CN106127774A - 一种高尔夫全挥杆动作人体躯干皮肤形变的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高尔夫全挥杆动作人体躯干皮肤形变的测试方法，包括以下步骤：以解剖学和服装人体工程学为依据，选取人体测量计测点；根据所述人体测量计测点进行人体画线；进行静止站立和关键挥杆动作下人体形态数据的采集；分析挥杆动作下人体上半身皮肤相对于静止站立时的拉伸变化情况。本发明从人体皮肤的变化量进行研究，能够精确地反应高尔夫的运动特性，对高尔夫服饰的制作进行指导，进而解决高尔夫服饰的运动功能和穿着舒适问题。

Description

一种高尔夫全挥杆动作人体躯干皮肤形变的测试方法

技术领域

本发明涉及高尔夫功能性服饰技术领域，尤其涉及一种高尔夫全挥杆动作人体躯干皮肤形变的测试方法。

背景技术

高尔夫运动起源于14世纪的苏格兰，16世纪传入英国皇室风靡于英格兰的皇室成员与贵族之中。17世纪，随着海上贸易和殖民运动的发展，高尔夫运动被英国人带到了世界各地。20世纪，高尔夫运动传入我国。在80年代，高尔夫运动在我国得到迅速发展。随着人们生活的多样化，健康、时尚、自然的生活方式深入人心，越来越多的人选择在绿茵场上度过自己的休闲时间。近年来高尔夫运动作为一种集享受自然、体育锻炼及游戏于一身的运动越来越受到人们的关注。随着参与高尔夫运动的人数增多，高尔夫运动服饰的需求也日益增大。

我国现在的高尔夫服饰市场虽然有一定的发展，但是仍然具有明显的时装化倾向，我国高尔夫市场尚缺乏对专业高尔夫服饰的研究与开发。随着人们对运动服饰安全性和舒适性的重视度的提升，需要进行功能性高尔夫服饰研究增加高尔夫球穿着者的运动功能和穿着舒适问题。

现有技术中已经有一些关于功能性高尔夫运动服饰的研究。但是，现有技术中主要从肌肉损伤和运动疲劳等方面进行研究。这些研究并不能够精确的结合高尔夫运动本身的运动特性，解决高尔夫服饰的舒适性问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高尔夫全挥杆动作人体躯干皮肤形变的测试方法。与现有技术相比，本发明提供的研究方法能够精确的反应高尔夫运动本身的运动特性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高尔夫全挥杆动作人体躯干皮肤形变的测试方法，包括以下步骤：

以解剖学和服装人体工程学为依据，选取人体测量计测点；

根据所述人体测量计测点进行人体画线；

进行静止站立和关键挥杆动作下人体形态数据的采集；

分析挥杆动作下人体上半身皮肤相对于静止站立时的拉伸变化情况。

优选的，所述人体测量计测点分布于颈部、肩部、肩部至腰部位置、腰围至臀围位置和手臂。

优选的，所述颈部为前颈窝点、后颈椎点和颈侧点；

所述肩部为sp1点即肩棱点和sp2点即肩峰点；

所述肩部至腰部位置为前腋点、后腋点、BP乳凸点、肩胛骨凸点和腰侧凹点；

所述腰围至臀围位置为腹凸点和臀凸点；

所述手臂为尺骨下突点、桡骨下突点、肘头点和桡骨点。

优选的，所述画线为等分画线。

优选的，所述关键挥杆动作为瞄球、挥杆至顶点和随挥结束。

优选的，所述采集采用三维扫描与手工测量相结合的方式。

优选的，所述分析为上半身全挥杆动作线段变化分析和面积变化分析。

优选的，所述上半身全挥杆动作线段变化分析为上半身主要围度和纵度线段变化分析和上半身各区域线段变化分析。

优选的，所述面积变化分析为瞄球姿态下体表面积分析、挥杆至顶点姿态下体表面积分析和随挥结束姿态下体表面积分析。

本发明提供了一种高尔夫全挥杆动作人体躯干皮肤形变的测试方法，包括以下步骤：以解剖学和服装人体工程学为依据，选取人体测量计测点；根据所述人体测量计测点进行人体画线；进行静止站立和关键挥杆动作下人体形态数据的采集；分析挥杆动作下人体上半身皮肤相对于静止站立时的拉伸变化情况。本发明从人体皮肤的变化量进行研究，能够精确地反应高尔夫的运动特性，对高尔夫服饰的制作进行指导，进而解决高尔夫服饰的运动功能和穿着舒适问题。

附图说明

图1为本发明实施例1号受试者的身体三维扫描图；

图2为本发明实施例上半身人体正面画线方案图；

图3为本发明实施例上半身人体背面画线方案图；

图4为本发明实施例上半身人体正面画线分割面积示意图；

图5为本发明实施例上半身人体背面画线分割面积示意图；

图6为本发明实施例实验动作下人体形态图；

图7为本发明实施例三维数据拟合成型图；

图8本发明实施例Rapidform三维数据处理图；

图9为本发明实施例人体上半身主要围度线段变化图；

图10为本发明实施例人体上半身主要纵向线段变化图；

图11为本发明实施例人体区域划分示意图；

图12为本发明实施例不同姿态下区域1各线段的变化分析图；

图13为本发明实施例不同姿态下区域2各线段的变化分析图；

图14为本发明实施例不同姿态下区域3和4各线段的变化分析图；

图15为本发明实施例不同姿态下区域5各线段的变化分析图；

图16为本发明实施例上半身横向线段尺寸变化率；

图17为本发明实施例上半身纵向线段尺寸变化率；

图18为本发明实施例瞄球-静止姿态下正身面积变化百分率示意图；

图19为本发明实施例瞄球-静止姿态下背身面积变化百分率示意图；

图20为本发明实施例挥顶-静止姿态下正身面积变化百分率示意图；

图21为本发明实施例挥顶-静止姿态下背身面积变化百分率示意图；

图22为本发明实施例随挥-静止姿态下正身面积变化百分率示意图；

图23为本发明实施例随挥-静止姿态下背身面积变化百分率示意图；

图24为本发明实施例高尔夫各挥杆下正身皮肤拉伸分布图；

图25为本发明实施例高尔夫各挥杆下背身皮肤拉伸分布图；

图26为本发明实施例高尔夫各挥杆下正身皮肤收缩分布图；

图27为本发明实施例高尔夫各挥杆下背身皮肤收缩分布图。

具体实施方式

本发明提供了一种高尔夫全挥杆动作人体躯干皮肤形变的测试方法，包括以下步骤：

以解剖学和服装人体工程学为依据，选取人体测量计测点；

根据所述人体测量计测点进行人体画线；

进行静止站立和关键挥杆动作下人体形态数据的采集；

分析挥杆动作下人体上半身皮肤相对于静止站立时的拉伸变化情况。

需要特殊说明的是，本发明的具体实施例在北京服装学院人体工学研究所进行，实验室温度为26℃±2.5℃，相对湿度为50％±2.5％。根据实验需求，受试者要求必须满足高尔夫运动员或受过专业训练的高尔夫球运动爱好者其中一个条件。最终选定16位体育专业且有过高尔夫球运动经验的男性青年做为本发明高尔夫全挥杆动作人体躯干皮肤形变的测试方法的实验对象。16名受试者的平均年龄为21.75岁，平均身高为176.39cm，平均体重为67.98kg，平均BMI为21.81。

在本发明中，每位受试者优选的提前半小时进入实验室换上计测裤，适应实验室环境，以稳定生理和心理状况。16名受试者基本信息情况如表1所示，1号受试者身体的三维扫描结果如图1所示。

表1受试者基本信息统计表

本发明首先以解剖学和服装人体工程学为依据，选取人体测量计测点。人体测量计测点的选取目的是为了方便后期手工测量人体主要部位尺寸、画计测线及为处理数据做好参照点。在本发明中，所述人体测量计测点优选分布于颈部、肩部、肩部至腰部位置、腰围至臀围位置和手臂，更优选的所述所述颈部为前颈窝点、后颈椎点和颈侧点；所述肩部为sp1点即肩棱点和sp2点即肩峰点；所述肩部至腰部位置为前腋点、后腋点、BP乳凸点、肩胛骨凸点和腰侧凹点；所述腰围至臀围位置为腹凸点和臀凸点；所述手臂为尺骨下突点、桡骨下突点、肘头点和桡骨点。

本发明在选取所述人体测量计测点之后，根据所述人体测量计测点进行人体画线。在本发明中，所述画线优选为等分画线，具体的各部位线段经过人体测量计测点，根据人体解剖学及服装学中的常规技术内容确定主要部位的基础线位置，使用激光水平仪在人体进行画线，并在基础线上进行等分确定其它部位的线段。本发明上半身水平基础线位置及垂直线位置说明见表2和表3，人体正面和背面的画线方案图详见图2和图3。

表2上半身水平基础线位置说明

表3上半身垂直基础线位置说明

在本发明中，画线命名按照体侧线将人体分为两个区域，即正面(Front)和背面(Back)，分别简称为F和B。上半身正面围度线(Front Horizontal Line)，简称用FHL表示：从上到下依次为1、左右两侧肩线，身体正面前颈围线，命名为FHL01；2、Sp1点(肩棱点)连线，命名为FHL02。按此顺序依次向下命名为FHL03，FHL04，FHL05，FHL06，FHL07，FHL08，FHL09，FHL10，FHL11，FHL12，FHL13直到臀围线为FHL14，每条线段位置说明及命名见表4。

表4上半身正面围度线段表

上半身背面围度线(Back Horizontal Line)，用BHL表示：从上到下依次为1、左右两侧肩线，身体背面颈围线，命名为BHL01；2、Sp1点(肩棱点)连线，命名为BHL02。按此顺序依次向下命名为BHL03，BHL04，BHL05，BHL06，BHL07，BHL08，BHL09，BHL10，BHL11，BHL12，BHL13直到臀围线为BHL14，每条线段位置说明及命名见表5。

表5上半身背面围度线段表

上半身正面纵向线(Front Vertical Line)，用FVL表示：从人体左侧开始，向右数，从左侧体侧线开始标记为FVL01，再是前肩点长即——从左侧SP1点(肩棱点)到左侧前腋点的正面袖笼弧线部分垂直向下至腰围线的线段，标记为FVL02之后向身体右侧依次为FVL03，FVL04，FVL05，前中心线为FVL06，之后向身体右侧依次标记，FVL10的标记原理与FVL02相同，每条线段位置说明及命名见表6。

表6上半身正面纵向线段表

上半身背面纵向线(Back Vertical Line)，用BVL表示：从人体背面右侧开始，向左数，从右侧体侧线开始标记为BVL11，再是后肩点长即——从右侧SP点到右侧后腋点的袖笼弧线部分垂直向下至WL的线段，标记为BVL12。之后向身体右侧依次为BVL13，BVL14，BVL15，后中心线为BVL16，之后向身体左侧依次标记，BVL20的标记原理与BVL12相同。其中BVL11与FVL11为相同线段，BVL01与FVL01为相同线段。每条线段位置说明及命名见表7。

表7上半身背面纵向线段表

本发明以围度线和纵向线为基础将人体上半身皮肤表面切割成N个面积块，为方便后期数据统计分析，将每个面积进行命名。

上半身正面面积分割，以F做首写字母表示：从左向右第一行为F0101、F0102、F0103……F0106；第二行为F0201、F0202、F0203……F0208；第三行为F0301、F0302、F0303……F0308；依次向下一直到13行，臀围线的位置，避开男性部位，第十三行为F1301、F1302、F1303……F1306。每个面积具体位置详见图4。

上半身背面面积分割，以B做首写字母表示：从右向左第一行为B0101、B0102、B0103……B0108；第二行为B0201、B0202、B0203……B0208；第三行为B0301、B0302、F0303……F0308；依次向下一直至13行。每个面积具体位置详见图5。

本发明在根据人体测量计测点进行人体画线之后进行静止站立和关键挥杆动作下人体形态数据的采集。在本发明中，所述关键挥杆动作优选为瞄球、挥杆至顶点和随挥结束。

一套标准高尔夫球杆有14支，分别按照顺序号命名为1～14号球杆，为保持实验的准确度，选择使用次数较多，且最基本的7号铁杆，具体动作特征为：姿势一(静止站立)，足跟分开10厘米，脚尖垂直向前，自然状态下站立，肩部放松，目视前方；姿势二(瞄球)：高尔夫球的开始动作，是挥杆过程的起点，姿态特征为双手握杆，自然站立放松，握杆的手离身体一拳左右，躯干前倾角大约在23°，髋和膝微前屈，眼睛瞄准将要击打的球的位置，手臂和肩自然下垂，双肩之间倾斜大致50°，左肩略高于右肩，同时高尔夫球的位置靠近左脚；姿势三(挥杆至顶点)：上杆至顶点动作是一个承前启后的过程，这个动作下身体基本保持不动，主要是重心及手臂力量的转换，当后起杆动作使杆挥至最高点，上身及球杆向右扭转，左肩在下巴下方，头部重心后移并位于右膝的正上方，下腰部旋转，同时续力做后一个动作，此时重心落在右脚；姿势四(随挥结束)：最后是减速的收杆动作，在下挥杆动作结束后，髋关节以上向左旋转，头部自动被拉起，眼睛观察球的飞出路径，左脚尖保持瞄球状态下垂直向前，右脚尖点地随身体向左旋转。所述姿势一、姿势二、姿势三和姿势四详见图6，图6为本发明实施例静止站立和关键挥杆动作下人体形态图，从左至右依次为静止站立、瞄球、挥杆至顶点和随挥结束。

本发明优选通过接触式测量与非接触式三维扫描相结合的方式获取人体数据。在本发明中，所述采集优选采用三维扫描与手工测量相结合的方式，所述手工测量优选测量静止站立时的人体形态数据，所述三维扫描优选测量关键挥杆动作下的人体形态数据。本发明所述接触式测量所用仪器为马丁测量仪和皮尺，所述接触式测量主要包括人体围度、长度、高度、宽度和厚度。

本发明所述非接触式测量为通过Artec Eva三维手持扫描仪获得受试者在不同姿态下人体表面的三维数据，将三维数据模型导入Artec Studio 10软件中进行数据拟合，将扫描的多片文件处理成一个完整的人体；其次，建立三维人体坐标；最后，在合成的人体上映射皮肤纹理，导出OBJ数据，拟合成型的数据如图7所示。

得到的OBJ人体数据后，本发明将得到的OBJ人体数据导入Rapidform三维逆向工程软件中进行处理。为了后期在人体数据上进行画线，需要删除获得的数据模型点云的冗余数据。在初步预处理后根据人体体表实际线段进行描摹，获得体表线段在四种姿态下的实际长度，并进行切割获得体表面积，具体数据如图8所示。

在本发明中，所述形态数据优选为皮肤伸展数据。在得到所述皮肤伸展数据之后，本发明在得到的数据的基础上分析挥杆动作下人体上半身皮肤相对于静止站立时的拉伸变化情况。在本发明中，所述分析优选为上半身全挥杆动作主要线段变化分析和面积变化分析；所述上半身全挥杆动作主要线段变化分析优选为上半身主要围度和纵度线段变化分析和上半身各区域线段变化分析；所述面积变化分析优选为瞄球姿态下体表面积分析、挥杆至顶点姿态下体表面积分析和随挥结束姿态下体表面积分析。

上半身主要部位整体数据分布状态分析：

通过对三维数据的处理，得到不同姿态下人体体表线段的长度，通过对比分析得到服装制版时主要部位的动态数据，为后期服装制版提供依据。体表长度的变化对服装设计影响较大，所以要研究高尔夫挥杆姿态下体表变化规律，同时由于个体差异，每个人的体表长度不一，但是变化趋势几乎一致，所以本发明将获取的数值进行初步处理得出变化率。

在本发明中，所述初步处理优选具体包括：标准化处理和SPSS数据处理。

首先对获得的数据进行Z标准化处理。在进行数据三维拟合、手工录入时会产生奇异值，因此需要对数据进行标准化处理。Z分数是与变量x相比，此变量大于或小于平均数几个标准差，Z分数没有单位，能够用来比较不同单位总体抽出的变量。研究Z取值为3，|Z|≤3，即变量取值低于总体均值的3个标准差内。

计算公式：(其中x为变量，μ为平均数，σ为标准差)

由于个体差异及测量时的人工误差，在SPSS数据处理时采用挥杆姿态与站立对比得到瞄球-站立(AD-S)、挥顶-站立(TB-S)、随挥-站立(FT-S)的差值进行Z标准化，剔除离群值后再得出主要服装设计部位尺寸变化差值及变化率的均值，如表8、图9和图10所示。

表8各姿态下上身主要部位线段差值及变化率

从图9中可以知道：1)横向线段在各姿态下变化率主要体现在前宽线和背宽线，颈围线、胸围线、腰围线、臀围线变化较弱；2)在瞄球姿态下，前宽线呈收缩状态，平均缩率达到-27.32％；背宽线呈扩张趋势，且变化幅度大，伸长率达27.5％，对应长度变化有10cm；其余部位的变化幅度较小，都在6％以内；3)在挥杆至顶点和随挥结束姿态下，颈围线、前宽线、背宽线、胸围线、腰围线、臀围线变化趋势与瞄球类似。

从图10中可以知道：1)纵向线段在瞄球、挥杆至顶点、随挥结束三个状态下与静止状态相比，前中心长、后中心线长、前长、后长变化较小，都在10％以内，体侧的线段变化率较大；2)在瞄球姿态下，身体前倾含胸前中心长线段缩短，后中心长伸长，前长、后长及体侧线变化不大；3)在挥顶动作下，随着左右手臂向右侧上抬，人体体侧线明显拉长，左侧体侧线伸长率为9.05％，右侧体侧线扩张率为15.20％，前长和后长的变化率都在5％以内；4)在随挥结束状态下，前中心长、前长线段随着人体向左侧旋转明显拉长，尤其右侧的体侧线随着随挥动作极具伸长，伸长率达24.25％，体表拉伸的长度超过4cm。

总结上述关于上半身主要部位整体数据分布状态分析能够知道，高尔夫三种挥杆姿态下除了前宽线(前腋点连线)、背宽线(后腋点连线)和右侧侧长及后长的长度变化较大，其余部位线段变化较小。但是，由于高尔夫全挥杆运动不是对称性的，是一种斜向拉伸运动，在同一姿态下各部位尺寸变化趋势不同，如在瞄球姿态下，胸围线正面收缩，后背扩张，两者变化长度会相会抵消，为获取人体更准确的数据变化，需要在分析影响服装主要部位尺寸的线段时要分区讨论。根据高尔夫运动特点将人体横向线段划分区域进行分析。

上半身各区域线段变化分析：

本发明将人体上半身主要分为5个区域，横向分区正面以肩线、SP1点连线和前腋点连线的1/2线、胸下围线与腰围线上1/3线、腰围和腹围1/2线、臀围线为分割线进行划分；背面以肩线、SP1点连线与后腋点连线的上1/3线、胸下围线与腰围线上1/3线、腰围和腹围1/2线、臀围线为分割线进行划分；手臂上的线段单独为一个区域。其次纵向线段以前中心线、后中心线及体侧线将人体划分，为各区域命名时正面简称F、背面B、左L、右R。区域1包含区域FL1、区域FR1、区域BL1、区域BR1；区域2包含区域FL2、区域FR2、区域BL2、区域BR2；区域3包含区域FL3、区域FR3、区域BL3、区域BR3，区域4包含区域F4、区域B4；手臂线段为区域A5，主要是手臂前后腋点连线及SP1点至前后腋点连线的纵向线段，共6个，各组内区域线段名称如表9所示，分区划分如图11所示。

表9人体主要测量线段区域划分及命名

本发明首先对16个测试对象的各姿态下人体体表围度方向实际长度进行统计，通过与静止状态数据对比，计算得出各姿态的变化率。同时为后期数据处理简便，用a、b、c、d表示静止站立、瞄球、挥杆至顶点、随挥结束这四个姿态。对得到的29条线段变化率进行SPSS数据分析，通过Z标准化剔除离群值，再对得到的数据分析。

(1)挥杆姿态显著性差异分析

为了观察挥杆姿态下与静止站立的体表是否发生显著性变化，需要将16位受试者的数据进行配对样本T检验。配对样本T检验是先求出每对测量值之间的差值，再对差值求均值，目的是为了检验测量值与均值之间差异是否显著。

计算公式：(其中x为差值变量的均值，S为差值变量的标准差，n为样本量)

1)瞄球姿态

首先提出假设：瞄球姿态下人体主要部位线段尺寸的长度与静止状态下皮肤主要部位线段尺寸无明显差异。将16位受试者瞄球的数据与静止站立的数据进行配对得到29对T检验结果，部分数据如表10所示。

表10瞄球-静止成对样本检验

当Sig.双尾T检验P＜0.01时，说明配对的数值差异极显著；当Sig.双尾T检验0.01＜P＜0.05时，说明配对的数值差异性显著；当Sig.双尾T检验P＞0.05时，说明配对的数值不存在差异性。

从表10中可以看出16名受试者在进行瞄准姿态时，每条线段变化长度的均值，标准差，95％的置信区间，Sig.双尾T检验P值。如第一对静止状态前颈围线与瞄准姿态下线段长度分析，两个姿态下线段变化均值约为0.84，标准差是0.47，95％的置信区间为(0.58，1.09)，Sig.双尾T检验P值为0.000＜0.01，因此可认为在进行瞄球动作时前颈围线长度与静止相比存在显著性差异，拒绝原假设。归纳总结瞄球姿态与静止状态数据的配对样本T检验结果得出共有20对线段在进行瞄准动作时与静止相比存在极显著差异，2对线段在进行瞄准动作时与静止相比存在显著差异；7对线段在进行瞄准动作时不存在显著差异。

2)挥杆至顶点姿态

首先提出假设：挥杆至顶点姿态下人体主要部位线段尺寸的长度与静止状态下皮肤主要部位线段尺寸无明显差异。将16位受试者挥杆至顶点的数据与静止站立的数据进行配对得到部分数据如表11所示。归纳配对样本T检验结果得出共有15对线段在进行瞄准动作时与静止相比存在极显著差异；2对线段在进行瞄准动作时与静止相比存在显著差异；12对线段在进行瞄准动作时不存在显著差异。

表11挥顶-静止成对样本检验

3)随挥结束姿态

首先提出假设：随挥结束姿态下人体主要部位线段尺寸的长度与静止状态下皮肤主要部位线段尺寸无明显差异。将16位受试者随挥结束的数据与静止站立的数据进行配对得到部分数据如表12所示。归纳配对样本T检验结果得出共有19对线段在进行瞄准动作时与静止相比存在极显著差异；2对线段在进行瞄准动作时与静止相比存在显著差异；8对线段在进行瞄准动作时不存在显著差异。

表12随挥结束-静止成对样本检验

(2)不同姿态主要线段的变化分析

高尔夫全挥杆运动不是对称性的，主要体现在左右不对称和前后不对称，所以在分析影响服装主要部位尺寸的线段时，将人体纬度主要部位线段进行分区分析。在表13～16分别列出了16个测试对象在进行实验后获得的不同姿态下主要线段的数据与静止动作线段变化的差值及变化率，同时在各个表中根据配对样本T检验得出的结果，并用阴影标出具有显著性差异的数据。图12～15记录了不同姿态下不同区域各线段的变化情况。

表13区域1各线段挥杆姿态与静止姿态的差值及变化率

区域1主要为肩部，各线段在瞄球、挥杆至顶点、随挥结束三个状态下与静止状态相比主要呈收缩趋势，通过图12可以发现：1)在瞄球姿态下身体上半身前倾含胸、右肩高于左肩，人体前颈围线、前SP1点连线明显收缩，后颈围线拉伸，斜方肌紧绷使得背部SP1点连线明显拉伸，右侧拉伸幅度高于左侧；肩线随着瞄球姿态收缩，收缩幅度较小；2)在挥杆至顶点状态，人体随着球杆向右旋转，手臂上抬使得肩部明显收缩，左肩收缩率达到-17.54％，同时SP1点连线随着身体旋转而缩短；3)在随挥姿态下，肩部随着手臂上抬动作，各线段收缩显著，尤其肩部急剧收缩，右手臂随着随挥姿态摆动幅度明显使得右肩肩线的收缩率近-29.79％。

表14区域2各线段挥杆姿态与静止姿态的差值及变化率

区域2主要为胸部及后背肩胛区域，在这个区域人体体表变化较大。在挥杆各姿态下，人体皮肤变化呈现出前后不对称，左右不对称：1)在瞄球姿态下，人体身体前倾含胸，使得前宽线明显收缩，左右两侧前宽线收缩率都超过-25％，而背面的背宽线随着手臂前伸明显拉伸，尤其右手臂高于左手臂使得右侧背部拉伸率达到31.04％；胸围线在该姿态下的变化率与前宽线、背宽线一致，前胸围线收缩，后胸围线扩张；2)在挥杆至顶点姿态下，人体皮肤正面收缩、背面扩张，且左侧胸部区域变化明显大于右侧，左侧前宽线、背宽线的变化率超过30％；胸围线的变化跟腋点连线相比较弱；3)在随挥结束状态下，通过图13可以明显看出胸部区域各线段的变化趋势与挥杆至顶点相反，人体右侧线段发生明显变化，尤其右侧的背宽线拉伸达到43.05％，在人体皮肤上线段拉长约为7.89cm。

表15区域3和4各线段挥杆姿态与静止姿态的差值及变化率

区域3和区域4主要为人体腰臀处，从表14可以看出，该区域在高尔夫挥杆姿态下的变化整体较弱，发生明显变化的线段少，通过图14能够知道该组内的各线段在不同姿态下变化率集中、幅度小：1)在瞄球姿态下，人体右侧腰围线的变化具有显著性，但拉伸较弱，变化率都低于5％；后臀围线随着瞄球姿态扩张；2)在挥杆至顶点姿态下，躯干向右侧旋转，腰臀区域变化较小，背面左侧腰围线的变化具有显著的相关性；臀围线无显著变化；3)在随挥结束状态下，与挥杆姿态相反，躯干向左侧旋转，背面右侧腰围线发生了显著拉伸变化，但变化幅度较弱，其他区域的腰围线，以及臀围线无显著变化。

表16区域5各线段挥杆姿态与静止姿态的差值及变化率

区域5为上臂区域A8，从表16和图15中可以看出，手臂上围各线段在高尔夫挥杆及随挥结束状态下变化明显，围度扩张，纵向收缩：1)在瞄球姿态下，前后腋点连线背面的线段变化具有显著性，但拉伸幅度较小，其余线段无显著变化；2)在挥杆至顶点姿态下，随着挥杆动作手臂摆动幅度大，使得手臂与躯干相连接的腋点连线明显拉伸，纵向SP1点至腋点连线的长度收缩；3)在随挥结束状态下，手臂腋点连线变化明显，尤其前侧的腋点连线拉伸率超过25％。

(3)三姿态主要部位变化对比

归纳总结瞄准、挥顶、随挥三个姿态下人体前后左右各主要线段尺寸变化，具体如图16和17所示。

由图16可知人体上半身围度线在各挥杆姿态下皮肤变化是不对称的：1)人体正面的线段在三种挥杆姿态下明显表现为不同程度的收缩，其中人体前宽线收缩最明显；背面的横向线段在高尔夫挥杆姿态下呈明显扩张，在服装设计时应该考虑服装背面面料或者松量满足挥杆姿态引起的拉伸量；2)同时挥杆至顶点和随挥状态下，人体左侧右侧线段收变化幅度相反，在挥杆至顶点状态下人体左侧线段变化大，右侧变化幅度小，在随挥结束状态下人体右侧变化显著，左侧变化较弱；3)在三种挥杆姿态下，皮肤变化范围在-40％-50％之间，尤其上杆至顶点及随挥结束状态下，人体背面的肩胛区域的拉伸达到40％。

由图17能够知道人体纵向线段的变化与横向相比幅度较小，各线段的变化率大部分在10％以内。在进行服装设计时主要考虑人体右边的体侧线，在随挥结束状态对服装牵扯大。

线段伸缩变化对服装的影响

1)肩线在不同姿态下呈现不同幅度的收缩，尤其在随挥结束姿态下右肩收缩率达到-30％，在合体高尔夫服装纸样上肩部造型的设计可减小肩线或者采用连肩袖造型。

2)胸部区域的前宽线、前胸围线的变化幅度较大，主要呈收缩状态，前胸围线的松量不宜过大。

3)后身的背宽线、后胸围线在各姿态下拉伸显著，挥杆至顶点及随挥结束状态下左右背宽线的拉伸幅度达到40％，因此在进行结构设计时肩胛部位应采用弹性大的面料或者在服装纸样上加大松量。

4)手臂的前后腋点连线有较大幅度的拉伸，肩点至腋点连线主要呈收缩状态，在高尔夫袖型纸样应考虑袖子对手臂的限制。

5)躯干纵向线段的变化与横向相比幅度较小，其中右体侧线相对变化较大。在进行服装设计时主要考虑人体右边的体侧线的伸长。

面积变化分析

在Rapidform中对人体数据进行处理，获取不同姿态下人体体表由线段切割得到的每个格子的面积，由于个体差异，每个人的体表总面积不同，为规范数据统计通过变化率分析每个格子的面积，人体上半身共234个格子。首先对获得的数据进行Z标准化处理，剔除离群值后求出平均变化率，再进行描述统计，统计结果如表17所示。表16中正数表示相对于静止状态，挥杆各姿态下的皮肤处于拉伸形态；负数表示，相对于静止状态，挥杆各姿态下的皮服处于收缩形态。

表17面积变化百分率统计结果

瞄球姿态下体表面积分析：

1)瞄球-静止姿态相比较，人体上身共包含234个数据，116个正数，即116个面积表现扩张趋势；118个负数，即118个面积表现收缩趋势。高尔夫瞄球姿态体表面积扩张区域变化范围为0.81％至37.32％，其中有1/4的测量面积数的拉伸率大于15.62％同时一半以上的数据的拉伸率高于10％；面积收缩跨度为-33.32％至-0.17％，其中有1/4的测量面积数的收缩率变化超过-14.31％。

2)如图18和图19所示，在瞄球姿态下，正面整体呈收缩趋势，背面呈扩张趋势。具体变化如下：

正面：①由于身体前倾含胸引起胸大肌收缩且两侧手臂向中间靠拢使得颈部、胸部皮肤收缩明显，颈部收缩率均在-15％左右；②前宽线区域的面积收缩较大，最大收缩率达到-33.32％；③同时体侧随着后背的拉伸，收缩率低于-5％；④腰腹部整体呈收缩，变化率在-10％左右。

背面：①颈部随着低头的姿态拉伸，伸长率约为10％；②两侧肩部变化较弱，拉伸率均低于5％；③由于瞄球动作手臂前伸背宽线处皮肤表面面积明显拉伸，尤其后中部分的拉伸均超过20％，两侧腋窝处皮表面积的拉伸率达到30％以上；④腰腹部面积处于明显拉伸状态，变化率也大于腹围到臀围之间的面积变化率。

挥杆至顶点姿态下体表面积分析：

1)挥顶-静止姿态相比较，234个数据中121个正数，即121个面积表现扩张趋势；113个负数，即113个面积表现收缩趋势。高尔夫挥杆顶点姿态体表面积扩张区域变化范围为0.04％至39.68％，其中有1/4的测量面积数的拉伸率大于11.72％；面积收缩跨度为-35.40％至-0.06％，其中有1/4的测量面积数的收缩率变化超过-9.72％。

2)如图20和图21所示，在挥杆至顶点的姿态下，人体上半身向右侧旋转使得人体左右两侧皮肤变化伸缩不同。

正面：①左侧手臂内收上抬使得左侧颈部、胸腔部位体表面积收缩，且收缩较明显，尤其左侧肩部关节处收缩率超过-35％；②左侧胸围线以下区域体表面积的变化率逐渐减弱；③右侧胸部及腋窝以下区域由于右手臂向后侧上举使得体表拉伸；④腰部随着身体旋转，体表面积整体呈收缩趋势，腹部变化较比腰部更小，在-10％左右。

背面：①两侧肩部随着手臂上抬的动作，体表面积收缩，水平sp1点处的收缩率达-10％；②头始终保持瞄准地面球的方向，使得颈部面积仍处于拉伸状态；③由于挥杆至顶点动作手臂向右侧上抬，背宽线处皮肤表面拉伸变化较大，尤其两侧腋窝处皮表面积的拉伸明显，左侧变化率高于右侧，左侧最大面积变化率达39.68％；④腰腹部面积变化较弱，直至臀围拉伸趋势逐渐减小。

随挥结束姿态下体表面积分析：

1)随挥-静止姿态相比较，234个数据中125个正数，109个负数。高尔夫随挥结束姿态体表面积扩张区域变化范围为1.24％至44.67％，其中有1/4的测量面积数的拉伸率大于11.67％；面积收缩跨度为-39.02％至-0.93％，其中有1/4的测量面积数的收缩率变化超过-8.88％。

2)如图22和图23所示，在随挥结束的姿态下，人体髋关节以上部位向左侧旋转，人体左右两侧皮肤变化伸缩也不相同。

正面：①随挥动作下，两侧肩关节上抬使得肩部以下的区域面积收缩；②右侧胸部表面积随着右手臂内收，使得右侧肩部表现为较明显的收缩最大收缩率有-39.02％；③左侧胸部表面积随着左手臂向外拉伸，皮肤呈拉伸状态，越靠近体侧线变化率越大；④左侧胸部以下的区域拉伸不明显，在腹围线开始呈收缩趋势；⑤右侧胸部及腋下以下区域随着挥杆会动呈拉伸状态，拉伸率为10％左右。

背面：①两侧肩部体表面积随着手臂上抬的动作收缩，两侧sp1点处的收缩率达15％以上；②在随挥姿态下背部左侧拉伸区域小于右侧，右侧肩关节活动范围大，且右侧背阔肌、菱形肌活跃明显，使得皮表急剧扩张，扩张率最高达37.27％；③左侧胸围线以下区域变化较弱并逐渐呈收缩趋势；④腰腹部面积变化主要呈收缩趋势，右侧体侧部位受手臂上抬拉伸，而腹部到臀围直接变化弱，大部分数据的变化率低于5％。

面积变化部位总结：

通过对人体体表面积变化汇总得出人体主要拉伸变化区域，具体如下。

1)在瞄球姿态下，与静止姿态相比较，扩张跨度：0.81％～37.32％，收缩跨度：-33.32％～-0.17％。面积变化主要体现为前后不对称，正面主要收缩，背面扩张。具体扩张和伸缩情况如表18所示。

表18瞄球姿态下身体主要伸缩部位

2)在挥顶姿态下，与静止姿态相比较，扩张跨度：0.04％～39.68％，收缩跨度：-35.40％～-0.06％。面积变化主要体现为前后不对称、左右不对称，正面左侧呈现收缩，右侧扩张；背面主要呈现扩张。具体扩张和伸缩情况如表19所示。

表19挥顶姿态下身体主要伸缩部位

3)在随挥姿态下，与静止姿态相比较，扩张跨度：1.24％～44.67％，收缩跨度：-39.02％～-0.93％。面积变化主要体现为前后不对称、左右不对称，正面左侧胸围以上呈收缩，胸围以下扩张，右侧主要呈扩张；背面：腰围以上主要呈现扩张，以下收缩。具体扩张和伸缩情况如表20所示。

表20随挥姿态下身体主要伸缩部位

本发明通过高尔夫挥杆姿态皮表变化实验研究，获得人体体表在高尔夫姿态下拉伸变化情况。首先，将高尔夫三个挥杆姿态的皮肤伸缩进行总结，提取各小区域三种动作下的最大拉伸值、最大收缩值，得到拉伸扩张图及收缩图，如图24～25所示。

扩张状态：从图24和图25中可看出，人体正面拉伸区域较少，且拉伸幅度在20％以内。拉伸区域主要分布在前长至侧缝线，且左右不对称，身体左侧在胸部及以上，右侧拉伸位于胸部、腋下区域。在进行服装分割线设计时横向在胸部、纵向在前长(肩点-BP点-腰线)及腋下区域进行设计；背面扩张区域面积大，且后背拉伸幅度显著，尤其在肩胛部位。

收缩状态：皮肤收缩对服装设计的影响较小。人体收缩较明显的区域从图26和图27中可看出分布于身体正面、肩部及后腰处，在进行服装设计时正面松量不宜过大，肩部可采用插肩袖或缩短肩线设计。

通过上述系列的研究能够得出以下结论：

1)前后颈围线在不同姿态下表现出不同的伸缩率。从面积变化图中可以看出，颈部前面在三种姿态下主要呈收缩趋势，同时颈围线的变化率与静止状态相比产生明显变化，收缩较明显；后颈围线变化幅度较大的阶段主要是瞄球姿态下，拉伸明显。

2)左右肩线在不同挥杆姿态下表现出不同程度的收缩趋势，尤其在挥杆至顶点及随挥结束两个状态下SP1点(肩棱点)附近的皮肤表面积收缩变化率大，在进行服装设计时可适当缩短肩线长度。

3)前胸体表面积变化较大，主要集中在前腋点连线处，体表变化随着手臂前伸、上抬的动作发生变化，尤其手臂的前后身体腋点连线在挥杆姿态下拉伸幅度大，因此可在服装设计时采用连袖设计，胸围线以下的区域变化逐渐减弱；背宽是后背变化幅度较大的集中区域，尤其高尔夫左右不对称运动使得后背斜向拉伸，因此在肩胛处不宜过多采用分割线设计。

4)体侧部位体表面积变化随着高尔夫不同挥杆姿态变化明显，尤其是腋下纵向皮肤随着手臂动作拉伸产生明显变化。

5)腰腹部及腰臀之间的变化与胸围处相比趋势较弱，人体随着挥杆动作左右旋转，腰部拉伸在瞄球后呈现左右不对称的拉伸变化。

本发明提供了一种高尔夫全挥杆动作人体躯干皮肤形变的测试方法，包括以下步骤：以解剖学和服装人体工程学为依据，选取人体测量计测点；根据所述人体测量计测点进行人体画线；进行静止站立和关键挥杆动作下人体形态数据的采集；分析挥杆动作下人体上半身皮肤相对于静止站立时的拉伸变化情况。本发明从人体皮肤的变化量进行研究，能够精确的反应高尔夫的运动特性，对高尔夫服饰的制作进行指导，进而解决高尔夫服饰的运动功能和穿着舒适问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高尔夫全挥杆动作人体躯干皮肤形变的测试方法，包括以下步骤：

以解剖学和服装人体工程学为依据，选取人体测量计测点；

根据所述人体测量计测点进行人体画线；

进行静止站立和关键挥杆动作下人体形态数据的采集；

分析挥杆动作下人体上半身皮肤相对于静止站立时的拉伸变化情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述人体测量计测点分布于颈部、肩部、肩部至腰部位置、腰围至臀围位置和手臂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述颈部为前颈窝点、后颈椎点和颈侧点；

所述肩部为sp1点即肩棱点和sp2点即肩峰点；

所述肩部至腰部位置为前腋点、后腋点、BP乳凸点、肩胛骨凸点和腰侧凹点；

所述腰围至臀围位置为腹凸点和臀凸点；

所述手臂为尺骨下突点、桡骨下突点、肘头点和桡骨点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述画线为等分画线。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关键挥杆动作为瞄球、挥杆至顶点和随挥结束。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述采集采用三维扫描与手工测量相结合的方式。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述分析为上半身全挥杆动作线段变化分析和面积变化分析。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述上半身全挥杆动作线段变化分析为上半身主要围度和纵度线段变化分析和上半身各区域线段变化分析。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述面积变化分析为瞄球姿态下体表面积分析、挥杆至顶点姿态下体表面积分析和随挥结束姿态下体表面积分析。