世界優秀男子高爾夫選手一號木桿技術的運動學比較分析*

劉智鑫 王澤峰 展更豪 張國杰

世界優秀男子高爾夫選手一號木桿技術的運動學比較分析*

劉智鑫1王澤峰2展更豪3張國杰4

（1.廈門大學 嘉庚學院 體育教學部，福建 漳州 363105；2.國家體育總局 體育科學研究所，北京 10061；3.首都體育學院，北京 10088；4.河北體育學院，河北 石家莊 050041）

【目的】結合世界優秀男子高爾夫選手一號木桿競賽技術運動學指標，把握動作技術規律，根據我國奧運選手李昊桐競技表現橫向比較，對其技術提出優化建議。【方法】采用錄像解析法獲取2018—2019賽季匯豐冠軍賽14位頂級選手一號木桿正側面揮桿視頻，運用DARTFISH運動分析軟件進行解析。【結果】1）擊球距離遠近與體重大小存在顯著相關性（P＜0.05），年齡大小與擊球距離無顯著相關性，準備姿勢站位的寬度與身高無顯著相關性。2）李昊桐引桿用時與所有選手引桿階段平均用時存在較大差異，其下桿階段總用時相對較長。3）不同開球距離選手間上下桿兩個階段兩髖連線中心點平均水平位移組間均有顯著性差異（P＜0.05），李昊桐上桿階段水平位移較多，下桿階段重心移動較少，其兩個階段頭部起伏距離均高于均值。【結論】1）體重與擊球距離成正比，年齡的大小不直接影響擊球距離的遠近，站位的寬度不隨身高的變化而產生變化。2）李昊桐引桿較快，下桿啟動后軀干→肩→臂動作時序不明顯，引桿平均用時和上下桿時間比值可借鑒性參考。3）上桿階段髖部旋轉而非右移，且右膝關節角度值曲線接近于“一”，李昊桐上桿階段髖部存在右移，上桿頂點應減少前臂外展，增強右肘支撐作用；下桿階段重心移動較少，應加強髖部旋轉向前性。

高爾夫選手；一號木桿；階段；分析

高爾夫運動是一項有著500多年悠久歷史的體育項目，這項由游戲而來的運動在18世紀中期到19世紀中期在歐美國家盛行推廣，我國高爾夫事業緣起于19世紀80年代，并于1993年確立并實行高爾夫職業化制度，歷經三十載的發展，我國高爾夫職業化建設取得了長足的進步[1]，在2016年里約奧運會中我國女子選手馮珊珊獲得銅牌，馮珊珊于2017年曾連續23周排名世界第一，男子職業高爾夫也涌現出一批批優秀的職業選手，職業道路的探索與實踐一直在延續，備戰奧運是當下一段時間工作的中心，把握項目規律、提高訓練水平、提升競技能力是備戰工作的總基調[2]，根據中高協備戰奧運工作規劃，現場獲取世界頂級男子高爾夫選手競賽視頻資料，結合運動生物力學中的運動學指標綜合分析[3]，比較其技術特征和要素，總結高爾夫技術動作規律，參照我國奧運選手李昊桐競技表現，技術上提出優化建議。一號木桿是高爾夫運動競賽中使用頻率較高的一根球桿，競技參數中開球距離和開球成功率對降低平均桿數具有重要影響，目前國內相關研究中針對世界頂級選手的研究甚少，正所謂“知己知彼，百戰不殆”，提高技術動作的認知深度，比較頂級選手之間差異，總結規律、把握核心、提出建議、助力奧運。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

選取2018—2019賽季世界高爾夫錦標賽——匯豐冠軍賽14位頂級高爾夫選手為研究對象，對其一號木桿比賽條件下技術動作進行比較研究（表1）。通過美巡賽官網獲取選手基本信息，包括賽季平均開球距離（Driving Distance）和開球成功率（Driving Accuracy）兩個競技參數。研究對象來自歐、美、亞不同洲際，且世界排名和競技水平較高，分析其一號木桿動作，一方面總結動作技術規律具有一定的代表性，另一方面橫向比較我國選手李昊桐技術特點，在奧運備戰把握動作技術規律的背景下，為我國競技高爾夫運動發展助力。

表1 研究對象基本信息和參數M±SD

注：平均開球距離與相關參數的相關程度分析，“#和*”為平均開球距離與體重和身高的相關系數R=0.47和R=0.37，且組間開球距離與體重具有顯著相關性（P＜0.05），身高與開球距離組間無顯著相關性，“&”為年齡與開球距離相關系數R=-0.24，且年齡與開球距離組間無顯著相關性。

1.2 錄像解析法

1.2.1 數據采集：結合生物力學采集條件選取符合錄制條件的球洞，如圖1所示，使用兩臺索尼DSC-RX10M4攝像機進行平面定點定機拍攝，同步采集正面和側面揮桿視頻，以發球臺兩個標志物為參照確定拍攝范圍，確保一號木桿全揮桿動作全部攝入，兩臺攝像機主光軸高度為1.2米，且主光軸夾角等于90°，攝像機距離發球臺兩個標志物中心距離為12米，拍攝頻率為200幀/秒，快門速度1/1000秒，測量標尺為1米的標尺桿，即人雙手將標尺桿水平置于身體中心，定點定機前后拍攝兩次，根據球員依次經過該洞完成開球獲取視頻資料。

圖1 現場拍攝示意圖

1.2.2一號木桿技術動作階段的界定：動作階段的劃分和界定是進行技術分析的前提，通過查閱相關文獻，國內外眾多學者根據其分析視角將高爾夫技術劃分為不同的階段，其中具有代表性的有N.Zheng等人（2008）所做的關于高爾夫全揮桿運動學研究中，將整體全揮桿動作界定為上桿階段→下桿階段→隨揮階段，并定義6個動作時刻[1]，即準備時刻、上桿階段桿身平行地面時刻、上桿頂點時刻、下桿階段桿身平行地面時刻、觸球時刻、隨揮階段桿身平行地面時刻。相關動力學和生物學研究中多采用增加動作特征時刻點的方法進行階段認識和界定[4]。通過咨詢相關專家，結合本研究設計需要，將本研究一號木桿技術分析過程劃分為兩個階段，即上桿階段和下桿階段，共由8個動作時刻組成，即準備姿勢（A）、引桿（B）、左手臂平行地面（C）、上桿頂點（D）、下桿啟動（E）、左手臂平行地面（F）、擊球（G）、右手臂平行地面（H），如圖2所示。研究階段歸納為：（1）上桿階段：A—D；（2）下桿階段：D—H。注：上桿頂點→下桿啟動（球桿相對移動、髖部側移反向旋轉）為過渡階段，歸屬于下桿階段。

圖2 本研究動作階段界定圖

1.2.3 數據解析：運用DARTFISH軟件對14位選手一號木桿技術各動作階段進行解析，根據動作完成的時空特征，確定運動學研究參數，對選擇的參數變量進行解析。

（1）時間：各階段用時通過Time工具統計，各階段以字母A—H表示；

（2）空間位置：通過Distance和標線Line工具獲取，并結合比例尺和球員身高計算距離，獲取的參數有：準備姿勢兩腳分開距離、髖部中心不同區間的水平移動距離、頭部上下起伏為垂直距離；

（3）角度：通過Angle進行角度測量，環節點取各關節組織中心位置。

1.3 數理統計法

對獲得的相關參量數據進行記錄，利用SPSS19軟件統計處理（X表示平均數，SD表示標準差，R表示相關系數）。

2 結果與分析

2.1 時間特征運動學分析

根據14位高爾夫選手一號木桿賽季平均開球距離遠近和年齡大小進行分組，對所有球員本研究揮桿各階段進行時間統計，通過顯著性差異分析，距離遠近與各階段用時顯著性差異不明顯（P＞0.05），同時年齡大小與各階段用時無顯著性差異（P＞0.05）。引桿是高爾夫揮桿過程的初始動作，即A—B階段，也是眾多球員在完成擊球前拭揮桿的重要環節，保持兩手臂與兩肩連線形成的三角形，保證脊柱軸心（骶髂骨與頸椎骨連接線）的穩定性，這也是整個揮桿過程完成質量好壞關鍵影響因素，如表2所示，14位選手A—B平均用時0.42±0.12s，各選手間引桿階段用時標準偏差較大，約占總時間（TOTEL TIME）和上桿時間(UP TIME)的36%和51%，李昊桐A—B階段用時0.34s，引桿時間約占總時間的31%，占上桿時間的49%，李昊桐引桿用時相對較短，對比其他選手，其中Xander Schauffele最接近平均數，其也是本場賽事的冠軍，本賽季平均開球距離和開球成功率均表現不俗，同樣接近平均用時的還有Thorbjorn Olessn和C.T. Pan，作為14人中身高最低的兩位選手，其開球成功率均排名靠前，故A—B平均用時有一定的參考價值。下桿階段李昊桐E—F階段較其他選手用時略長，這也造成其下桿總用時超過其他所有選手，結合動作的時序性概念，李昊桐延長D—E階段的工作時間，過多強化下肢的蹬轉，造成E—F階段用時相對較長。本研究將擊球完成后右手臂平行地面定義為下桿階段末點，G—H階段平均用時為0.08±0.01s，時間總量約為下桿用時的1/4，相關文獻中曾對該階段有所定義，即為隨揮階段[5]，該階段對擊球距離和方向均產生影響，揮桿節奏的概念也由此提出，運動訓練學術語中講述運動節奏，即為動作的快慢、用力的大小、肌肉收縮和舒張與時間間隔的長短合理交替的一種綜合特征[6]，運動節奏是競技表現與發揮的綜合呈現指標[7]，根據運動節奏的定義和解釋，討論揮桿節奏中需依據動作完成程度和身體的協調反應進行詮釋，高爾夫揮桿擊球后身體各環節仍處于協調運行中，以擊球后右手臂平行地面為討論揮桿節奏的下桿階段末點，更貼合實際，表2所示UP/DOWN為平均上下桿時間比，且為4.75±1.34，其選手間節奏變化差異性較為明顯，上下桿時間比的大小一定意義上反映揮桿節奏的快慢，平均揮桿時間比例證澳大利亞選手Adam Scott上下桿時間比為4.76，最為接近平均值，其動作相當長時間被大眾認為是最為標準的教材式揮桿，其揮桿的整體性和流暢性堪稱完美。通過比較頂級選手間各階段用時情況，結合相關分析認為，應重視引桿階段整體性對揮桿全過程的影響，引桿平均用時和上下桿時間比值可借鑒性參考。

表2 世界頂級男子高爾夫選手一號木桿各階段時間特征X±SD單位秒（s）。

2.2 空間位置特征運動學分析

空間位置特征選取準備姿勢、左右髖連線中心點位置、頭部位置作為本研究主要參數，通過DARTFISH對正面揮桿視頻進行標定計算。首先根據研究對象平均開球距離進行分組統計分析，準備姿勢站位相對于身高的比值，前七名與后七名無顯著性差異，準備姿勢站位與身高呈現低度正相關，且R=0.42，準備姿勢站位的寬度與身高并無顯著相關性；其次根據左右髖連線中心位置在不同動作階段的點的變化，標定和計算水平方向的位移和速度，相關統計數據如表3所示，髖關節中心點上桿階段正方向平均水平移動距離為0.08±0.02，下桿階段平均水平移動距離為-0.22±0.03，開球距離前七名與后七名上桿和下桿兩個階段平均水平位移組間均有顯著性差異（P＜0.05），可見上桿階段髖關節穩定性較為重要，上桿階段的髖關節旋轉過程中，左右水平移動幅度應得到有效控制，蓄力才能更好的產生，兩髖關節連接的骶髂骨是上桿階段的中心控制器，故上桿為髖部旋轉而非右移。反向動作定義即人體在做動作時為了提高動作的效果，首先產生一個與實際運動方向相反的動作，反向動作結束時，人體或器械將收到一個正向的起始力[8]。下桿階段存在一定的重心移動，同時在擊球前應增大髖部旋轉的向前性，增大右髖及右腿釋放力量，水平速度表現較快的選手其髖部旋轉的向前性更好，即擊球完成后髖部完全轉向目標方向，下桿過程伴隨髖部的加速旋轉，肢體產生較大的離心力，對提高揮桿速度和擊球距離產生影響。李昊桐上桿階段兩髖連線中心點水平位移較大，同時伴隨有脊柱側移，其下桿階段重心移動較少，髖中心水平速度較低，從D—H階段數據上可看出，結合頭部上下起伏距離數值，李昊桐通過借助地面反作用力增大揮桿速度，以此來彌補髖部旋轉速度較低的事實。討論人體垂直方向的變化，需要認識揮桿過程各階段的功能，即上桿階段為蓄力，下桿階段為釋放，蓄力過程中下肢起到支撐穩定作用，主要動作特征是左膝緩沖內扣，右膝支撐不變[9]，上肢各環節肌肉組織形成預張開并形成收縮，自此形成穩定有力、張弛有度的上桿階段；釋放過程中下肢充分利用地面反作用力，左右腳底形成力量轉換，上肢形成以左臂為引導，右臂利用重力加速度，實現釋放擊球過程。結合選手頭部上下起伏距離綜合分析，下桿階段起伏距離約是上桿階段的2倍，即上桿階段起伏距離變化小，為了支撐穩定，下桿階段起伏變化大，為了利用地面反作用力。

表3 世界頂級男子高爾夫選手一號木桿空間位置表現參量表

注：“—“代表矢量值方向，水平以擊球目標反方向為正，垂直以重心向下為正。

2.3 關鍵動作畫面特征比較分析

視頻中可以觀察到右膝關節在上桿階段產生較小的變化，通過角度標定對14位選手右膝關節上桿階段的動作畫面角度值進行比較分析，并將其進行分組討論，即美國、歐洲和中國三個組別，研究發現右膝關節A-D（上桿階段）組間角度變化曲線均接近于“—”，美國組角度的穩定性最好，如圖3所示。

圖3 組間右膝角各動作時刻點平均角度變化特征圖

上桿階段右膝關節角度保持是一個顯著特征，美國職業高爾夫員Tiger Woods曾在其《How I Play Golf》一書中提到，保持右膝關節角度的不變對營造更高的桿頭速度有重要的作用[10-16]右膝關節在上桿階段保持角度一致性，從一定意義上說明右腿對上桿階段的支撐作用不容忽視，相關研究指出上桿階段為以髖部和腰椎為主導形成旋轉蓄力，右腿的支撐是實現最佳蓄力的重要保證。

3 結論

3.1 體重與擊球距離成正比，年齡的大小不直接影響擊球距離的遠近，站位的寬度不隨身高的變化而產生變化。

3.2 各選手間引桿階段用時標準偏差較大，約占總時間和上桿時間的36%和51%，李昊桐引桿階段約占總時間和上桿時間的31%和49%，引桿階段對整個揮桿階段的影響較大；上桿用時是影響上下桿時間比的重要因素，引桿用時對揮桿節奏的形成影響較大，引桿平均用時和平均上下桿時間比值有參考價值；根據運動節奏定義劃分擊球后隨揮動作為下桿階段。

3.3 上桿階段髖部旋轉而非右移，同時右膝關節角度變化較小，對上桿完成起到支撐穩定的作用；下桿階段存在一定的重心移動，擊球完成應增大髖部旋轉的向前性，實現右髖及右腿力量釋放，以提高肢體離心力和髖部旋轉速度；下桿階段起伏距離約是上桿階段的2倍，一方面為了支撐穩定，另一方面為了利用地面反作用力。

3.4 建議我國奧運選手李昊桐可從以下幾個方面進行一號木桿技術優化調整：一是延長引桿時間，降低揮桿節奏；二是強化上桿階段右膝關節角度的穩定，減少上桿階段髖部的右移；三是適度減少上桿頂點前臂的外展，增強右肘支撐作用，縮短下桿延遲時間；四是提高下桿階段髖部動作向前性，增大重心移動幅度和速度。

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A Kinematic Comparative Analysis of No. 1 Wooden Pole Technology of World Elite Male Golfers

LIU Zhixin, etal.

(Xiamen University Tan Kah Kee College, Zhangzhou 363105, Fujian, China)

基金項目：福建省中青年教師教育科研項目（社科類）一般項目（JAS20503）；國家體育總局體育科學研究所基本科研業務費資助項目（19-41）。

劉智鑫（1986—），碩士，講師，研究方向：高爾夫球教學與訓練、運動技術分析與診斷。