골프 드라이버 스윙 시 어드레스와 임팩트 동작의 운동학적 변인 비교 연구 = (A) comparative study of kinematic variables related with address and impact in golf driver swing

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 골프 드라이버 스윙 시 어드레스 자세와 임팩트 자세를 3차원 영상분석을 통하여, 자세변인을 비교해봄으로써 두 동작의 차이점과 연관성을 이해할 수 있는 운동학적 자료를 제시하는 데 있다.
대상자들은 현재 국내 PGA 투어에서 활동 중인 프로골퍼 4명이며, 두 대의 고속카메라를 이용하여 200frame/second으로 촬영하여 해부학적 경계점의 3차원 좌표값을 수집하였다. 이러한 과정을 통하여 얻어진 영상자료는 8Hz의 비율로 평활화한 후 LabVIEW 6i(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)graphical programming(Johnson, 2000)을 사용하여 운동학적 자료를 산출한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
머리의 이동 거리에 따른 변위는 진행방향과 수직방향으로 거의 차이가 나지 않았다. 진행방향으로의 변위는 어드레스와 임팩트 시 공의 뒤에 위치시키고 있는 것으로 나타났고, 수직방향으로의 머리 위치 또한 거의 변화가 없으므로 본 연구의 모든 대상자가 머리를 축으로 하여 충실히 골프 스윙을 하고 있음을 알 수 있었다. 신체 무게 중심점의 이동 변위는 임팩트 시 어드레스보다 진행방향으로 약간 이동하였지만 수직방향으로는 거의 차이가 나타나지 않았다. 왼 어깨 관절의 이동변위는 어드레스와 임팩트 시 큰 차이가 없었지만, 왼 엉덩 관절의 이동 변위는 임팩트 시 어드레스보다 진행방향으로 다소 차이가 나타났다.
어깨회전 각도는 임팩트 시 어드레스보다 평균 9도 스윙 진행방향으로의 양(+)의 각을 나타났다. 즉, 임팩트 시 오른 어깨 관절이 스윙진행방향인 Y축과 클로우즈되면서 스윙하고 있음을 알 수 있었다. 엉덩 회전 각도는 임팩트 시 어드레스보다 평균 18도 열려진 자세로 스윙하고 있음을 알 수 있었다.
왼 무릎각은 어드레스와 임팩트 시 거의 차이가 나타나지 않았지만, 오른 무릎각은 임팩트 시 어드레스보다 크게 굴곡되면서 임팩트를 수행한 것으로 나타났다. 오른 팔꿈치각은 관성모멘트를 줄여 클럽헤드의 속도를 가속화하기 위해 어드레스 시보다 크게 굴곡되면서 임팩트를 취한 것으로 나타났고, 코킹각은 임팩트 시 어드레스보다 평균 18도 신전되면서 스윙한 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to compare and investigate the kinematic difference of the golf swing between the address and impact posture. For this study, four professional golfers were filmed by two 16mm photosonics cameras with a filming speed of 200frames/second. The three dimensional coordinates of anatomical landmarks were obtained and smoothed with a cutoff frequency of 8Hz. For the movement analysis, three dimensional cinematographical method was used and for the calculation of the kinematic variables a self developed program was used with the LabVIEW 6i(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) graphical programming (Johnson, 2000) program.
The result of this study can be summarized as follows.
The linear displacement according to the moving range of head did not show significant differences between in the target direction and in the perpendicular direction. This result indicated that the linear displacement towards the target direction was placed at the rear of the ball during the address and impact. These results indicate that all subjects of this study were doing golf swing in right way making the head an axis.
There was no significant difference between the linear displacement of left shoulder joint in the address and impact and the linear displacement of left shoulder joint during the impact, however the left hip joint of the linear displacement showed significant difference in the target direction.
The shoulder angle showed during the impact plus angle towards the target direction by average 9 degrees more than during the address. In addition to, left hip joint angle showed that the swing was being done as the posture which was opened average 18 degrees more during the impact than during the address.
In spite of showing no significant difference in the left knee angle during the address and impact, the right knee angle in the impact phase was smaller than in the address phase.
There was significant difference in right elbow angle during the address and impact in order to accelerate the velocity of the club head with reducing the moment of inertia.
The cocking angle showed that the swing was done as during the impact cocking angle increased average 18 degrees more than during the address.

목차 (Table of Contents)

• 차례
• 표 차례 = iv
• 그림 차례 = v
• 국문요약 = vi
• I. 서론 = 1
• 1.1 연구의 필요성 = 1
• 1.2 연구의 목적 = 3
• 1.3 연구 문제 = 3
• 1.4 연구의 제한점 = 4
• 1.5 용어의 정의 = 4
• II. 이론적 배경 = 6
• 2.1 어드레스의 역학적 원리 = 6
• 2.2 백스윙과 코킹의 역학적 원리 = 7
• 2.3 다운스윙과 언코킹의 역학적 원리 = 8
• 2.4 임팩트의 역학적 원리 = 10
• III. 연구방법 = 13
• 3.1 실험대상자 = 13
• 3.2 영상분석 데이터의 수집 = 13
• 3.2.1 운동동작의 촬영 = 13
• 3.2.2 계수화작업 = 16
• 3.2.3 평활화 및 시간 축의 정규화 = 16
• 3.2.4 컴퓨터 소프트 웨어를 이용한 운동학적 자료의 획득 = 16
• 3.2.5 동작구간 설정 = 18
• 3.3 모델의 설정 = 18
• 3.3.1 시스템의 설명 = 19
• 3.4 실험좌표계의 설정 = 20
• 3.4.1 관성좌표계 (Global reference frame) = 20
• 3.4.2 지역좌표계 (Local reference system) = 20
• 3.4.3 각 분절 지역축의 결정 및 단위벡터화 = 22
• 3.4.3.1 상완 (upperarm) = 22
• 3.4.3.2 전완 (forearm) = 22
• 3.4.3.3 대퇴 (thigh) = 23
• 3.4.3.4 정강이 (Shank) = 23
• 3.4.3.5 클럽 샤프트 (club shaft) = 23
• 3.5 각 분절 질량과 질량 중심점의 계산 = 24
• 3.5.1 신체무게중심의 위치의 계산 = 25
• 3.6 관절각도의 정의 = 26
• 3.6.1 어깨분절 각도 = 26
• 3.6.2 팔꿈치관절 각도 = 26
• 3.6.3 엉덩관절 각도 = 26
• 3.6.4 무릎관절각도 = 26
• 3.6.5 코킹각 = 27
• 3.7 각도의 계산 = 27
• IV. 결과 및 논의 = 28
• 4.1 이동 거리 요인 = 28
• 4.1.1 머리 = 28
• 4.1.2 신체중심점 (center of mass) = 29
• 4.1.3 왼 어깨관절 = 31
• 4.1.4 왼 엉덩관절 = 32
• 4.1.5 왼 손목관절 = 32
• 4.2 각도 요인 = 34
• 4.2.1 분절 회전 각도 = 34
• 4.2.1.1 어깨회전각도 = 35
• 4.2.1.2 엉덩회전각도 = 37
• 4.2.2 관절 각도 = 39
• 4.2.2.1 왼 무릎각 = 39
• 4.2.2.2 오른 무릎각 = 42
• 4.2.2.3 오른쪽 팔꿈치각 = 44
• 4.2.2.4 코킹각 = 46
• V. 결론 및 제언 = 48
• 참고문헌 = 50
• ABSTRACT = 54