通过多重分析改善高尔夫挥杆

你能击打高尔夫球的能力不仅取决于你的肌肉力量，但更重要的是 - 它受高尔夫摆动力学涉及的其他几个因素的影响。让我们看看如何多体分析高尔夫挥杆可用于改善中风的结果。

你的高尔夫中风，不只是肌肉

高尔夫中风的结果基本上取决于俱乐部头的移动，然后才与球撞击。考虑到这一点，我们应该能够根据多体性分析来了解如何改进高尔夫球。

在这里，我将向您展示如何建模各个身体部位，高尔夫俱乐部以及使用的联系多体动力学模块。

ARM-CLUB（两链接）与肩部 - 臂界（三连锁）秋千模型

模拟高尔夫挥杆的一种简单方法是使用两连锁模型，手臂和俱乐部是通过铰链接头连接在一起的两个链接。在此型号中，手臂围绕位于颈部底部的固定点旋转，杆旋转围绕手臂旋转。两链接模型不允许足够长的后卫，并且实际上并不是现实生活中的高尔夫挥杆的真实代表。

更好的表示是三链接模型，其中还包括肩膀作为单独的链接。添加另一个链接消除了与后卫有关的问题。因此，我们将在分析中使用这个三链接模型。

两连锁和三连锁式摇摆模型的图。

高尔夫挥杆力学

通过了解高尔夫挥杆的机制，该分析重点是在与球撞击之前最大化俱乐部头速。假定由不同的身体部位（肩膀，手臂和手腕）应用的扭矩轮廓。它受相应零件的最大扭矩容量的限制。在所有施加的扭矩中，手腕扭矩在罢工中起着非常重要的作用。

三连锁秋千模型的建模几何形状。

在模拟俱乐部的下摆时，整个秋千可以分为两个阶段。在第一阶段，手臂和俱乐部作为刚性组件围绕固定点旋转。在此阶段，手臂和俱乐部被折叠以最大程度地减少旋转中心的惯性，这允许发展最大角速度给定的臂旋能。在这里，手腕被延伸到最大可能的角度（在您变得不舒服或角度对挥杆方面有害之前，它可以抓住的量），并且施加的腕部扭矩试图将俱乐部固定在该位置上，以与其他两个扭矩抗衡。。

在第二阶段，手腕扭矩开始帮助肩膀和手臂扭矩，通过将俱乐部向前推动以提高俱乐部头速的最大速度。腕扭矩改变其作用的实例是确定中风质量的关键参数。为了查看其对俱乐部头部速度的影响，我们通过参数改变了腕部扭矩。

肩膀，手臂和手腕应用的扭矩历史记录（用于T_W = 0.19S）。

关于应用的有效扭矩

由肩膀，手臂和腕部施加的驾驶扭矩具有最大容量，并且在定义范围内可能会有所不同。在较短的堆积时间之后，假定施加的肩部扭矩以其最大正值启动。施加的手臂扭矩作用在手臂上并在肩膀上反应，随着时间的推移与指定速率线性构建至最大正值。施加的手腕扭矩作用于俱乐部并在手臂上反应，完全负面启动，并在指定时间切换到其最大正值（T_W）。

在手臂和腕关节上，旋转并非完全免费。韧带，肌肉，关节形状或所有这些组合的肌肉，肌肉，关节形状或向后方向的限制。在我们的高尔夫球分析中，向后方向的旋转限制更为重要，并且这种限制值可能因人而异。

在下垂的开始，由于身体部位的惯性力，这些旋转试图低于极限值。因此，通过等效的刚度和挡块阻尼来施加额外的扭矩。这使得有效的手臂和手腕施加的扭矩比实际的扭矩更多应用。

高尔夫俱乐部的头速在下降的不同手腕扭矩切换时间（T_W）。

上面，我绘制了各种手腕扭矩开关时间的俱乐部头速（T_W）整个持续时间约为0.25秒。可以观察到T_W = 0.15S，我们达到撞击前的最大速度 - 这导致了早期击球。另一方面，T_W = 0.23S，俱乐部头速甚至无法达到其最大值。

为了T_W = 0.19S，俱乐部头速高于其他两种情况，并且接近给定的几何参数和肌肉强度的最佳值。

高尔夫俱乐部轨迹的比较与不同的值T_W（结果显示在越来越多的值T_W）。

链接的运动和手臂关节，腕关节和高尔夫俱乐部头的轨迹。

多体分析的结果

在整个挥杆过程中，最大的手臂扭矩和在下降开始时的高臂速度可能会引起早期释放，俱乐部头在实际击球之前达到了最大速度。

我们还可以推断出给定的扭矩能力，具有长的手臂秋千以及大腕部cock限制角度可能是有利的。此外，手腕可以憋该版本受到其扭矩容量的限制。因此，您的打高尔夫技能也与延迟释放和迟到的命中密切相关。

在可下载的型号中，我们还通过将俱乐部分为两个部分来考虑轴的灵活性：握把和轴。这些连接通过有限的刚度和阻尼的铰链接头。您可以看到，与其他参数相比，轴灵活性对秋千的效果可以忽略不计。

如果您登录comsol访问帐户，则可以从应用程序库下载此模型的MPH文件和文档。

其他资源

• 学习更多关于这些博客文章中其他运动背后的物理学
• 看看我们多体动力学仿真的网络研讨会
• 探索多体动力学模块和结构力学模块