高尔夫职业球员和业余球员挥杆过程中足部鞋垫压力分布

研究背景：

高尔夫挥杆过程中的重量转移范式是一个机械概念，高尔夫教练将其视为指导高尔夫挥杆的重要指标。

这个概念已经被深入研究，主要是通过力平台获得的变量，例如垂直力的分布、压力中心和重力。然而，缺乏基于脚和鞋之间测量的压力（足底压力）的重量转移的信息。

研究范围：

被试者：三位不同水平的55名高尔夫球手（Pro、Medium、High）；

压力模式：每个俱乐部选择了5个挥杆动作，测量在练习场使用1号木杆和5号铁杆挥杆时脚垫上的压力。

研究设备：

足底压力鞋垫（F-Scan；Tekscan型号3000 E），共有900个压力传感器，工作频率为100 Hz。

索尼 A7 III 聚焦（标记挥杆的五个关键时刻图像），该聚焦配备 20 毫米固定焦距镜头，工作频率为 50 Hz，并通过 HDMI 端口连接到 F-Scan 系统。

立即发射（Foresight 型号 CG2 + HMMT）跟踪球的飞行和杆面运动，由 4 个立体高速火箭组成。

研究目标：

分析不同差点水平的队员使用不同球杆进行挥杆时双脚的足底压力分布。收集足底压力数据并进行统计分析，讨论以提出的假设：

（1）前脚和后脚的压力数据不同；

（2）不同俱乐部的压力数据不同；

（3）不同差点等级的球员压力数据不同；

（4）统计上存在明显且一致的压力分布模式。

数据采集

图像和压力数据流由系统内部同步，以及挥杆的关键时刻（站立（ST）、中后挥杆（MB）、后挥杆顶部（TB）、击球（IM）和提前完成（EF））是手动标记的。图1显示了这五个关键时刻的图形示例。

发射监视器向球员提供有关挥杆的实时信息，包括发射距离、球杆速度、球速和球旋转等性能指标。

每位参与者都用两根球杆击球，直到他用 5 号铁杆和发球杆各打出 5 次好球（球释放速度、较大飞行距离和轨迹距离）。每个俱乐部都选择了这五个好球以供稍后分析。图 2显示了录制环境的示例。

变量和统计分析

Scan 软件可以自动检测左右鞋垫，分别捕捉左右脚印。为了进行统计分析，研究人员将F-Scan 900 个传感器的输出分为 7 个解剖相关区域（图 3）。每个足部区域的压力是通过将位于该区域的所有传感器记录的压力（以帕为单位）相加来计算的。图 4展示了职业球员用发球杆挥杆时这 7 个区域（左脚和右脚）的压力随时间变化的示例。

结果

Foot Sides 变量显着影响 P%j，即挥杆过程中每个区域的归一化压力，影响大小较大（ 24.157=51.089、 =0.001、 2=0.886）。这意味着右脚（右手球员的后脚）和左脚（右手球员的前脚）的足部压力分布模式显着不同。

对各俱乐部职业球员每只脚的5个关键时刻的左右脚两侧7个区域进行了35对比较。在这70个比较中，54个案例显示出显着差异。图 5 显示了五个区域（TOES、METlat、METmed、ARClat 和 HEELmed）的归一化压力，其中在一个或多个关键时刻发现了统计上显着的差异（这些情况用 * 符号标记）。其余两个区域（ARCmed 和 HEELlat）未显示，因为在任何关键时刻均未发现统计显着差异。

对于这两个分析的球杆，从统计的角度来看，左手球杆和 5 号铁杆在整个挥杆过程中脚内底不同区域的压力没有显着差异( 24, 67=0.938, =0.553, 2=0.938)和右脚 ( 24.67=1.107, =0.360, 2=0.284)。

另一方面，从统计的角度发现，不同组的球员无论左脚使用什么球杆，通过挥杆，脚内底区域的压力都有显着差异（ 48.136） =1.863, =0.003, 2=0.398)和右脚 ( 48.136=1.831, =0.004, 2=0.399)。

表 2 和表 3 显示了职业球员和高差点球员之间以及职业球员和中差点球员之间右（后）脚和左（前）脚标准化压力的差异。

如图 5 所示，研究发现，无论分析的球员群体如何，无论是前脚（左脚）（ 24.67=0.994， = 0.000, 2=0.994)还是后脚（右脚）（ 24.67=0.945， =0.000， 2=0.945），在不同的挥杆瞬间，脚内底不同区域的标准化压力都有显着差异。

结论

此次实验证明存在统计上显着且一致的标准化足部压力分布模式，对于使用一号木杆和 5 号铁杆进行的挥杆来说是相同的。此外，职业选手和业余选手的格局存在显着差异。

得到的压力分布图像符合重量传递原理，这意味着在横向区域，后脚（右脚）上的压力在上杆过程中增加，在下杆过程中减小，而前脚（左脚）则具有相反的行为。

然而，脚的内侧部分与外侧区域相比形成相反的压力模式，除了内侧足弓和内侧脚跟之外，它们没有表现出这种后部引导足部传递负载。需要进一步的研究来确认这种模式作为参考模型，使用更多的球杆（包括发球杆、铁杆、木杆、挖起杆和推杆）分析职业和业余球员。

（局限性：例如采样频率低、职业球员数量有限、缺乏水平力的信息以及缺乏脚趾内侧和外侧区域的信息。）