序由第一个人传递到第二个人第二个人传递到第三个人有顺序的让陀螺在每一个人之间传递。
二、开展陀螺运动的意义( 一 ) 游戏过程中锻炼身体陀螺运动与游戏相融合让学生在游戏中锻炼身体，在练习打陀螺时学生的手臂力量和全身的协调能力得到发展，全身协调用力才能使陀螺旋转的时间更久，陀螺运动在学校的教学过程中可以通过不同的玩法也让陀螺更加有吸引力，激发学生主动参与到陀螺运动中去。
( 二 ) 传统文化教育陀螺运动这种带有汉族特点的体育运动纳入平果市小学体育课堂之中，能够在潜移默化的加强平果市小学生对传统文化的认知能力，有利于培养增强学生的传统文化的认同感。
( 三 ) 促进心理健康陀螺运动具有多样的活动形式能够使参与的学生体会到胜利和失败。
控制力矩陀螺发展与应用研究
Vol. 46 No. 2Apo. 2020第46卷第2期2020年4月空间控制技术与应用Aerospace Control and Application DOI ： 10.3969/j .issn. 1674-1579. 2020. 02. 001控制力矩陀螺发展与应用研究!翟 华*1，来 林2"3，武登云2"3，李 刚2"3，魏文杉2"3收稿日期：2019-12-12 ；录用日期：2020-03-27,Manuscript received Dec. 12,2019 ； accepted Mar. 27,2020.国家自然科学基金资助项目(U1837602)-Supported by National Nature Science Foundation of China # U1837602 ).1•北京跟踪与通信技术研究所,北京100094 ；2.北京控制工程研究 所，北京100094.3.精密转动和传动机构长寿命技术北京市重点实验室，北京100094 )-1. Beijing Institute of Tracking and Telecommunicotions Technology , Bei jing 100094 , China ；2. Beijing Institute of Control Engineering , Beijing100094 , China ； 3. Beijing Key Laboratory of Long-life TcchnCooy of Precise Rotation and Transmission Mechanisms , Beijing 100094 , China.摘 要：控制力矩陀螺(CMG )是航天器的重要姿态控制执行机构，以输出力矩大、精度高、不消耗工质等特点广泛应用于高分辨率对地观测卫星，以及空间站、空间实验室等大型航天器.近年来，随 着微小型化的实现，CMG 逐步装备了敏捷微小卫星，并将应用领域拓展到了在轨操作与服务,实现空间机械臂动量补偿，在轨组装角动量匹配等功能•在舰船减摇，交通工具自平衡上,CMG 也展现 了特有的优势.本文对CMG 的发展和应用情况进行了介绍，总结了其发展趋势与研究热点，为后续工作.关键词：CMG %姿态控制；空间应用中图分类号：V44A2文献标志码：A文章编号：1674-1579 (2020) 02-0001-07Development and Application of Control Moment GyroscopeZHAI Hua 1 , LAI Lin 2,3 , WU Dengyun 2,3 , LI Gang 2,3 , WEI Wenshan 2"3Abstract : The control momeni gyroscape ( CMG ) , with the advantages of large outpui torque , high torque control accuracy and zero propellant consumption , it a key actuatoo in attitude control system foolarge spacecraft, such as high resolution eerth-observation satellites , space stations and space labs. In re cant years, as the devalopment of miniatuo technology, the agilities of small satellites and on-orbit servO-cing, including reactionlessness robotic arm and momentum management of on-orbit assembly , possibly ao achievad through an array of CMGs. Moreevao, it ccn alss be used te stabilize two-wheeled vahicles and nauticcl rolling. In this papeo, the devalopment and appycction of CMGs ao introduccd. The possi ble resesrch focuses ao provided foo futuo work.Keywords ： CMG % attitude ccntrol % spacc applicetiono 引言控制力矩陀螺陀螺(ccntrol moment gyroscope , CMG)是一种重要的空间执行机构,一般由转子和 框架两部分组成.转子以恒定的角速度旋转,提供一个恒定的角动量；框架组件驱动转子组件围绕垂直于角动量矢量方向的框架轴旋转,改变角动量矢量方向，实现CMG 与航天器之间的角动量交换，同时输出陀螺力矩.CMG 在其研制之初，主要应用在美 国和苏联政府主导研制的大型航天器上，例如美国 的天空实验室(Skylab )，苏联/俄罗斯和平号空间站 (MIR )和国际空间站(ISS ). 2007 年 World v iew -1 卫的成 , CMG 应用 用 .的的 M95 CMG 成当时有过飞行经历的角动量最小的CMG &1].CMG 通过与航天器进行动量交换来实现对外部扰动力矩的吸收，保持航天器姿态稳定；同时也可以快速改变航天器的姿态,实现载荷对目标区域的 快速指向.与传统惯性执行机构相比，CMG 有着更 高的能量效率，因此也特别适用于在航天器应 用&2].年来,的和应用求，CMG 的型谱得到了极大的扩展.同时，CMG 的・2・空间控制技术与应用第46卷应用也不仅局限于卫星姿态控制，已经扩展到了空间操控和地面海洋等领域•1CMG典型产品中大型航天器一直以来都是CMG应用的主要领域•其中最著名的应用就是人航天领域•国际空间站（ISS）安4台双框架CMG,两框架使单台CMG的角动以任意，这就使CMG群角动量包络的半径为单个CMG角动量的4倍，如图1所示5400t的国际空间行姿态维持,CMG巨大的高速转子可提供4760N・p・s 的角动量,258N・m的力矩&1国际空间站CMG采用了双框架的形式,力矩时，其陀螺力矩全部由CMG的框架来承受，框架电机要具备巨大的力矩力.与反,单框架CMG的陀螺力矩通过刚性连接的支架直接作用在安装舱板上,这就极大降低了框架电机和整机的体积、重、功耗,这是目前研制和应用的绝数CMG为单框架CMG的原因.图1国际空间站CMG群Fig.1CMG array for ISS空间站CMG之所以采用双框架的形式，主要源于其设计继承了天空实验室.在20世纪60年代,天空实验室开始设计的时候,单框架CMG存动力学上的奇异问题,无法稳定的控制航天器，而当没现能够解决这一问题的算法•随着后续各种控制率理论和算法的发展,奇异问题很好的解决,这使得单框架控制力矩陀螺前所未有的应用•美国Honeywell公司研制的M95是在轨应用数量较多的一型CMG,其角动量为128.8N・m・s. Worldview系列高分辨率卫星采用4台M95组成构型的姿控单元，的机动速度，图2所示.以Worldview-4,一成像目标转向下一个成像目标的转换时间小于5s,与采用传统动量轮的30-45*•卫星的重访由原来的近3天,降低为1天.作,这些的提升都意味获得的数据成倍的增长，运营来更可观的图2Worldview卫星M95CMGFig.2M95CMG array for Worldview satellites随着技术的发展，近年来微小型卫星可执行任极大的扩展，控制的需才.应不的,不种的CMG的发展&2='.15-45S CMG是欧洲空中客车防务与空间公司研制的一款小型CMG,如图3所示，其标称角动量为15N・m・a,最大输出力矩为45N・m.通常以4台CMG组成构型使用，可以使1t级卫星在2a内3Vs的角•在设计过程中，转子部分继承自成熟的动，这是低成本的重要法.该产品2011随法国Pleiades卫星首飞，目前已成空.图3空客公司15-45S CMGFig.3Airbus15-45S CMG为了满足100kg以下级卫星的应用，美国Hon-eLbee开发一重仅700.的第2期翟华等:控制力矩陀螺发展与应用研究・3・CMG,其角动量为0.12N・p・s,如图4所示&4美国佛罗里达大学为1U立方星SwampSat研制了一款微型CMG,其角动量仅为05mN・m・s,由4台CMG组成的CMG群的总质量仅为500g,如图5所示&52013年与28一起被发图4Ho/eyWee微型CMGFig.4Honeybee minitature CMG图5SwampSat卫星微型CMGFig.5SwampSaO miniature CMG2CMG技术发展2.1高精度框架控制研究CMG框架的输出力矩取决于其角动量与框架的转速•一般来讲,CMG的转速维一个恒定值，力矩主要由框架转速决定，CMG 力矩的高精度控制转框架转速的高精度控制问题•CMG框架控制,一般采用PID控制器，如图6所示5电行控制，力矩的快应；转行,CMG框架i 令角转动,输出相应力矩•年来,由学的成像分辨率越来越高,成像形来，控制CMG力矩的精度和响应要来•对于框架转速控制器来说，转的控制精度和响应成为研究的热点&'5的研究也发现了,CMG 框架驱动控制系统不仅仅是一种电机伺服系统，作用在框架电机轴上的扰动力矩一定的规,要成分是与转子转动倍频的扰动•如图7所示,100Hz谱线转子转速基频,而3)5、7倍的扰动以的分&9'•通过这一，的如自学习，器等控制控制算法中,来特定的主要行•图6框架PID控制器Fig.6Gimbal servo system with PID controllee图7高速转子扰动作用在框架上的频率谱线Fig.7Frequency analysis of wheel disturbanco actingon CMG gimbal2.2微振动特性研究作为航天器的主要扰振源,CMG的扰振力与力矩接学的成,CMG自的年来受•由于CMG结构的,接获动传，可以采用分析，应分析等方法，将数和基验的数行，最终获得CMG的动传.CMG动试验如图8所示&10'.纟验和数，可以CMG作用在安面的力，力与框架角一定，随框架角变现［弦期性变；转子的动、静不衡量是扰振力产生的主要原因等.进一步的研究CMG自身动降低和外部减置的设计依据.2.3高可靠长寿命研究航天器的设计寿命一般要达到10年甚至・4・空间控制技术与应用第46卷更长，这就需要中大型CMG的寿命要与之相适应.与动不同,CMG的高速转子一般要在寿命周期续维转速，每分钟几千甚至上万转•其轴长期运行,承受，是制约CMG寿命的键组件•根据披露的资料，轴故障是CMG 在轨故障的主要原因,国际空间站CMG已知的两次故障均与轴密切的&11'.图A微振动测试示意图Fj.8Ilustration of micro-vibration test提升高速轴系的运转寿命，主要的研究工作集中润滑和轴承架的设计.空间轴承由无法维修的特点，寿命期内的可靠润滑，需要设计靠的油•通过离心力使润滑油从储油装置中，缓冲：轴承，来填补轴承内润滑油由于挥发等作用带来的损失，图9为储油器示意图&11油的可靠和出油量的稳定对研究人员来说依然是一个不小的挑战•图9储油器示意图Fj.9Ilustration of oil reservais作为一的空间执行机构，一步提高CMG的可靠性，除了提升各组靠性外，还可以采键组件、驱动路进行备份的方法•这种方法用靠性要的载人航天器上，如空间站，空间实验室等•对于CMG结构上一般转子电机，框架电机，测角传感器进行备份.图10所示份设计的CMG本体样机&12'.以电机，可采单电机备份绕组的形式，采用双电机的形式•而动线路，可采用键局部电路进行备份，以对全部电路进行备份•备份在理论以的可靠性，但是由生的份之间的相互，以程的安全性与要的分析.在线路上尤其要做好潜通路的分析工作，以免产生设计的状态，影品的可靠性.图10采用备份设计的CMGFj.10CMG with redundant desion2.4CMG分系统化分是CMG研制的一个重要特点•由于是的研制机构往往不是的宇航企业，没完整的控制分研制体系，因倾向于采购可以直接应用的基于CMG的控制系统，而不是费力的去研究CMG控制率和研制姿控单元.CMG通构构成构型的形式.其控制驱动单元也会事先的控制率，使用户可以直接通使CMG群产生某个轴上的力矩，而不必担心具体是哪个CMG的框架以多少角速转动.也有文章，由于CMG群的处理器运算和能力远远一般的姿态控制计算机，完全可以敏感器信接引入CMG 群处理器，使其成为一个真正的姿控计算机.Honeybee公司的CMG群驱动控制电路，如图11所示.就在处理器中双平行构型的控制率•空推的NEWTON敏捷姿控单元也是基于使用户能够便的选用适配这一原则设计的.姿控单元中包含了CMG机构、控制电路和CMG控制率.其中CMG机构继承自有过大量飞行经验的15-45S型CMG，系列化的姿控单元可以适应从500kg到2000kg的敏捷卫星应用.第2期翟华等:控制力矩陀螺发展与应用研究・5・图11Honeybee公司CMG群驱动控制电路Fig.11Control electrie for Honeybee CMG s图13商业级组件组装CMGFie，13CMG assambling with commercial components霍尼韦尔公司研制了多型角动量控制系统&13如图12所示.该系统将4台CMG按照构型通过整体隔置安构内，并集成动控制电路,实现任意轴14.9N・m・s角动量,5N・m力矩输,整3Vs的转动要•图12霍尼韦尔公司微型角动量控制系统Fie，12Miniature momentum control system2・5低成本研制应用的CMG产品一个显著的特征是对成的控制.,是的成限，单机成本要严格.应这一要求,CMG的研制主要采用继承成、应用/工业通用组件、降低结构的方法•前文中空研制的15-45S F复杂的转子部分就完全继承了已有成熟动：产,降低了研发成本和生产成本.而其他中宇航企业、高校在研制CMG过程中，键的转子电机、框架电机、轴承、测角传感器及控制驱动电路方面,一般直接采购现货•如图13所示,组装人员在使用商用电机来组CMG.这一方面降低了成本,另一方面降低了研发难度,这也是近年来和美国的多所高校都开发CMG的行列中的原因，如图14所示&14-5'.采用商业组件还从另一方面促CMG体积、重和功耗的降低.(a)英国萨里大学(b)意大利罗马大学(c)瑞典吕勒奥工业大学图14高校研制的微型CMGFie，14Miniature CMG s desiened by uniersities3CMG应用扩展3.1空间领域应用随着人类空间活动和空间应用日趋复杂，特别是微小型CMG的研制和在轨应用,各科研机构也开始CMG在空间上的应用,以空间操作的效率、空间机构的稳定性和人类空间活动的适应.(1)空间机械臂角动量补偿与地面机安刚面上的情况不同,空间机的运动产生的反作用力会造成执行器跟踪.同时还会整控制,使体生动,而他的工作，消耗整源.采用CMG这种通过动量交换来力矩的设备作为执行单元，可以的避免反作用力的产生.图15展示了一台由两组CMG以剪构型组成的2自由度机械臂&16'.(2)航天员可穿戴CMG长期生活在微重力环境,会使航天员产生运动适应性失调,包括定向障碍,肌力量降低等.这就是为什么在空间一舱段工作的航天员，可生不一的.宇航员执行重要工作时,这些现来的显得尤显，交会接，出舱操作，地面过程中.为了解决这些问题，航天员的在轨生应能力,降低工作风・6・空间控制技术与应用第46卷险,研究人员们进行了可变矢量宇航服(V2Suit)的研制&17'•宇航、腿部等位置,安一I ,每包含的敏感器和呈金字塔构型CMG群，在任意0.1N・m的力矩，如图16所示.整个宇航服系统在初始状态确定一个“下”的,各部位的CMG群,根据身体的运动，提供一的力矩,使宇航员“重力”的•图15由CMG作为执行器的空间机械臂Fig.15CMG-actuated robotig arm图16航天员可穿戴CMGFig.16Wearable CMG array for astronauis3.2陆海领域应用CMG地和海上的应用可以追溯到19世纪初，甚至，利用的依然是单框架CMG力矩的原理，通框架的小角动来产生较大的力矩.(1)减陀螺海上航行的受海浪的影响，会产生船体的动•这种摇动会设备的作业，也会人员的•基于CMG的减摇装置，是用CMG的力矩来抑制力矩.与传统的减，减陀螺没构，航低航生减；与减：舱，其重、，减•减摇陀螺对船舶稳定性没有影响并且安装方便，是一种很有前途的制方案•近年来，国：家成行研发，使这一重:的•不的舰船，以及适应不同级别的海况，减摇陀螺的角动以达到78000N・m・s，力矩以35000N・m，使是国空间站的CMG都不能与之相比，如图17所示.考虑巨大的角动量以及海动的，减陀螺的框架驱动控制一般采用的形式，而不是空间CMG常用的电机动.图17船用减摇陀螺Fig.17Roll stabilizers(2)陆上平衡运输系统衡运输工具的研究开始的也很早，但是随的驱动控制以及传感器技术的应用，使I 用重要一步•如图18所示的自平衡车是一台两，兼具的与能力，同的.其CMG是一，包括自平衡控制器，单，两组成剪式构的CMG.通的姿态，控制两台CMG，动的稳定图18自平衡车与CMG系统Fig.18Lit motor and CMGsystem第2期翟华等：控制力矩陀螺发展与应用研究-7-4结论控制力矩陀螺在航天器姿态控制领域的应用近年来一直保持着快速增长的趋势.在应用数量增长的同时，对于长寿命，高可靠，高精度，低扰振的研究依然是领域关注的重点.适用于微小型卫星的CMG 更加关注成本的控制,体积、重量、功耗的降低.以CMG群为核心的姿控单元也成为微小型CMG发展的趋势，满足了微小卫星缩短研发周期,降低研发成的.利用角动量交换原理和力矩放大特性，CMG在各个领域的应用都得到了较大的扩展，如空间机械臂的动量补偿，在轨组装的角动量匹配，空间大型结构的振动抑制，船舶减摇，自平衡交通工具等等.不同的应用工况、力矩特性都对专用CMG的研发提出了新的要求和挑战.参考文献[1]LEVE F，HAMILTON B，PECK M.Spacecraft momentum control system&M].Springer，2015.&2]来林，李刚•微小卫星用微型控制力矩陀螺研究[J].空间控制技术与应用，2017(5)：43-48,LAI L，LI G.Miniature control moment gyrosccpc foosmall sateHites&J].Aerospace Control and Application，2017(5)：43-48.&3]ALLGEIER S，V.LEVE F，FITZ-COY N.SwampSat-v technolooy demonstrator foo operationat responsiw space&C]"Prvceedineo oS ASTRO2010，15th CASI(Canadian Aeronautice and Space Institute)Conference.To-oonto，Canada，2010.&4]MUMM E，DAVIS K，MAHIN M，et al.Miniature control moment gyroscepe development[C]"Proceedings ofAerospace Conference，MT：HEE，2014:1-9.&5]ASUNDI S，FITZ-COY N.Design of command，dato and telemetie handling system foo a distributed computing architecture CubeSat[C]"Proceedings IEEE Aerospace.Scoence and Engoneeoong.Tuskegee：IEEE，2013：1-14.&6]陈茂盛，金光，张涛，等•积分反馈自抗扰控制力矩陀螺框架伺服系统设计&J]•光学精密工程，2012，20(11)：2424-2432.CHEN M，JIN G，ZHANG T，et al.Design of gimbatserva system of CMG using active disturbance rejectioncontrol with integral feedbacks&J].Optics and PrecisionEngineering，2012，20(11):2424-2432.&7]鲁明，李耀华，张激扬，等.控制力矩陀螺框架伺服系统的超低速测速方法[J]•中国惯性技术学报，2012，20(4)：234-238.LU M，LIY，ZHANG J，etal.Ultoa-low speed detection method for CMG gimbat servo systems]J].Journatof Chinese inertiat Technolooy，2012，20(4)：234-238. &8]金磊，徐世杰.SGCMG框架伺服系统动力学建模与低速控制&J].中国空间科学技术，2010，6:1-10.JIN L，XU S J.Dynamics modeling and low rate controlof gimbat servo system foo single gimbat control momentgyro[J].Chinese Space Science and Technoloos，2010，6：1-10.&9]LAI L，ZHOU D，WU D，et al.A modulao control scheme foo control moment gyroscepe disturbance torqueminimization&C]"Proceedings oS Chinese AutomationCongo'ss.Wuhan：CAA，2015：1676-1680.&10]WU D，XH T et al.modeling and experimentat studs on the micro-vibration transmission oS a control momentgyro[J].IEE Access，2019(7)：80633-80643.&11]魏大忠.天宫一号单框架控制力矩陀螺研制及长寿命转子轴系技术&J]•中国科学:技术科学，2014(3)：261-268.&12]LI G.Research on high accurace，long life，and high re-liabilita technique oS control moment gyroscope&C]"IEEEInteonatoonalConoeoenceon Mechatoonocsand Automation(ICMA)，2016(8)：1536-1540.&13]MCMICKELL M.A momentum control system fw aaile responsiw space satellites&C]"The8a ResponsiwSpac'Conoo'nc'.LosAng'ls，CA，2010：1-7.&14]BAKER N.Felsibilita and design oS miniaturized Control Moment Gyroscope for a3-vxis stabilized Micro Sat-a.lite&D].Lulea：Lulea University oS Technology，2016. &15]ARENA L，DELFINI A.Design manufacturing and goound testooa smaeand costeoectoae FPGA-basedcontrol moment gyro for the URSA MAIIR Nano-satellite&C]"Proceedings65th Internationat AstronauticotCongress.Toronto，Canada:IAF，2014：1-8.&16]CARPENTER M，PECK M.Reducing base reactions with gyroscepic actuation oS space-robotic systems&J].IEEE Toansa-toonson Robotos，2009(12)：1262-1270. &17]DUDA K，VASQUEZ R.The variable wc W s ceuntermeas-ure suit(V2Suit)for space habitation and exploration&J].Frontiers in Systems Neuroscience，2015(4):1-13.作者简介：翟华(1980―)，女，助理研究员，研究方向为飞行器设计;来林(1983―)，男，高级工程师,研究方向为空间执行机构设计;武登云(1974―)，男，研究员，研究方向为空间执行机构设计;李刚(1978―)，男，研究员，研究方向为空间执行机构设计；魏文杉(1988―)，女，高级工程师，研究方向为空间执行机构设计•。
广西陀螺运动文化传承现状及发展对策研究
２ ． １ 画 圈 圈
常混乱 ， 缺乏统一的管理 ， 也说明在比赛规则的制定这方面还有 待提高 。
３ ． ２ 噪 音 污 染
在地上画一个 圈圈， 直径在一步到两步之间 ， 圆中间再画一 个三角形 ， 每个人把 自己的陀螺往 圈圈里打 ， 并让陀螺 自己旋转 出圈外来 。 有时陀螺会 固定在圈内不移 动地旋转 ， 可用绳子把他 圈住勾 出圈外 ， 只要到达圈外 还在转就算活。如果停止 了 ， 就要 放在三角形 内， 任人敲击处罚。
具（ 例如 ： 呼啦 圈、 飞盘 、 骑单车 、 溜冰 ……等 ） 共 同演 出， 更是让
人耳 目一新 。 ２ 陀螺的玩法
是文化 的一种载体 ， 陀螺作 为少 数民族传统体育项 目， 也肩负着
少数民族体育文化传承的重任。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ文通过对陀螺文化传承现状
及其发展对策 的研究 ， 期望对 陀螺运 动更好 的传承提供帮助 。
小陀螺玩起 ， 小 的陀螺玩具上面有一根 突起小木棒 ， 利用像宋朝
运 动的发展 、 壮大 ， 众所周 知 ， 体育是文化的一 种载体 ， 陀螺作为 少 数民族传 统体 育项 目，也肩负着少数 民族体育文化传承 的重
任。
那样的玩法用手来旋转 ； 稍大的孩童便玩木制陀螺 ， 木制 陀螺 的 材质十分重要 ， 通常是选用硬材 ， 如樟树 、 番石榴树或龙眼木等 。 而打陀螺的绳子则要结实 ， 且不会 滑动 ， 一般打陀螺 的线用绵绳
间断 ， 究其本质原 因， 发现是 陀螺 内在 的文化一直在推动着陀螺
将 陀螺钉制作 成圆柱形 、 斧头状或尖 锐形 ， 但经 时代 的演变 ， 科
技 的改 良 ， 大家玩 的陀螺花样百 出， 且玩法创意 多变 ， 现在 已有
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陀螺运动发展研究体育文化导刊2011年5月第5期SportsCultureGuideNo.5.May.2011陀螺运动发展研究秦海生(安阳师范学院体育学院,河南安阳455000)摘要:采用文献资料法,考古法对陀螺运动的起源及发展进行研究.主要结论:陀螺运动是一项集观赏,娱乐,健身,竞技为一体的传统体育项目,历史悠久,具有独特的文化内涵和传承意义.建议:从不同学科,不同视角对陀螺运动进行更深入的调查,分析.关键词:民族传统体育;体育文化;陀螺运动1古代陀螺运动溯源1.1陀螺的多样化名称我国古代的陀螺在不同的年代有不同的名称,有文字记载的陀螺运动雏形可以追溯到唐代,唐代文学家元结所着《恶圆》:"元子家有乳母为圆转之器,以悦婴儿,婴儿喜之,母使为之聚孩乳助婴儿之乐."_1这个"圆转之器"是可以旋转的圆形玩具,也就是现代陀螺的雏形.唐代没有陀螺一词,具体叫什么国内历史资料并没有记载,日本称唐代陀螺为"唐独乐",这一点有日本史料为证,日本大修馆书店出版的《浮世绘大百科事典》第五卷介绍过日本传统的陀螺运动.在日本语里,以汉字"独乐"【2J来表示现代陀螺,该书介绍"独乐"的历史时说:"独乐的历史十分古远,它是从中国经朝鲜传人本国的."据日本的《倭名类聚抄》称,它的最初译名叫"辨色立成",后来修改译成"唐独乐".陀螺在宋代叫做千千或千千车,宋代周密《武林旧事》卷六载: "若夫儿戏之物,名件甚多,尤不可悉数,如相银杏,猜糖,吹叫儿,打娇惜,千千车,轮盘……"_3]明代的陀螺在宫廷中叫妆域,是游戏的器具之一,清代诗人杭世骏在《道古堂诗集》中曾记载:"妆域者,形圆如璧,径四寸,以象牙为之."妆域流传到民间,就演变成与现代相似的陀螺,陀螺一词直至明代才正式出现.清代延续了明代陀螺的称呼并一直延续至今,陀螺在古代文字记载中常用陀罗一词, 清代僧人元磉在《完玉堂诗集?杂咏篇》的《鞭陀螺》诗中以清新洒脱的语言,描绘了当时北京xDJL 鞭陀螺的生动情景:"京师小儿玉磋磋,紫貂裹袖红棉靴.嬉戏自三五,乐莫乐兮鞭陀罗.香尘堆里牛羊马骡,鞭个走珠鞭个旋螺.随风辗转呼如何,阿哥阿哥,明年带刀佩箭跃马金盘陀."『4清代也称陀螺为得罗,得罗的形状似榴莲是儿童玩具之一.1.2陀螺的种类从文字记载来看,我国古代陀螺的种类主要以木陀螺,象牙陀螺为主,如明代的刘侗,于奕正在《帝京景物略》中描述:"陀螺者,木制,如小空钟……"清代诗人杭世骏在《道古堂诗集》卷一《橙花馆集妆域联勾序》中记载了明代妆域的制作: "妆域者,形圆如璧,径四寸,以象牙为之.面平,镂以树石人物,丹碧粲然.背微隆起,作坐龙蟠屈状,旁刻妆域二小字,楷法精谨.当背中央凸处,置铁针仅及寸,界以局,手旋之,使针卓立轮转如飞,复以袖拂,则久久不能停.逾局者有罚.相传为前代宫人角胜之戏."【5从考古发现来看,我国古代陀螺主要以木制,陶制,石制为主,我国古代的陀螺最早起源于公元前5000年的新石器时代,考古专家在1973年和l977年对浙江杭州湾南岸,余姚县罗江区河姆渡对浙江杭州湾南岸,余姚县罗江作者简介:秦海生(1977一),男,河南安阳人.讲师,硕士,主要从事体育理论和体育教学研究.Tel:138********,E—mail:3954435@.89区河姆渡村东北的河姆渡遗址进行两次发掘,出土文物达7000多件,其中包括42个陀螺],木制的陀螺38个,陶制的陀螺4个.从河姆渡出土的陶制陀螺和木制陀螺的形状来看,与现在的陀螺基本相似,考古专家分析这些陀螺主要是河姆渡人在集体捕猎和农耕之余的娱乐活动方式之一.考古专家于1985年在江苏常州圩墩遗址马家浜文化地层遗物中,发现26件木陀螺【1,两头成尖锥状,大多数长4—10cm,这些陀螺的年代跨度约为公元前4200至公元前3900年间.20世纪20年代考古学家李济,袁敦礼提出的一份题为《西阴村史前的遗存》考古报告称,在山西夏县西阴村仰韶文化遗址中,发现一个高3.5cm,盘径1.8—1.9cm的陶制小陀螺隅].考古学家推测陶制小陀螺和一起出土的石制的小球为娱乐器具,该陀螺距今4000多年.在我国早期的文化遗址中,陀螺的发现为数不少,例如考古学家在江苏东海县焦庄遗址发掘到了西汉时代的陶制陀螺,在浙江诸暨市尖山湾遗址发现了距今已有4000多年的木制陀螺,在湖北天门市石家河新石器时代遗址中找到了陶制和石制陀螺,在新疆哈密市五堡古墓遗址中有距今3000年历史的木陀螺,在云南永仁县菜园子遗址发现了距今3910年的石制陀螺,还有江苏常州出土的马家窑文化木陀螺,山西龙山文化遗址中出土的陶陀螺,浙江余杭庙前,茅庵里遗址的木陀螺等.l-3陀螺的玩法我国古代陀螺在不同的时期有不同的玩法,按照玩的方式不同主要分为三类,第一类为手旋式: 宋代的陀螺,是圆盘形物体,主体是一个圆片,中央贯轴,用手捻在盘中旋转,比赛谁转得久,但不能转出盘,是当时身处深宫后院的嫔妃宫女用以打发时光的娱乐方式之一,后来流传民问成为儿童玩具,因为用手旋转,也称手旋陀螺;第二类为拂袖式:明代的妆域主体是一个用象牙做的圆盘,直径约4寸,盘上刻着树石人物等精美图案,圆盘中央有一根寸把长的铁针,手旋铁针使其旋转起来,当它转速减缓而有停转或歪倒时,允许用衣袖拂拭, 即借助外力补救,谁转的时间久谁赢,游戏规则是不许转出事先划定的界限.第三类为鞭抽式:明代宫中妆域流传到民间,与宫中不同的是改用了实心木头,用绳绕上然后一拉,即刻转动起来,再用鞭子抽打,达到旋转不停的效果,旋转时间长的为胜, 从拂袖动作演变成一根小绳鞭,拂袖陀螺变成了与现代相同的鞭抽陀螺.明代的刘侗,于奕正在《帝京景物略》中对鞭抽陀螺形状,制作材料及玩法有详细的说明:"陀螺者,木制,如小空钟,中实而无柄,绕以鞭之绳而无竹尺,卓于地,急掣其鞭.一掣,陀螺则转,无声也.视其缓而鞭之,转转无复往.转之疾,正如卓立地上,顶光旋旋,影不动也."l9清代至今,陀螺主要常用鞭抽式玩法,在清代还流行一种鸣声陀螺,它是鞭抽式陀螺的一种.清代的前因居士在《日下新讴》中对鸣声陀螺制作与玩法有记载:"杨柳抽青复陨黄,儿童镇日聚如狂.空钟放罢寒冬近,又见围喧踢毽场."诗后注云: "京师旧日谚云:'杨柳儿膏,放空钟;杨柳儿死,踢毯子.'至今犹然也.空钟截竹为之,高二三寸.实其两端,旁开一孔,中心贯挺,挺出筒外,绕以长线,一手持线急抽,乘势脱放,就地旋转,嗡嗡有声,为放空钟."【l..这里的空钟即呜声陀螺,后来演变成为现代的抖空竹运动.1.4陀螺游戏陀螺是儿童最喜欢的游戏之一,古代文人学者对此曾有记载,清代的李孚青在《都门竹枝词?打陀罗》描述了儿童喜欢打陀螺情景:"清明佳节柳条施,放学儿郎手折多.早送爷娘上坟去,好寻闲处打陀罗."『l"古代描绘儿童打陀螺最形象,最生动的是婴戏图,在我国关于陀螺的传统婴戏图中,展现的不仅是古代艺术成就及其发展变迁,更重要的是在关于陀螺的婴戏图中蕴含了丰富的中国传统民间文化,民众的生活习俗和古时儿童丰富多彩的体育游戏种类等.陀螺运动在明代已经成为市井儿童的重要娱乐活动,明定陵出土了四件云龙百子衣,均为方领女夹衣,其中一件为四季暗花罗地,纹样直接绣于罗地上,为云龙肩通袖柿蒂花卉百子嬉戏,在前后襟的下半部与宽袖上,绣100个体态丰腴,活泼可爱的童子,正在进行各种游戏,如博戏,戏球,摔跤,鞭陀螺等,也称百子衣婴戏图.此件女夹衣虽然两袖已残损,尚存童子91人(胸部20人,背部23人,左袖25人,右袖23人).按画面情节内容来分,共有39个画面,画面其中之一为鞭陀螺图,其位于前胸右襟,两小儿均作右手执鞭抽陀螺状.一人赤膊扬鞭,一人回首相顾,形神兼备,维妙维肖,陀螺卓立于地.我国古代瓷器都曾用婴戏图作装饰,现藏于天津市艺术博物馆的景德镇窑的明隆庆青花抚婴图长方盒,高16cm,宽】6cm,长27.4cm,盖面上绘青花锦纹地开光抚婴纹,四边饰双龙戏珠纹,底部书"大明隆庆年制"青花双圈楷款,底盒四壁绘抚婴图,生动再现了童子鞭陀螺的情景.北京国家图书馆善本部珍藏的中国清代着名画家焦秉贞的《百子团圆图》[J31,由16幅画组成,这是一幅专门展现清朝时期孩子嬉戏玩耍的图册,生动形象地描绘了孩子们春夏秋冬一年四季里玩耍的各种游戏.其中的《嬉戏图》集儿童转陀螺与抖空竹于一幅,将孩子们尽情地嬉戏玩耍,童真童趣表现得淋漓尽致,惟妙惟肖.2现代陀螺运动的发展2.1陀螺的分类陀螺运动发展到现在,其制作材料非常丰富,陀螺的类型非常多,由于成年人的参与,陀螺的重量也越来越大,按照材料和玩法来分,现代陀螺主要有以下种类:手捻陀螺——用手拧转着玩的陀螺, 制作简单,可以随地取材,在地上,桌上都可以玩;竹制陀螺——用竹子制成的,玩时发出鸣声,又名响螺或地铃,由于不同于普通陀螺,其上端有轴柄, 可供缠线抽转用,又称有柄响螺;木制陀螺与七彩发光变色音乐陀螺——木制陀螺形状上圆下尖,在地面上转动,适合用硬木作材料,在尖端钉进钢珠或打入一根铁钉,把铁钉敲扁,磨尖,就制作完一个陀螺.七彩发光变色音乐陀螺为木质主体,加装发光效果装置,不需要鞭子,陀螺自带发射器,激发器材质为塑料.用发条在陀螺上旋转两圈,然后按动发条,陀螺会在地上旋转并且发出音乐,其身上的彩灯会不停的变换,声音也很好听;塑料陀螺与橡筋陀螺——这两种陀螺都是用塑料制成的,塑料陀螺是专为响声而做的,陀螺上下有柄,中空有洞.上边的柄可以用来缠绳抽转,旋转后洞眼发出声响,为了旋得更快,声音更大,在绳端可以系一活动的小木片,缠好绳后,一手以木片紧抵陀螺,一手猛力从木片洞口抽绳,陀螺就会飞转,发出洪亮的音响".橡筋陀螺外形像个小飞碟,上下各有一支轴柄,利用橡筋的拉力在枪形的发射器上将陀螺固定,玩时左手转动陀螺用橡皮筋绞紧,放松扳机后陀螺就固定在发射器上待发,右手握住发射器, 发射时扣动扳机,陀螺就会自动旋转射出;铁制陀螺——用生铁铸成,中间有圆形凹陷,外形呈六角形的锥体,像一朵六瓣的花,反面尖尖的.具体玩法是先准备一个硬纸盒,把中央部分的纸盒弄凹, 这样铁陀螺在纸盒上旋转时,可以滑向纸盒的中央, 全靠细绳的抽转使铁陀螺的旋转;雷达陀螺——现代科学产品,玩法是在陀螺的中间轴用线缠绕,然后迅速一抽,陀螺便旋转起来,再将其放置在支架上,由于中间轴心飞快的旋转,整个陀螺会像雷达天线一样作360度的转动.2.2陀螺比赛陀螺的玩法在古代以旋转时间长短为胜负标准,发展到今天已经成为一项全国性的比赛,这中间包含着诸多陀螺运动爱好者的辛勤付出.1981年l0月云南省少数民族运动会,1982年第3届云南少数民族传统体育运动会陀螺被列为表演项目; 1989年10月云南省体委,省民委在昆明召开陀螺规则研讨会;1990年云南省第四届少数民族运动会将陀螺列为比赛项目;1991年第4届全国少数民族运动会上云南代表团为大会作了陀螺表演;1992年10月云南省体委,省民委再次在昆明召开陀螺项目研讨会,在保持民族特色的基础上借鉴现代体育的竞赛方法制定了规则和打法;1994年国家民委,国家体委在昆明举行陀螺竞赛培训班,省内外23位学员进行了认真学习定了基础;1995年全国第5届少数民族运动会首次将陀螺列为竞赛项目,经过多年的发展,陀螺比赛的程序,要求,规则已逐步科学化,规范化.2.3陀螺健身运动陀螺运动发展到现在已经由古代儿童游戏演变成以学生和老年人为主的时尚健身运动.经常参加陀螺运动和比赛,能增加人体呼吸,神经,血液循环等系统的性能,提高爆发的力量和速度,提高身体的灵活性及柔韧性,培养人们在短时间内转移注意力与迅速集中,准确进行判断与反应的能力,提高人体对疾病的抵抗能力和对外界环境的适应能力, 达到锻炼身体的效果.陀螺作为我国特色民族体育运动项目已经成为学校体育课的内容之一,将这些民族体育运动引人学校的体育教学,以口传身授的形式引导学生参与学习.这些源于生活的民族体育运动兼具健身性,娱乐性,对抗性和合作性,受到了学生们的青睐,让很多平常怕苦怕累的学生尤其喜欢,在学生身体得到锻炼的同时可以培养学生勇9l敢顽强,机智灵活,奋发向上的拼搏精神和组织纪律性,体现密切配合,团结协作的优良品质和高尚的体育道德风尚.老年人参与陀螺运动对一些老年常见病如肩周炎,颈椎病,腰椎病等有很明显的治疗作用,手握鞭抽打陀螺时可反复刺激按摩手掌中的末梢神经集中区,并刺激太渊,大陵,神门等穴位,促进中枢神经系统的活动,具有调理,降脂,舒筋活血等保健功能,长期坚持打陀螺使老年人的四肢,腰,眼,脑,心等得到全面锻炼.2.4节日庆典中的陀螺运动我国很多少数民族在陀螺运动项目上趋于一致, 并且设置以陀螺命名的节日——陀螺节.如滇南彝区把正月十六日作为陀螺节,赛前要举行祭祀陀螺神仪式,即将本队最后压阵的陀螺倒放在地上,让参赛队员轮流抽打,以祈比赛得胜,彝族的陀螺为木质平顶式,选用坚硬细腻的木质材料,在牛厩粪草下捂一月左右,拿出冲洗晒干,然后雕制[161.云南省思茅市景谷傣族彝族自治县(以傣族,彝族为自治民族的多种民族集居的自治县)被称作"陀螺之乡",这里的群众制陀螺,打陀螺,画陀螺蔚然成风,"陀螺文化"丰富多彩.景谷县是陀螺的发源地之一,陀螺运动在景谷有悠久的历史,具有广泛的群众基础.2006年成功举办首届景谷国际陀螺节, 陀螺节期间还举办民间手工制作陀螺比赛,民族传统陀螺文化展,陀螺猜谜等活动,景谷县依托民族传统文化和丰富的旅游文化资源,将陀螺运动作为民族特色品牌进行打造.在广西壮族聚居的地方,每年都举行一次有名的体育盛会——陀螺节,时间是旧历年除夕前两三天至新年正月十六日,历时半个多月.陀螺比赛热闹非凡,获第一名者荣称"陀螺王",已有300多年的历史.打陀螺游戏也是我国瑶族中的一项传统活动,每年的农历十月到第二年农历二月初二的农闲季节,白裤族的同胞们便开展各种各样的打陀螺游戏,其中正月十五的陀螺比赛最为壮观,被称为陀螺节[】,广西壮族自治区南丹县2003年春成功举办了"首届中国白裤瑶陀螺文化节".侦族,拉祜族也非常喜爱打陀螺,每逢新米节和春节期间,都要举行打陀螺的比赛.通过参与节日庆典中的陀螺运动,一方面可以起到强身健体,交流感情,团结互助的作用,另一方面以节日的形式开展活动有利于陀螺运动的传承发展.3结语陀螺运动集娱乐,健身,宗教信仰,民风民俗等于一体,具有较高的参与,观赏,健身,休闲娱乐等价值,是我国一项重要的非物质文化遗产,是我国民族传统体育中的一朵独特的奇葩,是我国优秀民族文化的一部分.参考文献:[1】完颜绍元.中国风俗之谜【M】.上海:上海辞书出版社, 2002:4l9.【2】关立勋.中国文化杂说l民俗文化卷[M].北京:北京燕山出版社.1997:490.[3】[宋】周密.武林旧事,经纪[M】.杭州:浙江人民出版社, 1984:lO4.[4】成善卿.天桥史话[M】.北京:生活?读书?新知三联书店,l990:73.【5]商务印书馆.辞源修订稿卜4g1册[M】.北京:商务印书馆,l915:651.[6】浙江省文物考古研究所.河姆渡——新石器时代遗址考古发掘报告[M】.北京:文物出版社,2003:148.150.【7】常州市博物馆.1985年江苏常州圩墩遗址的发掘[J].考古学报,2001(1):73—110.[8】李济.西阴村史前的遗存[M】.北京:清华学校研究院,l927:21.[9】[明】刘侗,于奕正.帝京景物略【M】.北京:北京古籍出版社, 1982:67.[10】李乔.人在史中[J.上海:上海古籍出版社,2005:122.[11]孙民.古代风俗诗画[M】.沈阳:辽宁美术出版社,1992:137. 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