雖然過去國外有進行過不同年齡層的投球動作比較，但由於當地和我國棒球文化及訓 練方式不同，所以之前的研究的結果並不能直接引用在我國的棒球訓練中，要了解我國 棒球投手的投球動作，必須再進行研究。因此，本研究的目的有以下三個:
(1) 比較我國國中、高中、大學三個年齡層的投手的上、下肢運動學、動力學及時 間參數，來了解不同年齡層的棒球投手投球動作的差異。
(2) 找出國內不同年齡層的學生投手，投球時影響球速的因子。
希望藉由本研究的結果，能供提供各級教練在訓練上的參考。
第四節 名詞解釋及操作型定義 1、 國中投手:有參加全國國中硬式棒球聯賽的球隊隊中的投手。
2、 高中投手:有參加全國高中棒球聯賽木棒組的球隊隊中的投手。
3、 大學投手:有參加全國大專棒球聯賽公開一級的球隊隊中的投手。
4、 抬腿期（windup）：是指投手將前腿（lead foot）抬至最高點。
5、 跨步期（stride）：則是投手將前腿自最高點落下，前跨到著地為止。
6、手臂上舉期（arm cocking）：是指前腿著地後，將手臂外張至發生最大外旋為止。
7、手臂加速期（arm acceleration）：則是手臂由最大外旋階段開始，向前加速至球離
手為止。
8、手臂減速期（arm acceleration）：球出手後的上肢減速。
9、跟隨期（follow-through）：最後的軀幹減速緩衝。
10、影響投球的因子：利用逐步迴歸所找出對球速有影響力的參數。
第五節 研究範圍
本研究以國、高中、大學投手各 10 名為研究對象，研究對象皆採取 3/4 上投法，
慣用手包含左手和右手。透過對全身的運動學及動力學的比較，，來了解不同年齡層的 棒球投手投球動作的發展。
第六節 研究限制
本研究在實驗室中進行，受限於實驗室空間，投球時的目標距離只有 3m，而不是 標準的 18.44m。為配合力板埋設，投球是在平地上進行，並未使用投手丘。在目標設定 上受限於國中投手的投球穩定度較差，以好球帶比例下去放大，到國中投手可以達成 80%
的命中率為止，最後目標為 40 *60 cm 離地 80 cm 的長方形目標，和實際好球帶不同。
另外投手是否盡力是以受詴者自我的感覺來判斷。雖然受限於實驗室的空間使得投手投 球時和正式比賽的狀況有差，但是在全力投球的狀況下，不同年齡層的投手差異仍會出 現，可以達成本研究的目的。
圖 1-1 投球過程階段劃分圖
第貳章 文獻探討
本章旨在回顧過去研究者在投球動作上的相關研究。共分六節，第一節棒球投手投 球動作概述；第二節棒球投手投球動作分期；第三節運動學之相關文獻；第四節動力學 之相關文獻；第五節不同年齡層的投球動作比較；第六節影響球速的因子；第七節文獻 總結。
第一節 棒球投手投球動作概述
投球是一項非常複雜的動作，投手必需要將一顆150g的棒球在不到3秒的時間內加 速到32s/m以上，這要靠上、下半身和軀幹良好的協調。投球動作由準備動作開始，投 手在看完暗號之後將腳靠住投手板完成準備。一開始先將前導腳抬高以創造位能，接著 向前跨出前導腳，同時軸心腳將身體重心向前推送，使身體產生初步的動能，這時雙手 向身體的兩側分開並抬高。接著前導腳著地，開始剎車減慢重心速度，並將前進的動能 轉變成軀幹旋轉的動能。軀幹向前旋轉同時也帶動肩關節外旋。當肩關節通過最大外旋 點之後，軀幹開始減速，而上肢開始加速，透過鞭打效應的過程對末端的球加速並投出。
在跨步過程中包含了下肢的髖、膝、踝關節的運用，在上肢加速的過程中則包含了肩、
肘、腕關節的動作。其中因為手掌在加速過程中緊握住球，對球速的貢獻較小，因此對 整個過程中兩腳的髖、膝、踝、骨盆、軀幹、肩和肘關節在各個重要時間點的角度、角 速度峰值及時間點的檢定，是分辨投球動作的重要檢驗參數。
第二節 棒球投手投球動作分期
在投球動作的分期的部份，過去有許多學者提出不同看法。在國內有葉志仙、李明 憲、朱峯亮（2003）提出的，投球動作可以分為準備期、用力期、加速期及完成期等4 期。而林光宏（2007）則認為，投球動作可以分成準備伸展期、加速期、出球點期、跟 進動作等連貫協調的步驟。在國外的部份，Glousman 等 (1992) 將投球動作分為揮臂 期（wind-up phase，從投球動作開始到投球手將球從手套中拿出的瞬間）、前上舉期
（early cocking phase，從投球手將球從手套中拿出的瞬間，到前導腳著地的瞬間）、
後上舉期（late cocking phase，從前導腳著地的瞬間，到肩關節最大外旋的瞬間）、
加速期（acceleration phase，從肩關節最大外旋的瞬間，到球離手瞬間）、跟隨期
（follow-through phase，從球離手瞬間，到投球動作結束）等六期。Fleisig 等 (1996) 則是將投球動作分為揮臂期（從投球動作開始，到前導腳抬至平衡點，這個時期的重點 在於抬腿創造位能，提供後續動作使用）、跨步期（stride phase，從前導腳抬至平衡 點，到前導腳著地的瞬間，這個時期的重點在於推動重心向前移動，以產生投球的最初 能量）、手臂上舉期（arm cocking phase，從前導腳著地的瞬間到肩關節最大外旋的 瞬間，這個時期的重點在於前導腳剎車，將重心前移的動能轉成軀幹前傾和軸向旋轉的 能量，以利後續手臂加速）、手臂加速期（arm acceleration phase，從肩關節最大外 旋的瞬間，到球離手瞬間，這個時期的重點在於手臂向前加速以創造球速）、手臂減速 期（arm deceleration phase，從球離手瞬間，到肩關節最大內旋的瞬間，這個時期球 己離手，因此手臂進行減速的動作）、跟隨期（從肩關節最大內旋的瞬間到進入守備姿 勢，這個時期的重點則是利用身體動作，來緩衝投球時所產生的多餘的能量）等分期(陳 書瑋、湯文慈，2008)。由於Fleisig等人的分期受到後來較多的文獻採用，因此本研究 也採用這個分期方式，將投球動作分為6期。
第三節 運動學之相關文獻
運動學包涵了位置、速度、加速度和時間等幾個部份，在研究時是以各關節角度、
角速度、角加速及時間參數的變化，來了解投球過程的動作形態。投球過程中，上肢有 肩關節和肘關節兩部份，肩關節包含了外展/內收、內/外旋和水平外展/內收三個向度，
肘關節則只有伸展/彎曲一個向度。這四個向度的角度、角速度和最大角速度發生的時 間則是區別投球動作的重要的運動學參數。在過去的文獻中，肩水平外展在著地時大約 是14°-27°，隨著投球動作的進行再增加約4°，到球離手時約為5°-11°。在肩外旋的部 份，前腳著著地時的角度值從23°-80°都有，在最大外旋時增加到為135°-186°，球離手 時則是90°-120°。肘彎曲角度的部份，在前腳著地時大約為75°-100°，隨後增加到95°
-120°，之後開始伸展，到球離手時大約是10°左右。在軀幹前傾的部分，球離手時約保 持在30°-60°。跨步長則是維持在身高的70%~90%左右。(詳附錄1-1~3)
在角速度參數部份，盆旋轉速度峰值約在601~673°/s中間，軀幹旋轉速度的峰值約 在1052~1250°/s中間，肩關節內旋速度的峰值約在5850-8006°/s，肘伸展速度約在 1925-2980°/s中間。整個作用時間（前導腳著地到球離手）大約在150~250ms之間。(詳
附錄1-1~3)
在時間參數的部份，最早出現的峰值是骨盆旋轉速度峰值，大約出現在前腳著地
－球離手瞬間的34-39%。再來是軀幹軸向旋轉速度峰值，出現在前腳著－球離手瞬間的 42-52%。再來是肩外旋最大角度，出現在－球離手瞬間的77-81%。接著是軀幹向前旋轉 速度峰值，出現在前腳著地到球離手時間的89-99%。接著是肘伸展角速度峰值，出現在 前－球離手瞬間的90-93%。最後是肩內旋角速度峰值，出現在－球離手瞬間的102-105%。
(表2-3) (詳附錄1-4)
這些參數中，有部份參數會依球速不同而有差異。Matsuo等 (2001) 曾以127 名健 康的大學投手及職業投手為受詴者，比較球速較快和較慢的投手，分析運動學及時間參 數，發現球速較慢的投手的前導腳膝關節最大彎曲角速度（260°/s）明顯大於球速快的 投手（161°/s），球速較快的投手則有較大的肩關節最大外旋角度 (179°)。Stodden等 (2001) 以7 位職業、9 位大學及3 位高中的投手探討骨盆和上半身軀幹位置對球速的 關係，發現當球速增加，投擲手的肩關節產生最大外旋時，上半身軀幹和骨盆的旋轉角 度會有增加的現象。此外在上肢後擺期的骨盆平均速度，及上肢加速期時上半身軀幹的 平均速度，都會隨著球速的增快而增加。
另外一些參數則會依地區文化的不同而有差異，例如Escamilla等(2002) 針對美國 與 韓 國 共 19 位職棒投手的研究發現，美國投手球速 (38.0m/s) 與韓國投手球速 (34.6.m/s) 之間有顯著差異，而且有多項運動學參數出現顯著差異。韓國投手於前導 腳著地時的肩關節外展角度、肩水平內收角度與肩外旋角度以及出手瞬間膝關節彎曲角，
皆顯著大於美國投手；美國投手於手臂上舉期之骨盆旋轉速度峰值、肩外旋速度峰值以 及出手瞬間軀幹前傾角速，則顯著大於韓國投手。在動力學參數上，美國投手手臂上舉 期之肘內翻力矩峰值、肩內旋力矩峰值、手臂加速期之肘彎曲力矩峰值、手臂減速期之 肘軸向力峰值與肩軸向力峰值等五個參數皆顯著大於韓國投手。
第四節 動力學之相關文獻
動力學包涵了力量和力矩兩部份，動力學的參數主要用來推估引起運動傷害的機轉。
目前對關節的力矩和力量的計算，大多以逆過程搭配先前研究的人體肢段參數來計算求 得。所得的結果為關節內肌肉、靭帶及骨頭所受的總力量和力矩。這些力量及力矩大小
目前對關節的力矩和力量的計算，大多以逆過程搭配先前研究的人體肢段參數來計算求 得。所得的結果為關節內肌肉、靭帶及骨頭所受的總力量和力矩。這些力量及力矩大小