선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이에 가장 기본이 되고 경기 시 승부구로 사용빈도가 많은 포핸드 카운터 드라이브의 동작의 연구가 절실히 요구된다. 따라서 본 연구에서는 적외선 카메라를 통한 영상분석과 지면반력분석을 통해 동작의 운동역학적 변인들을 정량적으로 규명하여 경기력 향상에 기여하고자 한다.
- 본 연구는 탁구 드라이브 기술의 향상을 위해 국가대표 남, 여 탁구선수들을 대상으로 포핸드 카운터 드라이브 동작을 3차원 영상 분석법을 통하여 운동학적 변인인 소요시간, 신체중심변위, 각관절의 각도, 라켓속도와 지면반력을 분석하여 운동역학적 특성을 규명하는데 있다. 이를 위한 연구방법으로서 연구대상, 실험장비, 실험절차 및 자료처리, 연구내용은 다음과 같다.
- 본 연구의 목적은 국가대표 남여탁구 선수들을 대상으로 카운터 드라이브 기술을 3차원적으로 비교 분석하여 운동역학적 변인들을 정량적으로 규명하는데 있다. 이러한 연구목적을 달성하기 위해 소요시간, 신체 중심변위, 각 관절의 각도, 라켓속도와 지면반력 등을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
- 본 연구는 세이크핸드 그립을 사용하는 국가대표 선수 남, 여 4명을 대상으로 탁구의 포핸드 카운터 드라이브 기술 중에서 스트레이트(straight) 방향 타구 시 3차원 영상분석을 이용하여 운동학적 변인인 구간별 소요시간, 신체중심의 변위, 라켓의 속도, 각 관절의 각도와 운동역학적 변인인 지면반력 등에 대한 분석을 하였으며, 결과는 다음과 같다.
- 실험장비의 배치는 [Figure 2]와 같다. 연구대상자 각자가 30 분간 충분한 연습 후 타켓지점에 10회 성공할 때까지 공을 주어 스트레이트 방향으로 포핸드 카운터 드라이브를 하여 성공한 횟수 중 연구의 목적에 적합한 1회를 선정하였으며, 디지타이징을 위해 인체 관절점에 대해 기준점(land mark)을 표시하였다. 전역좌표는 피험자가 운동하는 방향을 y축, 지면에 대하여 수직방향을 z축, 좌우방향을 x축으로 설정하였다.
- 본 연구의 목적은 국가대표 남여탁구 선수들을 대상으로 카운터 드라이브 기술을 3차원적으로 비교 분석하여 운동역학적 변인들을 정량적으로 규명하는데 있다. 이러한 연구목적을 달성하기 위해 소요시간, 신체 중심변위, 각 관절의 각도, 라켓속도와 지면반력 등을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 8대의 적외선카메라는 촬영속도 120 frame/sec/s로 하였고, 나머지 2대의 카메라는 30 frame/sec/s로 촬영하였으며, 노출시간은 1/500 sec/s로 하였다. 지면반력의 측정은 2대의 지면반력기를 설치하였으나, 스윙동작의 메카니즘에서 중요한 역할을 하는 지지발(왼발)의 지면반력기만을 분석하였다.
대상 데이터
- 인체 관절중심점의 좌표화는 인체의 모델 총 25개의 관절점에 대한 16개의 신체분절로 연결된 강체 시스템으로 정의하고, 각 분절의 무게중심과 무게중심의 위치를 계산하기 위한 인체 분절 모수치(body segment parameters)는 Chandler et al.(1975)의 자료를 이용하였다.
- 본 실험은 [Figure 1]처럼 실시되었으며, 탁구경기의 영상촬영을 위하여 총10대의 카메라를 사용하였으며, 적외선 카메라 8대는 벽면에 고정식으로 부착하였고, 나머지 비디오카메라 2대는 분석을 하기에 가장 유리한 위치인 탁구대 측면으로부터 좌·우측으로 1 m떨어진 위치에 1.5 m 높이의 삼각대위에 고정시켜 수평상태로 설치하였다.
- 본 연구에 사용된 실험 장비는 카운터 드라이브 동작의 3차원 영상분석을 위해 Motion Analysis Eagle 4 적외선 Camera 8 대와 Sony PD-170 Camera 2대를 설치하여 촬영하였으며, 3차원 공간좌표 값의 측정을 위해 가변형 통제점틀을 카운터 드라이브 동작이 포함하도록 높이 2 m, 길이 2 m, 폭 1m의 직육면체의 기준척을 조립하여 동작이 이루어지는 지점에 설치하였다. 지면반력을 측정하기 위하여 Kistler Force Plate 600×900 2 대를 사용하여 1200 Hz로 수집하였으며, Cortex 1.
- 본 연구에 참가한 연구대상자는 국가대표 남자선수 2명과 여자선수 2명으로, 모두 오른손잡이로 세이크핸드 그립의 라켓을 사용하였으며, 이들의 평균연령은 23.75±1.02 year, 신장 167.7±1.22 cm, 체중 59.8±2.41 kg, 경력 12±1.22 year이다.
이론/모형
- 분석 대상점의 실좌표 변환은 Motion analysis system의 S/W에 의한 NLT(nonlinear transformation)방법에 의해 변위를 산출하였고, Cut-off Frequency는 6.0 Hz로 하였다. 인체 관절중심점의 좌표화는 인체의 모델 총 25개의 관절점에 대한 16개의 신체분절로 연결된 강체 시스템으로 정의하고, 각 분절의 무게중심과 무게중심의 위치를 계산하기 위한 인체 분절 모수치(body segment parameters)는 Chandler et al.
성능/효과
- 1) 신체중심은 후방으로 이동하였다가 제자리로 돌아온 다음 전방으로 진행하는 패턴을 나타내었는데, 이는 임팩트 시점에서 체중을 실어 스윙한 것으로 사료된다. 상하변위는 준비 자세에서 백스윙까지 중심이 낮아졌다가 백스윙후 팔로스로우까지 중심의 위치가 높아졌으며, 백스윙 때자세를 낮추어 기저면을 넓게 함으로써 자세의 안정을 높여 임팩트 시 볼의 회전력의 증가에 도움을 주는 것으로 사료된다.
- 2) 팔꿈치각은 준비 자세에서 백스윙까지 신전되었다가 임팩트와 팔로스로우시까지 굴곡 되었으며, 무릎각은 준비 자세에서 백스윙까지 감소하다가, 임팩트 순간부터 무릎각이 증가하며 팔로스로우에서는 무릎각이 감소하는 것으로 나타났다.
- 3) 라켓헤드의 수평, 수직속도는 모두 제2국면의 임팩트순간에서 가장 빠르게 나타났으며, 이는 순간적으로 강한 힘을 가해 공에 속도와 회전을 증가시키는 것으로 사료된다.
- 4) 지면반력의 남, 여 전 후 성분 평균값의 변화를 살펴보면, A1을 제외하고 E2인 백스윙에서 최대값을 보였으며, 좌우평균값은 남자선수의 경우 평균 99.2±59.4 N으로 E1에서 최대 지면 반력값을 나타내었고, 여자의 경우 E2인 임팩트 시에 평균 81.4±2.2 N으로 최대값을 나타냈다.
- 남, 여 피험자의 수직방향 라켓헤드의 평균속도 변화를 살펴보면, P2국면이 가장 빠르게 움직인다고 볼 수 있는데 그중에서 임팩트 순간이 가장 빠르게 나타났으며, 남자 피험자의 경우 임팩트 순간의 라켓헤드속도가 4.94±0.29 m/s, 여자 피험자의 경우 임팩트 순간의 속도가 4.23±0.65 m/s 로 가장 빠르게 나타났다.
- 022 s로 나타났다. 남자 선수에 비해 여자 선수가 총소요시간이 짧았으며, 선수 B1이가장 소요시간이 짧게 나타났다.
- 지지발의 상하 지면반력의 실험 결과로 미루어 보아 상하 적인 측면에서는 몸통과 팔의 회전력만이 아닌 지지발과 하퇴, 대퇴와 몸통의 회전, 견관절과 상완, 전완에서 라켓으로 이어지는 힘의 전달 메카니즘에 의해 드라이브를 치는 것으로 사료된다. 본 연구를 통해 경기력 향상을 위한 효과적인 동작 모델로서 백스윙은 간결하고 임팩트는 빨리하고, 임팩트 후 팔로스로우 까지는 길게 하여야 효과적일 것으로 사료된다. 또한, 백스윙 시 자세를 낮추어 안정감을 갖고 임팩트 시에 자세를 세우고 체중을 실은 상태로 팔꿈치의 각도를 작게 하여 빠른 스윙을 하는 것이 효과적일 것으로 사료된다.
- 03 m의 전후 이동이 있다고 하였다. 본 연구에서는 전 후 방향 신체중심의 이동 중 남자선 수의 경우 백스윙에서 임팩트 시점까지가 제일 많이 이동한 거리로 나타났으며, 이는 백스윙에서 임펙트까지의 전상방의 이동 변위을 크게 확보함으로써 강한 추진력을 얻기 위한 동작으로 사료되며, 여자선수의 경우에는 준비 자세에서 백스윙까지 전후 이동이 많은 것으로 나타났다. 피험자 남, 여 4명의 포핸드 카운터 드라이브 동작 시 각 이벤트별 전후 신체중심 변위를 비교해보면, <Figure 5>에서 보듯이 남, 여 피험자 4명 모두 스윙 진행 시 신체중심이 후방으로 이동하였다가 다음 동작을 위하여 제자리로 돌아온 다음 전방으로 진행하는 패턴을 나타내었는데, 이는 임팩트 시점에서 체중을 실어 스윙한 것으로 판단된다.
- 본 연구에서의 남, 여 피험자의 수평 방향 라켓헤드의 평균속도 변화를 살펴보면, P2국면이 가장 빠르게 움직인다고 볼 수 있는데 그 중에 서도 임팩트 순간이 가장 빠르게 나타났으며, 남자 피험자의 경우 임팩트 순간의 라켓헤드 속도가 8.72±0.81 m/s, 여자 피험자의 경우 임팩트 순간의 속도가 6.86±0.51 m/s 로 각 이벤트 중 가장 빠르게 나타났는데, 이는 순간적으로 강한 힘을 가해 공에 속도를 높여 강하고 빠른 볼을 치고 볼에 대한 회전을 최대로 하여 상대편이 리시브 하지 못하도록 하기 위한 공격방법이라 사료된다.
- 본 연구의 각 구간별 소요시간 결과에서 볼 때 P1은 준비 자세에서 백스윙 하는 구간으로 상대방 타구의 속도나 리듬에 따라 다소 차이가 있을 수 있으므로 기술동작의 직접적인 관계는 없지만, 상대방 드라이브의 위력을 이용하는 것으로 백스윙 동작은 크지 않고 간결하게 동작을 취하는 것이 효과적일 것으로 사료된다. P2에서 김종덕 등(1998)은 0.
- 본 연구의 팔꿈치 각도 변화 결과에서 남, 여 피험자 4명 모두 준비 자세에서 백스윙까지는 신전되었다가 임팩트 시에서는 굴곡 되었으며 임팩트 후에도 팔로스로우까지 굴곡 되는 것으로 나타나 피험자들의 스윙동작의 패턴이 일정하게 유지됨을 알 수가 있었다. 이는 임팩트 순간에 팔꿈치 각도를 작게 하여 스윙팔의 회전반경을 작게 하여 선속도를 증가시키고 충격량을 크게 하여 볼을 팔로스로우까지 전상방으로 밀어 볼에 많은 회전을 주고 스피드를 높이는 것으로 사료된다.
- 1) 신체중심은 후방으로 이동하였다가 제자리로 돌아온 다음 전방으로 진행하는 패턴을 나타내었는데, 이는 임팩트 시점에서 체중을 실어 스윙한 것으로 사료된다. 상하변위는 준비 자세에서 백스윙까지 중심이 낮아졌다가 백스윙후 팔로스로우까지 중심의 위치가 높아졌으며, 백스윙 때자세를 낮추어 기저면을 넓게 함으로써 자세의 안정을 높여 임팩트 시 볼의 회전력의 증가에 도움을 주는 것으로 사료된다.
- 수직성분평균값은 남여모두 백스윙인 E2에서 최대 수직력을 보였으며, 남자선수의 경우 평균 499.7±38.8 N으로, 여자 피험자의 경우 평균 519.5±136.7 N으로 최대 수직력을 나타냈다.
- 지면반력의 남, 여 좌우성분 평균값의 변화를 살펴보면, 남자선수의 경우 평균 99.2±59.4 N으로 E1인 준비 자세에서 최대 지면반력값을 나타내었고, 여자 피험자의 경우 E2인 임팩트 시에 평균 81.4±2.2 N으로 최대 좌우 지면반력 값을 나타냈다.
- 지면반력의 남, 여선수의 수직성분 평균값의 변화를 살펴보면, 남여모두 백스윙인 E2에서 최대 수직력을 보였으며, 남자선수의 경우 평균 499.7±38.8 N으로, 여자 피험자의 경우 평균 519.5±136.7 N으로 최대 수직력을 나타냈다.
- 지면반력의 남녀, 전후 성분 평균값의 변화를 살펴보면, A1을 제외한 3명의 선수가 E2인 백스윙에서 최대값을 보였으며, 여자 피험자의 경우 평균 97.7±6.5 N으로 백스윙 순간에 최대값을 나타냈다.
- 지지발의 상하 지면반력의 실험 결과로 미루어 보아 상하 적인 측면에서는 몸통과 팔의 회전력만이 아닌 지지발과 하퇴, 대퇴와 몸통의 회전, 견관절과 상완, 전완에서 라켓으로 이어지는 힘의 전달 메카니즘에 의해 드라이브를 치는 것으로 사료된다. 본 연구를 통해 경기력 향상을 위한 효과적인 동작 모델로서 백스윙은 간결하고 임팩트는 빨리하고, 임팩트 후 팔로스로우 까지는 길게 하여야 효과적일 것으로 사료된다.
- P3은 임팩트에서 팔로스로우 까지의 구간으로 선수들이 볼에 많은 회전을 가하기 위해 소요시간을 길게 하는 것이 유리할 것으로 사료된다. 카운터 드라이브 동 작은 지지 발을 중심으로 하퇴와 대퇴, 몸통의 비틀림을 통해 견관절을 축으로 상완위와 전완의 회전 운동으로 빠른 임팩트 국면과 임팩트 시 볼과 라켓의 접촉시간을 최대로 하여 충격력의 증가와 볼에 많은 회전을 줄 수 있는 각 구간별 동작의 특성에 적합한 스윙 시간을 갖는 것이 경기력 향상에 긍정적일 것으로 사료된다.
- 팔꿈치각의 평균값의 변화를 살펴보면 남자 피험자의 경우 준비 자세에서는 73.4±15.5°, 백스윙에 서는 105.3±12.7°, 임팩트 시점에서 94.2±1.1°, 팔로스로우에서는 87.4±1.2° 로 나타났으며, 여자 피험자의 경우 준비 자세에서는 74.9±2.9°, 백스윙에서는 116.2±6.5°, 임팩트 시점에서 93.3±6.5°, 팔로스로우에서는 71.1±1.9° 로 나타났다.
- 포핸드 카운터 드라이브 동작 시 무릎 각의 평균값에 변화를 살펴보면 남자 피험자의 경우 준비 자세에서는 148.1±16.4°, 백스윙에서는 147.2±1.3°, 임팩트 시점에서는 150.7±2.0°, 팔로스로우에서는 136.0±6.1° 로 나타났으며, 여자 피험자의 경우 준비 자세에서는 163.6±7.7°, 백스윙에서는 153.3±0.4°, 임팩트 시점에서는 159.1±1.0°, 팔로스로우에서는 145.6±6.0° 로 나타났다.
- 피험자 A1을 제외한 피험자 3명은 준비 자세에서 백스윙까지 무릎각이 감소되었는데, A1은 백스윙 시 무릎을 굽혀 중심을 낮추어야 할 것으로 사료되며 백스윙에서 임팩트 순간까지는 무릎각이 증가하며 팔로스로우 구간에서는 피험자 4명의 무릎각이 감소하는 것으로 나타났다. 박기혁(2001)은 대학 여자선 수들을 대상으로 한 연구에서 E1에서 157.
후속연구
- 3) 본 연구에서는 카메라의 촬영 속도를 120 frame/sec/s로 하였지만 카메라의 촬영 속도를 최소 200 frame/sec/s 이상으로 높여 임팩트 동작의 정밀한 운동학적 분석이 요구된다.
- 차후연구에서는 다양한 구질의 타구동작에 대한 연구가 요구된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.