高爾夫揮桿過程重量轉移模式及對桿頭速度的影響

姜芹先，徐正發，王肖，朱曉利，王云飛

（1.長治學院 體育系，山西 長治 046011 2.上海體育學院休藝學院 200438）

在高爾夫比賽中，只有球落在果嶺上才能使用推桿擊球，其余均使用揮桿擊球，所以揮桿作為一項基本技術動作在高爾夫運動中占有基礎地位。揮桿擊球又可以細分為全揮桿和半揮桿，全揮桿動作是在上桿時將球桿揮到最高點，上桿幅度通常小于50%全揮桿幅度。一場比賽中，60%揮桿動作都是全揮桿。全揮桿動作可發揮的空間更大，但同時出錯的幾率也較大，這就是人們在練習場上不斷練習全揮桿的原因。在揮桿過程中，身體重量隨著動作過程的改變在兩腳之間發生轉移，使兩腳的足底壓力發生變化。有研究認為水平越高的球手，擊球前后左足壓力值越大[1,2]，而且更接近擊球點[2]。也有研究發現，球手的足底壓力兩種模式，一種是前腳（左腳）模式，一種是后腳模式；前腳模式的球手下桿到擊球時刻左足壓力值越來越大[3]。還有研究發現，左足壓力在擊球前的增大是決定桿頭速度的重要因素[4]。

本研究的目的：1）所測試球手是否也存在兩種重量轉移模式；2）是否某種模式球手的桿頭速度更快。

1 實驗方法

1.1 受試者

受試者為25位上海體育學院高爾夫專業男性右手球手，首先簽署測試知情同意書。受試者身高177.2±21.2 cm，體重68.36±13.083 kg，年齡25.6±4.8，運動年限3.2±1.7。

1.2 儀器設備

實驗在上海體育學院生物力學實驗室進行,采用12個攝像頭的VICON 3D動作捕捉系統（Oxford Metrics Ltd,Oxford,England）采集受試者每次揮桿動作中身體各部分的運動，采樣頻率為100幀/秒。49個9 mm的反光點覆蓋全身，構成了身體15個環節（頭、頸、軀干上部、軀干下部、大腿、小腿、腳、上臂、小臂和手）。采用反光貼紙覆蓋在球的表面用以確定球速，球桿3個反光點分別為球桿1個，桿頭2個，用以確定桿頭的角度（見圖1）。身體上的點分別位于頭上左右太陽穴、和眉心，肩峰、肱骨內外上髁，尺骨莖突、橈骨莖突和第三掌指關節，第七頸椎、第十胸椎、髂前上棘、髂后上棘、股骨大轉子、股骨內外上髁、脛腓骨踝、第一和五腳趾根、跟骨結節，其次還在手臂貼有左右各6個跟蹤點。

1.3 實驗流程

首先，受試者進行熱身練習，練習5-10次再進行正式測試。測試進行時，受試者雙腳分別站立于兩塊測力臺上，使用7號鐵桿和標準高爾夫球進行10次全揮桿動作，采用（2.8*3.2*2.2米）高爾夫練習網攔截球，測力臺到練習網之間距離為2-3 m。

每次全揮桿測試流程如下：

第一步：指揮人員向Vicon操作人員發出準備口令，測試者檢查受試者MARKER點捕捉是否清楚，是否有遮擋，并開始數據采集；

第二補：指揮人員發出開始口令，受試者完成一次全揮桿動作；

第三步：指揮人員發出結束口令，結束數據采集，保存數據并檢查。

1.4 動作階段劃分

全揮桿動作的階段劃分目前并沒有嚴格的定義。近年來，完整的全揮桿劃分日趨細致。以準備姿勢為例，上桿時球桿與地面平行，上桿頂點，下桿時球桿與地面平行，擊球時刻，隨揮至動作結束這幾個特征時刻作為劃分依據[5]（見圖2）。

圖1 受試者準備姿勢

圖2 動作階段的劃分

①上桿開始（TA）：由準備姿勢到移動球桿，開始上桿的瞬間；

②上桿中期（MB）：上桿開始至球桿與地面平行；

③上桿晚期（LB）：桿頭到達最高點；

④上桿頂點（TB）：桿頭不再移動；

⑤下桿早期（ED）：開始下桿到球桿與地面垂直；

⑥加速期（MD）：球桿與地面垂直到球桿與地面平行至擊球；

⑦擊球瞬間（BC）：桿頭觸球瞬間；

⑧隨揮（MF）：擊球時刻到結束的過程，緩沖桿頭剩余動量，使得動作的完整和流暢。

1.5 參數選擇及統計學分析

我們采用Shan等的方法只選擇成功揮桿，即桿頭最大速度的92%作為分類揮桿成功與否的標準，若桿頭速度≥92%最大速度，為成功揮桿，若桿頭速度＜92%最大速度則為失敗揮桿[6]。桿頭速度及相關的參數用平均數+標準差表示，最后對桿頭速度采用ANOVA進行統計學分析，P<0.05為差異顯著。

1）前腳（左腳）足底壓力

CP%=前腳CP/總CP×100%

2）桿頭速度

Velocity（m/s）=擊球前1幀到擊球后1幀之間的距離/0.05 s

2 實驗結果

2.1 壓力中心模式

由圖3可見，受試者的重量轉移有兩種模式，即前腳模式和后腳模式。兩種模式的開始階段重量都在兩腳中間約為55%，上桿時逐漸向后腳移動，上桿頂點減小為30%左右，接著下桿初期重量前移增大到60%左右，超越下桿初期后，呈現出兩種不同變化。前腳模式人群繼續向前腳移動直至擊球，后腳模式重量卻返回向后腳直至擊球。前腳模式共17人，占總人數的68%。后腳模式共8人，占總人數的32%。

圖3 前腳的平均壓力百分比

2.2 不同模式的桿頭速度對比

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由表1可見，通過對兩種模式的桿頭速度差異進行ANOVA對比分析，結果顯示，兩種重量轉移模式的桿頭速度并沒有顯著差異（p=0.63）。

3 結論

（1）25名球手中既有前腳模式也有后腳模式，前腳模式27人，后腳模式8人；

（2）兩種重量轉移模式的球手桿頭速度并不存在差異。

有研究發現，在下桿階段中，左足壓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轉移模式并不相同，所以僅看左足壓力并不能真正反映球手的水平。所以分析高爾夫球手揮桿中足底壓力的轉移，首先要確定其所屬類型。兩種重量轉移模式的球手桿頭速度并不存在差異，說明兩種模式并沒有哪種模式是正確或者較另外一種更好，只是不同球手根據自身條件，自我選擇最適合自己發力和有效提高桿頭速度的模式。

［1］葉強;曹全軍.高爾夫球揮桿擊球過程中重量轉移的足底壓力分析［J］.南京體育學院學報(自然科學版),2012,11(05):42-44.

［2］張方同;周興龍.對高爾夫揮桿技術動作左足底的力學參數研究［C］.中國體育科學學會運動生物力學分會.第十五屆全國運動生物力學學術交流大會論文摘要匯編,第十五屆全國運動生物力學學術交流大會,江蘇南京.2012.

［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.