推杆距离定量化控制原理

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高尔夫运动推杆杂谈 |
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在推杆的实践中可以发现,在转肩上杆后,如果两肩在转动过程始终保持均匀用力带动杆头摆动,则球被推动的距离基本与杆头摆动的幅度成正比。例如,有人在果岭速度8~9的果岭上,以杆头的长度为基本单位,分别启动杆头1、2、3、4个单位,由此将球推出的距离分别在 2码、4码、6码、8码附近,见下图。虽然,在不同果岭
速度的果岭上,杆头摆动一个单位所对应的推球距离有一定的差别,但推杆摆动幅度与球滚动距离的正比例关系仍大致存在。例如一个杆头长度的推杆幅度推出3码,则在同一果岭2、3、4个推杆幅度单位的推球距离基本在6吗、9码、12码。
通过理论分析的方法也可以得出这样的规律:
在上杆幅度不大的情况下,重力对推杆的转动作用可以忽略,如果保持一个均匀大小的转动力偶(假设力偶矩为常量Ml)去转动肩带动推杆,如果下杆到推球转动了θ角度,见下图,
转肩对推杆转动系统所做的功为:A=Ml×θ
根据动能定理,推杆击球时,有:Jl×ωl2 /2= Ml×θ
其中Jl为杆臂体系对摆动轴线的转动惯量,则杆头体系摆动的角速度
杆头的线速度
或
上式中L为转动手臂及推杆的总长度。
另一方面,在中短距离推杆时,推杆击球后球的滑动距离非常小,球的运动主要是滚动,因此可以忽略球的滑动摩擦力对球做的功。球的滚动过程中主要是滚动摩擦力偶做功使球从推杆获得的动能减少。用M0表示滚动摩擦力偶的力偶矩,S表示球滚动的距离,Φ表示球转动的角度总量,R表示球的半径,则有摩擦力偶对球做的功:
用V0表示球离开杆面的线速度,则球在地面转动的角速度为V0/R。 J0表示球对球表面点的轴线转动惯量,根据动能定理,滚动摩擦力偶做的功等于球的初始动能,即:
或
根据球与杆面分离时球心的线速度与杆面的线速度相等,即V0= Vl,或V02= Vl2,得:
用s表示杆头摆动的弧长度,则有θ=s/L,代入上式,得:
在前面的推导中已假设双肩摆杆的力偶矩Ml、果岭地面对球的滚动摩擦力矩M0都是保持均匀不变的量,球的半径、球的转动惯量、同一个人推杆时杆及臂的长度、手臂及杆对摆动轴的转动惯量都是常量,因此,对同一个人,在一块均匀水平的果岭面上,用均匀的转动力推杆时,Ml 、M0、J0、 Jl、L、 R都是常量,那么,Ml / M0×J0 / Jl×L / R也是常量,
令:
得:
这个式子表明:对同一个人,在一块水平的果岭面上,如果保持用大小均匀的转动力推杆,在上杆弧度不大的情况下,推杆推出球的距离基本与上杆弧度成正比,其中的k为比例系数,也可称推杆的放大系数。
以上公式是在限定双肩在推杆过程保持均匀用力并推杆幅度不大的条件下,虽然通过了一些简化而得来,但反映了推杆距离变化的主要规律。
实际应用中,以推杆杆头的长度为一个单位,以杆头长度的多少倍来控制上杆的幅度比较直观而容易掌控。只要事先在果岭上测出一个推杆杆头长度幅度对应球滚动的距离就可得到推杆在同类果岭的放大系数,由此按这个已知放大系数确定上杆多少个杆头的长度,然后保持固有的转肩力度均匀推杆即可得到希望的推球距离。