设计高尔夫球杆的方法

专利名称：设计高尔夫球杆的方法
技术领域：
本发明涉及一种为特定的高尔夫球手设计高尔夫球杆的方法，球杆包括至少三个 不同长度的高尔夫球杆。
背景技术：
高尔夫是一项非常复杂的运动，其中，不管打了多少回合，在同一高尔夫球场上的 两回合的高尔夫球都不会相同，但有些基本的条件总是适用。球飞行的可能长度是由球速、发射角度、高尔夫球杆击球时(即碰撞时)在球上所 产生的旋转控制的。反过来，球受到球杆速度以及在高尔夫球杆和球之间发生的动能传递 的影响。这意味着，在对球进行同种类型的击打时，将球击打到更远的距离需要更高的球杆 速度，将球击打到较近的距离需要较低的球杆速度。如果高尔夫球手应当将球击打得尽可 能远，就需要提供在保持击球精确度的情况下产生最大速度的高尔夫球杆。高尔夫不仅是关于将球打得远，而且要知道高尔夫球手击球时高尔夫球杆会将球 传送多远，以选择正确的高尔夫球杆将球传送到期望的距离。另外一个因素是能够控制球 的方向。另外，球的飞行(在落地后能够控制球的滚动)和不同的旋转类型是其他应当考 虑的参数。允许一个高尔夫球手携带14支高尔夫球杆到球场(其中至少一个是轻击棒 (putter))0这些高尔夫球杆具有高尔夫球手所采用的不同特征，以尝试和控制上述参数。 现有技术的高尔夫球杆通常被设计为在铁球杆之间有1/2英寸(12.7mm)的差。长打棒 (driver)的长度一般大约45英寸(1143mm)。为了让高尔夫球手觉得高尔夫球杆都是一样的，这些年已经开发了不同的技术。一项技术是在挥动重量(swingweight)装置中平衡这些高尔夫球杆，以对每个高 尔夫球杆实现相同的挥动重量。另一项技术是采用MOI (转动惯量，(Moment of Inertia)) 设计高尔夫球杆，其中，对吊在保持器上处于摇摆动作的高尔夫球杆进行调节。如在 US5, 769，733中所公开的，MOI为这种球杆给出了扭矩的良好指示，这项技术的目的是为一 组高尔夫球杆中的所有球杆实现相同的Μ0Ι。可以进行配杆(club fitting)来研究和确定最适合高尔夫球手的长度、位置(杆 头和杆身(shaft)之间的角度)、挥动重量或Μ0Ι。在先进的系统中进行配杆，其中，传感器 记录击球时(即碰撞时)球和高尔夫球杆的行为。所有类型的配杆的目的都是要尝试为高 尔夫球手提供适合该高尔夫球手的装备，该装备会为高尔夫球手带来更好的比赛状态。所有配杆的基本条件是高尔夫球手已经建立肌肉记忆(熟练的动作)，使得采用 某个高尔夫球杆的高尔夫击打才是好的。以高尔夫球手能够从身体角度设法以相似的方式 再三地重复高尔夫球杆动作的方式制造球杆也是重要的。现有技术的问题是，尽管考虑了很多设计参数，但没有考虑影响重复击球能力的 其他参数。一个参数是当高尔夫球杆的长度发生变化时挥动是如何改变的。不同的球杆长 度会导致用不同长度的球杆瞄准球时的不同击球姿势。高尔夫球手身体的上部、手腕和球杆之间的角度会根据球杆长度发生变化，这是对于不同长度的高尔夫球杆不能实现相同的 挥动动作的明确指示。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种通过补偿高尔夫球手对于具有不同长度的高尔夫 球杆的挥动动作变化，确定一组至少两个具有不同长度的高尔夫球杆的球杆参数的方法。通过权利要求1限定的方法实现了该目的。本发明的优势是高尔夫球手在击打高尔夫球时能够采用高尔夫球手的自然挥动 动作来操作高尔夫球杆组中的每个高尔夫球杆。本发明的另一个优势是高尔夫球手不需要根据组中的每个高尔夫球杆的长度调 节挥动动作，而采用现有技术装备时需要调节。根据详细说明，本领域技术人员可以发现其他的目的和优势。


结合被作为非限定性实例所提供的下述附图对本发明进行了说明，其中图1示出了挥动动作的实例。图2示出了图示出了现有技术匹配(MOI)和本发明之间差异的图。图3a示出了高尔夫球杆的侧视图。图3b示出了第一类型的球杆头的俯视图。图3c示出了图3b中的第一类型的球杆头的透视图。图3d示出了第二类型的球杆头的俯视图。图4示出了示意为作为根据本发明的平衡点长度的函数的第一类型和第二类型 扭矩行为的曲线图。图5示出了示意为作为根据本发明的球杆头重量和球杆长度的函数的第三扭矩 行为的曲线图。图6示出了示意为作为根据本发明的球杆头重量和CG长度的函数的第四扭矩行 为的曲线图。图7示出了作为根据本发明的球杆长度的函数的四种不同的扭矩的实例。图8示出了用于计算高尔夫球杆的ICF和PCF的平衡点秤。图9示出了操作图8所示的平衡点秤的流程图。
具体实施例方式本发明的基本原理主要涉及人体如何影响打高尔夫的能力。在一份最近对挥动高 尔夫球杆时施加到人体上的力的分析中，肌肉被分成大肌肉群和小肌肉群。大肌肉群进行 重活，而小肌肉群处理精细的细节。这些肌肉群在极大高尔夫球过程过一起工作，以产生协 调的动作。好的高尔夫球杆需要能够与大肌肉群和小肌肉群协调一致。如以上所述，为了设计或调整高尔夫球杆，现有技术方法中的肌肉群的协调对于 一组高尔夫球杆中的所有高尔夫球杆将不是准确适用的。时常会发现，一个例如7号铁杆 (iron)的高尔夫球杆会非常适合特定的高尔夫球手，但对于这组球杆中的更长的球杆或更短的球杆会存在逐渐变差的适应性。本发明的概念的理论背景是弄清在高尔夫球手用高尔夫球杆击球时发生了什么、 会发生什么。在挥动动作开始时在高尔夫球上所发生的任何事情都是为高尔夫球手能够以 想要的方式进行击打高尔夫球做准备。这些准备工作包括对球的位置进行分析、选择合适 的击打类型、选择高尔夫球杆以及打球线。然后，高尔夫球手入位击球，即，准备击球姿势。 图1示意了高尔夫球手击球时的挥动动作10。挥动动作从顶部位置11开始，向放置在底部 位置13上的球12移动。在底部位置13处的碰撞过程中发生球杆长度为Lk的高尔夫球杆 14和球12之间的能量传递。高尔夫球杆14的上部16和挥动动作的旋转中心15之间的距离La在挥动动作过 程中被认为是不变的，该距离是与高尔夫球手臂长相关的距离。高尔夫球手的臂长18和肩 部臼(shoulder socket) 19到旋转中心15的长度是三角形的边，而La是该三角形的斜边。 挥动动作还取决于许多变量，例如，关于高尔夫球杆14的上部16的平衡点BP的位置，在下 文中会对这些情况进行详细的说明。高尔夫球杆包括抓握部(未示出)、杆身(未示出)和具有重心CG的球杆头17。 用通过高尔夫头17的CG的虚线示意了垂直于沿杆身中心方向的CG面(也可以见结合图 3a的说明)。球杆长度Lk定义为从上部16到CG面的距离。还可以以另一种方式定义球 杆长度Lk和距离La，例如，在抓握部下方的预定距离，例如从高尔夫球杆14的上部16向下 6英尺(152.4mm)。不过，在本文中采用了结合图1和图3a的定义。应当注意的是，挥动动作在碰撞(即，底部位置13)处并没有结束，而是在高尔夫 球手挥动的逆时针方向上继续向前。不过，为了清楚起见，在图1中并没有示出这个运动。高尔夫球手的肌肉在顶部位置11处充满了能量来进行击打高尔夫球，在底部位 置13释放肌肉中的这些能量以产生击球的能量。如上所述，这些肌肉可以被分为大肌肉群 和小肌肉群。大肌肉群被认为与高尔夫球手的身体相关，小肌肉群被认为与高尔夫球手的 手腕(在某种程度上与高尔夫球手的手臂)相关。高尔夫挥动是从顶部位置11到高尔夫 球杆击打球12的底部位置13的均勻加速的动作。可以对肌肉为了将能量传递给位于底部位置的球而需要产生的扭矩进行分析，将 这个扭矩分析并分为第一扭矩和第二扭矩，在本文中，将第一扭矩称为PCF(面控制因素)， 将第二扭矩称为ICF(碰撞控制因素)。可以以下述数学公式表示这些量PCF = (La+LBP) · aBP · mk(1)ICF = Lbp · (aBP-ah) · mk(2)其中，La是(关于高尔夫球手臂长的)常量，Lbp是从高尔夫球杆14的上部16到 高尔夫球杆14的平衡点BP的平衡点长度，aBP是在平衡点BP的加速度，ah是高尔夫球手的 手腕处(该位置被认为是位于高尔夫球杆14的的上部16)的加速度，mk是球杆的重量。将平衡点的加速度减去手腕的加速度插入共同待决的瑞典专利申请 SE0702905-1(其内容作为参考并入本文)中所描述的公式(2)，还可以将ICF表示为平衡 点长度Lbp和球杆重量mk的函数，结果如下ICF κ mk · (Lbp)2(3)在一组MOI匹配的高尔夫球杆中，这些高尔夫球杆的之间的ICF保持恒定，不过， 由于当高尔夫球杆的长度发生变化时高尔夫球手的挥动动作的变化，这并不是最优选择。
从而，MOI是基于一组高尔夫球杆中的第一高尔夫球杆和第二高尔夫球杆之间的 下列关系的mkjl(LBPa)2 = mk,2(LBP,2)2(4)其在图2中示意出。实线示出了具有不同长度Lk的一组MOI匹配的高尔夫球杆。 扭矩ICF对于每个长度都是恒定的。与MOI相反，一组高尔夫球杆中的适于一个高尔夫球手的第一高尔夫球杆和第二 高尔夫球杆之间的关系是mka (Lepa)2 = α · mk,2 (LBP,2)2 ； α ^ 1(5)其中，α表示线性常量，Hika是第一高尔夫球杆的重量，Lepa是第一高尔夫球杆的 平衡点长度，mk,2是第二高尔夫球杆的重量，Lbp,2是第二高尔夫球杆的平衡点长度。如本发 明的方法所示，为高尔夫球手设计的一组球杆中的高尔夫球杆之间的扭矩ICF与MOI的实 线不同。虚线所示的作为球杆长度的函数的ICF(I)的α < 1，点线所示的作为球杆长度的 函数的ICF (2)的α >1。ICF(I)曲线与MOI曲线在第一球杆长度L1处相交，ICF (2)曲线与MOI曲线在第 二球杆长度L2处相交，这表示，球杆长度等于L1或L2的MOI匹配球杆与基于本发明的方法 设计的高尔夫球杆具有相同的ICF。还应当注意的是，MOI曲线只与每个ICF曲线在一个球 杆长度处相交，即，与ICF(I)在“处相交，与ICF(2)在“处相交。可以将平衡点的加速度插入共同待决的瑞典专利申请SE0702905-1中所述的公 式(1)中来表示PCF，结果如下PCF ο- (La+LBP) · (La+2 · Lbp) · mk(6)扭矩PCF是平衡点长度Lbp的线性函数，由于平衡点的位置取决于球杆长度Lk，也 是球杆长度Lk的函数，由此，适于高尔夫球手的一组球杆中的两个高尔夫球杆之间的关系 可以被表示为HikaU) · (2LBPa+La) = δ · mkj2(LBPj2+La) · (2LBP,2+La) ； δ 乒 1，(7)其中，δ表示线性常量，Hika是第一高尔夫球杆的重量，Lepa是第一高尔夫球杆的 平衡点长度，mk,2是第二高尔夫球杆的重量，Lbp,2是第二高尔夫球杆的平衡点长度，La是与 高尔夫球手臂长相关的常量。图4示出了根据本发明将第一扭矩PCF和第二扭矩ICF的行为表示为平衡点长度 和球杆重量的函数的第一曲线图。当LaS常量而mk和Lbp可变时，第一曲线51 (虚线)示 出了公式(6)，第二曲线52(实线)示出了公式(3)。这两条曲线相交于点53，点53只是 给出了当两个公式均满足时高尔夫球杆“η”的一个平衡点长度Lbp, η和相应的球杆重量mk, n。本发明方法的一个方面是识别具有不同球杆长度的两个或更多高尔夫球杆的相关的参 数(即，mk和Lbp)，以建立公式(5)和(7)的线性常量α和δ。而且，期望能够在击球12时控制高尔夫球杆头17相对于挥动面的角度，并击打出 直线球。为了实现这个目的，角度需要垂直于碰撞时的挥动面，即，高尔夫球杆头需要是方 形的。圆柱状的杆身和抓握部不会影响在碰撞时施加到手腕的扭矩，但球杆头会影响控制 高尔夫球杆的能力。对肌肉为了能够控制在底部位置时的角度而需要产生的扭矩进行分析，将其分 为第三扭矩和第四扭矩，在本文中，第三扭矩被称为HCF(头控制因素)，第四扭矩被称为GCF(啮合(gear)控制因素)。可以以数学公式来表示这些量HCF = Lk · (aCG-ah) · mkh(8)GCF = Lcg · (aCG-ah) · Iiikh(9)其中，Lk是高尔夫球杆的长度，Lcg是从高尔夫球杆14的上部16的杆身中心的延 长部分和CG面的交点到通过击球面上的有效击球点和重心CG (优选为高尔夫球杆头17的 CG)的线上的点的矢量长度，是CG上的加速度，ah是高尔夫球手手腕(被认为位于高尔 夫球杆14的上部16)的加速度，mkh是球杆头的重量。图3a_3d示出了用于计算HCF和GCF的不同的重要定义，以及如上所述的计算PCF 和ICF所需的平衡点长度的更详细定义。图3a示出了高尔夫球杆20的侧面图，高尔夫球杆20包括杆身长度为Ls的杆身 21、抓握长度为Lg的抓握部22以及具有重心CG的球杆头23。该高尔夫球杆具有平衡点 BP,平衡点长度Lbp被定义为抓握部22的远端25在沿杆身21的中心线24所限定的第一方 向上距平衡点的距离。重心CG被定义为布置在垂直于第一方向的面(CG面)上，球杆长度 Lk被定义为抓握部22的远端25沿第一方向至CG面的距离。作为高尔夫球手在挥动高尔 夫球杆时所感受到的球杆长度的击球长度Lp (play length)被定义为当球杆头的底中心接 触地面28 (线28所示)时从抓握部22的远端到地面的距离。除非CG在球杆头23中定位 非常低(如图3a所示)或非常高，一般情况下Lp大致等于Lk。具有球杆头重量Hikh球杆头23设有插鞘(hosel)26以及杆身21附接的插鞘孔。在 本文中CG的位置是相对于插鞘26的顶部的中心点27限定的，可以被表示为三个分量Lx、 Ly和！^。第三分量LzS义成沿着第一方向从中心点27至CG面，见图3a。第一分量Lx和 第二分量Ly布置在CG面内，而且，如图3b和图3c所示那样限定。图3b示出了具有有插鞘孔的插鞘31和球杆扁平部(club blade) 32的常规球杆 头30的俯视图，图3c示出了常规球杆头30透视图。在插鞘31中示出了零点33，该零点被 定义为CG面上CG面与杆身21的中心线24的延长部分相交的点。分量Lz被定义为插鞘 31顶部的中心点38距零点33的距离，在零点33和CG之间定义了矢量@。该矢量可以被 分为上述的第一分量Lx和第二分量Ly。Lx被定义为零点33和通过CG的线34之间的距离， 并垂直于球杆头30的击球面35的面。Ly被定义为CG和通过零点33的线36之间的距离， 并平行于球杆头30的击球面35的面。线34与击球面35的交点的点37通常被称为“有效 击球点”，这是由于在球杆头为方形的情况下重心CG在(图1中的底部位置)碰撞过程中 直接布置在该点后面。对于常规的球杆头而言，如图3b所示，在这个实施例中，有效击球点 37距CG的距离大于Ly。图3d示出了球杆头40的透视图，该球杆头40具有偏移插鞘的设计，包括插鞘41 和球杆扁平部42。零点43被表示为处于插鞘41中，以与图3b所示相同的方式定义。在 零点43和CG之间定义了矢量@，该矢量可以被分成上述的第一分量Lx和第二分量Ly。Lx 被定义为零点43和通过CG的线44之间的距离，并垂直于球杆头40的击球面45的面。Ly 被定义为CG和通过零点43的线46之间的距离，并平行于球杆头40的击球面45的面。在 这个实施例中，到有效击球点47的距离小于Ly。应当注意的是，为了计算第四扭矩GCF，由于CG的位置在挥动动作过程中影响高 尔夫球杆的感觉的事实，优选CG长度Lra是矢量⑶的长度。可替换地，由于CG会在碰撞时直接定位于有效击球点37、47后面的事实，第一分量Lx可用作CG长度Lra，不过，经过CG和 有效击球点37、47的线34、44上的任何点都可以被用作Lra来计算GCF。根据公式(8)的HCF是球杆长度Lk、球杆头重量Hikh以及CG和手腕的加速度差 (aCG-ah)的函数。在共同待决的瑞典专利申请SE0702905-1中提到，加速度差(知_%)可以 被表示为球杆长度的函数，其结果是HCF ο- (Lk)2 ‘ mkh(10)图5示出了显示高尔夫球杆“η”的作为球杆长度Lk和球杆头重量Hikh的函数的第 三扭矩HCFn的行为的曲线图。对于高尔夫球杆“η”而言，给定值的HCFn会导致自由选择该 高尔夫球杆的球杆长度Lk,η从而导致期望的球杆头重量mkh,n，或者选择该球杆头重量mkh,n， 从而导致期望的球杆长度Lk, n，来获得最优头控制因素。本发明的思想是基于以下理解高尔夫球手根据高尔夫球杆的长度Lk改变挥动， 由于第三扭矩HCF与公式(10)中所表示的球杆长度的平方成比例，从而第三扭矩HCF也会 改变。从而，可以在一组高尔夫球杆中的具有不同长度的第一高尔夫球杆和第二高尔夫球 杆之间形成下列关系Hikha(Lka)2 = β -Hikhj2(Lkj2)2(11)其中，Hikfcl是第一高尔夫球杆的杆头重量，Lka是第一高尔夫球杆的球杆长度，Iiikh, 2是第二高尔夫球杆的杆头重量，Lk,2是第二高尔夫球杆的球杆长度。对于一个高尔夫球手 而言，β通常不等于1(β兴1)，不过，可以想到，高尔夫球手会需要其中的高尔夫球杆尽管 具有不同长度(即，Lka Φ Lk,2)但具有相同的HCF的一组高尔夫球杆。同样，通过引入在共同待决的瑞典专利申请SE0702905-1中所述的手腕和CG之间 的加速度差，可以将第四扭矩GCF表示为GCF ο- Lk · Lcg · mkh(12)图6示出了显示作为高尔夫球杆“η”的CG长度Lra和球杆头重量Hikh的函数的具 有预定球杆长度Lk, η的高尔夫球杆的第四扭矩GCFnR为的曲线图。具有预定球杆长度Lk, η的高尔夫球杆“η”的GCFn的给定值导致为该高尔夫球杆自由选择CG长度Lra, η从而导致 期望的球杆头重量mkh,n，或者可以选择球杆头重量mkh,n，这会导致期望的CG长度Lcg,n，来获 得最优啮合控制因素。如上所述，本发明思想是基于以下理解高尔夫球手根据高尔夫球杆的长度Lk改 变挥动，由于第四扭矩GCF与公式(12)中的球杆长度成比例，从而第四扭矩GCF也会改变。 因此，可以在一组高尔夫球杆中的具有不同长度的第一高尔夫球杆和第二高尔夫球杆之间 形成下列关系Iiikhjl · Lka · Lcca = γ · mkh,2 · Lk,2 · Lcg,2(13)其中，Hikfcl是第一高尔夫球杆的杆头重量，Lka是第一高尔夫球杆的球杆长度，Lcgi 是第一高尔夫球杆的CG长度，Hikh,,是第二高尔夫球杆的杆头重量，Lk,2是第二高尔夫球杆 的球杆长度，Lra,2是第二高尔夫球杆的CG长度。对于一个高尔夫球手而言，Y通常不等于 1(Υ Φ 1)，不过，可以想到，高尔夫球手会需要其中的高尔夫球杆尽管具有不同长度(即， Lka Φ Lkj2)单具有相同的GCF的一组高尔夫球杆。由公式(11)和(13)，明显的是，HCF和GCF不是基于同一组高尔夫球杆中的不同 球杆的球杆重量mk或者平衡点长度Lbp。同样，由公式(7)和(5)，明显的是，PCF和ICF不是基于同一组高尔夫球杆中的不同高尔夫球杆的球杆头重量Hikh或CG长度Lra。还应当注 意的是，PCF和ICF都不是直接基于球杆长度Lk，，由于球杆长度变化时挥动动作会不同，但 本发明方法的一个基本特征是确定不同的参数来设计具有任意长度并适合特定高尔夫球 手的高尔夫球杆。。图7示出了示意出上述四个扭矩的曲线图。χ轴表示一组高尔夫球杆中的不同球 杆的击球长度Lp，但由于认为Lp大致等于这些示例中的球杆长度Lk，在图7中采用了球杆长 度Lk。y轴表示PCF、HCF、ICF、GCF的扭矩。通常，当选择图4中的点43所示的平衡点长度 和球杆重量来满足公式(6)和公式(3)时，PCF(线71)大致是ICF(线72)两倍高。HCF(线 73)通常高于ICF，GCF(线74)大致是PCF的1 2%。如在下述示例所述，可以从上述的扭矩和关系中推导出高尔夫球杆参数的目标 值。优选在高尔夫球杆制造商的监督下试验出两个或更多的高尔夫球杆，以确定建立作为 球杆长度的函数的扭矩斜率所需的高尔夫球杆参数。与挥动动作相关的参数需要通过用于 特定高尔夫球手的高尔夫分析装备测量或者通过采用与挥动动作相关的标准值来确定。然 后，可以将这些挥动动作参数用于一组高尔夫球杆中的所有高尔夫球杆，即使这些球杆的 长度会不同。高尔夫球杆参数取决于公式、公式(7)，公式(11)和公式(13)所建立的 关系。主要示例下述示例示出了考虑所有的四个扭矩来产生具有最优性质的一组高尔夫球杆的 思想。这是一个非限定性的示例，下文呈现的这些值对于每个高尔夫球手是不同的。在图7中，点61、62、63和64分别示出了为球杆长度为L1的第一参考高尔夫球杆 所建立的扭矩PCF、HCF、ICF和GCF，点65、66、67和68分别示出了为球杆长度为L2的第二 参考高尔夫球杆所建立的扭矩PCF、HCF、ICF和GCF。分别在表示PCF、HCF、ICF和GCF的点 之间画出直线71、72、73和74。如果三个或更多的高尔夫球杆被用作参考高尔夫球杆，那 么，优选根据最小二乘法在这些点之间画出直线71-74。这意味着计算每个点距离它在相应 的直线上的偏差的平方，所有偏差的和应该尽可能小。在示例中，只有两个高尔夫球杆被用 作了参考，那么，可以如图7所示的那样通过每个点画出这些直线71-74。在该示例中，球杆 长度为L1的第一参考高尔夫球杆是5号金属木杆(5metal-W00d)，球杆长度为L3的第二参 考高尔夫球杆是9号铁杆。通过根据本发明的方法获得直线71-74的斜率，即，α、β、δ、γ，其中，其中在球 杆制造商的监督下试验至少两个高尔夫球杆，以确定与这些高尔夫球杆相关的参数，例如， 每个球杆的-球杆重量(mk)，-球杆长度(Lk),-平衡点长度(Lbp)，-球杆头重量(Hikh),和-CG 长度(Lcg)试验高尔夫球杆的方法包括对操作高尔夫球杆的能力进行分析，以协调地击球并 将球重复地击传送接近某个点的位置，即大致相同距离和方向。这些高尔夫球杆被用作参 考球杆，以确定在如图7所示的表示扭矩的每条线上的至少两个点。
为了能够将扭矩建立为球杆长度的函数，对至少两个参考球杆识别上述这些参数 的能力是很必要的。本发明提供了一种采用瑞典专利申请SE0702905-1中所述的虚拟挥动 机器人为高尔夫球手确定这些参数的方法，虚拟挥动机器人具有下列挥动参数选择手腕 和旋转中心的距离(La)，例如650mm，选择球杆头的速度，例如80英里每小时(MPH)，这对应 于挥动具有预定的球杆长度例如1000mm(39. 37英寸)的虚拟高尔夫球杆时每秒35. 76米 (m/s)。而且，该虚拟高尔夫球杆具有预定的平衡点长度(例如772mm)、预定球杆重量(例 如376. 4克)、预定球杆头重量(例如255克)以及预定CG长度(例如38. 078mm)。选择 挥动角度，例如(pa=q)h=135°，计算该虚拟挥动机器人参数，即，知、aBP, ah、vBP和vh。由于 虚拟挥动机器人对于具有任意球杆长度的高尔夫球杆在手腕具有相同的加速度和速度，ah 和Vh的值对于所有的球杆都是一样的。球杆头处的加速度aCG以及BP处的加速度Ap和速 度vBP会随着作为不同的扭矩的计算值的结果的CG长度和平衡点长度的变化而发生改变， 这会在下文进行详细说明。为了减少手动步骤的量和增加计算的精确性，当为高尔夫球杆计算公式(1)和 (2)中表示的PCF和ICF时，图8中示出了平衡点秤80。平衡点秤80包括第一秤81、第二 秤82以及处理单元83。第一秤81包括固定支撑84和可移动支撑85，可移动支撑85适于 在垂直位置和基本上水平位置之间移动。第二秤82包括突出部86，突出部86布置在距第 一秤81的固定支撑84上的枢转点(pivotal point)87的预定距离Lb处，例如550mm。具有平衡点BP的高尔夫球杆21 (不是平衡点秤的一部分)枢转地布置在所述固 定支撑84上，抓握部22的远端25靠着突出部86放置。然后，平衡点BP被放置在距枢转 点87的未知距离L。处。平衡点秤80设计成在可移动支撑85位于竖直位置处，即平衡点秤 80位于固定位置处，而且没有压力施加在第二秤82上，即mB = 0时，通过第一秤81来测量 高尔夫球杆21的总重量mk。当可移动支撑85从竖直位置移动到基本水平位置，即平衡点 秤80位于枢转位置时，由于杠杆作用，压力会施加在第二秤82上，第二秤82会测量平衡重 量mBo另外，处理单元83包括在其上显示指令和结果的显示器88、处理器μ P、存储器89 以及向处理单元83输入命令的例如单独的按钮、显示器上的压敏部分等等之类的输入装 置(未示出)。图9示出了描述该平衡点秤的操作过程的流程图。在步骤90，通过将例如hp、ah 和La的基本参数输入处理单元，过程开始。如果没有提供参数，处理单元会采用与虚拟挥 动机器人所采用的参数相同的参数，见上文所述。高尔夫球杆被定位，可移动支撑85移动 至竖直位置，优选这会自动重新开始处理单元83中的计算过程，从而，在步骤91，平衡点秤 被布置在固定位置。在步骤92，通过第一秤81测量高尔夫球杆的总重量mk，并将结果存储 在处理单元83的存储器89中。可以在显示器88上呈现从竖直位置移动可移动支撑85以使平衡重量被测量的指 令，或者可以在已经测量并存储了高尔夫球杆的总重量mk时呈现视听信号(光/声音)。此 后，在步骤93，通过移动可移动支撑85，将平衡点秤布置在枢转位置，然后，在步骤94，通过 第二秤82测量平衡重量mB，并将其存储在存储器89中。在步骤95中，采用下列关系计算平衡点长度Lbp
权利要求
1.一种确定至少一个高尔夫球杆的球杆参数的方法，所述至少一个高尔夫球杆属于特 定高尔夫球手的一组高尔夫球杆并具有任意的球杆长度Lk, n，每个高尔夫球杆(14;20)有 具有上端和下端的杆身(21)、在杆身上端上的抓握部0 以及安装在杆身的下端并具有 击球面的杆头O3;30;40)，每个高尔夫球杆具有平衡点BP，其中从抓握部0 的远端 (25)至所述平衡点BP被定义为平衡点长度Lbp,n ；球杆重量mk,n以及重心CG被布置在垂直 于沿所述杆身的中心的第一方向的CG面的球杆杆头重量mkh,n，所述球杆长度“…被定义为 从抓握部0 的远端沿第一方向至所述平面的第一距离，其特征在于，该方法包括A)选择第一参考高尔夫球杆的球杆长度LmU；B)改变属于下组中的至少一个球杆参数球杆重量、球杆头重量、CG位置以及第一参 考高尔夫球杆的重量分布，以识别该高尔夫球手的第一参考高尔夫球杆的每个可变球杆参 数的间隔；C)在每个识别的间隔中选择球杆参数，由此，所述高尔夫球手能够用属于下组的至少 一个参数能够重现地在有限扩散范围内击球发射角度、旋转、运送距离、挥动速度、扩散 角、击球面上的球碰撞位置、碰撞时的球速以及碰撞时的球杆速度；D)选择与第一参考高尔夫球杆的球杆长度LmU不同的第二参考高尔夫球杆的球杆长度 Lref, II ；E)对所述第二参考高尔夫球杆重复步骤B和C；以及F)基于所述第一参考高尔夫球杆和所述第二参考高尔夫球杆的所述的选择的至少一 个球杆参数，计算至少一个扭矩(PCF、ICF、HCF和GCF)；G)基于每个相应的在步骤F中计算的扭矩，确定作为球杆长度的函数的每个扭矩 (PCF、ICF、HCF 和 GCF)的关系；H)选择属于所述组高尔夫球杆的第一高尔夫球杆的球杆长度Lu，并基于步骤G中确 定的关系确定第一高尔夫球杆的球杆参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤A中选择的第一参考高尔夫球杆的球杆长 度LmU比步骤D中的第二参考球杆的球杆长度 短。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，第一参考高尔夫球杆和第二参考高尔夫球杆之 间的球杆长度差Lg1H选择成至少为76. 2mm(3英寸)。
4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的方法，其中，在步骤G中确定每个扭矩的关 系的步骤包括提供通过所述第一参考高尔夫球杆和所述第二参考高尔夫球杆的相应的计 算的扭矩的线性函数。
5.根据权利要求1至4中的任何一项所述的方法，其中，步骤B中的所述可变球杆参数 包括球杆重量mk和第一参考高尔夫球杆的重量分布，以识别球杆重量间隔和平衡点长度间 隔，步骤F中计算至少一个扭矩的所述步骤包括Fl)为所述第一参考高尔夫球杆和所述第二参考高尔夫球杆计算作为球杆重量mk、平 衡点长度Lbp以及高尔夫球手臂长La的函数的第一扭矩(PCF)；以及F2)为所述第一参考高尔夫球杆和所述第二参考高尔夫球杆计算作为球杆重量mk、平 衡点长度Lbp的函数的第二扭矩(ICF)；步骤G中确定每个扭矩的关系的所述步骤包括Gl)基于在步骤Fl中计算的第一扭矩，确定作为球杆长度的函数的第一扭矩(PCF)的 第一关系；以及G2)基于在步骤F2中计算的第二扭矩，确定作为球杆长度的函数的第二扭矩(ICF)的第二关系；在步骤H中为第一高尔夫球杆确定的球杆参数包括基于在步骤Gl和G2中所述确定的 第一关系和第二关系的平衡点长度Lbim和球杆重量mu。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤Fl和F2中计算的第一扭矩(PCF)和第二 扭矩(ICF)分别被选择为PCF = (La+LBP) · aBP · mk, ICF = Lbp · (aBP-ah) · mk,La是高尔夫球手的臂长，Lbp是平衡点长度，aBP是平衡点处的加速度，ah是当高尔夫球 杆击高尔夫球时高尔夫球手手腕的加速度，mk是球杆重量。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述臂长La被选择为不变的常量。
8.根据权利要求1至7中的任何一项所述的方法，其中，步骤B中的可变球杆参数包括 第一参考高尔夫球杆的球杆头重量mkh，以识别球杆头重量的间隔，在步骤F中计算至少一个扭矩的所述步骤包括F3)计算作为所述第一参考高尔夫球杆和所述第二参考高尔夫球杆的球杆头重量mkh 和球杆长度Lk的函数的第三扭矩(HCF)，在步骤G中确定每个扭矩的关系的所述步骤包括G3)基于在步骤F3中计算的第三扭矩，确定作为球杆长度的函数的第三扭矩(HCF)的第三关系，在步骤H中为第一高尔夫球杆确定的球杆参数包括基于在步骤G3中所述确定的第三 关系的球杆头重量Hikhil。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在步骤F3中计算的第三扭矩(HCF)被选择为 HCF = Lk · (aCG-ah) · Iiikh,Lk是球杆长度，aa;是CG上的加速度，％是高尔夫球杆击球时高尔夫球手手腕的加速 度，mkh是球杆头重量。
10.根据权利要求1至9中的任何一项所述的方法，其中，步骤B中的可变球杆参数包 括第一参考高尔夫球杆的球杆头重量和CG长度Lra，以识别球杆头重量间隔和CG长度 间隔，所述CG长度布置在所述CG面内，代表从CG面内的零点沿第一方向至-重心CG，或-经过所述击球面上的有效击球点和所述重心CG的线上的点的距离，，所述零点位于 所述杆身的中心的延长部分。在步骤F中计算至少一个扭矩的所述步骤包括F4)计算作为所述第一参考高尔夫球杆和所述第二参考高尔夫球杆的球杆头重量mkh 和CG长度Lra的函数的第四扭矩(GCF)，在步骤G中确定每个扭矩的关系的所述步骤包括G4)基于在步骤F4中计算的第四扭矩，确定作为球杆长度的函数的第四扭矩(GCF)的 第四关系，在步骤H中为第一高尔夫球杆确定的球杆参数包括基于步骤G4中的所述确定的第四 关系的球杆头重量Hikhll和CG长度Lra, lt)
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在步骤F4中计算的第四扭矩(GCF)被选择为GCF = Lcg · (aCG-ah) · mkh,Lcg是CG长度，是CG上的加速度，％是高尔夫球杆击球时高尔夫球手手腕的加速度， 以及mkh是球杆头重量。
12.根据权利要求1至11中的任何一项所述的方法，其中，对均具有选择的球杆长度 Lk,n的至少一个其他的高尔夫球杆重复步骤H，以基于在步骤G中确定的每个关系确定其他 的高尔夫球杆的球杆参数。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，每个其他的高尔夫球杆具有互相不同的球杆 长度Lk,n，而且，均与所述第一高尔夫球杆的球杆长度Lu不同(Lk,η Φ Lka)。
14.根据权利要求1至13中的任何一项所述的方法，其中，所述第一高尔夫球杆或所述 其他的高尔夫球杆中的至少一个被选择为轻击棒。
15.根据权利要求1至14中的任何一项所述的方法，其中，所述第一高尔夫球杆或所述 其他的高尔夫球杆至少包括长打棒、球道用木杆、混合杆、铁杆球杆、楔形棒和轻击棒。
全文摘要
本发明涉及一种用于对至少一个高尔夫球杆确定球杆参数的方法，所述至少一个高尔夫球杆属于特定高尔夫球手的一组高尔夫球杆并具有任意的球杆长度Lk，n。所述方法包括选择第一参考球杆和第二参考球杆的球杆长度；改变至少一个属于下列组的球杆参数球杆重量、球杆头重量、CG位置、第一参考球杆和第二参考球杆的重量分布；为每个选择的球杆参数选择的球杆参数值。计算扭矩PCF、ICF、HCF和GCF中的至少一个，将关系确定为球杆长度的函数。选择属于该组高尔夫球杆中的第一高尔夫球杆的球杆长度，基于每个确定的关系来确定第一高尔夫球杆的球杆参数。
文档编号A63B53/00GK102083504SQ200980121930
公开日2011年6月1日 申请日期2009年6月12日 优先权日2008年6月13日
发明者B·奥尔森, T·毕约克曼 申请人:伊萨伦公司