Измерение и анализ связанных со ступнями сил в ходе замаха при игре в гольф

Измерение и анализ связанных со ступнями сил в ходе замаха при игре в гольф

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для измерения связанных со ступнями сил в ходе замаха при игре в гольф или замаха в других видах спорта, который аналогичен замаху при игре в гольф.

Общепринято то, что характеристики смещения веса игрока в гольф в ходе замаха для удара имеют существенную взаимосвязь с силой и точностью замаха. Тем не менее, несмотря на его известную важность, считалось трудным использовать смещение веса в ходе обучения или тренировки, поскольку ни игрок в гольф, ни наблюдатель не может надлежащим образом измерить характеристики смещения веса в ходе быстрого замаха при игре в гольф. Помимо этого, эта взаимосвязь обычно неправильно понимается, и соответствующие процедуры, связанные со смещением веса, традиционно изучались больше методами проб и ошибок, чем обучением.

В предшествующем уровне техники предлагались различные устройства, которые заявлены для измерения и анализа характеристик замаха при игре в гольф посредством измерения сил, прикладываемых посредством ступней игрока. Тем не менее, полагаем, что ни одно из этих устройств не предоставляет реальную выгоду или помощь обычному игроку в гольф.

Патент США 5150902 и Патент США 5118112 раскрывают устройства, где неподвижная поверхность содержит две небольших перемещающихся чувствительных к силе подкладки, на которых размещаются ступни. Эти подкладки предотвращают измерение или анализ естественных положений ступней и предлагают нереалистичное и отвлекающее положение игроку. Ни одно из описаний изобретения не раскрывает датчики силы, которые являются практичными или допускают точное измерение релевантных составляющих силы. Ни одно из описаний изобретения не раскрывает способы или средства, посредством которых замах анализируется или сообщается обычному игроку в подходящем или пригодном формате.

Патент США 5697791 и Патент США 6225977 раскрывают устройства, в которых неподвижная поверхность содержит одну платформу, которая содержит специальные разметки, на которых стоит игрок. Аналогично подкладкам, эти отметки не измеряют или не анализируют естественные положения ступней и предлагают нереалистичное и отвлекающее положение игроку. Описания изобретений указывают, что анализ ограничен отслеживанием общего центра тяжести игрока, что недостаточно для надлежащего анализа замаха. Ни одно из описаний изобретения не раскрывает способы или средства, посредством которых результаты сообщаются обычному игроку в подходящем или пригодном формате.

Помимо вышеописанного, в предшествующем уровне техники распространено наличие созданных различных приборов, которые обязательно управлялись техническими специалистами или экспертами, в которых действующие на ступни силы в ходе замаха при игре в гольф измерялись посредством силовой пластины или устройств с нажимной подкладкой, иногда вместе с устройствами видеоанализа. Результаты типично передавались как визуальные графики, иллюстрирующие изменения силы, и требовали субъективной интерпретации технических специалистов или экспертов. Эти приборы дорогие и формировали результаты, которые практически непригодны или не использовались обычным игроком в гольф.

Настоящее изобретение преодолевает эти различные недостатки предшествующего уровня и предоставляет способ и устройство, которое надлежащим образом измеряет и анализирует действующие на ступни силы в ходе замаха при игре в гольф таким образом, что результаты сообщаются обычному игроку в гольф в подходящем и пригодном формате. Настоящее изобретение также предоставляет устройство, которое может быть изготовлено с небольшими затратами и подходит для управления обычным игроком в гольф с помощью или без помощи стороннего специалиста.

Аспект настоящего изобретения связан с пониманием того, что комплексные силы ступней, которые возникают в результате перемещения игрока, могут быть эффективно проанализированы посредством измерения и анализа равнодействующих вертикальных сил, прикладываемых игроком в общем, а также отдельно левой и правой ступней игрока. Упрощение комплексного перехода к этим равнодействующим силам предоставляет возможность измерения и эффективного выполнения анализа.

Дополнительный аспект изобретения связан с пониманием того, что относительные позиции и перемещения равнодействующих вертикальных сил имеют большое значение, в частности позиции и перемещения относительно позиций ступней.

Дополнительный аспект изобретения связан с пониманием того, что позиция равнодействующей силы может быть определена посредством поддержки этих сил, что приводит к равнодействующей силе, на структурной опорной поверхности; распределения поддерживаемых сил на датчики силы в дискретных позициях, поддерживающих поверхность; и применения уравновешивающего разрешения сил, измеряемых посредством датчика силы в дискретных позициях, чтобы определить модуль и позицию равнодействующей силы.

В рамках данного описания исполнение или применение "уравновешивающего разрешения" (разрешение равновесия) сил относится к исполнению или применению одного или более любых из следующих хорошо известных и тесно связанных принципов либо принципов, которые имеют эквивалентный эффект: сумма любого уравновешенного множества сил равна нулю; сумма любого уравновешенного множества сил, спроецированного на общую плоскость, также равна нулю; сумма моментов любого уравновешенного множества сил также равна нулю, при этом моменты берутся вокруг общей точки; сумма спроецированных моментов любого уравновешенного множества сил также равна нулю, при этом моменты проецируются на общую плоскость, и при этом моменты берутся вокруг общей точки или общей линии, перпендикулярной общей плоскости.

Данные выражения релевантны для устройства в том, что силы ступней уравновешиваются посредством поддерживающих сил в датчиках, а также уравновешиваются посредством составляющих сил. В общем, релевантные силы ступней, поддерживающие силы и составляющие силы являются вертикальными силами, а общие плоскости являются вертикальными плоскостями.

Устройства предшествующего уровня техники зачастую базировались на фиксированных подкладках или размеченных зонах на неподвижных поверхностях, которые задавали позиции ступней игрока.

Дополнительный аспект изобретения связан с пониманием того, что действующие на ступни силы предпочтительно измеряются в ходе замаха при игре в гольф, когда ступни игрока помещены в естественное положение, как должно происходить в ходе обычной игры или тренировки, идеально, при этом игрок выбирает свое положение с минимальным ограничением или допущением позиций ступней. Это предоставляет несколько преимуществ, в том числе следующее. Это позволяет игроку лучше имитировать обычную игру или тренировку. Это устраняет неудобство от необычных позиций или пометок для ступней. Это позволяет игроку повторять те же ошибки, которые он делает при реальной игре, и позволяет устройству анализировать и помогать в исправлении этих ошибок. Это позволяет игроку экспериментировать с различными позами.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения игрок стоит на неподвижной поверхности, которая в достаточной степени является большой для того, чтобы охватывать стандартный диапазон различных поз. В дополнительном усовершенствовании данного аспекта изобретения способ и устройство функционируют так, чтобы вычислять или определять выбранные позиции ступней игрока на неподвижной поверхности. Это предоставляет несколько важных дополнительных преимуществ. Во-первых, знание позиции ступней дает возможность равнодействующим силам на ступню быть более точно проанализированными. Во-вторых, это позволяет устройству оценивать выбранные позиции ступней игрока посредством сравнения их с общепринятыми правильными позициями. В-третьих, это позволяет устройству обнаруживать изменения позиции ступней в ходе замаха.

В данном описании способ и устройства поясняются для игрока, который ударяет по мячу в направлении справа налево, что является типичным для праворуких игроков, выполняющих замах при игре в гольф. Компоновка зеркального отображения применяется к способу и устройству для игрока, который ударяет по мячу слева направо. В некоторых частях описания и формулы изобретения ступня, ближняя к цели, или в направлении, в котором ударяется мяч, может упоминаться как передняя ступня, а другая ступня может упоминаться как задняя ступня.

Далее изобретение описывается подробнее со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют устройство, подходящее для измерения и анализа связанных со ступнями сил в ходе замаха при игре в гольф.

Фиг.1 иллюстрирует схематичный вид сверху устройства, которое включает в себя неподвижную поверхность и игральный мат. Неподвижная поверхность содержит платформу для левой ступни и платформу для правой ступни. Каждая платформа для ступни поддерживается снизу в четырех позициях по углам. Местоположения этих поддерживающих позиций показаны на чертеже, хотя они фактически не видны в представлении сверху. Чертеж также иллюстрирует контуры ступней игрока в типичных позициях. Чертеж дополнительно иллюстрирует мяч, причем мяч, игральный мат и неподвижная поверхность размещаются в относительных позициях, подходящих для ударов продолговатой клюшкой, такой как длинная клюшка.

Фиг.2 иллюстрирует вид платформы для левой ступни, аналогичный показанному на фиг.1, но в большем масштабе. Этот вид показывает центральные позиции средства восприятия, размещенного в четырех угловых позициях. Вид также показывает равнодействующую силу L, прикладываемую посредством ступни на платформу, вместе с поперечным и продольным расстоянием от центров средства восприятия.

В данном описании термины "продольный" и "продольно" должны ссылаться на горизонтальное направление "спереди-назад", а термины "поперечный" и "поперечно" должны ссылаться на горизонтальное направление "бок-бок" под 90° к продольному направлению.

Фиг.3 иллюстрирует вид неподвижной поверхности и контуры ступней, аналогично показанным на фиг.1. Этот вид также иллюстрирует равнодействующие силы L и R, прикладываемые посредством левой ступни и правой ступни на левую и правую платформу, соответственно, и общую равнодействующую силу W, прикладываемую игроком. Вид также иллюстрирует продольное расстояние между силами и центральными позициями средства датчика и относительные поперечные расстояния между силами. Верхняя часть вида дополнительно иллюстрирует поперечные расстояния между общей равнодействующей силой и центрами платформ.

Фиг.4 иллюстрирует вид контура левой ступни на платформе, аналогичный показанному на фиг.2, но в большем масштабе. Этот вид иллюстрирует различные критерии моделирования, составленные из анализа пакета данных по равнодействующей силе, связанных с позицией ступней.

Фиг.5 иллюстрирует вид, аналогичный фиг.4, но включающий в себя равнодействующую силу L и ее модельные составляющие LT и LH.

Фиг.6 иллюстрирует вид, аналогичный фиг.2, но включающий в себя силы L, LT и LH, показанные на фиг.5, вместе с продольными расстояниями между ними.

Фиг.7a иллюстрирует вид в поперечном разрезе сбоку, по Y-Y на фиг.7b, средства восприятия, которое функционирует так, чтобы измерять вертикальную силу, прикладываемую к нему.

Фиг.7b иллюстрирует вид в поперечном разрезе сбоку, по X-X на фиг.7a, средства восприятия, которое показано на фиг.7a.

Фиг.8a иллюстрирует вид в поперечном разрезе сбоку, по Y-Y на фиг.8b, альтернативного средства восприятия, которое функционирует так, чтобы измерять вертикальную силу, прикладываемую к нему.

Фиг.8b иллюстрирует вид в поперечном разрезе сбоку, по X-X на фиг.8a, альтернативного средства восприятия, которое показано на фиг.8a.

Фиг.9a иллюстрирует вид снизу платформы для ступни со смещенной жесткостью.

Фиг.9b иллюстрирует вид в разрезе сбоку, по X-X на фиг.9a, платформы для ступни, показанной на фиг.9a.

Фиг.9c иллюстрирует вид в разрезе сбоку, по Y-Y на фиг.9a, платформы для ступни, показанной на фиг.9a.

Фиг.10 - это блок-схема, иллюстрирующая линии связи между средством восприятия, вычислительным средством и средством связи.

Далее приведен указатель номеров ссылок, используемых на чертежах:

1 - устройство;

2 - неподвижная поверхность;

3 - платформа для левой ступни;

4 - платформа для правой ступни;

5 - позиция датчика;

6 - контур левой ступни;

7 - контур правой ступни;

8 - игральный мат;

9 - мяч;

10 - местоположение разделительного элемента;

11 - средство восприятия/датчик вертикальной силы;

12 - тензометр в сборе;

13 - тензометрический элемент, растянутый под нагрузкой;

14 - тензометрический элемент, сжатый под нагрузкой;

15 - элемент или балка растяжения;

16 - консольный опорный элемент;

17 - гибкий элемент;

18 - крепежное средство;

19 - опорная пластина платформы;

20 - основание устройства;

21 - опора с датчиком силы;

22 - поперечное ребро/жесткий элемент;

23 - продольное ребро/жесткий элемент;

24 - поверхность платформы для ступни;

25 - гнездо для датчика;

26 - вычислительное средство;

27 - средство связи.

Следующие обозначения даны позициям датчиков вертикальной силы, показанных на чертежах:

LFL - левая платформа, передняя левая;

LFR - левая платформа, передняя правая;

LBL - левая платформа, задняя левая;

LBR - левая платформа, задняя правая;

RFL - правая платформа, передняя левая;

RFR - правая платформа, передняя правая;

RBL - правая платформа, задняя левая;

RBR - правая платформа, задняя правая.

Далее делается ссылка на фиг.1 и фиг.2, которые иллюстрируют вид сверху неподвижной поверхности. Неподвижная поверхность содержит расположенные рядом левую и правую платформы, каждая из которых выступает в качестве опорной конструкции, содержащей поверхность или активную поверхность. Поверхность, или активная поверхность, обеспечивает требуемую часть неподвижной поверхности. Каждая платформа поддерживается посредством четырех средств восприятия (датчика) вертикальной силы, которые упоминаются как датчики, каждое из которых размещено под вертикальной платформой рядом с одним из углов. Позиции датчиков показаны на чертеже, хотя они фактически не видны в представлении сверху. Любая нагрузка, прикладываемая к платформам, распределяется на датчики.

Платформы для ступней являются прямоугольными или квадратными при виде сверху. Датчики размещаются симметрично под платформами для ступней. Центры четырех передних датчиков являются коллинеарными, как и центры четырех задних датчиков. Центр каждого переднего датчика также поперечно совмещен с центром соответствующего заднего датчика.

Размещение датчиков таким симметричным способом предоставляет несколько преимуществ. Это упрощает математические вычисления. Это также приводит к аналогичному диапазону нагрузок и номинальных нагрузок для всех датчиков. Это обеспечивает то, что все нагрузки датчиков всегда являются положительными вертикальными направленными вниз силами.

Чертежи также иллюстрируют контуры обуви или ступней игрока, стоящего на платформе.

Фиг.2 иллюстрирует укрупненный вид левой платформы, показанной на фиг.1. Центры передних датчиков продольно отстоят на расстояние "c" от центров задних датчиков.

Центры левых датчиков в поперечном направлении отстоят на расстояние "d" от центров правых датчиков. Чертеж также иллюстрирует позицию равнодействующей силы вниз "L", прикладываемой посредством левой ступни игрока к передней пластине. Эта сила отстоит на расстояние "a" в продольном направлении от центров передних датчиков и на расстояние "b" в поперечном направлении от центров левых датчиков.

Следующие обозначения даны вертикальным силам, прикладываемым к каждому датчику, для удобства совпадающие с обозначениями, данными позициям датчиков, показанным на чертежах:

LFL - левая платформа, передняя левая;

LFR - левая платформа, передняя правая;

LBL - левая платформа, задняя левая;

LBR - левая платформа, задняя правая;

RFL - правая платформа, передняя левая;

RFR - правая платформа, передняя правая;

RBL - правая платформа, задняя левая;

RBR - правая платформа, задняя правая.

В рамках описания и формулы изобретения, если не заявлено иное, все силы относятся к вертикальным силам или вертикальным составляющим сил. Также ссылки на силы могут иногда взаимозаменяемо означать действующую вертикально вниз силу либо соответствующую ей действующую вертикально вверх противодействующую силу. Кроме того, силы, которые возникают в результате множества составляющих сил, могут иногда, хотя и не всегда, упоминаться как равнодействующие силы.

Модуль L известен, поскольку:

L=(LFL+LFR+LBL+LBR).

Разрешение равновесия сил в продольном направлении относительно линии через LFL и LFR дает следующее:

(LFL+LFR+LBL+LBR)×a=(LBL+LBR)×c.

Следовательно, a=(LBL+LBR)×c/(LFL+LFR+LBL+LBR).

Уравновешивающее разрешение (разрешение равновесия) сил в поперечном направлении вдоль линии через LFL и LFR дает следующее:

(LFL+LFR+LBL+LBR)×b=(LFR+LBR)×d.

Следовательно, b=(LFR+LBR)×d/(LFL+LFR+LBL+LBR).

Поскольку c и d - это известные константы, а LFL, LFR, LBL и LBR известны из измерений датчиков, позиция L, представленная посредством размеров a и b, известна.

Позиция и модуль общей равнодействующей силы на обеих платформах, обозначенной W, также могут быть легко определены.

Модуль W=L+R=(LFL+LFR+LBL+LBR)+(RFL+RFR+RBL+RBR).

Далее делается ссылка на фиг.3, которая иллюстрирует вид неподвижной поверхности и контуров ступней, аналогично показанному на фиг.1 и фиг.2. Вид иллюстрирует центральные позиции датчиков, размещенных в четырех угловых позициях каждой из платформ. Вид также иллюстрирует равнодействующие силы L и R, прикладываемые посредством левой и правой ступни на соответствующие платформы, соответственно, и общую равнодействующую силу W, прикладываемую игроком. Вид также иллюстрирует продольное расстояние между силами и центральными позициями датчиков и относительные в поперечном направлении расстояния между силами.

Поскольку по определению L и R уравновешены вокруг их равнодействующей W, они могут быть разрешены в любом направлении вокруг W. Уравновешивающее разрешение в продольном направлении дает следующее:

(LFL+LFR+RFL+RFR)×n=(LBL+LBR+RBL+RBR)×(c-n),

где c - это известное продольное расстояние между известными передним и задним датчиками. Это дает продольную позицию W.

Поперечная позиция W может быть найдена посредством разрешения равновесия R и L вокруг W, используя известные поперечные позиции R и L.

Ссылаясь снова на фиг.3:

L×k=R×(m-k), следовательно, k=m/(1+L/R).

Расстояние m известно, поскольку поперечные позиции L и R известны. Следовательно, поперечная позиция силы W может быть определена.

Альтернативный, но менее точный, способ включает в себя разрешение равновесия сил R и L вокруг W, но при допущении, что они действуют через центры соответствующих платформ. Это дает положительные позиции равнодействующей силы, что может быть допустимо для некоторых вычисленных результатов. Потенциальное преимущество этого заключается в том, что она может быть вычислена просто из модулей показаний датчика без необходимости вычислять позиции L и R. Снова ссылаясь на фиг.3, верхняя область вида также иллюстрирует поперечные расстояния между общей равнодействующей силой и центрами платформ. Разрешение равновесия W в поперечном направлении вокруг этих платформ дает следующее:

L×p=R×(q-p), следовательно, p=R/L×(q-p), следовательно, p×(1+R/L)=q×R/L, следовательно, p=q×R/L/(1+R/L)=q×R/(R+L)=q/(1+L/R),

где p - это поперечное расстояние для W от центра левой платформы, а q - это известное фиксированное поперечное расстояние между центрами платформ.

Само по себе знание равнодействующей силы, прикладываемой посредством ступни, ограниченно применятся в оценке игры. Вертикальная сила вниз распространяется по одной или более областям ступни, и некоторое внимание должно быть уделено распределению этой силы относительно общей позиции ступни. Соответственно, дополнительная цель изобретения влечет за собой определение способов, которые преобразуют знание модуля и позиции равнодействующей силы в применимые определения распределения силы относительно общей позиции ступни.

В предпочтительном варианте осуществления устройство оснащено вычислительным средством, которое функционирует так, чтобы определять позицию ступни или характеристики позиции ступни посредством статистического анализа набора равнодействующих сил, измеренных посредством датчиков, когда игрок смещает вес с помощью ступни в этой позиции.

Если ступня находится в требуемой начальной позиции для замаха, собирается репрезентативная группа выборок позиций равнодействующих сил на платформах. Репрезентативные группы выборок могут удобно собираться посредством приспособления вычислительного средства к возможности инструктировать или требовать от игрока смещать вес на своих ступнях до тех пор, пока не будет измерено достаточное разнесение, критерии для которого подробнее описаны ниже. Когда измеряется замах при игре в гольф, процесс может быть комбинирован с обычными и рекомендуемыми методиками "раскачивания" и "подготовки к удару" игрока в гольф. Когда измерено достаточное разнесение, об этом сообщается игроку посредством визуального или звукового сигнала, и после этого замах может начинаться. Испытания показали, что процесс может быть выполнен за несколько секунд и совместим с типичными действиями раскачивания и подготовки к удару в гольфе, которые занимают примерно столько же времени.

Критерии достаточного многообразия могут быть основаны на эмпирическом знании типичных или релевантных характеристик ступней. Испытания показали, что разнесение примерно 0,63 от длины ступни может быть достигнуто при наибольшем смещении веса "спереди-назад" и примерно 0,54 от длины ступни при небольшом или обычном смещении веса "спереди-назад". Во всех случаях длина ступни означает наибольшую длину ступни, от пальцев до пятки, вдоль длинной оси ступни и не включает в себя обувь. Следовательно, требование может быть задано с разнесением примерно 0,45-0,55 от предполагаемой длины ступни в направлении "спереди-назад" или в направлении линии наилучшего соответствия. Испытания также показали, что разнесение порядка 0,17 от длины ступни может быть достигнуто при небольшом или обычном постоянном смещении веса на отдельную ступню. Следовательно, это требование может быть задано с разнесением примерно 0,10-0,18 от предполагаемой длины ступни в направлении "бок-бок" или ортогонально к направлению линии наилучшего соответствия. Причина обязательности разнесения заключается в том, чтобы обеспечить то, что игрок предоставляет достаточно широкий разброс позиций смещения веса на каждую ступню, которое не может перекашиваться в нехарактерном направлении, например, посредством раскачивания или подготовки к удару по мячу со ступней, повернутой на один бок.

Пакеты выборок статистически анализируются вычислительным средством, чтобы создать соответствующую прямую линию наилучшего соответствия для каждой ступни, примерно соответствующую центральной длинной оси ступней, идущей от примерно центральной зоны пятки до соответствующей примерно центральной зоны пальцев. Пакет выборок может быть сформирован посредством выборки и регистрации значений равнодействующих сил с регулярными интервалами, например примерно каждую миллисекунду. Соответствующая линия наилучшего соответствия может быть вычислена посредством различных широко распространенных статистических методов, которые подходят для работы в вычислительном средстве. В идеале, линия наилучшего соответствия базируется на приближении к предполагаемой границе, в рамки которой попадают равнодействующие силы, и не перекашивается посредством относительной частоты равнодействующих сил, зарегистрированных внутри зон границы. Например, одна равнодействующая сила, зарегистрированная на одной наибольшей стороне границы, должна иметь такое же влияние на позицию линии наилучшего соответствия, как несколько равнодействующих сил, зарегистрированных на противоположной наибольшей стороне границы.

Пакеты выборок также статистически анализируются для того, чтобы определить центральную точку для каждой ступни, которая может быть расположена так, чтобы попадать на линию наилучшего соответствия. Это упоминается как "статистический центр" и примерно соответствует позиции равнодействующей силы, прикладываемой посредством ступни, когда сила центрально уравновешена на ступне, как в случае с тщательно уравновешенной позой. Статистический центр может быть удобно определен как позиция середины на линии наилучшего соответствия между дальними передними и дальними задними значениями, полученными в пакете выборок.

Представление позиции ступни посредством всего лишь двух заголовков, которые могут быть выражены в простых математических терминах, например линия и точка, представляемая посредством линии наилучшего соответствия и статистического центра, значительно упрощает численный анализ замаха вычислительным средством.

Важно убедиться, что игрок случайно не изменяет позицию ступней между моментами времени, когда вычислительное средство передает приемлемость разнесения пакета выборок равнодействующих сил, и началом замаха. Изменение позиции ступней может содержать полное поднятие ступни с платформы для ступней или может содержать плавное перемещение ступни в новую позицию без фактического поднятия с платформы для ступней, или может содержать поворот ступни вокруг подушечек ступни или пятки, но при этом сила остается применяемой посредством поворота части, остающейся на платформе для ступней.

Полное поднятие ступни легко обнаруживается вычислительным средством, поскольку оно заставляет равнодействующую силу уменьшиться до нулевого значения или практически до нулевого значения. Плавное перемещение ступни, когда сила остается на платформе для ступней в течение плавного перемещения, указывается посредством последующего обнаружения равнодействующей силы вне пределов границ равнодействующей, установленных для позиции ступни. Эти пределы границ могут быть заданы как фиксированное взаимоотношение с линией наилучшего соответствия и статистического центра для данного предполагаемого размера ступни. Поворот ступни показывается как возможное событие, когда силы пальцев или пяток падают до нулевого значения или практически нулевого значения. Поворот доказывается, только если равнодействующая затем обнаруживается за пределами границ равнодействующих, установленных для позиции ступни.

В предпочтительном варианте осуществления обнаружение ступни, поднятой после подготовки к удару, но до замаха назад, заставляет вычислительную систему инструктировать или требовать от игрока повторить процедуру предоставления выборки равнодействующих сил до начала замаха. Плавное перемещение или поворот ступни в новую позицию без исключений обнаруживается слишком поздно, чтобы предотвратить начало замаха, и вычислительная система вместо этого оценивает модуль плавного перемещения или поворота с заданными критериями, чтобы принять решение о том, до какой степени результаты анализа остаются допустимыми, и передать результаты соответствующим образом.

Обнаружение и оценка поднятия, плавного перемещения или поворота ступни также важна в ходе других стадий замаха, где они иногда, как считается, составляют ошибку. Вычислительное устройство снабжается релевантными доступными справочными данными, чтобы помогать в оценке обнаруженного перемещения ступней.

Равнодействующая сила на ступню может ссылаться на позицию ступни различными способами. В одном относительно простом варианте осуществления позиция равнодействующей ссылается на позицию линии наилучшего соответствия и на вторую ось, ортогональную к линии наилучшего соответствия и проходящую через статистический центр. Таким образом, равнодействующая сила оценивается так, чтобы быть в нейтральной или уравновешенной позиции при приложении к статистическому центру, чтобы перемещаться постепенно в поперечном направлении влево или вправо, когда она перемещается влево или вправо по линии наилучшего соответствия, или перемещаться постепенно к пальцам или пяткам, когда она перемещается постепенно вперед или назад по ортогональной линии через статистический центр.

Хотя представление сил на ступне посредством одной равнодействующей силы, ссылающейся на позицию ступни, имеет преимущество математической простоты, тем не менее, это есть концепция, которую иногда трудно сообщить обычному игроку в гольф, в частности, когда игрок в гольф незнаком с математическими или научными методиками. Многие игроки в гольф считают, что проще понять идею веса на пальцах или пятках либо проценты веса на пальцах и пятках. В действительности, действующая вертикально вниз сила, прикладываемая посредством ступни игрока в гольф, фактически не действует на одну равнодействующую точку или в дискретных частях пальцев и пятки, и оба представления, как считается, имеют равную научную обоснованность.

В дополнительном аспекте изобретения равнодействующая сила ступни выражается относительно составляющих пятки и пальцев, и ниже приводится пример методики, которая подходит для обработки посредством вычислительного средства. Эта методика может быть использована в качестве основной или вспомогательной для помощи при анализе замаха и сообщении результатов игроку.

В рамках описания и формулы изобретения, когда делается ссылка на силы на "пальцах" и "пятке", это следует понимать как ссылка на то, что иногда называется силами "спереди" и "сзади" ступни, соответственно, причем эти термины, в общем, являются взаимозаменяемыми. Кроме того, если делается ссылка на составляющие от пальцев или пятки равнодействующей силы, прикладываемой посредством ступни, следует понимать, что эти ссылки также могут применяться к эквивалентам этих сил, вычисленных посредством любой соответствующей методики, в том числе вышеупомянутой методики, где позиция одной равнодействующей силы на ступни ссылается на позицию ступни.

В предпочтительном варианте осуществления с помощью идеи передних и задних составляющих силы равнодействующая сила на ступню разделяется на переднюю и заднюю составляющую вертикальной силы, причем эти составляющие являются параллельными и копланарными с результатом. Для удобства эти составляющие далее упоминаются как составляющие "пальцев" и "пятки", обозначенные LT и LH, если релевантны для левой ступни, и RT и RH, если релевантны для правой ступни. При просмотре сверху копланарная равнодействующая и ее составляющие выглядят как коллинеарные точки. Кроме того, для удобства пояснения далее термин "коллинеарный" используется для того, чтобы описывать коллинеарный или копланарный аспект этих составляющих.

Различные математические модели могут быть использованы для того, чтобы разделить равнодействующие на релевантные коллинеарные составляющие пальцев и пяток, когда определенные сведения по общей позиции ступни известны. Пример такой модели моделирует в большей степени поперечное движение качения ступни вокруг мяча и пятки, наряду с длинной осью ступни. Пример проиллюстрирован на фиг.4 и фиг.5.

Фиг.4 иллюстрирует вид контура левой ступни на платформе для ступни, аналогичный показанному на фиг.2, но в большем масштабе. Этот вид иллюстрирует критерии моделирования, составленные из анализа пакета данных по равнодействующей силе, связанных с позицией ступни, включая линию наилучшего соответствия, показанную как линия "xx", и статистический центр, показанный как "A" на чертеже. Фиг.5 иллюстрирует вид, аналогичный фиг.4, но включающий в себя равнодействующую силу L и ее модельные составляющие LT и LH.

Большей частью поперечное движение качения выполняется вокруг заднего центра вследствие того, что эффективный диаметр качения подушечек ступни больше фактического диаметра качения пятки. Модель отражает относительно жесткие характеристики ступни и обуви игрока между зонами пятки и подушечек ступни и предоставляет удовлетворительную оценку типичных характеристик ступни.

На основе эмпирического знания типичных или релевантных характеристик ступни линия пятки может быть определена в заранее определенном соотношении с линией наилучшего соответствия и статистическим центром. Линия пятки аппроксимируется на геометрическое место центра действующей вниз силы, когда игрок прикладывает весь свой вес к самым задним позициям пятки. Например, линия пятки может быть определена как прямая линия, ортогональная к линии наилучшего соответствия, и на заданном заранее определенном расстоянии, скажем, примерно 0,35 от предполагаемой длины ступни или между 0,30 и 0,40 от предполагаемой длины ступни, от задней части статистического центра. Линия, если этого типа, показана как центральная зона линии "hh" на чертеже. Также на основе эмпирического знания типичных или релевантных характеристик ступни линия пятки также может быть определена в заранее определенном соотношении с линией наилучшего соответствия и статистическим центром. Линия пятки аппроксимируется на геометрическое место центра действующей вниз силы, когда игрок прикладывает весь своей вес к самым передним позициям на подушечках ступни и пальцев. Например, линия пальцев может быть определена как прямая линия, лежащая под заранее определенным углом, скажем, примерно 60º к линии наилучшего соответствия, и пересекающая ее на заранее определенном расстоянии вперед, скажем, примерно 0,35 от предполагаемой длины ступни или между 0,30 и 0,40 от предполагаемой длины ступни, от статистического центра. Углы отсчитываются в противоположных направлениях вращения для правой ступни и левой ступни. Линия этого центра показана как центральная зона линии "tt" на чертеже. Кроме того, на основе эмпирического знания типичных и релевантных характеристик ступни общая точка может быть определена в заранее определенном соотношении к линии наилучшего соответствия и статистическому центру, которая выступает в качестве заднего центра вращения для качения ступни и является коллинеарной с каждой равнодействующей и ее составляющими от пальцев и пятки для конкретной общей позиции ступни. Например, этот центр вращения может быть определен как точка, которая лежит на линии наилучшего соответствия на заданном расстоянии, скажем, примерно 0,80 от предполагаемой длины ступни или между 0,65 и 1,00 от предполагаемой длины ступни, сзади от статистического центра выборки. Точка этого типа показана как "B" на чертеже.

Необязательно, различные параметры моделирования могут варьироваться с характеристиками игрока, такими как размер обуви, вес, пол или возраст игрока. Некоторые параметры игрока могут быть получены напрямую посредством устройства. Например, вес игрока может быть узнан немедленно из статической суммы равнодействующих сил на платформе.

Составленная таким образом модель может быть использована для того, чтобы определять позицию и модуль составляющих от пальцев и пятки любой равнодействующей силы, возникающей для одной общей позиции ступни. Если новая равнодействующая сила L возникает, определяется линия, которая проходит через L и центр вращения B. Позиции ее составляющих пальцев и пяток, LT и LH, определяются как пересечения, которые точны с линией пальцев tt и линией пятки hh, соответственно. Это проиллюстрировано на фиг.5, которая показывает такую же позицию ступни и модель, как показана на фиг.4. Линия показана как "yy" на чертеже.

Модули составляющих LT и LH находятся посредством разрешения равновесия составляющих вокруг равнодействующей L. Ссылаясь теперь на фиг.6, относительные позиции L, LT и LH проиллюстрированы спроецированными на продольную ось. LT разнесен на расстояние g продольно от LH и на расстояние f продольно от L. Значения g и f известны, поскольку позиции LT и LH известны из модели. Поскольку по определению LТ и LH уравновешены вокруг их равнодействующей L, они могут быть разрешены в любом направлении вокруг L. Разрешение в продольном напра