高尔夫挥杆过程重量转移模式及对杆头速度的影响

姜芹先，徐正发，王肖，朱晓利，王云飞

（1.长治学院 体育系，山西 长治 046011 2.上海体育学院休艺学院 200438）

在高尔夫比赛中，只有球落在果岭上才能使用推杆击球，其余均使用挥杆击球，所以挥杆作为一项基本技术动作在高尔夫运动中占有基础地位。挥杆击球又可以细分为全挥杆和半挥杆，全挥杆动作是在上杆时将球杆挥到最高点，上杆幅度通常小于50%全挥杆幅度。一场比赛中，60%挥杆动作都是全挥杆。全挥杆动作可发挥的空间更大，但同时出错的几率也较大，这就是人们在练习场上不断练习全挥杆的原因。在挥杆过程中，身体重量随着动作过程的改变在两脚之间发生转移，使两脚的足底压力发生变化。有研究认为水平越高的球手，击球前后左足压力值越大[1,2]，而且更接近击球点[2]。也有研究发现，球手的足底压力两种模式，一种是前脚（左脚）模式，一种是后脚模式；前脚模式的球手下杆到击球时刻左足压力值越来越大[3]。还有研究发现，左足压力在击球前的增大是决定杆头速度的重要因素[4]。

本研究的目的：1）所测试球手是否也存在两种重量转移模式；2）是否某种模式球手的杆头速度更快。

1 实验方法

1.1 受试者

受试者为25位上海体育学院高尔夫专业男性右手球手，首先签署测试知情同意书。受试者身高177.2±21.2 cm，体重68.36±13.083 kg，年龄25.6±4.8，运动年限3.2±1.7。

1.2 仪器设备

实验在上海体育学院生物力学实验室进行,采用12个摄像头的VICON 3D动作捕捉系统（Oxford Metrics Ltd,Oxford,England）采集受试者每次挥杆动作中身体各部分的运动，采样频率为100帧/秒。49个9 mm的反光点覆盖全身，构成了身体15个环节（头、颈、躯干上部、躯干下部、大腿、小腿、脚、上臂、小臂和手）。采用反光贴纸覆盖在球的表面用以确定球速，球杆3个反光点分别为球杆1个，杆头2个，用以确定杆头的角度（见图1）。身体上的点分别位于头上左右太阳穴、和眉心，肩峰、肱骨内外上髁，尺骨茎突、桡骨茎突和第三掌指关节，第七颈椎、第十胸椎、髂前上棘、髂后上棘、股骨大转子、股骨内外上髁、胫腓骨踝、第一和五脚趾根、跟骨结节，其次还在手臂贴有左右各6个跟踪点。

1.3 实验流程

首先，受试者进行热身练习，练习5-10次再进行正式测试。测试进行时，受试者双脚分别站立于两块测力台上，使用7号铁杆和标准高尔夫球进行10次全挥杆动作，采用（2.8*3.2*2.2米）高尔夫练习网拦截球，测力台到练习网之间距离为2-3 m。

每次全挥杆测试流程如下：

第一步：指挥人员向Vicon操作人员发出准备口令，测试者检查受试者MARKER点捕捉是否清楚，是否有遮挡，并开始数据采集；

第二补：指挥人员发出开始口令，受试者完成一次全挥杆动作；

第三步：指挥人员发出结束口令，结束数据采集，保存数据并检查。

1.4 动作阶段划分

全挥杆动作的阶段划分目前并没有严格的定义。近年来，完整的全挥杆划分日趋细致。以准备姿势为例，上杆时球杆与地面平行，上杆顶点，下杆时球杆与地面平行，击球时刻，随挥至动作结束这几个特征时刻作为划分依据[5]（见图2）。

图1 受试者准备姿势

图2 动作阶段的划分

①上杆开始（TA）：由准备姿势到移动球杆，开始上杆的瞬间；

②上杆中期（MB）：上杆开始至球杆与地面平行；

③上杆晚期（LB）：杆头到达最高点；

④上杆顶点（TB）：杆头不再移动；

⑤下杆早期（ED）：开始下杆到球杆与地面垂直；

⑥加速期（MD）：球杆与地面垂直到球杆与地面平行至击球；

⑦击球瞬间（BC）：杆头触球瞬间；

⑧随挥（MF）：击球时刻到结束的过程，缓冲杆头剩余动量，使得动作的完整和流畅。

1.5 参数选择及统计学分析

我们采用Shan等的方法只选择成功挥杆，即杆头最大速度的92%作为分类挥杆成功与否的标准，若杆头速度≥92%最大速度，为成功挥杆，若杆头速度＜92%最大速度则为失败挥杆[6]。杆头速度及相关的参数用平均数+标准差表示，最后对杆头速度采用ANOVA进行统计学分析，P<0.05为差异显著。

1）前脚（左脚）足底压力

CP%=前脚CP/总CP×100%

2）杆头速度

Velocity（m/s）=击球前1帧到击球后1帧之间的距离/0.05 s

2 实验结果

2.1 压力中心模式

由图3可见，受试者的重量转移有两种模式，即前脚模式和后脚模式。两种模式的开始阶段重量都在两脚中间约为55%，上杆时逐渐向后脚移动，上杆顶点减小为30%左右，接着下杆初期重量前移增大到60%左右，超越下杆初期后，呈现出两种不同变化。前脚模式人群继续向前脚移动直至击球，后脚模式重量却返回向后脚直至击球。前脚模式共17人，占总人数的68%。后脚模式共8人，占总人数的32%。

图3 前脚的平均压力百分比

2.2 不同模式的杆头速度对比

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由表1可见，通过对两种模式的杆头速度差异进行ANOVA对比分析，结果显示，两种重量转移模式的杆头速度并没有显著差异（p=0.63）。

3 结论

（1）25名球手中既有前脚模式也有后脚模式，前脚模式27人，后脚模式8人；

（2）两种重量转移模式的球手杆头速度并不存在差异。

有研究发现，在下杆阶段中，左足压力峰值并不是越大越好[2]。原因可能是由于不同球手的重量转移模式并不相同，所以仅看左足压力并不能真正反映球手的水平。所以分析高尔夫球手挥杆中足底压力的转移，首先要确定其所属类型。两种重量转移模式的球手杆头速度并不存在差异，说明两种模式并没有哪种模式是正确或者较另外一种更好，只是不同球手根据自身条件，自我选择最适合自己发力和有效提高杆头速度的模式。

［1］叶强;曹全军.高尔夫球挥杆击球过程中重量转移的足底压力分析［J］.南京体育学院学报(自然科学版),2012,11(05):42-44.

［2］张方同;周兴龙.对高尔夫挥杆技术动作左足底的力学参数研究［C］.中国体育科学学会运动生物力学分会.第十五届全国运动生物力学学术交流大会论文摘要汇编,第十五届全国运动生物力学学术交流大会,江苏南京.2012.

［3］Ball K A,Best R J.Different centre of pressure patterns within the golf stroke I:Cluster analysis［J］.Journal of sports sciences,2007,25(7):757-770.

［4］Jiann-Jyh Wang,Pei-Feng Yan,Tzyy-Yuang Shiang.A kinetic analysis on golf swings to know what skill can increase club head speed and impact accuracy［C］.ISB Congress,2007.

［5］Maltby R.Golf club design,fitting,alteration and repair.Newark,NJ:R.Maltby Enterprises,1995.

［6］Zhang X,Shan G.Where do golf driver swings go wrong Factors influencing driver swing consistency［J］.Scandinavian journal of medicine&science in sports.2013,23(5):1-9.