Objective: The purpose of this study was to investigate the influence of clubhead velocity through regression analysis on the magnitude and time difference of the forward-backward, mediolateral, and vertical ground reaction peak forces generated by force plate during golf swing. Method: 16 subjects ...
Objective: The purpose of this study was to investigate the influence of clubhead velocity through regression analysis on the magnitude and time difference of the forward-backward, mediolateral, and vertical ground reaction peak forces generated by force plate during golf swing. Method: 16 subjects (age: 20.5±4.2 yrs, height: 176.0±5.4 cm, weight: 77.8±5.9 kg, handy: 2.4±1.7) who is elite golf player in high school and university, participated in this study. The study method adopted three-dimensional analysis with 8 cameras and ground reaction force measurement with two force plate. The analysis variables were clubhead velocity, and ground reaction analysis variables set four events in each graph based on the peak forces commonly generated in Fx, Fy, and Fz graphs of the ground reaction data during the golf swing. Results: As a result of analyzing the influence of ground reaction magnitude difference on clubhead velocity, the influence on clubhead velocity was ym4, zm1, xm4, zm2. The larger ym4, xm4, zm1, the fasterthe clubhead velocity, but the smallerthe zm2, the faster the clubhead velocity. And in time difference, the influence on the clubhead velocity was in the order of xt4, zt1, zt3. The shorter xt4, zt1, zt3 showed faster clubhead velocity. Conclusion: The leftfoot played a leading role in increasing the velocity of the clubhead. Although the result was caused by the interaction of the right foot and the left foot during the swing, the role of the left foot is relatively large.
Objective: The purpose of this study was to investigate the influence of clubhead velocity through regression analysis on the magnitude and time difference of the forward-backward, mediolateral, and vertical ground reaction peak forces generated by force plate during golf swing. Method: 16 subjects (age: 20.5±4.2 yrs, height: 176.0±5.4 cm, weight: 77.8±5.9 kg, handy: 2.4±1.7) who is elite golf player in high school and university, participated in this study. The study method adopted three-dimensional analysis with 8 cameras and ground reaction force measurement with two force plate. The analysis variables were clubhead velocity, and ground reaction analysis variables set four events in each graph based on the peak forces commonly generated in Fx, Fy, and Fz graphs of the ground reaction data during the golf swing. Results: As a result of analyzing the influence of ground reaction magnitude difference on clubhead velocity, the influence on clubhead velocity was ym4, zm1, xm4, zm2. The larger ym4, xm4, zm1, the fasterthe clubhead velocity, but the smallerthe zm2, the faster the clubhead velocity. And in time difference, the influence on the clubhead velocity was in the order of xt4, zt1, zt3. The shorter xt4, zt1, zt3 showed faster clubhead velocity. Conclusion: The leftfoot played a leading role in increasing the velocity of the clubhead. Although the result was caused by the interaction of the right foot and the left foot during the swing, the role of the left foot is relatively large.
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문제 정의
이와 같이 골프스윙 시 체중이동에 관련된 연구들이 진행되고 있지만, 상이한 결론을 제시하는 경우가 빈번하기 때문에 많은 접근을 통해 클럽헤드 속도 상승을 위한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구의 목적은 지면반력에서 힘의 전환을 의미하는 피크힘(peak force)을 이용하여 전후, 좌우, 수직 지면반력에서 생성되는 피크힘 사이의 힘의 크기 차이와 소요된 시간 차이를 산출하여, 골프스윙 시 좌우, 전후, 수직 지면반력 크기와 시간 차이에 대한 회귀분석을 통하여 클럽헤드 속도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
본 연구의 목적은 지면반력에서 힘의 전환을 의미하는 피크 힘(peak force)을 이용하여 전후, 좌우, 수직 지면반력에서 생성되는 피크힘 사이의 힘의 크기 차이와 소요된 시간 차이를 산출하여, 골프스윙 시 좌우, 전후, 수직 지면반력 크기와 시간 차이에 대한 회귀분석을 통하여 클럽헤드 속도에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
피크힘은 힘이 변화되는 지점이므로, 피크힘에 대해 각 이벤트 간 힘의 크기와 시간 차이에 회귀분석하였다. Fx는 초기 다운스윙 시 오른발에서 최대 전방힘, 왼발에서 최대 후방힘, 후기 다운스윙 시 오른발은 최대 후방힘, 왼발은 최대 전방힘을 선정하였고, Fy는 백스윙 시 오른발은 최대 외측힘, 왼발은 최대 내측힘, 다운스윙 시 오른발은 최대 내측힘, 왼발은 최대 외측힘을 선정하였으며, Fz는 백스윙 시 오른발은 최대 수직힘, 왼발은 최소 수직힘 다운스윙 시 오른발은 최소 수직힘, 왼발은 최대 수직힘을 선정하였다(Figure 3, 4).
위치자료는 8 Hz, 지면반력 자료는 4차 low-pass Butterworth filter 50 Hz로 스무딩하였다. Vicon 영상 장비로 측정된 대상자의 자료는 마커 정보를 라벨링을 통하여 c3d 파일로 변환하여 Visual3D (C-motion Inc., USA) 프로그램을 이용하여 분석 변인들을 산출 및 분석을 실시하였다.
골프스윙 시 전구간에서 나타나는 클럽헤드의 최대속도는 적외선 모션 캡쳐 카메라 8대(MX T10-S, Vicon, LA, USA, sampling rate: 250 Hz)를 이용하여 운동학적 데이터를 수집하였고, 지면반력 자료는 2대의 지면반력기(OR6-7-1000, AMTI, Inc., Watertown, MA, USA, sampling rate: 1,000 Hz)를 이용하여 수집하였다. 전역좌표계는 Vicon에서 제공되는 Active Wand를 이용하여 캘리브레이션을 실시하여 설정하였고, X축은 대상자의 전후 방향, Y축은 좌우 방향, Z축은 수직 방향으로 정의하였다.
골프스윙 시 지면반력의 크기와 시간이 클럽헤드 속도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 실험 전 모든 대상자들은 준비 운동과 스트레칭을 실시하였다. 실험에 사용한 클럽은 대상자 개인 소유의 아이언 7번을 사용하였고, 준비운동으로 연습스윙도 수행하였다.
7). 대상자들의 지면반력 자료 표준화(normalization)를 위하여 체중을 측정하였다. 측정 전 모든 대상자에게 실험에 대한 상세한 의도와 절차를 세부적으로 설명하고 참여의사에 대한 동의서를 받았다.
본 연구에서는 골프스윙 시 5가지 이벤트(ADD: 어드레스, TB: 테이크백, TS: 탑스윙, DS: 다운스윙, IP: 임팩트, FS: 팔로우 스윙) 와 각 이벤트 사이인 5개의 구간으로 분류하여 분석하였다 (Figure 2).
본 연구에서는 지면반력 크기와 시간 차이에 따라 클럽헤드 속도에 미치는 영향을 다중회귀분석을 통하여 분석하였다. 연구 결과, 지면반력 크기 차이에 따라 클럽헤드 속도의 영향을 미치는 변인이 있었다.
본 연구의 자료 수집은 Vicon Nexus Version 1.8.3 (Vicon Inc., Denver, Co., USA)로 처리하였다. 위치자료는 8 Hz, 지면반력 자료는 4차 low-pass Butterworth filter 50 Hz로 스무딩하였다.
실험을 위하여 대상자들의 주요 관절에 Nexus 소프트웨어(Vicon, LA, USA)에서 제공되는 plug-in-gait 모델에 적합한 35개의 반사마커(reflective marker, size 19 mm)와 클럽헤드와 그립에도 추가 부착하였다(Figure 1).
, Watertown, MA, USA, sampling rate: 1,000 Hz)를 이용하여 수집하였다. 전역좌표계는 Vicon에서 제공되는 Active Wand를 이용하여 캘리브레이션을 실시하여 설정하였고, X축은 대상자의 전후 방향, Y축은 좌우 방향, Z축은 수직 방향으로 정의하였다.
지면반력 분석 변인은 골프스윙 시 지면반력 자료의 Fx, Fy, Fz 그래프에서 공통적으로 생성된 피크힘을 기준으로 각 그래프마다 4개씩의 이벤트를 설정하였다. 피크힘은 힘이 변화되는 지점이므로, 피크힘에 대해 각 이벤트 간 힘의 크기와 시간 차이에 회귀분석하였다.
대상 데이터
모든 대상자들은 풀스윙을 수행하였고, 총 3번의 스윙 중 대상자가 가장 잘 수행되었다고 판단한 스윙을 선정하여 클럽헤드 최대속도와 지면반력 자료를 수집하였다.
본 연구의 대상은 최근 6개월 이상 부상이 없었던 고등학교와 대학교 오른손잡이 골프선수 16명을 선정하였다(연령: 20.5 ±4.2 yr, 신장: 176.0±5.4 cm, 체중: 77.8±5.9 kg, 핸디: 2.4±1.7).
골프스윙 시 지면반력의 크기와 시간이 클럽헤드 속도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 실험 전 모든 대상자들은 준비 운동과 스트레칭을 실시하였다. 실험에 사용한 클럽은 대상자 개인 소유의 아이언 7번을 사용하였고, 준비운동으로 연습스윙도 수행하였다.
데이터처리
본 연구의 통계처리는 SPSS 23.0 (IBM, USA)을 이용하였고, 정규화 검정을 위하여 지면반력 크기와 시간 변인에 대해 zscore로 변환 후 Q-Q plot을 이용한 결과 정규성을 만족하였다. 지면반력 크기와 시간 변인이 임팩트 시 클럽헤드 속도에 미치는 영향을 입력(enter) 방식을 이용하여 다중회귀분석(multiple regression)으로 분석하였고, 모든 통계치의 유의수준은 p<.
지면반력 시간 차이가 클럽헤드 속도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 다중회귀분석을 실시하였다(Table 2). 분석 전, Durbin-watson을 확인한 결과 1.
지면반력 크기 차이가 클럽헤드 속도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 다중회귀분석을 실시하였다(Table 1). 분석 전, Durbin-watson을 확인한 결과 1.
지면반력 크기와 시간 변인이 임팩트 시 클럽헤드 속도에 미치는 영향을 입력(enter) 방식을 이용하여 다중회귀분석(multiple regression)으로 분석하였고, 모든 통계치의 유의수준은 p<.05로 설정하였다.
지면반력 분석 변인은 골프스윙 시 지면반력 자료의 Fx, Fy, Fz 그래프에서 공통적으로 생성된 피크힘을 기준으로 각 그래프마다 4개씩의 이벤트를 설정하였다. 피크힘은 힘이 변화되는 지점이므로, 피크힘에 대해 각 이벤트 간 힘의 크기와 시간 차이에 회귀분석하였다. Fx는 초기 다운스윙 시 오른발에서 최대 전방힘, 왼발에서 최대 후방힘, 후기 다운스윙 시 오른발은 최대 후방힘, 왼발은 최대 전방힘을 선정하였고, Fy는 백스윙 시 오른발은 최대 외측힘, 왼발은 최대 내측힘, 다운스윙 시 오른발은 최대 내측힘, 왼발은 최대 외측힘을 선정하였으며, Fz는 백스윙 시 오른발은 최대 수직힘, 왼발은 최소 수직힘 다운스윙 시 오른발은 최소 수직힘, 왼발은 최대 수직힘을 선정하였다(Figure 3, 4).
성능/효과
지면반력 시간 차이에 따른 클럽헤드 속도의 영향을 미치는 변인이 있었다. xt4, zt1, zt3가 짧을수록 클럽헤드 속도가 빠르게 나타났고, 표준화계수 결과, 클럽헤드 속도에 미치는 영향력은 xt4, zt1, zt3 순서로 나타났다. 선행연구를 살펴보면, Queen et al.
000)로 클럽헤드 속도에 영향을 미치는 변인이 있는 것으로 나타났다. 공차와 VIF 결과 ym2와 zm4가 다중공선성이 있어 제외하였고, 나머지 변인들은 다중공선성이 없는 것으로 확인되었다. 변인들 중 xm4 (p<.
000)으로 클럽헤드 속도에 영향을 미치는 변인이 있는 것으로 나타났다. 공차와 VIF 결과 yt2가 다중공선성이 있어 제외하였고, 나머지 변인들은 다중공선성이 없는 것으로 확인되었다. 변인들 중 xt4 (p <.
둘째, 지면반력 시간 차이가 클럽헤드 속도에 미치는 영향을 분석한 결과, 클럽헤드 속도에 미치는 영향력은 xt4, zt1, zt3 순서로 나타났고, xt4, zt1, zt3이 짧을수록 클럽헤드 속도가 빠르게 나타났다.
또한, 표준화계수를 확인한 결과 xm4 (β=.453), ym4 (β=.520), zm1 (β=.505), zm2 (β=-.372)로 클럽헤드 속도에 미치는 영향력은 ym4, zm1, xm4, zm2 순서로 나타났다.
변인들 중 xm4 (p<.05), ym4 (p<.05), zm1 (p<.01), zm2 (p<.05)의 영향이 유효한 것으로 확인되었고, 유의한 변인에 대한 비표준화계수를 확인한 결과 xm4 (B=.822), ym4 (B=1.302), zm1 (B=.544), zm2 (B=-.276)으로 xm4, ym4, zm1가 클수록 클럽헤드 속도가 빠르지만, zm2는 작을수록 클럽헤드 속도가 빠르다는 것을 알 수 있었다.
변인들 중 xt4 (p <.01), zt1 (p<.01), zt3 (p<.05)의 영향이 유효한 것으로 확인 되었고, 유의한 변인에 대한 비표준화계수를 확인한 결과 xt4 (B=-38.523), zt1 (B=-23.474), zt3 (B=-13.509)으로 xt4, zt1, zt3가 짧을수록 클럽헤드 속도가 빠르다는 것을 알 수 있었다.
연구 결과, 지면반력 크기 차이에 따라 클럽헤드 속도의 영향을 미치는 변인이 있었다. 비표준화계수 결과 xm4, ym4, zm1가 클수록 클럽헤드 속도가 빠르지만, zm2는 작을수록 클럽헤드 속도가 빠르게 나타났고, 표준화계수 결과, 클럽헤드 속도에 미치는 영향력은 ym4, zm1, xm4, zm2 순서로 나타났다. 선행연구를 살펴보면, Queen et al.
본 연구에서는 지면반력 크기와 시간 차이에 따라 클럽헤드 속도에 미치는 영향을 다중회귀분석을 통하여 분석하였다. 연구 결과, 지면반력 크기 차이에 따라 클럽헤드 속도의 영향을 미치는 변인이 있었다. 비표준화계수 결과 xm4, ym4, zm1가 클수록 클럽헤드 속도가 빠르지만, zm2는 작을수록 클럽헤드 속도가 빠르게 나타났고, 표준화계수 결과, 클럽헤드 속도에 미치는 영향력은 ym4, zm1, xm4, zm2 순서로 나타났다.
지면반력 시간 차이에 대한 연구 결과, 클럽헤드 속도에 가장 큰 영향을 미친 요인으로 첫 번째는 다운스윙 시 왼발의 후방힘과 전방힘 사이의 시간 차이다. 왼발의 후방힘과 전방힘의 전환시간이 짧을수록 클럽헤드의 속도가 빠르며, 임팩트 이전에 시간 간격 감소하는 것이 클럽헤드 속도에 가장 큰 영향을 미친 것으로 나타났다. 지면반력 크기 차이에서도 클럽헤드 속도에 영향력을 가진 만큼 다운스윙 시 왼발이 후방에서 전방으로 전환되는 힘과 빠른 반동시간 시간은 큰 역할을 하는 것으로 사료된다.
세 번째는 백스윙 시 오른발의 수직 최대힘과 다운스윙 시 수직 최소힘 사이의 시간 차이다. 이 시간 차이 역시 짧을수록 클럽헤드 속도가 빠른 것으로 나타났으며, 이 결과는 오른발의 전환시간을 나타내며 짧을수록 클럽헤드 속도가 빠르게 나타났다. 이는 오른발에서 축으로 회전하는 피벗이 일어나는 구간으로 빠른 체중이동을 필요하다는 의미로 판단된다.
첫째, 지면반력 크기 차이가 클럽헤드 속도에 미치는 영향을 분석한 결과, 클럽헤드 속도에 미치는 영향력은 ym4, zm1, xm4, zm2 순서로 나타났고, ym4, xm4, zm1는 클수록 클럽헤드 속도가 빠르지만, zm2는 작을수록 클럽헤드 속도가 빠르게 나타났다.
후속연구
향후 연구에서는 다양한 클럽과 거리 조절에 따른 지면반력의 효과를 연구하고, 이에 따라 신체 관절 및 분절이 어떤 방식으로 운동학 및 운동역학적 변화가 발생하는지 연구할 필요가 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
골프에서 좋은 스윙을 위하여 필수적인 것은 무엇인가?
골프는 파워를 통한 비거리, 목표지점으로 정확하게 보내는 정확성, 동일한 스윙을 반복적으로 수행할 수 있는 일관성이 중요한 요인으로 작용하는 스포츠이다(Chun, 1988; Milburn, 1982). 좋은 스윙을 위하여 적절한 체중이동이 필요하고 (Leadbetter, 2002), 상지와 상체 동작의 연계도 중요하지만, 하체와 유기적인 협응 과정은 필수적이다(Seong, Lee & Kwak, 2017). 하체에서 양발은 신체중심을 고정시키고 힘을 전달하는데 가장 중요한 핵심이 되고, 좋은 골프스윙을 수행하는데 있어 그 역할이 반드시 필요하다(Toski & Love, 1998).
골프는 무엇인가?
골프는 파워를 통한 비거리, 목표지점으로 정확하게 보내는 정확성, 동일한 스윙을 반복적으로 수행할 수 있는 일관성이 중요한 요인으로 작용하는 스포츠이다(Chun, 1988; Milburn, 1982). 좋은 스윙을 위하여 적절한 체중이동이 필요하고 (Leadbetter, 2002), 상지와 상체 동작의 연계도 중요하지만, 하체와 유기적인 협응 과정은 필수적이다(Seong, Lee & Kwak, 2017).
체중이동은 어떠한 경우에 가장 큰 속도를 얻을 수 있는가?
체중이동은 던지기나 치기 동작에서 수행자의 운동량이 투사체의 진행 방향과 동일한 방향으로 전달될 때 가장 큰 속도를 얻을 수 있고(Hume, Keogh & Reid, 2005), 골프스윙에서 체중이동은 발과 지면의 상호작용을 통하여 클럽의 궤도에 직접적인 영향을 미치며, 체중이동의 결과로 볼의 구질, 방향, 거리, 탄도 등 큰 영향을 미치게 된다(Park, 2010; Son, Yang & Lee, 2009). 골프스윙 시 적절한 체중이동은 좋은 밸런스를 유지할 수 있고, 자연스러운 상체 회전을 통해 볼에 최대 운동량을 전달하는데 필수 요인이 된다(Zumerchik, 2002).
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