关于棒球棒的最佳击球点的技术综述

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1、关于棒球棒的最佳击球点的技术综述　　摘要：随着棒球运动的风靡，对于棒球棒的研究也越发深入，国内外在该方面的专利申请量也在逐年上升。根据对现今棒球棒的研究，以及在相关理论研究下我国在棒球棒方面的发明创造进行了分析统计，并对相关的发明趋势进行了研究，为国内相关领域的研究提供参考。关键词：棒球棒；运动力学；中空结构；专利中图分类号：O326文献标识码：A引言：9棒球是一项起源于英国圆场球的体育项目，在美洲大陆得以发展，在美国，日本尤为盛行，被成为“国球”，在美国更是一项“国民运动”。随着国际化发展，棒球运动随之带向全球，现今已经在世界范围内

2、刮起一场追捧热潮。棒球运动同样越来越受到中国人的青睐，尤其在高校，棒球的热度不断高涨，全国很多高校都有自己的棒球队，每年也在全国范围内有棒球联赛。可见，棒球已经成为当今年轻人的时尚运动，棒球也越来越多的进入了中国市场。随着这股潮流，也促使着国人对棒球进行了深入的研究。能够打出本垒打是每个击球者为之不断练习努力的目标。本垒打是一个棒球运动员技艺娴熟的表征，也是其运用球棒的精髓所致。而本垒打的打出并不是一件容易的事情，除了击球运动员超群的技艺外，球棒的精巧设计也是至关重要。棒球棒的最佳击球点是打出本垒打的条件之一，研究棒球棒的材料质地及其

3、设计结构，对于发展棒球运动，提高棒球运动员运动水平等具有重要意义。1、棒球棒的运动学分析作为棒球击球者都知道，在棒球棒上有一个“最佳点”，也称之为“sweetpoint”，从击球者的角度看，最佳击球点也是打出本垒打――球以最快的速度离开球棒并且击球者的手几乎感觉不到振动和冲击的点，如图1所示的B点即为最佳击球点，若球落在A点和C点则得不到最佳效果的球。这个点，使得球和棒的冲击将会导致棒比较小的振动，并把棒的能量尽量多的转移给球，使球能够快速飞出。这就需要在球棒上找到这一撞击中心，球棒撞击时在握把处产生的净作用力被弱化，使得握把处因为震

4、动而产生的能量消耗减到最小，从而最大限度地将能量传递给球，获得最佳的击球效果。这一现象也被成为“甜点”效应。对于棒球棒的研究，首先从棒球棒的运动学原理着手，确定球棒上的最佳击球点。1.1运动模型9棒球的整个击球过程是一个非常复杂的动力学过程，对于棒球棒的运动学研究，国内有很多种方法对其进行研究说明，为球员的训练提供理论依据。多数的研究是根据冲量矩阵理论，对多刚体铰链模型进行运动力学分析，获得关于棒球在击出的球速的线性方程组，获得求解值，从而获得最佳的击球点。现阶段对棒球棒的运动学原理进行模拟分析的方法主要有限元模型[1]、碰撞模型[2

5、]，铰联接模型[3]，梁振动模型[4]，还有其他的利用动力学原理来对棒球棒的整个运动过程进行剖析。1.2最佳击球点的确定击球点是最大限度地将能量传递到球上，即基础速度最大，在此基础上当该击球点在击打球体时球棒对击球手的冲击达到最小，则该点即为最佳击球点。并且在研究中发现，球与球棒的初始速度越大，球被击出速度越大；最佳击球点位置与球和棒的速度有关，而碰撞中心点与速度无关；回复系数对棒球击出速度影响很大，而对最佳击球点与碰撞中心COP位置没有影响。2、棒球棒的材料与空间设计及其发展趋势1884年美国LouisvilleSlugger公司制

6、作了史上第一支白桦木球棒，也开启了当时强打者量身订作球棒的先驱，奠定了以白桦木制作球棒的基础。产自北美洲的白桦木，其特色优点为木质较软、重量较轻、弹性较佳，能提供较佳的打击表现，缺点则是耐用度较差。在严格的职业棒球赛中所用的棒球为木质棒球，而在所使用的材料主要集中在白桦木，枫木和青木，还有少量使用竹棒。美国最大木棒制造上Louisville9Slugger在生成木棒的118个年头中曾尝试过不同的木头材质来制造木棒。然而在近一个世界的试验中发现，在所有的木材中最为适合制作木棒的非白桦木莫属。市面上的球棒种类繁多，不仅有职业比赛中用的木质

7、棒球，还有作为业余选手使用的铝制棒球，以及性能上更显优势的复合材料，例如美国Worth公司制成称为Copperhead的电子棒球棒中使用的压电材料就是一种符合材料。材料质地的选择与棒球的性能好坏有着莫大的关系[5][6]，因为不同材料的球棒在碰撞后产生的振动过程中的能量损耗不同。就木质和铝制的球棒而言，木质球棒的构造与铝棒的构造就有很大的不同，木质球棒多是由枫树做成。木棒与铝棒相比木棒的把手比较粗而棒筒比较细，这是因为如果把手比较细的话容易被折断。两种材质球棒的质心不同，铝棒的执行通常距离球棒的端点12.63英尺，而木棒通常是11.2

8、5英尺。因为铝棒的质心相对于木棒更加靠近握棒点，也就是说，击球手挥动铝棒相对比较容易，击出的球速也较快。研究表明铝棒相对于木棒可以传递给球更多的能量，所以铝棒击出的球速明显大于木棒。9另外，橡胶具有良好的弹性。在球棒大头