不同性别青少年高尔夫球员全挥杆生物力学对比分析_赵紫龙.pdf

第3 7卷 第4期河 北 体 育 学 院 学 报V o l.3 7 N o.42 0 2 3年7月J o u r n a l o f H e b e i S p o r t U n i v e r s i t yJ u l.2 0 2 3不同性别青少年高尔夫球员全挥杆生物力学对比分析赵紫龙1,王泽峰2,张起华1,崔 岩1,韩丽菲1,王孜尘1,王铭浩1,杨宗元1(1.河北体育学院,石家庄 0 5 0 0 4 1;2.国家体育总局 体育科学研究所,北京 1 0 0 0 6 1)摘 要:目的:对不同性别青少年高尔夫球员全挥杆动作进行对比分析,从生物力学角度揭示其技术差异及身体运动规律,为青少年高尔夫球员的技术水平提高及运动损伤预防提供科学理论依据。方法:采用M y S w i n g G o l f无线全身传感器、M y S w i n g B a l a n c e足底压力测试板和F l i g h t S c o p e X i雷达探测器等设备,对1 4名不同性别青少年高尔夫球员的7号铁全挥杆技术动作和击球效果进行采集分析。结果:铁杆的杆头速度与球速和飞行时间均呈显著性正相关(P0.0 5),男女球员击球距离、杆头速度、球速、飞行时间皆存在显著性差异(P0.0 5)。男女球员动力链序列的下杆启动顺序准确率分别为6 6.1 4%和5 0.7 1%,下杆峰值顺序的准确率分别为3 9.5 7%和3 1.4 3%。击球瞬间骨盆旋转角度与球速呈显著性正相关(P 0.0 5),骨盆与胸腔相对旋转角度与击球效率呈显著正相关(P 0.0 5),此时刻男球员的骨盆旋转角度和骨盆与胸腔相对旋转角度均大于女球员。准备时刻左脚重力与杆头速度呈显著性正相关(P 0.0 5),此时刻男球员的左脚重力大于女球员。结论:青少年女球员的铁杆击球距离与男球员存在较大差距,是由于杆头速度和球速相对较小。相对于下杆启动顺序来讲,下杆峰值顺序是青少年球员错误率更高的地方,青少年球员大部分错误的下杆启动顺序为胸腔前臂骨盆球杆,大部分错误的下杆峰值顺序为前臂胸腔骨盆球杆。击球瞬间男球员的骨盆旋转角度和骨盆与胸腔相对旋转角度均大于女球员,对球速与击球效率的提升有积极影响。在准备时刻女球员左右脚重力分布均衡,而男球员左脚的足底压力大于右脚,更有利于杆头速度的提升。关键词:青少年;高尔夫;全挥杆;生物力学中图分类号:G 8 0 4.6 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 8-3 5 9 6(2 0 2 3)0 4-0 0 8 0-0 8 收稿日期:2 0 2 2-1 1-0 4基金项目:国家体育总局体育科学研究所基本科研业务费(基本2 1-2 7);河北省体育局2 0 2 4年度体育科技研究项目课题(2 0 2 4 Q S 2 0)作者简介:赵紫龙(1 9 9 6),男,河南平顶山人,助教,硕士,研究方向为体育教学(高尔夫球运动方向)。文本信息:赵紫龙,王泽峰,张起华,等.不同性别青少年高尔夫球员全挥杆生物力学对比分析J.河北体育学院学报,2 0 2 3,3 7(4):8 0-8 7.高尔夫运动在国内逐渐趋向大众化,青少年高尔夫球员的数量正在快速增长。如何为青少年球员建立安全、正确的挥杆模式,科学提升其技术水平,对于优秀后备人才培养至关重要。运动生物力学是研究运动技术的重要手段1-2。本研究对不同性别青少年高尔夫球员全挥杆动作进行分析,从生物力学角度揭示其技术差异及身体运动规律,为青少年高尔夫球员的技术水平提高及伤病预防提供科学理论依据。第4期赵紫龙,等:不同性别青少年高尔夫球员全挥杆生物力学对比分析1 研究对象与方法1.1 研究对象本研究选取初、高中阶段1 4名青少年高尔夫球员作为研究对象,男、女球员各7人,对其7号铁全挥杆技术进行分析。所有球员均为右 手 球 员,近 半 年 身 体 状 况、运 动 机 能 皆良好。表1 受试者基本信息性别n年龄/年身高/c m体重/k g球龄/年男71 6.2 91.1 11 7 9.8 67.3 87 8.2 93 2.0 42.5 01.1 9女71 6.3 30.5 81 5 9.3 34.0 44 7.5 05.0 02.1 00.7 11.2 研究方法1.2.1 实验法受试者穿戴M y S w i n g G o l f无线全身 传感器,站在M y S w i n g B a l a n c e足底压力测试板上,将F l i g h t S c o p e X i雷达探测器放置于受试者击球位置正后方2 m处,3个仪器调试完毕并同步后,受试者进行1 0次7号铁全挥杆击球。运动学数据由M y S w i n g G o l f高尔夫运动测评与训练系统采集,该系统有1 8个无线传感器,分别被安置在球员的头部、后背部、手掌、小臂、大臂、肩部、骨盆、大腿、小腿、脚部和球杆杆身上,采集运动员在模拟3 D环境中的挥杆实时身体运动数据,上传并储存入计算机。动力学数据由M y S w i n g B a l a n c e足底压力测试系统采集,选取足下垂直压力作为分析指标,测量全挥杆过程中的足底压力大小和分布情况。击球效果的数据由F l i g h t S c o p e X i雷达探测器采集。1.2.2 数理统计法运用E x c e l 2 0 1 0对选取的运动学数据进行描述统计分析;采用S P S S 2 3.0对所获得的运动学参数进行皮尔逊相关性分析,结果以平均数和标准差(x s)表示,P0.0 5为具有显著性。1.3 相关概念界定骨盆、胸腔横轴与Y轴平行认为骨盆、胸腔处于中立位置(0),骨盆、胸腔横轴向出球方向转动的角度为正值,骨盆、胸腔横轴向出球反方向转动的角度为负值。高尔夫挥杆关键时刻分为4个,分别为准备时刻、上杆顶点、击球瞬间、随挥结束。挥杆过程分为3个,准备时刻到上杆顶点为上杆过程,上杆顶点到击球瞬间为下杆过程,击球瞬间到随挥结束为送杆过程。2 结果与分析2.1 击球效果参数分析表2 受试者击球效果参数性别击球距离/码杆头速度/m p h球速/m p h起飞角度/()倒旋值/r p m击球效率飞行时间/s男1 4 0.4 11 6.4 1*8 6.6 05.8 9*1 1 0.6 37.2 5*1 7.7 64.45 5 1 6.5 77 9 6.4 61.2 80.0 44.9 90.6 5*女9 1.3 02 8.3 9*6 9.6 6 6.8 5*8 5.9 01 1.7 7*1 8.4 02.5 44 5 5 3.7 09 5 9.0 11.2 30.0 63.4 51.0 5*注:为符合业界惯例,本文中的距离单位采用“码”,1码=0.9 1 4 4 m;速度单位采用“m p h”,1 m p h=1.6 0 9 3 4 4 k m/h;角速度单位采用“r p m”,1 r p m=0.1 0 4 7 r a d/s。好的高尔夫挥杆技术包括高速的挥杆和精准的击球,这一技术使得高尔夫球在空中沿着目标线前进较长距离,并伴随着强烈的倒旋3。由表2可知,女球员的击球距离、杆头速度、球速、倒旋值、击球效率和飞行时间均小于男球员。其中女球员的击球距离为9 1.3 02 8.3 9 码,比男球员少4 9.1 1 码;女球员的杆头速度和球速为6 9.6 66.8 5 m p h和8 5.9 01 1.7 7 m p h,较男球员分别小1 6.9 4 m p h和2 5.7 3 m p h;女球员飞行时间均值3.4 51.0 5 s,较男球员少1.5 4 s。以上4项指标男女球员间均存在显著性差异(P0.0 5),倒旋值、击球效率和起飞角度三者差异不显著。根据动量守恒定律,杆头质量和球的质量恒定,杆头速度越快,球速越快,飞行时间越长,击球距离越远4。杆头速度增大,是增加击球距离的最重要、最直接的因素5。可以发现,青少年高尔夫女球员的杆头速度和球速较小,击球后球的飞行时间较短是造成击球距离小于男球员的重要因素。2.2 动力链序列分析18河 北 体 育 学 院 学 报第3 7卷2.2.1 启动顺序分析正确的高尔夫挥杆技术符合鞭打动作的生物力学原理6,人体由近端环节到远端环节依次加速与制动,各环节的速度也表现为由近端到远端的依次增加,使末端环节产生极大的运动速度,各环节角速度峰值的时间可以反映各环节的运动顺序7。下杆过程中动力链序列正确的启动顺序为:骨盆胸腔前臂球杆(图1 A),由近端向远端依次进行转动,环节依次制动,骨盆先启动,随后骨盆和胸腔加速旋转,胸腔带动前臂进行下杆。即以骨盆作为主导,带动其余关节完成运动,骨盆先于胸腔完成旋转到闭合最大值,有助于在下杆阶段早期增大X因子 肩髋分离角8-9,肌肉的拉伸与收缩有较大弹性势能,产生更大的肌肉功率1 0。1 4名球员中只有2名球员的启动顺序全部正确。女球 员 动 力 链 序 列 启 动 顺 序 准 确 率 为5 0.7 1%,男球员动力链序列启动顺序准确率为6 6.1 4%,相比较而言,女球员启动顺序不合理问题更多。有研究表明,女球员比男球员更自然地旋转臀部和肩膀1 1,由于女球员通常比男球员更灵活,能够通过髋关节旋转和扭力获得力量1 2。教练员可以指导女球员通过适当增大骨盆与躯干的旋转和扭力来获得力量,从而增加女球员的击球距离1 3。男球员柔韧性较差,不必刻意要求男球员过大的骨盆与躯干旋转,可提高球员整体回旋转动与上肢环节在击球瞬间的挥摆鞭打动作的连贯性和连结性,增大球杆的扭转力矩,从而获得最佳杆速和最佳击球角度5。不合理的启动顺序会导致伤病的发生,不利于球员自身的肌肉控制和准确击 球1 4-1 5。本研 究发现,大多数球员错误的启动顺序为:胸腔前臂骨盆球杆(图1 B),说明启动顺序错误的球员过分依赖胸腔主动旋转的力量,而忽略了骨盆启动能为下杆初期带来更多的骨盆与胸腔分离。因此,教练员在训练中要充分重视运动员下杆阶段各环节正确的启动顺序对击球效果的影响,提高动作的规范性。图1 动力链序列曲线2.2.2 峰值顺序分析正确动力链峰值顺序应与启动顺序一致:骨盆胸腔前臂球杆(图2 A)1 6,利用骨盆、胸腔、手臂、球杆的依次制动,角速度叠加上升到峰值,符合“动力链”原理1 7。1 4名球员中有3名球员的峰值顺序全部错误,只有1名球员的峰值顺序全部正确。男、女球员动力链序列峰值顺序正确率均未突破半数,分别为3 9.5 7%和3 1.4 3%。青少年球员大部分错误的峰值顺序为前臂胸腔骨盆球杆(图2 B),球员前臂最先到达峰值,是由于下杆过程中手臂过多参与,误认为手臂发力越大击球距离越远,没有体现由骨盆到躯干依次进行加速与制动的鞭打动作顺序。不合理的加速顺序不利于运动员充分发挥肌肉力量和控制击球准确性,应引起教练员的高度重视7。综上所述,相对于启动顺序来讲,峰值顺序是青少年球员更难以掌握的地方。忽略正确的峰值顺序易导致全身的不连贯1 3,大大降低了击球质量。因此,教练员不仅要强调青少年球员在下杆过程中正确的启动顺序,更需注重培养青少年球员正确的峰值顺序。2.3 骨盆与胸腔旋转角度对比分析由表3可知,青少年男球员在准备时刻骨盆旋转角保持相对中立的位置,而女球员骨盆呈略微关闭 状 态。女 球 员 上 杆 顶 点 时 骨 盆 角 度 为-4 6.3 72.5 7,在上杆过程中相对于男球员在闭合方向多转动了9.2 9。现代高尔夫挥杆强调大幅度的肩转动,同时限制髋关节的转动,以最大限度地实现肩髋分离1 8。因此在上杆过程中骨28第4期赵紫龙,等:不同性别青少年高尔夫球员全挥杆生物力学对比分析图2 不同峰值顺序模型表3 骨盆与胸腔旋转角度()性别骨盆旋转角度胸腔旋转角度骨盆与胸腔相对旋转角度准备时刻上杆顶点击球瞬间准备时刻上杆顶点击球瞬间准备时刻上杆顶点击球瞬间男0.4 1 1.6 2-3 7.0 8 2.2 5 4 2.3 9 3.9 15.1 2 1.5 6-1 0 2.7 6 1 5.5 01 1.1 6 3.4 44.7 1 2.3 2-6 5.6 9 2.4 4-3 1.8 8 3.6 9女-