There are many bio-mechanical theory to improve club head velocity in golf. Following famous theory, ‘Kinematic Sequence Theory’, sequential rotation from proximal segment to distal segment is key point of maximizing club head velocity. In this situation, pelvis rotation is important factor. Comparison to other methods; optical measurement, using inertia measurement units(IMU), measuring and analyzing ground reaction force(GRF) has many advantages to make wearable device. So in this study, the objective is finding key factors that could estimate pelvis rotation factors: 1) starting point of pelvis rotation. 2) timing of maximum angular velocity of pelvis.
Among various indicators of GRF, we selected following factors: 1) Starting point of pelvis was compared to direction changes of anterior-posterior direction force(apGRF) that is related to torque. 2) We choose timing of maximum apGRF as same reason already mentioned. In addition, we choose timing of maximum vertical ground reaction force(vGRF) to compare timing of maximum angular velocity of pelvis because that is related to using lower body part.
13 subjects(8 amateur, 5 professional golfers) were participated in this experiments. In result, 1) Crossing point of apGRF was not matched to starting point of pelvis rotation. but it was appeared prior to pelvis rotation point.(p<0.05) 2) Maximum point of apGRF showed relation to maximum angular velocity. Maximum point of vGRF was statically same with timing of maximum angular velocity of pelvis in high club head speed group. However, in low club head speed group, those indicators were not matched. It maybe caused because they were not using lower body part actively during rotation pelvis.
This research shows possibilities that the indicators of pelvis rotation could be estimated by measuring timing of GRF. If we using complement these factors of GRF by using mechanical modeling, we can estimated properties of club head velocity approximately.
클럽헤드 속도를 향상시키기 위한 다양한 생체역학 이론이 등장하였다. 그 중 가장 잘 알려진 운동학적 연속성(Kinematic Sequence)이론에 따르면 회전 운동에서 가장 중요한 몸 중심(proximal segment)에서부터 가장 말단(distal part)로 순차적으로 회전이 이루어질 때 말단의 회전 속도가 가장 빠르다. 이 때 중요하게 여겨지는 것이 몸 중심인 골반의 회전이다. 지면 반력의 경우 모션캡쳐나 관성센서를 이용한 방법보다 장치를 간소화 할 수 있어 웨어러블 장치를 만들기 편하다는 장점을 가지고 있기에, 지면반력으로부터 이러한 핵심 요소들을 유추 할 수 있게 되면 추후 골프 코칭 및 모니터링 장비 개발에 크게 도움이 될 것이다. 따라서 본 연구에서는 지면반력으로부터 스윙에 중요한 골반 회전과 관련된 요소인 1) 다운 스윙시 골반 회전 시작 시점 2) 골반 각속도의 최대값이 나타나는 시점을 지면반력으로부터 도출 해 낼 수 있는 지표를 찾고자 한다.
여러 지면반력 특성 중 위 두 시점을 파악하기 위하여 다음과 같은 지면 반력 시점들을 선정하였다. 1) 골반 회전의 시작 시점은 지면반력 성분 중 회전 토크과 관계가 있는 양발 전후 방향 지면반력의 방향이 바뀌는 시점과 비교하였다. 2) 골반 최대 각속도 시점은 양반 전후 방향 지면반력의 최대시점과, 골반 회전시 하체의 근육을 사용해야 한다는 선행 연구에 근거하여 수직 지면반력의 최대 시점과 비교하였다.
본 실험에서는 적외선 카메라와 힘판을 이용하여 다양한 실력의 아마추어 골퍼 8명과 프로 골퍼 5명, 총13명의 드라이버 스윙시의 지면 반력 및 골반 회전 정보와 클럽헤드 속도 정보를 수집하여 비교하였다. 결과는 다음과 같다. 1) 지면반력 방향이 바뀌는 시점과 골반 회전 시점이 일치하지 않았다. 2) 전후방향 최대 지면반력 시점과 최대 각속도 시점은 상관 관계 가졌다.(p<0.01) 최대 수직 지면반력 시점과 최대 골반 각속도 시점은 클럽헤드 속도가 빠른 그룹에서는 일치하다고 볼 수 있었다. ($\alpha$ = 0.05) 클럽 헤드 속도가 느린 그룹의 경우 두 시점 차이가 크게 나타났는데 이는 골반 회전에 하체를 적극적으로 사용하지 않은 것으로 추측한다.
위 두 지면 반력 지표를 통하여 클럽헤드 속도를 증가시키는데 중요한 요소로 알려진 골반 회전 시작 시점과 골반 회전의 최대값 시점을 대략적으로 추정 할 수 있는 가능성을 확인 하였다. 스윙 모델링 등을 통하여 이런 시점들을 정확히 파악 하고 보완 할 수 있다면 추후에 골반 회전 시점과 클럽헤드 속도와의 관계를 이용하여 클럽 헤드 속도의 대략적인 특성이 유추 가능 할 것이며, 나아가 웨어러블 골프 코칭 시스템을 만드는데 중요한 지표로 활용 될 수 있을 것이다.
