Устройство и способ для анализа свинга в гольфе

Устройство и способ для анализа свинга в гольфе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для измерения или анализа свинга в гольфе.

В US 5823878 раскрыты способ и устройство, в которых используются две видеокамеры для съемки движения свинга в гольфе. Это устройство формирует различные графики, которые используются специалистом или экспертом для анализа свинга. Анализ выполняется не автоматически и зависит от знаний и навыков специалиста или эксперта. Устройство и его работа являются относительно дорогостоящими и сложными.

В WO 204/049944 A1 раскрыты способ и устройство, в которых используется набор датчиков движения, закрепленных на игроке, для съемки движения свинга в гольфе. Это устройство формирует различные данные, которые используются специалистом или экспертом для анализа свинга. Аналогично US 5823878, упомянутому выше, анализ выполняется не автоматически и зависит от знаний и навыков специалиста или эксперта. Устройство и его работа также являются относительно дорогостоящими и сложными.

В US 7264554 раскрыты способ и устройство, в которых используется, по меньшей мере, одна видеокамера вместе с набором датчиков движения, закрепленных на игроке, для съемки движений свинга в гольфе. В одном из режимов работы анализ выполняется не автоматически, и система формирует различные визуальные результаты, которые требуют вмешательства человека для анализа свинга. В другом режиме работы говорят, что система автоматически генерирует число, называемое "оценкой кинетического индекса". Однако такое оценочное число имеет очень малое значение для правильного анализа свинга. Аналогично цитируемым выше изобретениям, данное устройство и его работа также являются относительно дорогостоящими и сложными.

В настоящем изобретении предложены устройство и способ для измерения или анализа свинга в гольфе, когда измерение или анализ выполняют в отношении генерируемой энергии и ее передачи через тело и клюшку.

Настоящее изобретение также направлено на устройство и способ для измерения или анализа свинга в гольфе, когда данные преимущественно получают от сил реакции, воздействующих на участок земли, на котором стоит игрок, и где обработанные сигналы анализируют, используя искусственных интеллект. Термин "силы реакции, воздействующие на землю" относится к силе реакции, которая возникает между неподвижной поверхностью и ногами субъекта или игрока.

Настоящее изобретение также, более конкретно, направлено на устройство и способ, которые измеряют или анализирует свинг в гольфе автоматически или используя автоматический и интерактивный подходы.

Изобретение более конкретно определено в приложенной формуле изобретения, которая входит в состав настоящего описания, по ссылке на нее.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет теперь описано только в качестве примера, со ссылкой на фиг. 1 - фиг. 18.

На фиг. 1 схематично показан вид спереди модели игрока и клюшки в положении маха вниз, представляющий некоторые из основных сегментов, подсегментов и соединений.

На фиг. 2 показана блок-схема, представляющая последовательные этапы при измерении или анализе свинга, используя данные параметра энергии и данные правила оптимизации.

На фиг. 3 показана блок-схема, представляющая основные последовательности локального генерирования энергии при махе вниз.

На фиг. 4 показана блок-схема, представляющая последовательные этапы при детектировании и обработке информации для свинга, используя средство искусственного интеллекта.

На фиг. 5 показана блок-схема, представляющая поток информации при выполнении свинга с интерактивной тренировкой.

На фиг. 6 представлено прогнозирование, полученное с помощью нейронной сети, углового положения сегмента таза в ходе выполнения свинга.

На фиг. 7 представлено прогнозирование, полученное с помощью нейронной сети, угловой скорости сегмента таза в ходе выполнения свинга.

На фиг. 8 представлено прогнозирование, полученное с помощью нейронной сети, углового положения плеч/сегмента туловища в ходе выполнения свинга.

На фиг. 9 представлено прогнозирование, полученное с помощью нейронной сети, угловой скорости плеч/сегмента туловища в ходе выполнения свинга.

На фиг. 10 представлено прогнозирование, полученное с помощью нейронной сети, углового положения сегмента рукоятки/клюшки в ходе выполнения свинга.

На фиг. 11 представлено прогнозирование, полученное с помощью нейронной сети, угловой скорости сегмента рукоятки/клюшки в ходе выполнения свинга.

На фиг. 12 представлено прогнозирование, полученное с помощью нейронной сети, абсолютной скорости головки клюшки в ходе выполнения свинга.

На фиг. 13 представлено прогнозирование, полученное с помощью нейронной сети, угловой скорости сегмента рукоятки/клюшки в ходе выполнения свинга, когда входные сигналы сети включают в себя различные обработанные параметры и боковые силы.

На фиг. 14 представлено прогнозирование, полученное с помощью нейронной сети, угловой скорости сегмента рукоятки/клюшки в ходе выполнения того же свинга, как показано на фиг. 13, когда входные параметры сети включают в себя различные обработанные параметры, но не включают в себя боковые силы.

На фиг. 15 представлено прогнозирование, полученное с помощью нейронной сети, угловой скорости сегмента рукоятки/клюшки в ходе выполнения того же свинга, как показано на фиг. 13, в случае, когда входные сигналы сети включают в себя только прямые вертикальные и боковые силы.

На фиг. 16 показан необработанный график прогнозирования, полученный с помощью нейронной сети, и соответствующий сглаженный график прогнозирования в ходе выполнения свинга.

На фиг. 17 показано прогнозирование точки во времени, полученное с помощью нейронной сети, во время верхнего положения при замахе клюшки, и также показано представление треугольной функции взвешивания, используемой при составлении прогноза.

На фиг. 18 схематично показан вид в плане пластины сил в виде двойной платформы и мячик, расположенный на игровой поверхности. Типичные положения ступней игрока обозначены на пластине сил.

Подробное описание изобретения

В ходе описания и в формуле изобретения представлено устройство и способ для игрока, который бьет по мячику в направлении цели, которая типично соответствует лунке в грине. Направление к цели называется направлением на цель, и рука или нога игрока, расположенная ближе всего к цели, может называться рукой или ногой со стороны цели. Игрок-правша обычно бьет по мячику справа налево. Унос относится к событию во времени, когда игрок перемещает клюшку из положения адреса в начале замаха. Ударом называется событие во времени, когда головка клюшки ударяет мячик, и завершением называется часть свинга, которая происходит после удара. Различные точки замаха и маха вниз обычно могут отслеживаться относительно угла между рукояткой клюшки и вертикальной осью, на виде спереди на игрока, где BS, DS и FT обозначают замах, мах вниз и завершение соответственно. Унос происходит приблизительно при BS0° и доходит до BS90°, когда рукоятка клюшки занимает горизонтальное положение, и до BS180°, когда рукоятки клюшки ориентирована вертикально вверх, с продолжением до конца замаха. Клюшка выполняет вращение, обратное замаху, при этом рукоятка клюшки занимает вертикальное положение вверх при DS180°, последовательно переходит в горизонтальное положение при DS90° и ударяет в положении приблизительно DS0°. Она затем продолжает движение завершения, достигая FT90° в горизонтальном положении. Промежуточные угловые положения аналогично выражены в соответствующих углах.

Основная цель выполнения свинга состоит в том, чтобы обеспечить перемещение мячика как можно дальше в намеченном направлении или в направлении цели. Это достигается путем удара по мячику головкой клюшки с очень высокой скоростью и с обеспечением точного контакта между поверхностью клюшки и мячиком. Основная цель большинства других свингов состоит в том, чтобы обеспечить перемещение мячика на требуемое расстояние, которое меньше, чем максимальное расстояние, на которое игрок может послать мячик во время удара, также в намеченном направлении или в направлении цели. В описании и формуле изобретения термин свинг следует понимать как относящийся ко всем ударам, выполняемым к гольфе, или к свингу, кроме удара паттером.

Достижение очень высоких скоростей головки клюшки, типичных при компетентном выполнении свинга, неожиданно требует выполнения сложного набора действий, которые часто неправильно понимаются игроками в гольф или тренерами. Среди игроков, тренеров и других участвующих в игре профессионалов существует общее убеждение в том, что свинг отдельных игроков в гольф находится за пределами оценки научного типа и может быть эффективно проанализирован и улучшен только при вмешательстве человека, с использованием навыков и опыта тренера. Такое общее убеждение, по-видимому, распространяется на все свинги в гольфе.

Аспект настоящего изобретения направлен на понимание того, что свинг отдельного игрока может получить научную оценку и может быть проанализирован без вмешательства человека, путем идентификации, измерений и анализа элементов генерирования энергии и ее передачи через корпус. Такое понимание в равной степени относится к свингам, выполняемым с целью получения максимальной скорости головки клюшки, а также к свингам, выполняемым с целью получения скоростей головки клюшки меньше, чем максимальная, на которую способен игрок. Такое понимание является далеко не очевидным, потому что до настоящего времени секреты свинга в гольфе в равной степени применяются для свинга, требующего максимальную и минимальную энергию. Игроки и тренеры также должны понимать, что попытки более сильного удара по мячику обычно приводят к худшим результатам.

Другой связанный аспект изобретения относится к пониманию того, что для типичных опытных игроков большая часть важных элементов генерирования энергии и ее передачи через тело остается одинаковой или аналогичной от одного свинга к другому и анализ одного свинга может быть действительным для всех характерных свингов, выполняемых этим игроком.

Дополнительный аспект изобретения относится к пониманию того, что игроки стремятся использовать аналогичный тип генерирования энергии и ее передачу через тело в целом диапазоне свингов. В частности, тип генерирования и передачи энергии, используемый для более длинных клюшек, таких как драйвер, проявляет тенденцию формирования шаблона для генерирования энергии и ее передачи для свинга с использованием всего полного диапазона клюшек. Таким образом идентификация и улучшение генерирования энергии и передачи ее для одной такой клюшки предпочтительно могут применяться для других клюшек во всем их диапазоне.

В дополнение к генерированию очень высокой скорости головки клюшки, когда это требуется, правильное выполнение совершенного генерирования энергии и ее передачи через тело также является фундаментальным для обеспечения точности во время удара. Тесты показали, что свинги с совершенным генерированием и передачей энергии, показывают минимальные потери энергии, проявляют тенденцию быть более последовательными, содержат более плавные движения и сводят к минимуму необходимость напрягать тело для поглощения неиспользованной энергии во время завершения удара. Такие характеристики способствуют улучшению контроля и точности игрока во время выполнения удара.

Специфичные важные параметры свинга, которые являются непосредственно значимыми для генерирования и передачи энергии через тело и в конечном итоге на головку клюшки, будут для простоты описания называться "параметрами энергии". Информация или параметры, используемые для определения или расчета параметров энергии, также будут называться параметрами энергии. Аспект изобретения направлен на идентификацию ключевых параметров энергии.

Критерии или правила, определяющие, как на свинг влияют его параметры энергии, будут для простоты описания называться "правилами оптимизации". Эти критерии могут быть представлены различными способами, но для последовательности настоящего описания, везде, где только возможно, правила оптимизации будут представлены как критерии, представляющие более совершенные свинги. Последовательная невозможность следования таким правилам оптимизации будет соответствовать менее совершенным свингам или ошибкам при выполнении свинга.

На фиг. 2 показана блок-схема, представляющая последовательные этапы, когда систему используют для анализа свинга с использованием данных параметра энергии и данных правила оптимизации. Описательные сокращения, используемые на чертеже, представлены в круглых скобках в следующем кратком описании. Информацию о свинге (S, С), которая позволяет выполнять измерения или определение параметров энергии, получают с помощью средства (ММ, СИ) измерения. Средство (EPDM, СДПЭ) данных параметра энергии определяет параметры энергии из этой информации. Средство (ORDM, СДПО) данных правил оптимизации представляет критерии, в соответствии с которыми определяют параметры энергии, позволяющие для средства анализа формировать анализ (A, А) свинга.

Для того чтобы помочь идентификации и анализу параметров энергии, игрока и клюшку моделируют как кинетическую цепь сегментов, соединенных универсальными соединениями. Теперь рассмотрим фиг. 1, на которой схематично представлен вид спереди модели игрока и клюшки в положения середины маха вниз.

Кинетическая цепь может быть упрощена до одной цепи из четырех соединенных сегментов, хотя можно использовать другие более сложные варианты выполнения. Использование четырех сегментов упрощает анализ и описание, сохраняя большую часть точности более сложных моделей. Для удобства первый, второй, третий и четвертый сегменты цепи будут обозначены как "S1", "S2", "S3" и "S4" соответственно. В качестве альтернативы, они для удобства могут быть названы как сегменты "таза", "туловища", "рук" и "клюшки", хотя анатомически правильные описания этих сегментов отсутствуют. Компоненты цепи расположены в следующем порядке у игрока, который выполняет удар справа налево, что является типичным для игрока-правши. Зеркально отображенная компоновка относится к игрокам, которые выполняют удар слева направо. При использовании номеров ссылочных позиций или буквенных обозначений на чертеже первый сегмент S1 представляет собой нижнюю часть туловища или сегмент "таза". Он содержит таз и ноги и гибко соединен с землей (1) через ступни. Второй сегмент S2 представляет собой сегмент верхней части тела и содержит плечи и туловище выше талии. Его можно рассматривать как в значительной степени жесткий сегмент, гибко соединенный с S1 через универсальное соединение и спинную часть талии (2). Третий сегмент S3 представляет сегмент рук. Он содержит обе руки и универсально соединен с S2 через левый плечевой сустав (3). Четвертый сегмент S4 содержит кисти и клюшку. Его можно рассматривать как в значительной степени жесткий сегмент, универсально соединенный с S3 через левое запястье (4). Левая рука рассматривается как в значительной степени жесткий сегмент, который остается, по существу, прямым при выполнении части, хотя и не всего, движения свинга, соединяющий S2 и S4. Правая рука изгибается во время свинга, и, хотя она соединяет S2 и S4, она не соединена с ними непосредственно с использованием соединений цепи, но используется для частичной передачи энергии и управления свингом. Соединение ступни-земля представляет собой обозначенный проксимальный конец цепи и оконечность головки клюшки (CH) обозначена как дистальный конец. Описываемый сегмент может называться "данным" сегментом.

По причинам, которые будут понятны ниже в ходе описания, некоторые из сегментов также разделены на подсегменты. Сегмент туловища разделен на сегмент S2a нижнего туловища и сегмент S2b верхнего туловища, соединенные в центральном положении (5) спины. Такое разделение выполнено, в определенной степени, произвольно и отражает гибкость позвоночного столба и нижней части спины. Каждая рука также разделена на два подсегмента, левая рука разделена на верхний сегмент руки S3aL и нижний сегмент руки S3bL, с соединением, расположенным в левом локте (6). Правая рука аналогично разделена на два подсегмента S3aR и S3bR. Следует отметить, что существуют различия между сегментами и подсегментами и их следует рассматривать по-разному в ходе анализа.

ГЕНЕРИРОВАНИЕ И ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ

Сегменты цепи получают кинетическую энергию как в результате генерирования энергии от мышц, ассоциированных с движением самого сегмента, так и в результате передачи энергии им от проксимальных сегментов. Во время выполнения свинга в гольфе, как и в случае, когда требуется обеспечить максимальное расстояние, так и в случае, когда это не требуется, конечная цель кинетической цепи состоит в том, чтобы передать энергию так эффективно, насколько это возможно, в дистальную оконечность головки клюшки цепи в момент, когда происходит ее столкновение с мячиком. Общая кинетическая энергия в любой точке свинга будет представлять собой сумму кинетических энергий отдельных сегментов. Если сегмент выполняет линейное движение, его линейная кинетическая энергия может быть определена как 1/2mv², где m и v представляют собой массу и линейную скорость сегмента соответственно. Если сегмент выполняет угловое движение, его угловая кинетическая энергия может быть определена как 1/2lw², где l и w представляют собой момент инерции сегмента и угловую скорость соответственно. Хотя линейная и вращательная кинетические энергии отличаются в любой момент времени, они могут быть полностью или частично преобразованы из одной в другую во время выполнения свинга.

Мгновенное генерирование энергии в сегменте из мышц, связанных с сегментом, для удобства будет называться "локальной" энергией, и работа, производимая ею, будет называться "локальной" работой. В случае S1, такие "локальные" мышцы преимущественно содержат мышцы бедер и ног, которые придают вращение и линейное перемещение таза. В случае других сегментов, локальная энергия в основном возникает в результате действий мышц, которые преимущественно действуют совместно с соединением между данным и проксимальным сегментами. Таким образом, S2, S3 и S4 получают локальную энергию от действия мышц, которые преимущественно действуют совместно с соединениями между S1 и S2, S2 и S3, и S3 и S4 соответственно. "Локальная" энергия обеспечивает исходный источник всей энергии, генерируемой и передаваемой во время свинга в гольфе.

Важный механизм, с помощью которого энергию передают из одного сегмента в другой вдоль цепи, представляет собой "фиксацию" данного сегмента с ускоряющимся проксимальным сегментом, таким образом, что данный сегмент ускоряется вместе с проксимальным сегментом, с использованием энергии, генерируемой в или существующей в проксимальном сегменте. Этот процесс для удобства будет называться передачей "фиксации", при этом сегменты "фиксируются" и "высвобождают фиксацию", когда процесс начинается и заканчивается соответственно. Фиксация также может возникать вдоль цепи сегментов, зафиксированных вместе, при этом все сегменты в цепи ускоряются под действием энергии, генерируемой в или существующей в наиболее проксимальном сегменте в фиксированной цепи. Как правило, данный сегмент фиксируется с проксимальным сегментом в начале движения, получая в результате относительно малую энергию скорости в процессе, и в последующем "высвобождает фиксацию", когда он ускоряется до большей скорости, чем проксимальный сегмент. Передача фиксации происходит как во время вращательного, так и во время линейного движения.

Когда локальную энергию используют для запуска движения данного сегмента от проксимального сегмента, происходит передача момента между ним и проксимальным сегментом. Кинетическая энергия обычно передается между сегментами, когда это происходит, и процесс для удобства будет называться передачей "запуска".

В ходе выполнения свинга комбинированные сегменты S3 и S4 выполняют метание, аналогичное метанию из пращи, вокруг проксимальных сегментов от соединения в левом плечевом суставе. Кроме получения энергии от локальной энергии мышц плеч и плечевых частей рук, вращающих S3, энергия также передается от проксимальных сегментов под действием сил в левом плече, вытягивающих такую компоновку метания. Такая передача нелокальной энергии с проксимальных сегментов для удобства будет называться передачей "метания", поскольку аналогичная передача энергии происходит в известной праще или рогатке. Вытягивающие силы образуются в результате вращения или линейного перемещения левого плечевого сустава под действием энергии от проксимальных сегментов. Энергия может возникать дистанционно от проксимальных сегментов или в результате замедления углового или линейного движения сегмента S2. В отличие от передачи фиксации, передача метания также может возникать от замедляющего сегмента, поскольку угловые или линейные скорости вовлеченных сегментов не являются фиксированными при одинаковых угловых скоростях. На определенных участках дуги метания перемещение вперед или поворот левого плеча ускоряет дистальный конец рогатки, включающей в себя замедление движения левого плеча с более высокой скорости при движении вперед.

Другой тип передачи энергии между сегментами, которая происходит во время свинга, для удобства будет называться "цеповой" передачей, поскольку она выполняется в соответствующих видах оружия (кистень) и в сельскохозяйственных инструментах с таким названием. Это происходит, когда два соединенных сегмента вращаются и перемещаются в одном направлении, и оба они содержат кинетическую энергию, и при этом дистальный конец проксимального сегмента замедляется, обеспечивая замедление проксимального конца дистального сегмента вместе с ним и одновременно обеспечивая ускорение дистального конца дистального сегмента в повышенной степени, благодаря сохранению большей части кинетической энергии сегмента. В случае когда замедление проксимального сегмента происходит в значительной степени без потери или обратной передачи энергии, как и в случае исторического цепа, изменение кинетической энергии в проксимальном сегменте также передается в дистальный конец дистального сегмента. При совершенном свинге сегменты S3 и S4 действуют как управляемый цеп, состоящий из двух частей, обеспечивая достижение с намного более высокой скоростью головки клюшки на дистальном конце, чем это было бы возможно, если бы S3 и S4 действовали как одиночный сегмент. Благодаря удержанию S3 и S4 фиксированными под соответствующим прямым углом или немного меньшим углом, вплоть до критической точки во время маха вниз, затем открывается цеповой механизм, благодаря центробежной силе, что обеспечивает быстрое увеличение степени ускорения головки клюшки на дистальном конце, при одновременном замедлении S3 и проксимального конца S4. В результате происходит значительная передача кинетической энергии на дистальный конец. Цеповая передача также может возникать между другими соединенными сегментами.

Другой, менее критичный, тип передачи энергии между сегментами происходит, когда поворачивающийся игрок уменьшает свой угловой момент инерции в результате уменьшения эффективного радиуса вращения корпуса вокруг общей оси вращения, путем подтягивания проксимального конца S4 и дистального конца S3 ближе к телу на более поздних этапах маха вниз. Поскольку выполняется сохранение момента, в результате происходит общее увеличение угловой скорости и энергии, которая при завершении свинга передается на головку клюшки. Такой тип передачи будет называться передачей кинетической энергии с "уменьшением радиуса".

Кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию во время замаха, когда сегменты S3 и S4 приподнимаются против действия силы гравитации, и тело игрока упруго отклоняется в положение TOB (ВПЗ, верхнее положение замаха) различных сегментов. Большая часть этой энергии обычно восстанавливается в результате обратного преобразования в кинетическую энергию во время маха вниз. Кинетическая энергия также преобразуется в потенциальную энергию во время упругого отклонения рукоятки клюшки во время маха вниз. Некоторая часть этой энергии может быть восстановлена до удара во время окончания свинга.

Кинетическая энергия также используется в процессе, который аналогичен преобразованию в потенциальную энергию, поскольку он приводит к ситуации, когда дополнительная кинетическая энергия может быть позже реализована. Этот процесс относится к растяжению мышц, используемых в свинге, в процессе, который обычно называется "растяжением-сокращением" в биомеханической литературе. В соответствующих обстоятельствах мышцы, которые растягиваются-сокращаются, способны производить энергию в значительно большей степени и в большем количестве, чем в других случаях. Такое явление используется при выполнении совершенного свинга, для использования кинетической энергии во время замаха и на ранних этапах маха вниз, как средство генерирования большей кинетической энергии в большей степени позже во время маха вниз.

ОБЩЕЕ ГЕНЕРИРОВАНИЕ И ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ ДЛЯ БОЛЬШИНСТВА СВИНГОВ

Генерирование энергии начинается во время замаха, когда сегменты поворачиваются по часовой стрелке на виде в плане для установки положения TOB сегмента. "TOB" обозначает общеприменимое выражение в гольфе "верхнее положение замаха" и относится к крайнему положению движения сегмента во время замаха, перед движением в обратную сторону для начала маха вниз (хотя обычно в общей терминологии гольфа относится только к сегменту клюшки). Сегменты обычно достигают своих соответствующих положений TOB в разное время. Термины "TOB-1", "TOB-2", "TOB-3" и "TOB-4" используются для обозначения верхнего положения замаха для сегментов 1, 2, 3 и 4 соответственно. Мах вниз начинается из TOB для каждого сегмента, и различные сегменты обычно начинают свое вращение при махе вниз в разные моменты времени, при этом направление маха вниз представляет собой вращение против часовой стрелки в виде в плане. Сегменты в определенный момент могут находиться в TOB или эффективно мгновенно изменяют направление движения в TOB на обратное.

Мах вниз может начаться с генерирования локальной энергии при вращении S1, которое начинается из TOB-1. Некоторые или все другие сегменты, S2, S3 и S4, могут быть зафиксированы в формате цепи с S1, что заставляет эти сегменты вращаться в результате передачи энергии из-за фиксации от локальной генерируемой энергии в S1.

Как правило, по мере выполнения маха вниз локальные энергии заставляют S2 начать вращение относительно S1 и S3 начать вращение вокруг левого плечевого сустава. Эти движения способствуют созданию требуемого составного поворота в наклонной плоскости свинга. Такие различные движения обеспечивают передачу энергии вдоль цепи с использованием передачи метания.

Потенциальная энергия генерируется в результате увеличения высоты с преодолением силы тяжести S3 и S4 во время замаха и на начальной стадии маха вниз. Такая энергия постепенно преобразуется обратно в кинетическую энергию в ходе выполнения свинга для удара по мячику. Этот источник энергии, по существу, идентичен как для совершенных, так для и несовершенных свингов и поэтому не будет здесь дополнительно описан в этом описании, хотя он составляет существенный компонент свинга.

Сегменты рук и клюшки S3 и S4 включатся в работу под углом, который существенно меньше, чем развернутый угол в начале маха вниз. Они вытягиваются, либо постепенно или управляемым образом в ходе свинга, и головка клюшки вытягивается наружу под действием центробежной силы и может приблизительно устанавливаться под развернутым углом в момент времени, когда головка клюшки входит в контакт с мячиком. На относительный угол между S3 и S4 будет влиять фиксация или высвобождение из фиксации, если это происходит между этими сегментами во время свинга, поскольку фиксацию можно использовать для поддержания исходного угла между сегментами. При благоприятных обстоятельствах высвобождение фиксации этих сегментов приводит к дополнительной передаче энергии вдоль цепи, благодаря цеповой передаче.

Локальную энергию можно использовать как энергию для вращения S4.

Локальные энергии, вызывающие движение S2, S3 и S4 относительно их соответствующих проксимальных сегментов, каждая может обеспечить дополнительную передачу энергии вдоль цепи путем передачи запуска.

ГЕНЕРИРОВАНИЕ ЭНЕРГИИ И ПЕРЕДАЧА В ОПТИМИЗИРОВАННОМ СВИНГЕ

Генерирование энергии начинается во время замаха, который содержит гораздо меньший уровень генерирования и передачи энергии, чем при махе вниз. Во время оптимального замаха сегменты перемещаются плавно и скоординированно для установки положения TOB во временной последовательности TOB-1, TOB-2, TOB-3 и TOB-4. Мах вниз начинается из TOB для каждого сегмента и при оптимальном свинге начинается в том же порядке, в котором закончился замах, то есть TOB-1, TOB-2, TOB-3 и TOB-4. При идеальном свинге каждый TOB типично изменяется быстро с замаха на мах вниз таким образом, что начало последовательности общего маха вниз сегментов накладывается на окончание общей последовательности сегментов при замахе.

Одно из наиболее важных действий в начале маха вниз представляет собой генерирование локальной энергии при повороте S1, который начинается из TOB-1. При идеальном свинге S2, S3 и S4 фиксируются с S1 в формате цепи во временной последовательности, начинающейся в TOB-2, TOB-3 и TOB-4 соответственно, что заставляет эти сегменты вращаться с передачей энергии, благодаря фиксации, от локальной энергии, генерируемой в S1.

И снова, при идеальном свинге, некоторая степень дополнительного отклонения тела, которая приводит к растяжению-сокращению мышц, возникает на ранних этапах маха вниз для сегментов S2, S3 и S4, в результате чего последовательно развивается фиксация с S1. Наиболее важный пример такого процесса возникает в случае S1 и S2. Когда начинается фиксация S2 с S1 в TOB-2, S1, очевидно, вращается с большей скоростью, чем S2. Такая ситуация сохраняется на короткий период с постепенным увеличением относительного угла между тазом и плечами. В конечном итоге S2 достигает угловой скорости S1, и в этот момент можно считать, что происходит полная фиксация S1-S2. В этот момент угол между тазом и плечами является максимальным, и растяжение-сокращение мышц между S1 и S2 заканчивается. Имеются мышцы, ассоциированные с генерированием локальной энергии в S2. Этот момент иногда называется в учебной литературе моментом "растяжения X-фактора" и будет здесь называться аналогичным термином "растяжение S1-S2". Дополнительное относительное вращение S1 и S2 изменяется на протяжении приблизительно 0°-3°. Более высокие значения могут быть механически непродуктивными и могут привести к травме. Опытные игроки достигают значений в средней области этого диапазона. Аналогично, точки, в которых сегменты S3 и S4 достигают угловой скорости своих проксимальных сегментов в исходном процессе фиксации, называются точками "растяжения S2-S3"' и "растяжения S3-S4" соответственно. Такие растяжения, в случае необходимости, могут быть рассчитаны по подсегментам, например растяжение S1-S2 можно рассматривать и рассчитывать как растяжение S1-S2a-S2b.

Во время исходного фиксированного вращения S2 сустав левого плеча поворачивается вокруг оси вращения S2, в свою очередь, вытягивая левую руку. Направление такого вытягивания происходит вне пределов линии с центром масс комбинации сегментов S3-S4, и сила вытягивания заставляет или способствует началу движения S3-S4, которое быстро развивается как дугообразное движение в плоскости, которая обычно называется плоскостью свинга. Это представляет начало передачи кинетической энергии в S3 и S4 с использованием передачи метания. По мере выполнения движения свинга сила вытягивания остается за пределами линии через центр масс и продолжает ускорять комбинацию S3-S4 при выполнении дугообразного движения с головкой клюшки на ее дистальном конце. Из-за различия в длинах радиуса вокруг их соответствующих осей вращения, возникает предпочтительный эффект увеличения между скоростями левого плеча и дистального конца головки клюшки.

Такое качающееся движение в плоскости свинга также получает локальную энергию в плече при вращении сегмента рук вокруг левого плечевого сустава. Составное движение сегментов S3-S4 вокруг близкой к вертикальной оси вращения S2 и близкой к горизонтальной оси вращения левого плеча обеспечивает соответствующее угловое движение в наклонной плоскости свинга. Это обеспечивает дополнительный составной компонент механизма свинга.

По мере выполнения свинга, когда головка клюшки достигает большей скорости, локальную энергию используют для запуска сегмента S2 от сегмента S1 с постепенным высвобождением фиксации их движения в процессе. Такое действие содержит генерирование локальной энергии и выполняется с помощью энергии мышц, ассоциированной с соединением между S1 и S2, и позволяет получать большие угловые скорости, чем можно было бы достичь при фиксации этих сегментов. Это продолжает подачу энергии в механизм передачи во время свинга с еще большим увеличением скорости.

Во время этих первых этапов маха вниз S4 остается фиксированным с S3, при этом угол между нижней рукой и рукояткой клюшки типично поддерживается игроком под углом приблизительно 60°-70°. Игрок затем высвобождает фиксацию S3-S4, приблизительно вокруг DS170°-DS135°, после чего начинается передача кинетической энергии с использованием цепового механизма. Во время высвобождения фиксации комбинация S3-S4 поворачивается с высокой скоростью вокруг левого плечевого сустава с генерированием большой центробежной силы. Эти силы быстро раскрывают нефиксированный угол между S3 и S4, обеспечивая повышенное ускорение дистального конца S4 и замедление его проксимального конца. Общая энергия, по существу, сохраняется, и происходит передача кинетической энергии от замедляющихся рук и кистей к быстро ускоряющейся головке клюшки.

Как и все действия высвобождения фиксации, высвобождение фиксации S3-S4 происходит в течение короткого времени. Характеристика действия высвобождения фиксации является существенной из-за ее важности в отношении конечного развития скорости головки клюшки. Действия по высвобождению вращательной фиксации S3-S4 представляют собой движение запястья и представляют собой действие "выравнивания" запястья в учебной терминологии.

S3 продолжает вращение до удара, продолжая получать свою собственную локальную энергию после высвобождения фиксации S3-S4.

После высвобождения фиксации S4 от S3 игрок обычно обеспечивает энергию вращения S4 от локальной энергии мышц, ассоциированных с соединением S3-S4, то есть в основном от мышц, ассоциированных с локтевым и кистевым суставами. Это также обеспечивает начало передачи энергии, которая происходит от S3 к S4.

Когда требуется обеспечить максимальное расстояние при ударе, игрок стремится согласовать максимальную скорость головки клюшки с моментом времени удара. Это создает особые трудности, поскольку кистевой сустав обычно не способен передавать энергию для действия кисти с высокой скоростью, типичной для опытных игроков, во время приближения к точке удара. Опытный игрок предпочтительно использует энергию упругой деформации рукоятки клюшки, образующейся в результате большего ускорения некоторых частей во время маха вниз. Часть такой энергии упругой деформации высвобождается при распрямлении рукоятки, когда головка клюшки уменьшает свою степень ускорения, из-за падения локальной энергии S4, хотя все еще имеет положительное ускорение непосредственно перед ударом.

СПЕЦИФИЧНЫЕ АСПЕКТЫ ОПТИМИЗИРОВАННЫХ СВИНГОВ

Способ, в соответствии с которым выполняют замах и изменение его направления на обратное при махе вниз, является важным при установке оптимальных характеристик параметров энергии. В частности, сегменты должны быть плотно скучены во время замаха с ограничениями установки правильного положения, поддержания контроля и исключения риска травмы.

Это обесп