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。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究选取初、高中阶段14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。

1.2 研究方法

1.2.1 实验法

受试者穿戴MySwing Golf无线全身传感器，站在MySwing Balance足底压力测试板上，将FlightScope Xi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10次7号铁全挥杆击球。

运动学数据由MySwing Golf高尔夫运动测评与训练系统采集，该系统有18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3D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MySwing Balance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FlightScope Xi雷达探测器采集。

1.2.2 数理统计法

运用Excel 2010对选取的运动学数据进行描述统计分析；采用SPSS 23.0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（$\stackrel{-}{\mathrm{x}}\pm \mathrm{s}$）表示，P＜0.05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

注：为符合业界惯例，本文中的距离单位采用“码”，1码=0.914 4 m；速度单位采用“mph”，1 mph=1.609 344 km/h；角速度单位采用“rpm”，1 rpm=0.104 7 rad/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91.30±28.39 码，比男球员少49.11 码；女球员的杆头速度和球速为69.66±6.85 mph和85.90±11.77 mph，较男球员分别小16.94 mph和25.73 mph；女球员飞行时间均值3.45±1.05 s，较男球员少1.54 s。以上4项指标男女球员间均存在显著性差异（P＜0.05），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

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1A），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^[10]。

14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50.71%，男球员动力链序列启动顺序准确率为66.14%，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^[11]，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^[12]。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^[13]。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^[14-15]。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1B），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。

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2A）^[16]，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^[17]。14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39.57%和31.43%。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2B），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^[13]，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-46.37±2.57°，在上杆过程中相对于男球员在闭合方向多转动了9.29°。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^[18]。因此在上杆过程中骨盆过大转动不利于X因子最大化和上杆能量储备，建议教练员注意上杆骨盆过度旋转带来的负面影响。有研究表明，骨盆转动是下杆过程中的重要环节，较好的骨盆转动效果表明练习者会充分利用身体核心区域的力量，与击球表现有着密切联系^[19-20]。钟璧蔚等^[21]指出，挥杆过程中骨盆需要灵活的转动，骨盆灵活的转动和稳定是产生和传递速度的前提，击球位置上骨盆是面向目标方向大幅度开放的，右脚后跟和外侧随之抬起。同样本研究发现，在击球瞬间骨盆旋转与球速呈显著性正相关（P＜0.05），青少年男球员击球瞬间骨盆旋转角度为42.39±3.91°，相比女球员多转动9.32°，会对球速的提升有一定的帮助。然而超量的骨盆旋转可能会造成在下杆过程中的骨盆制动不及时，不仅会对击球质量造成影响，更增加了球员下背部损伤的可能。毕志远等^[7]认为高尔夫挥杆动作要求多关节进行最大化近极限的旋转运动才能实现有效挥杆，任何部位的运动不足或过量都会造成动力链进行不良补偿，从而导致挥杆质量下降、受伤风险增加的负面影响。综上所述，建议教练员在日常训练中及时调整球员在下杆过程中的骨盆旋转幅度，使其在击球瞬间处于合理范围内，这对高质量击球和预防运动损伤具有重要意义。

胸腔作为骨盆与上肢力量传递的中间环节具有重要的“桥梁”作用，青少年男女球员在准备时刻胸腔皆呈现略为开放的状态，在上杆过程中球员胸腔做反向旋转，反向拉长挥杆动作的原动肌，以增加肌肉的初长度，为挥杆做“鞭打”动作创造良好的力学条件。胸腔反向牵拉角度越大，势能获得越多，越有利于增加杆头速度和击球力量^[22]。上杆顶点男球员的胸腔旋转角度为-102.76±15.50°，小于女球员的-110.80±12.24°，这可能与男女球员的柔韧性差异有关。挥杆过程中的能量主要通过上杆阶段肩关节和髋关节的旋转积蓄而来，能量积蓄的多少常用X因子（肩髋分离角）来表示^[7]，但过度的胸腔旋转可能会造成力的流失，还会增加下背部负荷造成运动损伤。在击球瞬间男球员的胸腔旋转角度为11.16±3.44°，优于女球员旋转角度7.28±2.48。阮哲等^[5]认为下杆过程中胸腔呈反螺旋状，胸腔肌肉因此获得更大弹性势能，为下一阶段击球积累能量。同时肩的转动在击球瞬间较为关键，越多的肩转动角度会使击球的延迟释放更充分，会产生更快的挥杆速度^[23]，因此教练员可以通过针对性训练来提高球员上肢的灵活性，使球员在击球瞬间达到理想的胸腔旋转角度，增加球的速度和击球距离^[24]。

一些研究均强调在高尔夫挥杆过程中骨盆和上肢躯干绝对和相对旋转的重要性^[25-26]。一些研究将骨盆和上躯干的相对旋转，称为“X因子”，X因子是指由左右髂前上棘（即骨盆）定义的直线与投射到水平面的左右肩峰突（即上躯干）定义的直线之间的夹角^[8-9]。相关报道显示，高尔夫全挥杆动作中骨盆、胸腔旋转角的变化和X因子的大小可以较好判断全挥杆动作的规范性与击球效果，说明在引杆阶段骨盆、胸腔以身体脊柱为垂直轴进行转动，转动幅度不同步，导致肩髋分离，参与骨盆、胸腔及躯干拉伸的肌肉出现拉长收缩现象，且形成较大的弹性势能^[27]。在上杆顶点时，青少年男女球员的骨盆与胸腔相对旋转角度均在-65°左右，这种超等长的拉伸使动能暂时转换成势能，为接下来的躯干回旋转动和击球积蓄了足够的能量^[10]。本研究发现，击球瞬间的骨盆与胸腔相对旋转角度与击球效率之间呈显著正相关（P＜0.05），男球员的骨盆与胸腔相对旋转角度为-31.88±3.69°，大于女球员的-25.79±3.67°，这成为男球员的击球效率优于女球员的重要因素。有研究指出，胸腔旋转对X因子的影响可能大于骨盆旋转，因此球员在挥杆动作中有效的身体旋转可以帮助预防或治疗损伤^[28-29]。教练员应重视青少年球员在全挥杆过程中骨盆与胸腔的旋转角度的训练，确保其在科学合理的范围内运动。

2.4 全挥杆足底压力分析

足底压力的转移对整个全挥杆技术动作起到至关重要的作用^[30]，挥杆过程中足底压力的变化是身体重心转移的表现，是保持重心稳定和加快杆头速度的重要决定因素^[31]。由表4可知，准备时刻男球员左脚重力占比大于右脚，而女球员左右脚重力占比基本持平，说明男球员准备时刻的重心稍偏向左侧，女球员的重心则没有过多偏移。本研究发现，准备时刻左脚重力与杆头速度呈显著性正相关（P＜0.05），即准备时刻重心略偏向左侧，有利于杆头速度的提升。上杆顶点时男球员左脚重力占比大于右脚，女球员的左脚重力占比则小于右脚。说明男球员在上杆顶点时重心依旧偏向左侧，与准备时刻基本相同；女球员的重心向右侧脚进行了一定的转移。叶强^[32]提到球员较高质量击球时上杆顶点左右脚重力占比分别为54.11±21.81%和45.89±21.81%，较低质量击球时上杆顶点左右脚重力占比分别为46.83±14.41%和53.17±14.41%。因此男球员在上杆顶点的重力分配有利于更好击球，女球员在此时刻的重力分配则可能会降低击球质量。击球瞬间男球员左脚重力占比依然大于女球员，然而整个下杆过程中男球员的重心向左侧的转移幅度小于女球员。左足压力在击球前的增大是决定杆头速度的重要因素^[33]，在击球瞬间球员的大部分重心转移到左侧，可以打出更稳、更快、更远的球^[34]。随挥结束时男球员左脚重力占比与女球员相近，此时男女球员都已完成击球动作，为保持身体平衡重心已经绝大部分转移至左脚。

3 结论

（1）青少年男女球员7号铁的击球距离、杆头速度、球速、飞行时间均存在较大差异。女球员的铁杆击球距离与男球员存在较大差距，是因为杆头速度和球速相对较小。

（2）青少年男女球员动力链序列的下杆启动顺序准确率分别为66.14%和50.71%，大部分错误的下杆启动顺序为胸腔—前臂—骨盆—球杆；下杆峰值顺序的准确率分别为39.57%和31.43%，大部分错误的下杆峰值顺序为前臂—胸腔—骨盆—球杆。

（3）在击球瞬间，青少年男球员的骨盆旋转角度、胸腔旋转角度和骨盆与胸腔相对旋转角度均大于女球员。其中，较大的骨盆旋转角度和骨盆与胸腔相对旋转角度对球速与击球效率的提升有积极影响。

（4）在准备时刻，青少年男球员的左脚重力占比大于女球员，更有利于杆头速度的提升。

参考文献