CN101918090B - 分析高尔夫球挥杆的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种测量或分析高尔夫球挥杆的设备和方法。测量或分析与经由球员身体和球杆的能量产生和能量转移有关。主要从球员的地面反作用力获得测量或分析数据。用人工智能系统分析处理信号。地面反作用力与站立面和球员双脚之间产生的反作用力有关。所述设备和方法以自动方式或自动交互方式测量或分析高尔夫球挥杆。

Description

分析高尔夫球挥杆的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种测量或分析高尔夫球挥杆的设备和方法。

背景技术

专利号为5,823,878的美国专利公开了一种用两台摄象机捕捉高尔夫球挥杆运动的方法和设备。所述设备产生各种由技术人员或专家用于分析挥杆的图片。分析并非自动，且依赖于技术人员或专家的知识和技能。所述设备及其操作相对花费较高且较复杂。

国际公布号为WO 2004/049944 A1的专利公开了一种用一套与球员相连的运动传感器捕捉高尔夫球挥杆运动的方法和设备。所述设备产生各种由技术人员或专家用于分析挥杆的图片。与上述专利号为5,823,878的美国专利类似，分析并非自动，依赖于技术人员或专家的知识和技能。所述设备及其操作也相对花费较高且较复杂。

专利号为US 7,264,554的美国专利公开了一种用至少一台摄像机和一套与球员相连的运动传感器捕捉高尔夫球挥杆运动的方法和设备。其中一种工作模式下，分析并非自动，系统产生各种需要人为干预以分析挥杆的可视结果。另一工作模式下，据说系统自动产生称为“动力学指数得分”的数字。然而，在正确分析挥杆时所述得分数似乎是非常小的值。与上述发明类似，所述设备及其操作也相对花费较高且较复杂。

发明内容

本发明提供一种测量或分析高尔夫球挥杆的设备和方法，其中测量或分析与经由身体和球杆的能量产生和转移有关。

本发明还提供一种测量或分析高尔夫球挥杆的设备和方法，其中主要从球员的地面反作用力获得数据，并且其中通过人工智能分析处理信号。术语“地面反作用力”与站立面和受试者或球员双脚之间产生的反作用力有关。

更具体地说，本发明还提供一种以自动方式或自动交互方式测量或分析高尔夫球挥杆的设备和方法。

更具体地说，本发明如以引用的方式并入本说明书的所附权利要求所定义。

附图说明

现将仅以举例的方式根据图1-图18描述本发明。

图1为下挥杆位置球员和球杆模型的正面示意图，显示某些主要段、子段和关节。

图2为显示利用能量参数数据和优化规则数据测量或分析顺序步骤的方框图。

图3为显示下挥杆时主要最佳局部能量产生顺序的方框图。

图4为显示利用人工智能装置检测并处理挥杆信息的顺序步骤的方框图。

图5为显示经交互式训练挥杆的信息流的方框图。

图6显示整个挥杆过程中骨盆段角位置的神经网络预测。

图7显示整个挥杆过程中骨盆段角速度的神经网络预测。

图8显示整个挥杆过程中肩/躯干段角位置的神经网络预测。

图9显示整个挥杆过程中肩/躯干段角速度的神经网络预测。

图10显示整个挥杆过程中杆身/球杆段角位置的神经网络预测。

图11显示整个挥杆过程中杆身/球杆段角速度的神经网络预测。

图12显示整个挥杆过程中杆头绝对速度的神经网络预测。

图13显示整个挥杆过程中杆身/球杆段角速度的神经网络预测，其中网络输入包括各种处理参数和侧向力。

图14显示如图13所示相同挥杆过程中杆身/球杆段角速度的神经网络预测，其中网络输入包括各种处理参数，但不包括侧向力。

图15显示如图13所示相同挥杆过程中杆身/球杆段角速度的神经网络预测，其中网络输入仅包括垂直力和侧向力。

图16显示整个挥杆过程中神经网络原始预测图和相应的平滑预测图。

图17显示球杆挥杆顶点时间的神经网络时间点预测，还显示用于预测的三角形加权函数的表示法。

图18显示位于台面上的双平台测力板和球的平面简图。球员的常见脚位置如所述测力板所示。

具体实施方式

贯穿整篇说明书和权力要求书，为朝着通常对应草坪上的洞的目标方向击球的球员描述了一种设备和方法。朝着目标的方向称为目标方向，球员最靠近目标的手或脚称为目标侧手或脚。右手球员通常从右向左击球。上挥杆指球员在开始后挥杆时从瞄准位置移开球杆的时间事件。击球指杆头击球的时间事件，送球指击球后发生的挥杆部分。从球员正面看，可参考杆身和垂直轴之间的角度便于追踪后挥杆和下挥杆的不同点，BS、DS和FT分别称为后挥杆、下挥杆和送杆。约BS0°时发生上挥杆，杆身到达水平位置时达到BS90°，杆身垂直向上时达到BS180°，持续到后挥杆结束。下挥杆时球杆反相旋转，DS180°时杆身到达垂直向上位置，DS90°时到达水平位置，约DS0°时击球。然后，继续送杆，在水平位置达到FT90°。中间角位置同样表示为相关角度。

发球挥杆的主要目的是使球尽可能远地朝预期或目标方向移动。通过以极高的杆头速度击打球和使杆面与球准确接触实现。大多其他挥杆的主要目的是使球再次朝预期或目标方向移动比球员能击打球的最大距离短的预期距离。在整篇说明书和权力要求书，术语挥杆理解为应用于所有高尔夫击球或除轻击棒击球外的挥杆。

实现代表满意发球挥杆的极高杆头速度需要一套似乎不为球员或教练正确理解的出奇复杂的活动。球员、教练和其他相关专业人员似乎普遍相信个体球员的高尔夫球挥杆超出科学类评价，只能通过教练技能和经验的人为干预分析和改进。所述普遍看法似乎遍及所有高尔夫球挥杆。

本发明一方面了解到可通过识别、测量和分析经由身体的能量产生和传输的基本原则科学评价和分析个体球员的挥杆，而无需人为干预。所述了解同样适于目的在于获得最高杆头速度的挥杆和目的在于获得比球员能获得的最高杆头速度小的杆头速度的挥杆。因为到目前为止高尔夫球挥杆的诀窍同样适于需要最高和最低能量的挥杆，所述了解完全不明显。球员和教练还意识到试图更猛烈地击打球通常导致成绩下降。

本发明的另一相关方面包括了解到对于通常熟练的球员而言，经由身体的能量产生和传输的许多重要基本原则保持各挥杆之间相同或类似，且分析一次挥杆可对所述球员的所有特征挥杆适用。

本发明的附加方面涉及了解到球员在各种挥杆中倾向于采用相似的经由身体的能量产生和传输形式。尤其，用于如发球杆等较长球杆的能量产生和传输形式倾向于形成所有球杆挥杆时的能量产生和传输模板。因此，识别和改进所述球杆的能量产生和传输可有利地应用于所述范围的其他球杆。

除产生极高杆头速度外，若需要，适当进行熟练的经由身体的能量产生和传输也对提升射球准确性有重要意义。试验表明熟练产生和传输能量的挥杆能量损失最低，往往更一致，包括平滑器运动，并将对支持身体的需要降到最低以吸收送杆时未使用的能量。所述特征便于球员控制并提高射球时的准确性。

为便于描述，与经由身体的能量产生和传输直接有关并最终与杆头有关的特定重要挥杆参数称为“能量参数”。用于确定或计算能量参数的信息或参数也称为能量参数。本发明的一方面是识别关键能量参数。

为便于描述，说明能量参数如何影响挥杆的准则或规则称为“优化规则”。所述准则可以各种方式表示，但为了本说明书的一致性，如可能应将优化规则表示为代表更高熟练程度的挥杆准则。逐渐不遵守所述优化规则与低熟练程度挥杆或挥杆误差相对应。

图2为显示利用能量参数数据和优化规则数据使用系统分析挥杆的顺序步骤的方框图。图中使用的描述性缩写示于下文简要说明的括号中。由测量装置（MM）获得关于挥杆（S）允许测量或确定其能量参数的信息。能量参数数据装置（EPDM）根据所述信息确定能量参数。优化规则数据装置（ORDM）提供据其判断能量参数的准则，从而使分析装置进行挥杆分析（A）。

为帮助识别和分析能量参数，将球员和球杆建模为由万向节连接的段动力学链。现参考显示中间下挥杆位置球员和球杆模型的正面示意图的图1。

虽然可使用其他更先进的实施例，但所述动力学链可简化为4个连接段构成的单链。使用4段简化分析和说明，同时保持更复杂模型的大部分准确性。为方便起见，所述链的第一段、第二段、第三段、第四段分别称为“S1”、“S2”、“S3”和“S4”。或者，尽管并非在解剖学上对所述段的正确描述，为方便起见，所述段可称为“骨盆”、“躯干”、“臂”和“球杆”段。典型的右手球员从右向左打球的链组成部分按以下顺序排列。镜像排列适于从左向右击打球的球员。使用图中参考数字或字母，第一段S1为下体或“骨盆”段。包括骨盆和腿，并通过脚与地面（1）挠性连接。第二段S2为上体段，包括肩和腰部以上的躯干。可当作通过万向节与S1在腰部（2）脊椎部分挠性连接的高度刚性段。第三段S3为臂段。包括双臂，通过左肩关节（3）与S2万向连接。第四段S4包括手和球杆。可当作通过左腕（4）与S3万向连接的高度刚性段。左臂可当作虽不是整个挥杆过程，但大体部分保持笔直的高度刚性段，从而连接S2和S4。右臂在整个挥杆过程弯曲，虽然连接S2和S4，但并不直接连接所述链的关节，而用来局部供能和控制挥杆。脚-地面连接指定为所述链的近端，杆头端（CH）指定为远端。讨论的段可称为“当前”段。

由于说明书后文会有更显而易见的原因，还将某些段分成子段。躯干段分为连接于中央脊椎位置（5）的下躯干段S2a和上躯干段S2b。这是反映脊椎和下背部挠性的有点武断的划分。各臂也分为两子段，左臂分为在左肘（6）处有关节的上臂段S3aL和下臂段S3bL。右臂同样分为两子段S3aR和S3bR。应注意段和子段之间有差别，在分析中差别对待。

能量产生和转移

所述链段通过从与段自身运动有关的肌肉产生能量并将能量从近侧段转移到段上而获得动能。所有高尔夫球挥杆中，无论需要最大距离与否，动力学链的最终目标是与击球时将能量尽可能有效转移到链的杆头远端。挥杆时任一点的总动能为各段动能之和。如果所述段做线性运动，其线性动能可确定为                                                

m.v²，其中m和v分别为段的质量和线性速度。如果所述段做角运动，其角动能可确定为

 I.w²，其中I和w分别为段的惯性力矩和角速度。尽管线性动能和旋转动能在任何时刻均不同，但在挥杆过程中可全部或部分相互转化。

 为方便起见，在段上从与段有关联的肌肉直接产生能量称为“局部”能量，产生局部能量的工作称为“局部”工作。若为S1，所述“局部”肌肉主要包括传递骨盆旋转和线性平移的大小腿肌肉。若为其他段，局部能量主要由与紧靠段和近侧段之间的关节联合作用的肌肉动作产生。因此，S2、S3和S4分别从主要由S1和S2、S2和S3以及S3和S4之间的关节联合作用的肌肉动作获得局部能量。“局部”能量提供高尔夫球挥杆时产生和传递的所有能量的最初来源。

沿所述链将能量从一段转移到另一段的重要机制是通过将当前段“闭锁”到加速的近侧段上，以便近侧段上产生或存在的能量同时加速当前段和近侧段。为方便起见，所述过程称为“闭锁”转移，分别在所述过程开始和终止时“闭锁”和“解开”所述段。还可能沿闭锁在一起的段链发生闭锁，通过闭锁链中最近侧段上产生或存在的能量加速链中所有段。通常，当前段早在运动时就闭锁在近侧段上，从而在所述过程中获得低速度能，之后当加速到比近侧段高的速度时“解开”。旋转运动和线性运动均发生闭锁转移。

局部能量用于从近侧段激励当前段，动量在当前段和近侧段之间转移。所述发生时，通常在段间转移动能，为方便起见，所述过程称为“激励”转移。

在挥杆的整个过程中，组合段S3和S4从左肩关节的连接处吊在近侧段周围。除用来自旋转S3的肩和上臂肌肉的局部能量供能外，还通过左肩上拉动所述吊环装置的力从近侧段转移能量。由于类似能量转移在熟悉的吊环或弹弓上发生，为方便起见，所述从近侧段非局部能量转移称为“吊环”转移。拉力由近侧段供能的左肩关节的旋转和线性平移产生。动力可能由远侧段远程产生，或因段S2的角运动或线性运动减速产生。和闭锁转移不同，因为有关段的角速度或线性速度并未闭锁为相同角速度，吊环转移还可由减速段发生。特定部分吊环弧上，左肩的向前平移或旋转加速弹弓的远端，包括左肩从较高前进速度的减速运动。

由于出现在熟悉的武器和同名的农具中，为方便起见，挥杆时发生的另一种中间段能量转移形式称为“连枷”转移。两均含动能的相连段朝相同方向旋转和平移时发生“连枷”转移，近侧段的远端减速，从而引起远侧段的近端随之减速，同时因所述段的动能基本上守恒引起远侧段的远端以上升速率加速。和历史连枷一样，若近侧段很大程度上出现延迟，而无能量损失或向后转移，近侧段上的动能变化也转移到远侧段的远端上。熟练挥杆时，段S3和S4作为受控的两部分连枷，从而使杆头远端速度比S3和S4作为单段时可能的速度更高。通过在下挥杆时保持S3和S4呈近似直角或略小角度闭锁，直到成临界点闭锁，然后连枷机构因离心力而打开，以引起杆头远端迅速增大其加速率，而同时减速S3和S4的近端。这导致动能明显转移到远端。连枷转移还会发生在其他相连段之间。

旋转球员通过减小身体围绕普通旋转轴的有效旋转半径，在下挥杆后期将S4近端和S3远端拉近身体而降低他或她的惯性角矩时，发生另一种较宽泛中间段能量转移形式。因为动量守恒，这引起角速度和能量整体增加，在熟练挥杆时转移到杆头。所述转移类型称为“减半径”动能转移。

后挥杆期间，段S3和S4因引力作用升高且球员身体弹性偏向各段TOB位置时，动能转换为势能。下挥杆时，通常大部分能量通过再转换恢复为动能。下挥杆期间，杆身弹性形变时，动能也转换为势能。熟练挥杆时，在击球之前可恢复一些能量。

因为动能引起稍后可能实现附加动能的情况，所以还用于类似转换为势能的过程中。所述过程涉及在生物力学文献通常称为“伸缩”的过程中挥杆所用肌肉的伸展。相关情况下伸缩肌肉能以明显比其他方式更高的速率产生更多能量。所述现象用于熟练挥杆中，以将动能用于后挥杆和早期下挥杆，作为稍后在下挥杆时以更高速率产生更多的动能手段。

多数挥杆共有的能量产生和传输

能量产生从后挥杆开始，其中从平面上看所述段顺时针旋转以设立段TOB位置。“TOB”暗指常用高尔夫球措辞“后挥杆顶点”，指后挥杆时转向运动开始下挥杆之前所述段的极限移动位置（尽管通常仅仅指常用高尔夫球用语中的球杆段）。所述段通常在不同时间到达各自的TOB位置。术语“TOB-1”、“TOB-2”、“TOB-3”和“TOB-4”用于分别指段1、2、3和4的后挥杆顶点。下挥杆从各段的TOB开始，各段通常在不同时间开始各自的下挥杆旋转，从平面上看下挥杆旋转方向为逆时针。所述段可能瞬间停留在TOB处或即刻在TOB处有效转向。

下挥杆可能随旋转的S1的局部能量产生而从TOB-1开始。若干或全部其他段S2、S3和S4可能呈链形式闭锁在S1上，从而借助通过闭锁从S1上产生的局部能量转移来的能量使所述段旋转。

通常，下挥杆进行时，局部能量使S2开始相对于S1旋转，使S3开始围绕左肩关节旋转。所述运动有助于在倾斜挥杆平面上所需的复合旋转。所述各种运动使能量沿所述链通过吊环转移而转移。

后挥杆和早期下挥杆期间增加S3和S4的重力高度过程中产生势能。随挥杆进行，所述能量逐渐转换为动能以击球。尽管是挥杆的重要组成部分，但对于熟练或非熟练的挥杆而言，所述能量源大体相同，因此本说明书不再进一步讨论。

臂段和杆段即S3和S4从明显小于开始下挥杆时的平角的角度开始。随挥杆进行和杆头受离心力向外拉，臂段和杆段将逐渐或以受控方式成一直线，并且可能在杆头与球接触时接近平角。由于闭锁可用于保持段间的初始角度，如果挥杆期间段间发生闭锁或解开，会影响S3和S4之间的相对角度。有利情况下，解开所述段会导致能量又通过连枷转移沿所述链转移。

局部能量可用于为S4的旋转供能。

局部能量从各自的近侧段激励S2、S3和S4均可能导致能量又通过激励转移沿所述链转移。

最佳挥杆时的能量产生和传输

从后挥杆时开始产生能量，包括比下挥杆时低得多的能量产生和传输水平。最佳后挥杆时，以平滑协调方式移动所述段，按时间顺序设立TOB位置TOB-1、TOB-2、TOB-3和TOB-4。下挥杆从各段的TOB处开始，且在最佳挥杆期间将按后挥杆结束的相同顺序开始，即TOB-1、TOB-2、TOB-3、TOB-4。熟练挥杆期间，各TOB通常迅速从后挥杆变为下挥杆，以便所述段整体下挥杆顺序开始和所述段整体后挥杆顺序结束同时发生。

下挥杆中最重要的开始活动之一是在旋转的S1上产生局部能量，从而从TOB-1开始。在熟挥杆期间，S2、S3和S4将分别按从TOB-2、TOB-3、TOB-4开始的定时顺序呈链形式闭锁在S1上，从而借助通过闭锁从S1处产生的局部能量转移来的能量使所述段旋转。

同样在熟练挥杆中，对于段S2、S3和S4而言，在下挥杆早期发生一定程度引起肌肉伸缩的身体附加偏斜，导致S1逐渐闭锁。如为S1和S2，则发生所述过程最重要的实例。S2从TOB-2开始闭锁到S1上时，S1明显以高于S2的速度旋转。随骨盆和肩之间的相对角逐渐增大，所述情况持续很短一段时间。最后，在S1-S2闭锁视为完全到位的点处，S2赶上S1的角速度。此时，骨盆和肩之间的角度最大，S1和S2间的肌肉伸缩完成。所述肌肉是与S2上产生局部能量有关的肌肉。所述点在教学文献中有时称为“X因子伸展”点，而本文则称为类似术语“S1-S2伸展”。S1和S2的附加相对旋转从约0-30°变化。值越高反而会在机械上起反作用，并且可能导致受伤。熟练球员会达到所述范围中间的值。同样地，初始闭锁过程中，S3和S4段赶上其近侧段角速度的点分别称为“S2-S3伸展”和“S3-S4伸展”点。可选择地计算子段的所述伸展，例如S1-S2伸展可视为并当作S1-S2a-S2b伸展计算。

左肩关节随着S2的初始闭锁旋转绕S2转轴旋转，从而依次拉动左臂。所述拉动方向与S3-S4段组合的重心不成直线，拉力引起或帮助S3-S4在通常称为挥杆平面的平面上开始运动，所述运动快速发展成为弧形运动。这表示开始通过吊环转移将动能转移到S3和S4。进行挥杆运动时，拉力保持为不与重心成直线，并继续加速处于弧形运动的S3-S4组合，此时杆头位于其远端。由于各自转轴周围的半径长度不同，左肩速度和杆头远端的速度之间存在有利放大作用。

围绕左肩关节旋转臂段期间，挥杆平面上的所述挥杆运动还由肩部局部能量供能。S3-S4段围绕近垂直S2转轴和近水平左肩转轴的复合运动提供倾斜挥杆平面上的适当角运动。这提供更完整的挥杆机构组成部分。

挥杆进行且杆头达到更高速度时，局部能量用于从S1段激励S2段，从而在所述过程中逐渐解开S1段和S2段的运动。所述活动包括产生局部能量，并且由关联S1和S2之间的关节的肌肉供能，能够产生高于所述段闭锁时能达到的角速度。这以不断上升的速度为挥杆转移机构供能。

通过所述第一阶段下挥杆，S4保持与S3闭锁，通常球员保持下臂和杆身之间的角呈约60°-70°角。然后球员大约从DS170°-DS135°解开S3-S4，因此动能通过连枷机构开始转移。解开时，S3-S4组合围绕左肩关节高速旋转，产生强离心力。所述力迅速打开S3和S4间未解开的角，从而引起S4远端加速度增大，S4近端减速。总能量大体守恒，动能从减速的臂和手转移到迅速加速的杆头。

和所有解开动作一样，S3-S4解开发生持续时间短。因解开动作对最终形成杆头速度的重要性，其特征有重要意义。S3-S4旋转解开动作是手腕的内收，对应教练术语的“非曲腕”动作。

S3自始至终持续旋转以击球，S3-S4解开后继续由其自身局部能量供能。

S4从S3解开后，球员通常用来自关联S3-S4关节的肌肉即主要是关联肘关节和腕关节的肌肉的局部能量为S4旋转供能。这还会引起能量从S3激励转移到S4。

在需要最大距离的击球中，球员将在击球时争取匹配最高杆头速度。因为腕关节通常不能为熟练球员靠近击球点的典型高速手腕动作供能，这引起特殊困难。熟练球员将有利地利用更高加速下挥杆期间杆身上产生的应变能。杆头因S4局部能量减少而降低其加速率时，尽管刚好在击球前仍肯定加速，但释放了部分所述应变能，校直了杆身。

最佳挥杆的具体方面

设置最佳能量参数特性中，进行后挥杆并转为下挥杆的方式很重要。尤其，在设置正确位置、保持控制和避免受伤风险的限制下，所述段应紧紧卷绕在后挥杆上。

这有以下好处：

i)  允许从最低肌肉支撑开始下挥杆闭锁，段间连接很大程度上机械无源。

ii) 最大化后挥杆期间的伸缩，从而将早期挥杆所需的量减到最少。

iii)      最大化存储在弹性变形中的势能，从而在下挥杆期间恢复所述势能。

iv)      加速下挥杆进行的时间长度，提供更多时间和机会优化下挥杆链的其他方面。

便于所述段卷绕的因素包括：

i)  所述段在后挥杆时达到足够角速度和关联动能，以为段的卷绕充分供能。

ii) 所述段应按时间顺序S1、S2、S3、S4完成其旋转卷绕。在保持或紧固先前的卷绕时，这便于各后续卷绕。任何段不按顺序完成卷绕可导致先前卷绕段变松。

iii)      应平稳地快速地完成各TOB，并迅速转向为反向旋转。

下挥杆从S1于TOB-1处旋转开始，段S2、S3和S4在尽可能早地呈链闭锁在S1上，即分别闭锁在TOB-2、TOB-3和TOB-4处。所述早期低速下挥杆阶段允许充分利用较慢但有力的S1局部肌群。

现有生物力学中已确定，S1局部肌群能在下挥杆开始阶段有利提高S2局部肌群的伸缩程度。所述进一步伸缩超过后挥杆时可能且可行的伸缩，应在最佳挥杆时进行。虽然不是很重要，但也可在S3和S4闭锁的等效开始阶段有利地进行。所述下挥杆伸缩过程的特殊优点在于：利用缓动S1局部肌群为所有远侧段的初始伸缩供能，随后在快动远侧段肌肉中实现附加能量。

闭锁提供一种非常有利地在挥杆早期转移能量的方法，考虑到伸缩生理要求，对各段而言应尽早开始闭锁，即段S2、S3和S4按链顺序闭锁到S1上。尽早闭锁的优点包括：

(a)促进能量通过链极有效地向上转移。

(b)无需在当前段上工作或肌肉位移，并且能持续使用，而无需在所述段内分散肌肉范围。

(c)将肌肉保持在范围起始位置，直到中间段运动的其他模式需要其位移。

从相邻近侧段上激励段时，若干效率因素起作用。

第一效率因素涉及进行激励所需的局部工作效率。单独而言，如果中间段延迟其激励，近侧段完成相同方向或旋转的加速阶段之前，进行激励最有效。若当前段质量为M_I并且在激励期间需要以加速度A_I线性加速远离近侧段，则可证明这一点。如果近侧段已完成其加速阶段并且正与闭锁的当前段一起以恒速移动，则局部肌肉进行激励所需的力为M_I.A_I。然而，如果试图在近侧段仍以速率A_P加速时激励，在局部肌肉所需的力相当大，为M_I.(A_I+A_P)。旋转运动时，存在类似情况。

第二效率因素涉及两段间的能量转移。局部能量用于从近侧段激励当前段时，因总动量守恒，动量转移到近侧段。发生所述情况时，动能通常在段间转移，转移方向取决于段的速度。由于动量与速度成正比而动能与速度的平方成正比，所以动量和动能转移的效果会完全不同。如果激励开始时近侧段静止，则能量会不利地转移到近侧段。然而，如果近侧段在整个激励持续期间朝激励方向移动，则能量会从近侧段有利地转移到当前段。近侧段速度越高，转移到当前段的能量越大。因此，近侧段为最高速度时，从近侧段激励转移的能量最大。旋转运动和线性运动均发生激励转移。

第三效率因素涉及闭锁质量，因为激励一开始，当前段就将以高于近侧段的速度移动，并且闭锁不能再保持其最初的无源机械连接，需要肌肉激活以支撑连接。事实上，某些情况下，闭锁可能再也不能有效工作或完全不能工作，尤其是在S1-S2旋转闭锁的情况下，其中两段围绕类似定位和倾斜的轴旋转。

考虑到所述因素，如果所有其他情况相同，显然最佳挥杆期间，近侧段应尽快加速到峰值速度，当前段的激励应仅在近侧段完成所述加速并达到峰值速度后开始。同样地，由于动力学链工作的普遍原理是最好毫无不必延迟地一起或紧密相继完成所有动作，近侧段一达到近侧段峰值速度，就会发生解开和激励。

由上述可见，最佳挥杆中，如果其他情况相同，则段将按时间顺序S1、S2、S3和S4达到最高速度。

除在主挥杆轴周围产生动量和动能外，球员还大致在正面产生角动量和平移动量、角动能和平移动能的重要组成部分。这包括段围绕垂直于正面的水平轴旋转，和平行于正面的段线性运动。所述能量和传输称为“辅助正面”能量产生和转移，并且与教练术语中称为“重量转移”的过程具有某种关系。“正面”定义为与目标方向成直线的垂直面。

辅助正面运动大体上与主要挥杆角运动按四段模式复合，也由相同局部肌群供能。

由于辅助正面能量由熟练球员以根本不同的方式产生和转移，所以不同于主要挥杆能量。试验指出产生和传输所述附加近侧能量期间，熟练球员至少采用3种不同的技术。已发现约50%的挥杆采用一种称为“A”型的不同技术。约40%采用一种截然不同的称为“B”型的技术。平衡使用一种或多种其他截然不同的统称为“C”型的技术。不充分试验资料可用于详细分析C型，本说明书中的讨论限于更常遇到的A型和B型。

试验中观察到，多数球员仅使用一种技术，而少数偶而在A型和B型挥杆之间转换。同样地，将所述技术更准确视为挥杆，而非球员特征。还观察到，A型和B型好像以非常相似的比例出现在专业球员和高差点业余爱好者的不同球员技能中，表明两种技术同样熟练。进一步观察到，个别熟练挥杆中，并不一起使用两种技术，所述两种类型中，熟练技术为A型或B型。

尽管尚未经最后证明，但似乎A型包括旋转和平移组合，基本上一直在目标方向正面上。B型似乎也包括旋转和平移组合，但在所述情况下，朝目标方向从所有段开始，然后转换为其中一段的连枷型动作，也基本上在正面上，减速其近端以增大其远端的加速度。

尽管所述运动的高速复合特性难以目测，但其影响在测量的地面反作用力中显得非常明显，其中观察到通常称为压力中心或COP的垂直向下的合力朝正面方向强有力地移向或移离目标。

使用A型技术的熟练挥杆从COP向右离开目标开始线性运动，在约BS180°和DS180°之间某点转为所述段从左朝目标进行较长线性运动，持续到击球为止。线性运动在一定程度上与挥杆角位置无关。试验表明，COP在朝目标进行较长距离运动中显示出朝目标方向更高的线性加速度和速度，并且所述朝目标进行的线性运动距离增加时，A型技术引起更多能量产生和转移。

使用B型技术的熟练挥杆从COP向右离开目标开始类似线性运动，也在约BS180°和DS180°之间某点转为向左朝目标进行比A型更短距离的线性运动。之后，线性运动又转为向右离开目标，持续到击球为止。尽管在DS180°之前或几乎一直到DS90°并不发生转向，通常约在DS180°处发生所述第二次转向。各种线性运动似乎比A型挥杆更不依赖于挥杆角速度。试验表明，朝目标进行第二次线性运动以及远离目标进行第三次线性运动中COP显示出朝目标更高的线性加速度和速度时，B型技术引起更多能量产生和转移。这在所述第三次线性运动早期似乎尤为重要。对第二击和第三击施加所述加速度的距离也与产生和传输更多能量有关。

球员可控制S3-S4连枷操作的若干方面，包括设置S3和S4之间的初始闭锁角和保持所述闭锁角直至解开的时候。进行下挥杆时，这必需抵抗最初努力向内拉S4的惯性力和之后努力向外拉S4的离心力。球员应在开始所述向外拉离心力后延迟解开时间。解开后，球员应继续用其局部能量为S3和S3供能。所述变量的正确组合可在球员间变化，并且为使杆身在击球前达到最高速度且刚好在击球时达到最高速度的组合。正确组合通常使杆头最高可能速度过早或过晚出现。杆头最高“可能”速度指如果击球未使球减速将出现的最高速度。

与简化模型的4段相联的4个肌群实际上包括更多以多种方式和多种运动作用的肌肉。视为4个简化群时，分析可简化如下。各肌群作用于其相联段，以提供引起所述段角加速度和线性加速度的力。所述力使所述段位移时做功，产生的能量作为所述段上的旋转动能和线性动能。通常肌肉动作通过在最大运动范围内维持力做大部分工作并产生沿链转移的大部分能量。

机械有效运动在所述段加速中很重要。位移和速度应平稳变化并正确定向。

熟练挥杆中，对于平均体型的球员而言，S1、S2、S3和S4肌群将提供约30-35%、40-45%、15-20%和5-8%用于为挥杆供能的最初局部能量。

局部能量和能量顺序规则

试验已表明日益熟练的打球更应严格遵循基本闭锁和解开规则。局部肌群保持在低激活水平，直到当前段从近侧段解开并激励开，因此当前段升高并保持相对高激活水平。远侧段从当前段解开并激励开时，所述较高激活水平终止，局部肌肉降回到低激活水平。

试验还表明专业球员或不需让分的球员通常遵循有关除S3外所有段的规则，其中熟练打球中，S4段解开后，S3肌群继续激活。违反所述规则似乎由S3群在下挥杆期间较长距离运动和与较弱S4肌群相比的相对强度引起。试验还表明高差点球员通常在其下挥杆大部分时间并不遵循所述规则，使不同肌群的激活同时发生。熟练打球显示快速升至高激活水平，然后在远侧段进入顺序时快速下降。不够熟练的打球通常显示在较长持续时间保持较低激活水平，使近侧肌群和远侧肌群激活同时发生。

对于熟练球员而言，S1肌群从TOB-4激活，通常可能保持升高激活约莫100ms。S1肌群下降时，S2肌群升高，并且通常可能保持在升高水平约莫70ms。同样地，S2肌群下降时，S3肌群升高，并且通常可能保持在升高水平约莫80ms。S3保持激活时，S4肌群升高，并且通常可能保持在升高水平约莫20ms。

S2段的子段内的肌肉相互有效解开和激励开，与下躯干肌肉相比，沿所述链进一步挠性支撑上躯干肌肉。S3段内的肌肉包括肩部和肘部肌群，左肘比左肩沿所述链更远，右肘比右肩沿所述链更远。支撑子段的所述设置有相同闭锁和解开条件和规则，熟练挥杆中，远侧子段的肌群完成激活之前，近侧子段的肌群应完成激活。子段排序令人满意。通常专业球员和不需让分的球员挥杆中存在所述顺序，而高差点球员挥杆中通常不存在顺序。

试验指出S1子段中通常不存在所述顺序。这似乎是因为虽然是地面至骨盆子段链上的最远侧，但从下挥杆开始激活的臀部-骨盆部位的有力肌肉的优势位置。

为了各肌群激活，通过其尽快升高至高水平，可用最佳段位移过程中保持尽可能高的水平，然后再尽快下降来最有效利用力和能量，将最多的力和能量传递到系统。做功时发生能量产生，从而必需使肌肉产生力位移。段运动时发生所述位移。尽管段运动与肌肉保持高水平激活的时间长短有关，但局部能量产生中的重要变量为升高水平时的肌群力和段位移，而不是升高水平的时间。

从上述应了解，从TOB-1下挥杆击球包括非常关键的能量产生活动顺序，如果要产生最多能量并转移到杆头，则必须非常精确地执行所述顺序。排序上的任何延迟将导致违反闭锁规则或减少可施加肌肉力以使段位移的时间。识别和理解所述能量顺序是科学分析和改进高尔夫球挥杆的关键。

人们注意到，最佳能量产生和转移的闭锁识别、闭锁规则和能量排序规则是附随本发明的新发现。

人们还注意到，若干现有技术生物力学研究观察到，尽管似乎没有人能提供任何关于为何会发生所述情况的有力理由，但熟练高尔夫球挥杆中段速度往往按由近到远的顺序达到峰值。某些现有技术训练方法试图利用所述观察结果，但遇到困难：其仅是基于基础力学一方面的副效应，某些不熟练的挥杆显示由近到远的速度顺序，而某些较熟练挥杆并不显示所述顺序。然而，从所述发现看，显然关键基础顺序是能量产生顺序，原因部分由闭锁和激励因素引起。正确理解整体基础力学对正确分析和改进必不可少。

图3为显示下挥杆时主要最佳局部能量产生顺序的方框图。较大方框表示所述框上标记的段或子段缩写的高水平局部能量期。标记有“RU”的方框指下一方框中所示段或子段局部能量从低激活水平升高。标记有“RD”的方框指上一方框中所示段或子段局部能量从高激活水平下降。最后标记有“IMP”的方框指击球事件。试验表明所述肌肉激活可能惊人的复杂顺序主要由大部分熟练球员实现。而且，在仅为半秒钟的挥杆停止时间内实现。高差点球员实现非常少的不同顺序。

能量参数、优化规则和最佳顺序概要

以上段落中讨论的能量参数总结如下：

-段和子段局部能量/力增大的起始时间和完成时间。

-段和子段局部能量/力减小的起始时间和完成时间。

-段和子段局部能量/力激活的大小和持续时间，包括平均值和峰值。

-连接段之间闭锁的时间和过渡特性。

-连接段之间解开的时间和过渡特性。

-段线性动能水平和角动能水平以及峰值时间。

-因所述局部肌群位移，身体和球杆段在挥杆时的角位置、速度和加速度，包括峰值速度和加速度。

-因局部肌群位移，身体和球杆段在挥杆时的线性位置、速度和加速度，包括峰值速度和加速度。

-身体和球杆段在挥杆时的绝对角位置、速度和加速度，包括峰值速度和加速度。

-身体和球杆段在挥杆时的绝对线性位置、速度和加速度，包括峰值速度和加速度。

-身体和球杆段的绝对速度，包括杆头绝对速度。

-所述躯干段和臂段之间以及所述臂段和球杆段之间的角位置、速度和加速度。

-身体和球杆段后挥杆顶点事件的时间和过渡特性。

-后挥杆顶点事件时所述各连接段之间的角度大小。

-所述各连接段之间肌肉最大限度伸缩的时间。

-所述段之间肌肉最大限度伸缩时所述各连接段之间的角度大小。

-动能闭锁转移，定义为通过将所述当前段闭锁到加速近侧段上沿所述链从一段转移到另一段，以便通过所述近侧段上产生或存在的能量同时加速所述当前段和所述近侧段。

-动能激励转移，定义为从所述近侧段转移到所述当前段，其中用所述当前段的局部能量从所述近侧段激励开所述当前段时，交换动量并转移动能。

-动能吊环转移，定义为通过平移或旋转所述目标侧肩关节并将所述远侧段吊起呈加速所述远侧部分的弧形的力进行转移。

-动能连枷转移，定义为转移到朝相同方向旋转和平移的两相连段上现有动能的最远端，其中通过作用在所述段上的离心力减速所述近侧段和所述远侧段的近端。

-减半径动能转移，其中旋转球员通过缩小有效旋转半径减少身体的惯性角矩，引起所述较远侧部分加速。

-在后挥杆和早期下挥杆时重力势能的产生。

-下挥杆时重力势能向动能的转换。

-下挥杆时杆身应变势能的产生。

-下挥杆时杆身应变势能向动能的转换。

-辅助正面能量产生和转移的类别。

-辅助正面能量产生和转移的特性。

-关于正面能量参数的压力中心位置、速度、加速度和运动范围。

-上述段落中讨论的优化规则总结如下：

-段和子段应在后挥杆时达到足够的角速度和关联动能，以将所述段紧紧地卷绕在其后挥杆顶点位置，所述段按由近到远的时序卷绕。

-所述段和子段的依次卷绕应平滑协调。

-连接段和子段之间的卷绕程度应便于供所有局部肌群最佳伸缩和相关身体部位最佳弹性伸长。

-当所述段达到后挥杆顶点位置时，各段和子段应迅速从后挥杆旋转变为下挥杆旋转。

-下挥杆从由其局部肌群供能的所述最近侧段开始。

-所述最近侧段局部肌群应尽快升高到较高激活水平。

-所有其他段和子段从其后挥杆顶点位置开始闭锁在由近到远的链形成中的下挥杆运动到所述最近侧段，所有其他段和子段均由所述最近侧段局部肌群供能。

-段和子段开始闭锁在链形成中的下挥杆运动到所述最近侧段时，最好进一步伸缩和弹性伸展远离所述最近侧段的所述段和子段的局部肌群。各段或子段达到与链中相邻近侧段相同的速度时，完成所述进一步伸缩和弹性伸展。

-除段或子段的所述局部肌群明显比其远侧相邻肌群有力外，在从段或子段激励所述远侧段前，所述段或子段应结束其主要局部能量产生。因此，所述远侧段或子段仅在其近侧相邻段达到最高速度后激励。

-从其激励前，所述段或子段应从其近侧相邻段解开。

-各段和子段的局部肌群应保持在较低激活水平，直到当前段从近侧段解开并激励开，因此局部肌群升高并保持在较高激活水平。（如为最近侧段肌群，当然从下挥杆开始时开始。）远侧段从当前段解开并激励开时，所述较高激活水平终止，且局部肌群降回到低激活水平。规则例外的是由于所述臂段肌群明显比所述球杆段肌群更有力，所述球杆段解开后所述臂段肌群持续激活。

-段和子段的局部肌群应尽快在较高激活水平和较低激活水平之间升降。

-当其升高到较高激活水平时，各段和子段的肌群应保持较高最佳激活水平，以尽快将所述段加速到所需最高速度。所述段达到所需最高速度后，所述肌群应尽快下降到较低水平。

-所述能量激活水平和所需段速应随所述挥杆要求变化。最好应升高到最高水平以便进行需要最高杆头速度的挥杆，而最好在需要较低杆头速度时降低。

-段和子段运动应以最佳机械效率平稳进行。线性运动应朝最佳机械效率方向，而角运动应围绕最佳机械效率轴进行。

开始向下挥动所述段时，应在所述臂段和球杆段之间设置最佳闭锁角，从而当所述段随后在下挥杆期间解开时，促进所述段之间最佳连枷能量转移。所述角为60°-70°。

-臂段和球杆段之间的最佳闭锁角度应保持在下挥杆时解开引起所述杆头速度随后最大化并在击球时达到所述最高速度的点。

-对于需要高杆头速度的挥杆，所述臂段和杆段之间的最佳闭锁角度应保持在下挥杆时解开引起所述球杆段在击球前很快达到最高角速度的点，从而使从偏离杆身释放的应变能加速所述杆头，随后其速度最大化并在击球时达到所述最高速度。

-辅助正面能量产生和转移应归类为若干不会混杂的类型的一种。试验指出有最常见类型、中等常见类型和至少一种其他罕见类型。中等罕见类型显示常见类型不存在的远离目标方向的压力中心线性运动转向。

-压力中心未转向的常见类型辅助正面能量产生和转移中，如果挥杆需要最高杆头速度，则球员应移动以便最大化他或她的压力中心在目标方向上的线性运动距离和线性速度。

-压力中心转向的常见类型辅助正面能量产生和转移中，如果挥杆需要最高杆头速度，则球员应移动以便最大化他或她的压力中心轨迹在目标方向上的线性速度，然后最大化远离所述目标方向的线性速度。

人们注意到许多单独优化规则包括随附本发明的新发现，尤其是关于能量产生排序、闭锁和激励的新发现。连续研究和试验可能引起附加规则或鼓励修改当前所列的些规则。还设想到对能量参数和优化规则一览表的细化。

典型最佳挥杆的各能量参数和相关事件如以下单一顺序所示，旁边是发生时杆身的角位置和典型时间的参考框架。所述时间表示为击球前后括号内的秒数。由于辅助正面能量参数对于不同挥杆类型而不同并且其在上述杆身角位置框架上的位置也不同，所以并不包括在顺序内。

顺序表示理想挥杆。缩写“CH”指杆头。“S2a”和“S2b”指S2的下子段和上子段关联的局部肌群。“S3a”和“S3b”指S3的子段关联的肩和肘局部肌群。注意，尽管一起显示在所述顺序中，但子段的左臂和右臂设置具有单独顺序运动。

1. BS90°       (-0.728s)

2. BS135°     (-0.613s)

3. BS180°     (-0.541s)

4. TOB-1

S1局部能量升高

5. TOB-2

S1-S2旋转闭锁开始

6. TOB-3

S1-S2-S3旋转闭锁开始

7. TOB-4      (-0.271s)

S1-S2-S3-S4旋转闭锁开始

8. S1-S2伸展

S1-S2旋转闭锁完全卷绕

9. S2-S3伸展

S1-S2-S3旋转闭锁完全卷绕

10.     S3-S4伸展

S1-S2-S3-S4旋转闭锁完全卷绕

11.     最高角速度S1

12.     S1-S2旋转闭锁结束

S1局部能量下降

S2a局部能量升高

能量从S1激励转移到S2a

13.     S2a-S2b旋转闭锁结束

S2b局部能量升高

S2a局部能量下降

能量从S2a激励转移到S2b

14.     最高角速度S2b  

15.     S2b-S3a旋转闭锁结束

S2b局部能量下降

S3a局部能量升高

能量从S2b激励转移到S3a

16.     DS180°     (-0.100s)

17.     最高角速度S3a

S3b局部能量升高

S3a局部能量下降

能量从S3a激励转移到S3b

18.     S3b-S4旋转闭锁结束

连枷转移到S4，CH开始

S3开始减速

能量从S3激励转移到S4

S4局部能量升高

19.     DS135°     (-0.072s)

20.     DS90°       (-0.047s)

S3b局部能量下降

21.     DS45°       (-0.018s)

22.     S4局部能量下降

23.     最高角速度S4

    杆身应变能转移到CH

24.     最高绝对速度CH

击球       (0.000s)

25.            FT45° (+) (+0.028s)

测量

本发明的优选实施例中，用系统或设备测量或检测挥杆，并测量或计算其能量参数。

现有技术中有可用于测量包括身体段或关节运动在内与高尔夫球挥杆关联的身体和球杆运动的各种已知方法。大多所述类型的常用成功方法为光学运动捕捉系统和电磁运动捕捉系统。

典型的光学运动捕捉系统中，在球员身体和球杆临界点上配有无源反射目标。整个挥杆过程中使用多个从不同位置观察球员的高速相机追踪所述目标的位置。系统具有两个特殊优点：精度高，目标发光且对球员而言并不显眼。系统还有包括以下在内的若干缺点：设备昂贵；设置麻烦；不能实时操作，因此不能交互式使用；光学灵敏度有碍户外使用；可因目标观察不清楚或在交叉处混淆而出现问题。

典型的电磁运动捕捉系统中，球员在身体和球杆临界点配有有源传感器。整个挥杆过程中追踪所述传感器在发送器产生的参考电磁场上的位置和方向。一种型号的系统中，传感器通过线连接到远程计算机上。另一种型号中，传感器无线连接。相对于光学运动捕捉系统，电磁运动捕捉系统具有某些优点：所述系统并不光学敏感，可户外使用；能够实施操作；传感器不可能观察不清楚或在交叉处混淆。尽管设备昂贵，但比光学型便宜很多。相对于光学型，所述系统也有某些缺点：传感器对球员而言显眼，尤其在线连接型号情况下，可能影响挥杆；无线目标需要可能需更换或充电的电源；尤其在无线型号的情况下，系统精度低；金属球杆可能经历信号干扰问题；通常不能精确测量非常快速的挥杆。

光学系统和电磁系统均有以下缺点：仅可由熟练人员操作；球员或球杆上目标装配不正确或不一致；目标必需要时间和力气予以装配和拆除；目标需要装配在所有与系统一起使用的球杆上。

现有技术中已知其他运动捕捉系统，包括利用安装在球员和球杆上包括加速计或陀螺仪在内的传感器的运动捕捉系统。最成功的运动捕捉系统与上述电磁系统有类似之处，并且有类似优缺点。

所有所述系统均有限于测量身体运动的另一缺点。需要另外的装置来测量力、做功或出功。一种所述装置涉及使用适当编程计算机建模体内的力和功，通过把质量和惯性力矩归于身体段和球杆并使用由运动捕捉系统测得的身体和球杆运动驱动模型的关节和段。计算机分析运动并确定相关力和功。所述系统需要相当多关于使用者部分的技术知识，不太可能适于教练或球员使用。现有技术中已知所述系统，在本说明书和权利要求的其他地方称为“计算机机器人模型”。

本发明提供一种克服上述现有技术设备各种缺点的方法和设备。

虽然通常并不与身体段测量有联系，但有关身体运动和力的信息也可从实测地面反作用力获得。现有技术中有各种测量地面反作用力的装置，包括内底压垫、固定站立垫压垫和有时称为测力板的单或双刚性站立固定平台。压垫通常包括大量小型力/压力传感器矩阵。通常仅可操作以测量垂直地面反作用力。

测力板通常包括力传感器置于角落区域下方的刚性矩形平台。测力板通常用于分析医学或运动应用中的平衡和步法。传感器通常有应变仪型、压电型、电容型或压阻型。测力板通常包括一个或两个平台。使用两个平台时，受试者在一个平台上放一只脚。测力板通常测量垂直力或三维空间内XYZ三个方向上的所有力，即垂直力和侧向力。

专利号为7,406,386的美国专利公开了一种据称可用于各种各样压力传感应用的装置，从鼠标指针垫到能测量地面反作用力的站立面。所述装置包括带若干传感器的可特意变形面。传感器检测面上的局部变形或应变，并且本质上与现有技术压垫和测力板中使用的负荷传感器不同。所述局部变形或应变的传感数据集体结合并处理。用计算机算法处理所述变形引起的集体输入。尽管本公开建议神经网络作为其中一种可能算法类型，从本公开看显然预期的是以确定性算法方式操作的网络，而不是用人工智能操作的网络。本公开似乎建议使用执行将变形映射到面上位置的任务的算法，以提供类似于测力板将负荷信号转换为压力中心位置的方式的结果。由于所述测量需要所述公开装置不能提供的精度和一致性水平，建议将所述装置用作与市场上可买到的测力板竞争的测量地面反作用力的装置是错误的。出于种种原因，包括总是随环境温度变化、检测面老化和磨损发生的巨大输入变化，依赖表面变形检测的装置不合适。

优选方法和设备

本发明优选实施例中，所述设备主要或仅从实测地面反作用力获得挥杆信息。所述实施例的第一变化中，测量垂直力和侧向力，所述设备包括双平台测力板。第二变化中，虽然还可能考虑围绕双脚的高速压垫装置，仅测量垂直力，所述设备也包括双平台测力板。第一变化有精度更高的相对优点。第二变化有成本更低、构造更简单和可能减少重量和厚度的相对优点。

测力板分析通常涉及压力中心运动研究，从而将压力中心运动和容易理解的质心或重心运动概念大致等同。测力板上的压力中心为实测合力矢量与站立面相交的计算点。质心大致随压力中心进行大多数平均人类运动，尽管对于高速熟练高尔夫球挥杆的情况并非如此。具有附加侧向力测量特征的测力板通常还用于分析扭矩、击球和摩擦效应和所有易于理解的概念。除所述大量受主管人或专家交互主观干预的主观研究外，通常还发现测力板信号对于有意义或有用的人类分析而言太模糊或太复杂。

本发明一方面包括了解到与用常规方法相比可从实测地面反作用力获得大量更有用的信息，以及还适于高尔夫球挥杆的急速运动。更特别地，本发明包括了解到实测地面反作用力包括关于高尔夫球挥杆中能量产生和传输的信息，并且包括分析高尔夫球挥杆所需的能量参数。

本发明的另一相关方面包括了解到，可利用人工智能装置与测量地面反作用力的装置如测力板或压垫一起提取来自实测地面反作用力的所述有用信息。本发明的相关方面包括了解到，人工智能装置将利于分析先处理为更好表征挥杆的数据的实测地面反作用力。

图4为显示利用人工智能装置检测并处理挥杆信息的顺序步骤的方框图。图中使用的描述性缩写示于以下简要说明的括号中。用检测装置（DM）检测挥杆（S）过程中的地面反作用力。用早期处理装置（EPM）将来自检测装置的信息处理成更好表征挥杆的数据。处理或确定挥杆能量参数的人工智能装置（AIM）接收所述数据。随后，所述能量参数用于进行挥杆分析（A）。

有时称为机器智能的人工智能包括公认类型的按类似人类智能的方式使用的数据处理系统，包括人工神经网络系统、进化计算系统和混合智能系统。

虽然有时也按更确定性的方式使用，但称为神经网络或网络的人工神经网络系统是可按与人类问题解决有类似之处的方式操作的问题解决装置。所述与人类问题解决类似涉及出现新问题或新情况时，可据其确定或插入解决方案的先前学习经验。神经网络包括使用数学模型或计算模型用基于连接的方法进行信息处理的相连人工神经元组。神经网络涉及可展示由处理元件之间的连接点和元件参数确定的复杂球形动作的简单处理元件网络或神经元网络。信息作为“权重”存储在神经元之间。通过在监督学习过程中提出输入和输出模式训练所述权重。

本发明的优选实施例中，神经网络系统用于从测力板测得的地面反作用力提取相关信息。

可使用各种神经网络系统。发现以下系统在实施本发明的方法中很有成效。网络系统包括若干单独的分支网络。典型分支网络包括具反向传播的常规多层前馈式人工神经网络，其具有带约30-70个神经元的单个隐蔽单层，约50个似乎为最佳数量。试验指出随神经元或隐蔽层数量越多，成绩并无明显提高。S形转移函数用于输入层，以允许大输入范围，而极值不会占优势，而线性转移函数用于隐蔽输出层。用监督学习训练网络，由公认的加速学习技术促进所述过程。通过选择产生良好普遍性的最少量隐蔽神经元防止过拟合。通过与训练数据完全无关的数据测试训练网络。

尽管训练网络具有多个输出并且因此共享预测，试验发现用单独的网络获得更精确的结果。

按约300Hz的抽样率抽样来自测力板的数据，并处理为适合输入。将数据馈入训练网络之前，采用如11点算术移动平均数等常规滤波技术平滑化所述数据。

使用足够大的训练样品非常重要，以确保其覆盖测量中样品可能遇到的挥杆变化范围。熟练球员有利地占样品的支配地位，以提供最佳能量参数因素的核心体，但高差点球员也需提供大误差变化。试验表明可用仅仅包括50个不同球员的训练样品获得十分精确的网络预测，每个球员每种球杆类型采样约10次挥杆。随着样品量增多获得越来越精确的结果，可能理想地用商用系统训练几百个球员的挥杆。虽然网络非常精确地预测网络训练所在球杆的中等长度的球杆的挥杆特性，例如用7-铁和9-铁球杆上训练的网络预测8-铁球杆的结果，但已发现使用各球杆长度的专用网络获得的精度更高。附加处理存储器和所述附加网络需满足的要求完全在现代低成本电子设备的能力范围内。

试验表明，将来自测力板的原始信号提交给网络之前，用处理器或早期处理装置预处理成更好表征挥杆的数据时，系统更加有效运行。所述早期处理实例包括以下：

a) 平滑化数据流，如使用算术移动平均数；

b) 缩放，以确保不同传感器之间的可比读数；

c) 稳定温度，以克服温度变化产生的误差；

d) 稳定电压，以克服系统电压变化产生的误差；

e) 转换为个人脚上或越过双脚的COP位置X和Y；

f) 转换为个人脚上或越过双脚的COP速度X和Y；

g) 转换为个人脚上或越过双脚的COP加速度X和Y。

所述处理使网络更易于理解实测地面反作用力中固有的无数错综复杂的信息流。

能量参数的确定和计算

以下术语和惯例用于本说明书和所附权利要求中，以便描述用于提取能量参数的方法。如前所述，与能量参数直接有关且获得以计算或确定能量参数的参数也可称为“能量参数”。训练网络和之后利用网络预测新挥杆参数时使用的输入和输出可分别称为“训练输入”和“训练输出”，以及“应用输入”和“应用输出”。由于段通常表现出角运动和线性运动，术语“角/线性”可用于指代如适于运动的角或线性，或角和线性。由于所述信息供人类研究时通常以图或图表方式呈现，所以随挥杆或部分挥杆时间的变量的时间顺序可称为“图”。为方便起见，术语有时用于实际上未以图格式提供所述信息供人类使用而以数据形式用于处理器中的情况。关于高尔夫球挥杆的三维方向可称为“X”、“Y”、“Z”方向，X表示朝目标的水平方向，Y表示垂直于X的水平方向，X表示垂直方向。

公开了3种单独网络类型，用于从测力板输入提取能量参数。所述网络类型称为“时序预测网络”、“时间点预测网络”和“压缩数据预测网络”。由所述网络预测的数据同样称为“时序预测”、“时间点预测”和“压缩数据预测”。以下段落中分别描述所述网络。

时序预测网络用于预测挥杆期间变化的参数值。训练期间，每采样一个时间点，就将所有输入当作标准值输入并登记输出。例如，标准值表示作为最大值比例的值。随后将实际输出提供给训练网络时，网络预测每组输入的数量，其中训练已正确执行；输出等于或接近网络确定为最相关的类似环境的训练期间遇到的输入。这通常会产生包括某种程度“噪声”的时序图，以便所述图包括部分任意沿接近曲线的一般路径的左右波动。随后由处理器通过平滑化或拟合最符合实际曲线最可能形状的格式的多项式曲线，或通过二者组合消除或降低噪声。过多平滑化可能消除潜在输出特性，而平滑化不足可能不能充分消除噪声。试验表明实际结果沿图或时间序列平稳前进时平滑化提供非常好的结果，但在图或时间序列有相对急剧的峰值或拐点时不够精确。试验表明峰值或拐点周围的预测输出与实际输出更好匹配由将预测输出拟合为如三次多项式等多项式引起。如果曲线的特定部分有趣，则可分别用所述多项式拟合。例如，可分别将曲线峰值拟合为超过最大值75%的值。

典型时序预测的实例如图6-12中的可视图所示。之后将在本说明书更详细讨论。原始平滑预测的实例如图16所示。较浅的锯齿形线C表示原始预测，较深线B表示平滑预测。图16显示挥杆过程中预测杆头绝对速度的实际结果，电子处理器自动执行平滑化。

时间点预测网络用于预测可定义为发生在一时间点的挥杆事件的时间或参数。训练期间，每采样一个时间点，就输入所有输入并登记输出。由于仅有一个正确点答案，且另外像大误差一样对待小误差，所以有利利用参数的“模糊”定义。所述情况的实例为三角形加权函数。发现峰值为1、宽度为100ms的加权函数合适。100ms宽度提供包括足够数据以最大化网络训练和保持参数时间精确度之间的任意平衡。选择100ms给出离恰当瞬间25ms、且为参数恰当瞬间时样品一半权重的样品。超过参数实际值前后50ms的样品无权重。虽然发现在本说明书描述的系统中三角形函数或多或少更精确，但替代性加权函数包括梯形、高斯、钟形和S形函数。

随后将实际输出提供给训练网络时，网络预测每组输入的数量，当受检时间点更靠近实际时间时，保持从训练阶段学习使输出趋于产生更接近统一的值。这产生一系列带某种程度“噪声”的预测。用如11移动平均数等移动平均滤波器平滑化所述预测，用值自身的算术平均值和所述值任一侧的5次预测的值表示时间点。适当调节网络时，这通常产生作为参数预测的单一、明确的最高峰值。如果发现参数出现不明确预测，例如偶然竞争峰值或最高峰值并不表示其他向一侧倾斜的其他较小峰值上的明显中心位置时，应采用更先进的方法确定最可能的参数值。

图17显示用上述三角形加权函数进行的TOB-4典型时间点预测的可视图。虚线A显示训练阶段使用的三角形函数的形状，其顶点设于对于与运动捕捉分析无关的所述挥杆而言已知的TOB-4时间点处。实线B显示由训练网络预测的平滑值。由此可见，预测随时间变化，但绝对在靠近通过运动捕捉分析测得的实际时间的时间点处达到峰值。处理器识别线A上的峰值并确定所述事件的单一预测时间值。

标准化时序预测网络和时间点预测网络的输入，包括时间和角度。例如，可通过分配与变量最大值和最小值相对应从0到统一值范围的值完成标准化。

通常会发现，时序预测曲线上的具体点时间可更精确地预测为时间点预测。例如，可比利用杆身角度时序预测寻找下挥杆顶点处杆身的极限角位置更精确地将TOB-4时间预测为时间点预测。因为时间点预测网络有针对所有TOB-4时间有关问题的专业知识，而时序预测网络具有针对预测整个挥杆过程出现的值的专业知识，所以时间点预测令人期待。可结合两种类型的结果，以提高预测结果的整体精度。刚刚讨论的实例中提供了例证。通过时间点预测的TOB-4时间可用于更精确地调节杆身角度时序预测曲线的峰值时间。同样地，TOB-4预测瞬间周围的曲线形状可用于更好地描述所述事件，例如是否以急剧峰值或平缓变化曲线形式出现。

压缩数据预测网络用于预测需要挥杆或部分挥杆广泛信息的参数，或者如果是关于挥杆的具体时间，还需要来自挥杆其他时间的重要信息的参数。前者的实例包括挥杆类型或球员类型分类。后者的实例包括击球时间预测。

若使用压缩数据预测，输入表征整个挥杆或部分挥杆的方面。例如，输入可能包括来自测力板输出或挥杆参数时序预测的信息的时间分布。对所述信息的处理要求是找出某种可便于压缩数据的方式。公认的适当数据压缩形式是用如傅里叶级数系数等数学函数表示所述变量，视情况弃用高次频率项，以形成傅里叶变换。替代性类似技术是使用小波变换。小波变换是函数的小波表示法，所述函数是用于将给定函数或连续时间信号分为不同频率分量的数学函数。在表示带急剧峰值的不连续性函数方面，小波变换优于传统傅里叶变换。如傅里叶变换或小波变换等适合变换在本说明书和所附权利要求中简称为“变换”。

用训练变换作为训练输入和用训练变量作为训练输出训练网络。然后，训练网络用于预测相对于应用变换输入的应用输出。训练期间，训练输入可能包括如来自测力板的处理数据，而相应训练输出可能包括如由运动捕捉系统测得的动力学或动力训练数据。训练输入还可能包括如来自系统其他网络基于来自挥杆测力板的处理数据的时序预测数据。

由于输入的各输入变量变化必须牵涉在整个挥杆过程或有关部分中，变换方法需要比时间点预测或时序预测方法多得多的网络输入，这使得训练花去更多时间，但可用相同变换作为若干预测不同能力参数的不同网络的输入。一旦完成训练，所述网络就可在现代低成本处理器上简单迅速运行。

替代性优选实施例中，压缩数据预测用于预测挥杆的全部或大部分参数，包括可通过时序预测或时间预测来预测的参数。

时序预测网络用于直接确定挥杆所有点某些能量参数的标准化变化，包括以下：

-段和子段局部能量/力激活的大小。

-段线性动能或角动能水平。

-身体和球杆段的绝对速度，包括杆头绝对速度。

-因所述局部肌群位移，身体和球杆段在挥杆时的角位置和线性位置、速度和加速度。

-身体和球杆段在挥杆时的角位置和线性位置、速度和加速度。

-所述躯干段和臂段之间以及所述臂段和球杆段之间的角位置、速度和加速度。

-A、B、C型特征正面能量转移。

-挥杆中出现某些能量参数时，时间点预测网络用于直接确定时间实例，包括以下：

-段和子段局部能量/力增大和减少的起始时间和完成时间。

-连接段和子段之间的闭锁和解开间。

-身体和球杆段的后挥杆顶点事件。

-所述各连接段之间的肌肉最大限度伸缩。

-段、子段和杆头上局部能量产生峰值的时间。

-段、子段和杆头上角速度/线性速度和加速度峰值的时间。

-辅助正面能量转移压力中心速度和加速度峰值的时间。

-辅助正面特性开始和终止的时间。

训练网络时，训练输入通常包括测力板处理输出，而训练输出通常包括球员挥杆的相关测量或计算参数。大多数情况下，在严格控制条件下采用常规高精度运动捕捉方法获得所述训练输出。另外，还利用运动捕捉数据用计算机机器人模型确定段动能和段局部能量产生。一旦按适于数字处理的方式全面记录和检查球员挥杆，适当编程系统可自动完成包括大量训练重复在内训练各网络的工作。因此，可用很少的人类时间和成本附加费用训练大量不同网络。

上列某些网络输出包括理论上可相互计算的参数。例如，许多时间点预测可由时序预测上峰值的时间确定。然而，如前所述，通过时间点预测更精确地预测所述数据。类似情况适用于单独预测动能和段速度。由于速度和加速度可确定为位置的第一时间导数和第二时间导数，单独网络预测段的位置、速度和加速度过程中也出现重复。同样，可通过加速度相对于时间的一重积分或二重积分确定位置或速度。然而，试验指出通常用特殊训练网络更精确预测所述参数，而且单独预测通常为优选方法。

然而，试验表明可通过预测速度相对于时间的积分更精确预测某些位置参数，可通过预测加速度相对于时间的积分更精确预测某些速度参数。所述参数通常仅与图或时间顺序中的峰值或拐点区域有关。这似乎是因为积分过程可提供丢失信息比用于直接预测过程的算术平滑少的预测噪声平滑。可通过试验确定用于特殊应用的最佳方法。

表征事件的挥杆类型A、B、C易适于训练阶段与测力板COP运动直接有关的内含物，易于通过实际挥杆上的训练网络检测。然而，可通过直接使用来自测力板的处理输出使用大部分COP数据或由处理器根据所述输出计算得到，而无需网络预测。所述参数包括COP的时间位置、大小、速度、加速度和位移距离。

如前所述，压缩数据预测网络用于预测需要挥杆广泛信息的参数，或者如果是关于挥杆的具体时间，还需要来自挥杆其他时间的重要信息的参数。所述压缩数据预测网络用于直接确定以下参数：

-挥杆类别，A型、B型、C型及其他。

-球员的体重。

-球员的体型类别。

-所用球杆类别，从发球杆到楔形球杆。

-击球和上挥杆时间。

-有关时间事件不同部分之间的持续时间，包括TOB-1、TOB-2、TOB-3和TOB-4；段峰值动能之间的持续时间和局部能量激活之间的持续时间。

-在时序图时间顺序上具体事件时出现的峰值或拐点标准形状的类别。

-其他网络预测的标准值的缩放因子。所述缩放因子包括角位置和线性位置、速度和加速度。还包括力、动能和局部能量。进一步包括表征事件的标准化挥杆A型、B型、C型的缩放因子。

优选实施例中，如果测力板测量侧向力以及垂直力，则以下处理网络输入用作网络的一组基本输入，并且称为测力板输入“基本”组。单独使用所述处理网络输入，以获得之后用于预测“时间标记”输入的上挥杆和击球时间的初始压缩数据预测。时间标记输入为所有采样时间分配0-1的标准化数字，用于其他网络。例如，挥杆中途采样的参数分配0.5的时间标记输入。输入基本组包括以下：

-来自8个传感器位置的力X、Y和Z。

-左脚、右脚和双脚在X方向的COP位置。

-左脚、右脚和双脚在Y方向的COP位置。

-左脚、右脚和双脚在X方向的COP速度。

-左脚、右脚和双脚在Y方向的COP速度。

-左脚、右脚和双脚在X方向的COP加速度。

-左脚、右脚和双脚在Y方向的COP加速度。

测试各网络，以确定各输入对预测精度的相对重要性，人们发现大多数网络同样响应。使用时，发现时间标记输入是最有影响的输入。人们发现，右脚在X和Y方向上的COP速度对精度有第二重大影响。双脚在X和Y方向上的COP位置也很重要。发现所有在单独传感器位置上的直接力X、Y和Z很重要。双脚在所有方向的COP加速度是上述组中影响最小的参数，其忽略仅引起预测精度略微降低。

优选实施例中，若测力板不测量侧向力，则由于没有来自8个传感器位置的力输出X和Y，基本组中测力板网络输入的数量减少16个。

一些来自某些压缩数据预测的输出用作包括其他压缩数据预测网络在内的其他网络的输入。如果用包括时间标记、球杆类型、球员体型和挥杆类型A、B或C识别在内的输入训练，大多数网络预测更精确。

来自某些基本时序预测网络的结果的典型实例如附图6-图12所示。用包括侧向力X和Y的测力板输入基本组训练所述网络。所示实例均为显示用发球杆实际挥杆的网络预测结果并与训练过程完全分离的真实例子。垂直轴显示变量的标准值，其峰值用1表示，最小值用0表示。水平轴显示上挥杆事件后以秒计的时间。由运动捕捉系统测量的实际值用虚线A表示。由网络预测的处理预测值如实线B所示。

图6显示骨盆（S1）随时间的预测角位置。图7显示骨盆（S1）随时间的预测角速度。图8显示肩部（S2）随时间的预测角位置。图9显示肩部（S2）随时间的预测角速度。图10显示杆身（S4）随时间的预测角位置。图11显示杆身（S4）随时间的预测角速度。图12显示杆头随时间的预测绝对速度。

从所述图中立即清楚看到，系统能够以非常高的精度预测参数。大多数情况下，线A和B大体共线，表示大部分挥杆过程非常高的精度水平。当然，人们将注意到，通过完全独立的方法获得所述两幅图。另外，可从图看出“实际”测量结果有时也显示非实际挥杆真实反映的噪声。可从图7和图9线A显示明显不稳定性、出现在实际运动中的早期阶段可最明显看出。可见，从预测结果线B中消除了所述噪声。出现时，预测结果实际上局部比运动捕捉结果更精确。

还可从图中看到，线A和B在最大值和最小值出现之处表现出最大发散。所示实例中，图11和图12中所述发散最明显。在图中与一般格式的图相比特征不够典型的点出现发散，因此用训练网络不良处理，以构造整个图。如前所述，可应用相对于具体峰值和拐点经过特殊训练的时间点预测网络和数据压缩预测网络的结果将所述峰值或拐点调节到高精度水平。前者精确定位出现峰值或拐点的时间点。后者精确识别适于峰值或拐点的形状类别。还可用图中有关区域的较高采样率和特别适合的曲线拟合方法更精确地表示峰值和拐点。

图13、图14和图15显示不同类型输入对预测结果的影响，用杆身（S4）角位置的典型实例为例。所述3幅图显示相同发球挥杆的预测结果。图13中输入包括整个基本组的测力板输入，包括侧向力；图14中输入包括整个基本组的测力板输入，但无侧向力；图15中输入仅包括测力板上8个传感器位置的力输入X、Y和Z。

从图中可见，图13以最高精度预测，图14以稍低精度预测，图15以明显低很多的精度预测。由此可得出，处理测力板直接输出，以提供更完整的测力板网络输入组使精度明显升高，并且由于所述附加输入涉及的附加处理花费低或工作少，利于将所述附加输入包括在内。还可得出，虽然图14显示的精度比图13低，然而仍提供非常高的精度水平。因此，若测力板昂贵，可能提出优先选择，由于无侧向力测量的测力板的制造成本更低并且可能比还必须测量测向力的长而轻的测力板，体积或重量是首要考虑因素。

图16显示进行平滑化前后预测输出的典型实例。线C显示相对嘈杂的原始预测结果。线B显示平滑预测结果。实例显示发球挥杆的杆头绝对速度。

处理包括预测数据在内的各种能量参数数据为下一阶段使用做准备。缩放因子适用于标准数据，以将其转换为实际值。时间点预测和数据压缩预测用于调节时序预测，以提高其精度并限定具体事件周围的条件。

优选实施例中，自动分析能量参数，尽管能量参数也制定用于向人展示，例如供从事设计数据自动分析的专家使用或供教练直接用于立即分析球员挥杆。

分析

采用各种技术自动分析和评价能量参数，包括：

a) 根据优化规则分析或评价。

b) 通过与专业球员的挥杆比较进行分析或评价。

c) 利用相对噪度方法进行分析或评价。

d) 通过比较相同球员的其他挥杆进行分析或评价。

e) 在健康安全的基础上进行分析或评价。

所述类别均用于优选实施例中，以下段落单独讨论。

最重要类别的技术包括根据优化规则分析和评价。所述类型的分析检验各身体段和子段关联的能量产生及其经由身体的有效传输。对于远距景物，分析还检验击球时达到最高杆头速度的能力。本说明书早先总结了最佳能量产生和传输下的关键基本原则，可由现有知识或进一步研究确定更多详细信息。所述关键基本原则形成分析依据。

尽管本文无需重复所述原则，尤其重要的评价包括：

-所有段中后挥杆顶点的最佳设置。

-各段上局部能量产生的最佳大小和时间。

-段的最佳闭锁和激励。

-经由挥杆的最佳能量转移和至杆头的连枷转移。

-杆头峰值速度的最佳时间。

另外的重要类别的技术包括比较等效挥杆的相关能量参数或适合专家模型的挥杆范围。所述技术是对涉及优化规则的方法的补充。认识到，高尔夫球挥杆是极其复杂的动作，并且可通过比较经验上已知的能量参数获得深入了解，以进行最佳能量产生和转移。专家模型基于专业球员的挥杆合成，调节为适于分析中的挥杆和球员。遵循本说明书概述的原则，对如远射专业人员和零差点球员等专业球员的仔细深入分析显示出倾向逐渐退步的球员中越来越不常见的特点。某些所述“专家特点”有明显的科学依据，但其他的比较微妙，并且其潜在利益并不明显。所述专家特点包括局部能量产生的时间和不同大小、解开和激励段的方式以及较远侧挥杆和连枷机构的定时力学。即使有，也只有极少数专业球员表现所有专家特点；实际上，大多数专业球员在挥杆的详细分解中表现出一些明显错误。合成包括消除了误差且保持作为专家最常表现的专家特点的模型。调节合成，以适于球员体型和体重。可由存在各种体型和体重的专家自身的研究确定所述调节的依据。

另一类技术涉及由某些类型的神经网络的原始预测输出的性质产生的特征。来自时间点预测或时序预测网络的原始非平滑输出相对“嘈杂”，由一系列带变化值的连续预测组成。典型实例如图16的线C所示。已观察到，即使不必以任一高于较低熟练度球员的精度预测专业球员的最终平滑输出，更熟练的球员产生较低噪声输出。预测精度与打球精度十分不同。所观察到的关于技能相对噪度的现象似乎是因为神经网络运行的方式，根据训练期间从成绩意见获得的各种参数预测。因为基本上表示原始输出数据对平滑处理数据的拟合优度或拟合质量，易于通过各种公认的数据处理方法量化噪度级。在不同预测参数和挥杆不同部分发现不同噪度级，但易于确定熟练挥杆的平均噪度级，并用作挥杆所有部分各预测参数的基准值。可设定偏离基准噪度的允许偏差的适合阈值。如果挥杆与基准模型相比有噪度，分析可突出挥杆各测量方面不同阈级的相对缺点，而无需搜寻具体区域。尽管并未直接指出实际问题，但所述方法提供了一种非常有用的诊断工具。例如，可能立即注意若仅检验有效功率或峰值不易检测到的段运动或能量产生部分。

又一类技术涉及比较挥杆能量参数和相同球员其他挥杆的能量参数。可用先前挥杆的球员历史进行比较，例如训练过程进行一段时间时检查进展。还可用一系列即刻挥杆进行比较，检测挥杆能量产生和传输部分的一致性。另外，可用其他球杆进行的挥杆比较，例如检查球员如何将用于发球杆等长距离球杆的技能转到不要求最大距离但依然必需同样有效的平滑能量产生和传输的挥杆中。

另一类技术涉及在健康安全基础上的评价和分析。所述类型的分析集中于识别球员当前挥杆或可能由于试图提高能量产生和传输所引起变化的固有潜在受伤风险。

可制定分析能量参数的结果向人展示，例如供从事设计自动交互式训练程序的专家使用，或供教练直接用于允许进一步人为分析和解释。

还可结合包括附加传感装置在内提供挥杆额外信息的外部设备或系统分析所得到的能量参数。例如，本发明的设备可与测量球杆和球的运动特征的设备一起使用，从而可对挥杆进行更广泛的分析，包括测量和分析挥杆精度的其他方面。

交互式应用

优选实施例中，可操作系统提供无需进一步人为分析或解释的评价或分析。优选实施例中，所述系统与其中分析结果自动提示处理器软件内的训练基本原则的交互式训练过程一起使用。

自动交互式操作的优点在于可按适于不可能对挥杆中能量产生或转移机制操作感兴趣或正确理解的球员或教练的格式排列通信信息。由熟悉能量参数、优化规则和教练技巧以及如何改进和如何有效向球员传达改进的专家预先制定交互式训练基本原则。自动交互式操作的优点在于球员可以相对少的金钱和时间在便于球员的场所获得专家教学。

图5为显示经交互式训练挥杆的信息流的方框图。图中所用描述性缩写示于以下简要说明的括号中。用检测装置（DM）检测球员（PLR）挥杆活动产生的地面反作用力。早期处理装置（EPM）将来自检测装置的信息处理为更好表征挥杆的数据。处理或确定挥杆能量参数的人工智能装置（AIM）接收所述数据。利用包括应用优化规则在内的技术用处理装置（PM）处理和分析所述能量参数。由可操作以访问训练数据（TD）的交互式训练装置（ITM）接收分析数据。根据分析结果和访问的训练数据，交互式训练使交互式训练基本原则由通信装置（CM）传达给球员。球员可能通过经由通信装置与交互式训练装置通信而响应交互式训练基本原则，或者例如可能按交互式训练基本原则的说明进行另一次挥杆。若进行另一次挥杆，完成类似过程循环，交互式训练根据交互式训练系统的要求进行。

图18显示测力板和运动垫的平面简图。图中所用描述性缩写示于以下简要说明的括号中。测力板（1）包括左脚平台（3）和右脚平台（4）。各平台由传感器装置（5）支撑在4个角落位置。对平台施加负荷时，各传感器检测X、Y、Z方向的力。替代性实施例中，对平台施加负荷时，各传感器仅检测垂直方向和Z方向的力。尽管平面图上确实不可见，但图上指出所述支撑位置。现有技术中已知所述类型的测力板。图还显示球员双脚在典型位置（6、7）上的轮廓。另外，图显示球，球、运动垫（8）和站立面位于适于用发球杆射球的相对位置。

所述设备还包括处理装置、数据装置和通信装置。处理装置包括可称为“处理器”的编程电子处理器或计算机。编程处理器包括可称为“早期处理装置”并可操作处理来自测力板原始信号的数据以更好表征挥杆的装置。处理器还处理神经网络，分析结果和处理交互式训练程序。

训练数据装置包括可操作为处理器提供训练数据且包括各类数据存储器、检索装置和传输装置的装置，包括处理器内外的互联网连接、CD和DVD阅读器和电子存储器。通信装置包括允许设备与球员或教练通信的装置，包括可视显示屏和无线音频接收器。通信装置还包括允许球员或教练与设备通信的装置，包括可视触摸屏和键盘。

总之，本发明为一种测量或分析高尔夫球挥杆的设备和方法。测量或分析与经由球员身体和球杆的能量产生和能量转移有关。主要从球员的地面反作用力获得测量或分析数据。用人工智能系统分析处理信号。地面反作用力与站立面和球员双脚之间产生的反作用力有关。所述设备和方法以自动方式或自动交互方式测量或分析高尔夫球挥杆。

应理解的是，本发明并不限于本文描述的具体详情，不脱离如所附方法和装置权利要求书中详细说明的本发明范围的前提下可做各种修改和改变。

Claims (28)

1.一种分析高尔夫球挥杆的方法，包括以下步骤：

(A)通过用测量装置测量信息获取高尔夫球挥杆的信息，其中所述信息允许确定与进行高尔夫球挥杆时能量产生以及经由身体将能量传输至球杆远端有关的特定参数，所述参数称为能量参数；

其中采用测量装置测量的信息选自高尔夫球挥杆产生、利用测力装置测量的地面反作用力信息以及高尔夫球挥杆产生、利用运动捕捉装置测量的运动信息；所述测力装置包括测力板和压垫，所述运动捕捉装置包括电磁运动捕捉系统和光学运动捕捉系统；

(B)通过自动处理利用电子处理器测量的信息获取高尔夫球挥杆的能量参数，所述电子处理器可操作为确定高尔夫球挥杆的能量参数；以及

(C)通过用电子处理器根据所述处理器可访问或向其提供的预定准则自动评价所述能量参数来分析高尔夫球挥杆；规定所述能量参数如何影响挥杆的所述处理器可获得或提供所述预定准则，所述准则称为优化规则；

其中

(D)采用分析高尔夫球挥杆的电子处理器自动进行能量参数评价；球员和球杆在处理计算内模拟为通过关节连接的若干段和子段的动力学链；

其中，段和子段包括球员和球杆的理论刚性段，选自球杆段和球员下体、上体、上躯干、下躯干、骨盆、右臂、右上臂、右下臂、右手、右腿、左臂、左上臂、左下臂、左手、左腿、手臂、手和腿的各段；

而且其中，关节选自肩、肘、手腕、右肩、右肘、右手腕、左肩、左肘、左手腕、上体和下体之间的关节、上躯干和下躯干之间的关节、躯干和骨盆之间的关节、下躯干和骨盆之间的关节、骨盆和腿之间的关节以及手和球杆之间的关节；

(E)通过相对于能量选择分析高尔夫球挥杆的电子处理器自动评价能量参数；其中从当前段或子段与近侧段或子段间关节相连的肌肉产生的能量和从近侧段或子段转移至当前段或子段的能量进行选择，其中链的球杆头端为处理器中指定的远端，脚地连接为处理器中指定的近端；以及

(F)能量参数选自：

与选自以下关节相关的肌肉产生的能量相关的参数：肩、肘、手腕、右肩、右肘、右手腕、左肩、左肘、左手腕、上体和下体之间的关节、上躯干和下躯干之间的关节、躯干和骨盆之间的关节、下躯干和骨盆之间的关节、骨盆和腿之间的关节以及手和球杆之间的关节；

以及

能量转移相关参数，能量转移选择动能闭锁转移、动能激励转移、动能吊环转移、动能连枷转移和减半径动能转移的动能参数；其中，动能闭锁转移，定义为通过将当前段闭锁到加速近侧段上沿链从一段转移到另一段，以便通过近侧段上产生或存在的能量同时加速当前段和近侧段；动能激励转移，定义为从近侧段转移到当前段上，其中当前段的局部能量用于激励当前段远离近侧段时交换动量和转移动能；动能吊环转移，定义为通过平移或旋转目标侧肩关节并将远侧段吊起呈加速远侧部分的弧形的力而进行转移；动能连枷转移，定义为转移到朝相同方向旋转和平移的两相连段上现有动能的最远端上，其中通过作用在段上的离心力减速近侧段和远侧段的近端；减半径动能转移，定义为旋转球员通过减小有效旋转半径来减少身体的惯性角矩，引起较远侧部分加速。

2.根据权利要求1所述的方法，其中采用确定挥杆能量参数的处理器通过测量装置测量挥杆过程中的有用信息，从而自动确定能量参数组合；

所述处理器通过所述有用信息自动确定能量参数组合；以及

通过分析挥杆的处理器自动评价所述能量参数组合以根据优化规则分析挥杆。

3.根据权利要求1所述的方法，包括不依赖人体专家干预分析高尔夫球挥杆。

4.根据权利要求1所述的方法，其中分析高尔夫球挥杆涉及，通过提供从获取最高杆头速度、提高精度、改进控制、提高一致性和确定受伤风险中进行选择相关的信息来改进高尔夫球挥杆。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述能量参数包括以下全部参数或其组合：

段和子段局部能量/力增大的起始时间和完成时间；

段和子段局部能量/力减小的起始时间和完成时间；

段和子段局部能量/力激活的大小和持续时间，包括平均值和峰值；

连接段之间闭锁的时间和过渡特性；

连接段之间解开的时间和过渡特性；

段线性和角动能水平以及峰值时间；

因局部肌群位移，身体和球杆段在挥杆时的角位置、速度和加速度，包括峰值速度和加速度；

因局部肌群位移，身体和球杆段在挥杆时的线性位置、速度和加速度，包括峰值速度和加速度；

身体和球杆段在挥杆时的绝对角位置、速度和加速度，包括峰值速度和加速度；

身体和球杆段在挥杆时的绝对线性位置、速度和加速度，包括峰值速度和加速度；

身体和球杆段的绝对速度，包括杆头绝对速度；

躯干段和臂段之间以及所述臂段和球杆段之间的角位置、速度和加速度；

身体和球杆段后挥杆顶点事件的时间和过渡特性；

后挥杆顶点事件时所述各连接段之间的角度大小；

所述各连接段之间肌肉最大限度伸缩的时间；

所述段之间肌肉最大限度伸缩时所述各连接段之间的角度大小；

在后挥杆和早期下挥杆时重力势能的产生；

所述下挥杆时重力势能向动能的转换；

所述下挥杆时杆身应变势能的产生；

所述下挥杆时杆身应变势能向动能的转换；

辅助正面能量产生和转移的类别；

辅助正面能量产生和转移的特征；

关于正面能量参数的压力中心位置、速度、加速度和运动范围。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述能量参数的组合必须至少包括以下参数或可据其确定的参数：

身体和球杆段后挥杆顶点事件的时间；

段和子段局部能量/力激活的起始时间和完成时间，包括平均值和峰值；

连接段之间闭锁和解开的时间；

段动能水平和峰值时间；

挥杆过程中所述球杆段的角位置；

挥杆过程中所述杆头的绝对速度；

所述躯干段和臂段之间以及所述臂段和球杆段之间的角位置、速度和加速度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述优化规则包括以下所列全部规则或其组合，所述规则以存在或强调时趋于优化所述挥杆但不存在或减少时趋于去优化所述挥杆的准则格式呈现：

段和子段应在后挥杆时应达到足够的角速度和关联动能，以将所述段紧紧地卷绕在其后挥杆顶点位置，所述段按由近到远的时序卷绕；

所述段和子段的依次卷绕应平滑协调；

连接段和子段之间的卷绕程度应便于供所有局部肌群最佳伸缩和相关身体部位最佳弹性伸长；

当所述段达到后挥杆顶点位置时，各段和子段应迅速从后挥杆旋转变为下挥杆旋转；

下挥杆应从由其局部肌群供能的最近侧段开始；

所述最近侧段局部肌群应尽快升高到较高激活水平；

所有其他段和子段应从其后挥杆顶点位置开始闭锁在由近到远的链形成中的下挥杆运动到所述最近侧段，所有其他段和子段均由所述最近侧段局部肌群供能；

所有段和子段应开始闭锁在链形成中的下挥杆运动到所述最近侧段，最好进一步伸缩和弹性伸展远离所述最近侧段的所述段和子段的局部肌群，各段或子段达到与链中近侧相邻段相同的速度时，完成所述进一步最佳伸缩和弹性伸展；

除段或子段的所述局部肌群明显比其远侧相邻肌群更有力外，从段或子段激励所述远侧段前，所述段或子段应结束其主要局部能量产生，所述远侧段或子段仅在其近侧相邻段达到最高速度后激励；

从其激励前，所述段或子段应从其近侧相邻段解开；

各段和子段的所述局部肌群应保持在低激活水平，直到所述当前段从所述近侧段解开并激励开，因此所述局部肌群升高并保持在较高激活水平；所述最近侧段的肌群，从下挥杆开始时开始，所述远侧段从所述当前段解开并激励时，所述较高激活水平终止，且所述局部肌群降回到低激活水平，规则例外的是由于所述臂段肌群明显比所述球杆段肌群更有力，所述球杆段解开后所述臂段肌群持续激活；

所述段和子段的局部肌群应尽快在较高激活水平和较低激活水平之间升降；

当其升高到较高激活水平时，各段和子段的所述肌群应保持较高最佳激活水平，以尽快将所述段加速到所需最高速度，所述段达到所需最高速度后，所述肌群应尽快下降到所述较低水平；

所述能量激活水平和所需段速应随所述挥杆要求变化，最好应升高到最高水平以便进行需要最高杆头速度的挥杆，而最好在需要较低杆头速度时降低；

段和子段运动应以最佳机械效率平稳进行，线性运动应朝最佳机械效率方向，而角运动应围绕最佳机械效率轴进行；

开始下挥动所述段时，应在所述臂段和球杆段之间设置最佳闭锁角，从而当所述段随后在下挥杆期间解开时，促进所述段之间最佳连枷能量转移，所述角为60°-70°；

所述臂段和所述球杆段之间的最佳闭锁角度应保持在下挥杆时解开引起所述杆头速度随后最大化其速度并在击球时达到所述最高速度的点；

对于需要高杆头速度的挥杆，所述臂段和杆段之间的最佳闭锁角度应保持在下挥杆时解开引起所述球杆段在击球前很快达到最高角速度的点，从而使从偏离杆身释放的应变能加速所述杆头，随后其速度最大化并在击球时达到所述最高速度；

辅助正面能量产生和转移应归类为若干不会混杂的类型的一种，包括最常见类型、中等常见类型和至少一种其他罕见类型，中等罕见类型显示最初朝目标方向运动后压力中心远离所述目标方向的线性运动的转向，这对所述常见类型而言不存在；

所述常见类型的辅助正面能量产生和转移中，如果首次朝所述目标运动后所述压力中心并不转向，如果挥杆需要最高杆头速度，则球员应移动以便最大化他或她的压力中心在目标方向上的线性运动距离和线性速度；

所述常见类型的辅助正面能量产生和转移中，如果首次朝所述目标运动后所述压力中心转向，如果挥杆需要最高杆头速度，球员应移动以便最大化他或她的压力中心轨迹在目标方向上的线性速度，然后最大化远离所述目标方向的线性速度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述优化规则的组合必须至少包括以下规则或其同等规则：

所述最近侧段局部肌群应尽快升高到较高激活水平；

所有其他段和子段应从后挥杆顶点位置开始闭锁在由近到远的链形成中的下挥杆运动到所述最近侧段，所有其他段和子段均由所述最近侧段局部肌群供能；

除段或子段的所述局部肌群明显比其远侧相邻肌群更有力外，从所述段或子段激励所述远侧段前，所述段或子段应结束其主要局部能量产生，所述远侧段或子段仅在其近侧相邻段达到最高速度后激励；

从其激励前，所述段或子段应从其近侧相邻段解开；

各段和子段的所述局部肌群应保持在低激活水平，直到所述当前段从所述近侧段解开并激励开，因此所述局部肌群升高并保持在较高激活水平；所述最近侧段的肌群，从下挥杆开始时开始，所述远侧段从所述当前段解开并激励时，所述较高激活水平终止，且所述局部肌群降回到低激活水平，规则例外的是由于所述臂段肌群明显比所述球杆段肌群更有力，所述球杆段解开后所述臂段肌群持续激活；

所述段和子段的局部肌群应尽快在较高激活水平和较低激活水平之间升降；

当升高到较高激活水平时，各段和子段的所述肌群应保持较高最佳激活水平，以尽快将所述段加速到所需最高速度，所述段达到所需最高速度后，所述肌群应尽快下降到所述较低水平；

所述能量激活水平和所需段速应随所述挥杆要求变化，最好应升高到最高水平以便进行需要最高杆头速度的挥杆，而最好在需要较低杆头速度时降低。

9.根据权利要求5所述的方法，其中所述段或子段包括球员身体通过连接形成动力学链相连的刚性或理论刚性段。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述段和子段与包括骨盆段、躯干段、臂段和球杆段的四段动力学链有关；所述段与所述骨盆上方的中央脊髓位置、所述目标侧肩部和所述目标侧腕部的连接成动力学链。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述躯干段包括上躯干子段和下躯干子段；所述臂段包括左臂和右臂；所述左臂包括在左肘处相连的上臂子段和下臂子段；所述右臂包括在右肘处相连的上臂子段和下臂子段。

12.一种分析高尔夫球挥杆的装置，包括：

(A)测量装置，可操作为测量和获取高尔夫球挥杆的信息，其中所述信息允许确定与进行高尔夫球挥杆时能量产生并经由身体传输至球杆远端有关的特定重要参数，所述参数称为能量参数；

其中，所述测量装置选自可操作为测量高尔夫球挥杆时地面反作用力信息的测力装置以及可操作为测量高尔夫球挥杆时运动信息的运动捕捉测量装置；所述测力装置包括测力板和压垫，所述运动捕捉测量装置包括电磁运动捕捉系统和光学运动捕捉系统；

(B)电子处理器，可操作为通过自动处理所测量信息来确定高尔夫球挥杆的能量参数；以及

(C)电子处理器，可操作为根据预定准则自动评价所述能量参数来分析高尔夫球挥杆；规定所述能量参数如何影响挥杆的所述处理器可访问或获得所述预定准则，所述准则称为优化规则；

其中

(D)采用分析高尔夫球挥杆的所述电子处理器自动进行能量参数评价；球员和球杆在处理计算内模拟为通过关节连接的若干段和子段的动力学链；

其中，段和子段包括球员和球杆的理论刚性段，选自球杆段和球员下体、上体、上躯干、下躯干、骨盆、右臂、右上臂、右下臂、右手、右腿、左臂、左上臂、左下臂、左手、左腿、手臂、手和腿的各段；

其中，关节选自肩、肘、手腕、右肩、右肘、右手腕、左肩、左肘、左手腕、上体和下体之间的关节、上躯干和下躯干之间的关节、躯干和骨盆之间的关节、下躯干和骨盆之间的关节、骨盆和腿之间的关节以及手和球杆之间的关节；

(E)可操作分析高尔夫球挥杆的所述电子处理器以相对于能量选择自动评价能量参数；其中从当前段或子段与近侧段或子段间关节相连的肌肉产生的能量和从近侧段或子段转移至当前段或子段的能量进行选择，其中所述链的球杆头端为处理器中指定的远端且脚地连接为处理器中指定的近端；以及

(F)分析挥杆的所述电子处理器可操作为通过自动评价与下列选择相关的能量参数来分析挥杆，从以下进行选择：

与以下关节所选相关肌肉产生的能量相关的参数：肩、肘、手腕、右肩、右肘、右手腕、左肩、左肘、左手腕、上体和下体之间的关节、上躯干和下躯干之间的关节、躯干和骨盆之间的关节、下躯干和骨盆之间的关节、骨盆和腿之间的关节以及手和球杆之间的关节；

以及

能量转移，包括动能闭锁转移、动能激励转移、动能吊环转移、动能连枷转移和减半径动能转移；其中，动能闭锁转移，定义为通过将所述当前段闭锁到加速近侧段上沿所述链从一段转移到另一段，以便通过所述近侧段上产生或存在的能量同时加速所述当前段和所述近侧段；动能激励转移，定义为从近侧段转移到当前段上，其中所述当前段的局部能量用于激励所述当前段远离所述近侧段时交换动量和转移动能；动能吊环转移，定义为通过平移或旋转目标侧肩关节并将远侧段吊起呈加速所述远侧部分的弧形的力而进行转移；动能连枷转移，定义为转移到朝相同方向旋转和平移的两相连段上现有动能的最远端上，其中通过作用在所述段上的离心力减速所述近侧段和所述远侧段的近端；减半径动能转移，定义为旋转球员通过减小有效旋转半径来减少身体的惯性角矩，引起较远侧部分加速。

13.根据权利要求12所述的装置，其中采用确定挥杆能量参数的所述处理器，可操作所述测量装置以测量所述挥杆过程中的有用信息，从而自动确定能量参数组合；

可操作确定能量参数的所述处理器以自动确定所述有用信息的所述能量参数组合；以及

可操作分析挥杆的所述处理器，从而自动评价所述能量参数组合并根据优化规则分析挥杆。

14.根据权利要求12所述的装置，其中可操作所述装置从而不依赖人体专家干预进行分析。

15.根据权利要求12所述的装置，其中分析高尔夫球挥杆涉及，通过提供从获取最高杆头速度、提高精度、改进控制、提高一致性和确定受伤风险中进行选择相关的信息来改进所述高尔夫球挥杆。

16.根据权利要求12所述的装置，其中所述能量参数包括以下全部参数或其组合：

段和子段局部能量/力增大的起始时间和完成时间；

段和子段局部能量/力减小的起始时间和完成时间；

段和子段局部能量/力激活的大小和持续时间，包括平均值和峰值；

连接段之间闭锁的时间和过渡特性；

连接段之间解开的时间和过渡特性；

段线性和角动能水平以及峰值时间；

因局部肌群位移，身体和球杆段在挥杆时的角位置、速度和加速度，包括峰值速度和加速度；

因局部肌群位移，身体和球杆段在挥杆时的线性位置、速度和加速度，包括峰值速度和加速度；

身体和球杆段在挥杆时的绝对角位置、速度和加速度，包括峰值速度和加速度；

身体和球杆段在挥杆时的绝对线性位置、速度和加速度，包括峰值速度和加速度；

身体和球杆段的绝对速度，包括杆头绝对速度；

所述躯干段和臂段之间以及所述臂段和球杆段之间的角位置、速度和加速度；

身体和球杆段后挥杆顶点事件的时间和过渡特性；

后挥杆顶点事件时所述各连接段之间的角度大小；

所述各连接段之间肌肉最大限度伸缩的时间；

所述段之间肌肉最大限度伸缩时所述各连接段之间的角度大小；

在所述后挥杆和早期下挥杆时重力势能的产生；

所述下挥杆时重力势能向动能的转换；

所述下挥杆时杆身应变势能的产生；

所述下挥杆时杆身应变势能向动能的转换；

辅助正面能量产生和转移的类别；

辅助正面能量产生和转移的特性；

关于正面能量参数的压力中心位置、速度、加速度和运动范围。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述能量参数的组合必须至少包括以下参数或可据其确定的参数：

身体和球杆段后挥杆顶点事件的时间；

段和子段局部能量/力激活的起始时间和完成时间，包括平均值和峰值；

连接段之间闭锁和解开的时间；

段动能水平和峰值时间；

所述挥杆过程中球杆段的角位置；

所述挥杆过程中所述杆头的绝对速度；

所述躯干段和臂段之间以及所述臂段和球杆段之间的角位置、速度和加速度。

18.根据权利要求12所述的装置，其中所述优化规则包括以下所列全部规则或其组合，所述规则以存在或强调时趋于优化所述挥杆但不存在或减少时趋于去优化所述挥杆的准则格式呈现：

段和子段应在后挥杆时达到足够的角速度和关联动能，以将所述段紧紧地卷绕在其后挥杆顶点位置，所述段按由近到远的时序卷绕；

所述段和子段的依次卷绕应平滑协调；

连接段和子段之间的卷绕程度应便于供所有局部肌群最佳伸缩和相关身体部位最佳弹性伸长；

当所述段达到所述后挥杆顶点位置时，各段和子段应迅速从后挥杆旋转变为下挥杆旋转；

所述下挥杆应从由其局部肌群供能的最近侧段开始；

所述最近侧段局部肌群应尽快升高到较高激活水平；

所有其他段和子段应从其后挥杆顶点位置开始闭锁在由近到远的链形成中的下挥杆运动到所述最近侧段，所有其他段和子段均由所述最近侧段局部肌群供能；

所有段和子段应开始闭锁在链形成中的下挥杆运动到所述最近侧段，最好进一步伸缩和弹性伸展远离所述最近侧段的所述段和子段的局部肌群，各段或子段达到与所述链中其近侧相邻段相同的速度时，完成所述进一步最佳伸缩和弹性伸展；

除段或子段的所述局部肌群明显比其远侧相邻肌群更有力外，从所述段或子段激励所述远侧段前，所述段或子段应结束其主要局部能量产生，所述远侧段或子段仅在其近侧相邻段达到最高速度后激励；

从其激励前，所述段或子段应从其近侧相邻段解开；

各段和子段的所述局部肌群应保持在低激活水平，直到所述当前段从所述近侧段解开并激励开，因此所述局部肌群升高并保持在较高激活水平；所述最近侧段肌群，从下挥杆开始时开始，所述远侧段从所述当前段解开并激励时，所述较高激活水平终止，且所述局部肌群降回到低激活水平，规则例外的是由于所述臂段肌群明显比所述球杆段肌群更有力，所述球杆段解开后所述臂段肌群持续激活；

所述段和子段的局部肌群应尽快在较高激活水平和较低激活水平之间升降；

当升高到较高激活水平时，各段和子段的所述肌群应保持较高最佳激活水平，以尽快将所述段加速到所需最高速度，所述段达到所需最高速度后，所述肌群应尽快下降到所述较低水平；

所述能量激活水平和所需段速应随所述挥杆要求变化，最好应升高到最高水平以便进行需要最高杆头速度的挥杆，而最好在需要较低杆头速度时降低；

所述段和子段运动应以最佳机械效率平稳进行，线性运动应朝最佳机械效率方向，而角运动应围绕最佳机械效率轴进行；

开始下挥动所述段时，应在所述臂段和球杆段之间设置最佳闭锁角，从而当所述段随后在下挥杆期间解开时，促进所述段之间最佳连枷能量转移，所述角为60°-70°；

所述臂段和所述球杆段之间的最佳闭锁角度应保持在下挥杆时解开引起所述杆头速度随后最大化并在击球时达到所述最高速度的点；

对于需要高杆头速度的挥杆，所述臂段和杆段之间的最佳闭锁角度应保持在下挥杆时解开引起所述球杆段在击球前很快达到最高角速度的点，从而使从偏离杆身释放的应变能加速所述杆头，随后其速度最大化并在击球时达到所述最高速度；

辅助正面能量产生和转移应归类为若干不会混杂的类型的一种，包括最常见类型、中等常见类型和至少一种其他罕见类型，中等罕见类型显示最初朝目标方向运动后远离所述目标方向的压力中心线性运动的转向，这对所述常见类型而言不存在；

所述常见类型的辅助正面能量产生和转移中，如果首次朝所述目标运动后所述压力中心并不转向，如果挥杆需要最高杆头速度，球员应移动以便最大化他或她的压力中心在目标方向上的线性运动距离和线性速度；

所述常见类型的辅助正面能量产生和转移中，如果首次朝所述目标运动后所述压力中心转向，如果挥杆需要最高杆头速度，球员应移动以便最大化他或她的压力中心轨迹在目标方向上的线性速度，然后最大化远离所述目标方向的线性速度。

19.根据权利要求18所述的装置，其中所述优化规则的组合必须至少包括以下规则或其同等规则：

所述最近侧段局部肌群应尽快升高到较高激活水平；

所有其他段和子段应从其后挥杆顶点位置开始闭锁在由近到远的链形成中的下挥杆运动到所述最近侧段，所有其他段和子段均由所述最近侧段局部肌群供能；

除段或子段的所述局部肌群明显比其远侧相邻肌群更有力外，从所述段或子段激励所述远侧段前，所述段或子段应结束其主要局部能量产生，所述远侧段或子段仅在其近侧相邻段达到最高速度后激励；

从其激励前，所述段或子段应从其近侧相邻段解开；

各段和子段的所述局部肌群应保持在低激活水平，直到所述当前段从所述近侧段解开并激励开，因此所述局部肌群升高并保持在较高激活水平；（所述最近侧段肌群，从下挥杆开始时开始，所述远侧段从所述当前段解开并激励时，所述较高激活水平终止，且所述局部肌群降回到低激活水平，规则例外的是由于所述臂段肌群明显比所述球杆段肌群更有力，所述球杆段解开后所述臂段肌群继续激活；

所述段和子段的局部肌群应尽快在较高激活水平和较低激活水平之间升降；

当升高到较高激活水平时，各段和子段的所述肌群应保持较高最佳激活水平，以尽快将所述段加速到所需最高速度，所述段达到所需最高速度后，所述肌群应尽快下降到所述较低水平；

所述能量激活水平和所需段速应随所述挥杆要求变化，最好应升高到最高水平以便进行需要最高杆头速度的挥杆，而最好在需要较低杆头速度时降低。

20.根据权利要求16所述的装置，其中所述段或子段包括球员身体通过连接形成动力学链相连的刚性或理论刚性段。

21.根据权利要求20所述的装置，其中所述段和子段与包括骨盆段、躯干段、臂段和球杆段的四段动力学链有关；所述段与所述骨盆上方的中央脊髓位置、所述目标侧肩部和所述目标侧腕部的连接成动力学链。

22.根据权利要求20所述的装置，其中所述躯干段包括上躯干子段和下躯干子段；所述臂段包括左臂和右臂；所述左臂包括在左肘处相连的上臂子段和下臂子段；所述右臂包括在右肘处相连的上臂子段和下臂子段。

23.根据权利要求1所述的方法，包括以下优先步骤：

确定/识别包括与挥杆时经由身体的能量传输有关的参数在内，对于分析高尔夫球挥杆而言重要的参数。

24.根据权利要求23所述的方法，包括以下优先步骤：

确定/识别所述能量参数。

25.根据权利要求1所述的方法，包括以下优先步骤：

确定/识别所述优化规则。

26.根据权利要求12所述的装置，包括用于确定/识别分析高尔夫球挥杆参数的装置，包括确定/识别包括与挥杆时经由身体的能量传输有关的参数在内，对于分析高尔夫球挥杆而言重要的参数。

27.根据权利要求26所述的装置，包括

可操作以确定/识别参数的装置，包括确定/识别能量参数的优先步骤（所述装置称为能量参数装置），还可操作所述能量参数装置以确定/识别可据其确定或计算所述能量参数的可测参数。

28.根据权利要求12、26或27所述的装置，包括

分析装置，可操作以分析高尔夫球挥杆，包括确定/识别所述优化规则的优先步骤。

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