專利名稱：用于羽毛球的仿真羽毛及羽毛球的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于羽毛球的仿真羽毛，本發明還涉及采用這種仿真羽毛制成的羽毛球。
背景技術：
采用人工材料代替天然鵝鴨羽毛來制作羽毛球是產業界和羽毛球運動界的一個理想。因為鵝鴨毛羽毛球的耐打性太差，導致運動員頻頻換球，并使打球成本大大提高；同時鵝鴨毛羽毛球生產工藝繁雜、材料本身的成本也較高。但是，這種材料替換所隱藏的技術困難決非一般人所能想象。產業界開展相關的研究工作已經超過20年，但到目前為止，還沒有任何一種人工材料代替鵝鴨毛制成的羽毛球在綜合性能上達到優質鵝鴨毛羽毛球的水平。現有塑料羽毛球的綜合性能根本滿足不了水平稍好的業余選手的技術要求，更是被專業運動員所遺棄。直到2007年，才開始出現具有實用價值的羽毛球專用仿真羽毛(或稱 人工羽毛)；到2009年底，才有采用仿真羽毛制成的羽毛球上市。但這種采用仿真羽毛制成的羽毛球仍然存在旋轉速度不夠、生產工藝復雜或者是超重的問題，還是沒有完全達到優質鵝毛球的水準。羽毛球是一項對球品的技術細膩度要求非常高的產品。運動員在長期的練習和比賽中，已經培養出了非常細膩的擊打體驗。這種擊打體驗以優質的天然鵝毛球為基礎，包括重量、球速、旋轉、高遠球飛行軌道、放小球的穩定性、搓球翻滾、擊球手感、擊球聲音、落點準確度等等。人工材料羽毛球就是要在這些因素上盡最大可能的接近天然鵝毛球。影響羽毛球綜合性能的，共有七大要素重量、重量分布、重心位置、球體支撐強度、正面風阻力(或稱軸向風阻力)、繞軸風阻力和抗擊打耐力。相應地就產生三大技術難關材料關、結構關和工藝關。這七大要素和三大技術難關的任何一項不能達標，羽毛球就不能被運動員所接受，也就難以在商業上取得成功。因此在考核一種羽毛球新技術是否實用時，要從上述七大要素三大難關進行綜合評判。換句話說小小的羽毛球實際上是一個系統工程，包含了多個子系統，各個子系統之間緊密關聯，相互影響，任何一個子系統的微小調整都會帶動全系統綜合性能的改變。從檢索到的跨度超過20年的專利說明書來看，絕大部分是針對某一子系統的單獨改造，而且大都是基于理論假想的設計，未經實際驗證。所以幾乎全部都不具有實用性、或者無法實現。也正是這個原因，才歷經20余年，截止到2008年，除了鵝鴨羽毛球和性能有缺陷的塑料羽毛球之外沒有任何具實用價值的新型羽毛球出現。其中重量、重量分布和旋轉是目前球體材料人工化過程中最難解決的要素。羽毛球對重量的變化非常敏感，其敏感度達到O. I克數量級，也就是說在一些關鍵部位，只要O. I克的重量改變就會引起羽毛球整體性能的重大變化。而對于單片羽毛來說，對重量的敏感度則達到了 O. 01克，也就是說，每片羽毛如果增加O. 01克，則整球裙部將至少增加O. 15克，這樣的重量改變將嚴重破壞羽毛球的飛行性能。現有的塑料羽毛球和仿真羽毛的球裙部分大都超重。羽毛球的重心最好落在球頭和球體連接部附近。如果裙部太重，重心上移，羽毛球極易翻滾，而越靠近羽毛球裙部頂端位置，對超重的敏感度就越大，因為這個位置的力矩最大；如果裙部過輕，重心過于下移，則球頭下墜，也影響性能。但從工程技術上來講，羽毛球裙部的重量越輕越好，因為在保證羽毛球球體有足夠支撐強度的前提下把產品做得更輕是一個高難的技術問題，而掌握了超輕的裙部制造技術后，再進行配重則是很容易解決的。有些人工材料羽毛球為了減重，就把球裙支桿做得很細、球裙做得很薄。重量是達標了，但強度不夠了，球也不旋轉了。羽毛球是否能穩定旋轉是非常關鍵的。繞軸風阻力就是用來推動羽毛球繞軸旋轉的。羽毛球飛行時繞軸旋轉不但可以穩定其飛行過程，而且能有效消耗部分飛行動能，在羽毛球被大力扣殺時，有一定的減速作用，使其飛行速度更符合運動的要求。另外，影響羽毛球飛行性能還有一個不被人注意的、細微的、但又很關鍵的因素風阻力突變現象一如果球裙支撐桿太軟，則羽毛球裙部在被大力擊打瞬間會出現劇烈變形，隨即又恢復正常，在這一縮一張的過程，風阻力產生劇烈變化，使羽毛球飛行速度產生瞬間突變，運動員也許感覺不到這種速度的變化，但可以明顯體會到羽毛球的飛行和標準羽毛球是有區別的一出球感覺會變得怪異、落點會不準確。
所以說，人工材料羽毛球的開發永遠面臨七大要素、三大難關的互相制約，只考慮 某一方面的性能是不行的。近年出現的仿真羽毛主要有兩種，但實現產業化的只有一種一由兩片發泡塑料片材貼合，并將羽梗包裹在里面而制成的仿真羽毛。但這種仿真羽毛制成的羽毛球在性能上離標準天然鵝毛還是有一定差距——其根本的原因就是對重量最為敏感的羽毛頭部超重。但如果采用更薄的發泡羽片材料以減輕重量時，又會出現羽片繞軸方向的支撐力不夠的問題，從而使羽毛球轉速減慢，甚至完全不旋轉；而且，采用較薄的發泡材料羽片，羽毛球的耐打度會大幅度降低，當羽片區域受到大力擊打時，在羽片頭部會立刻出現順著羽梗分布的裂口。而強度足夠、重量更輕的羽片替代材料還沒有出現。如果采用更細的羽梗來減輕重量，則羽梗的支撐力又不夠了，從而出現上述所說的風阻力突變現象。實際測試表明，單根仿真羽毛的頭部重量(包括羽毛片整體和大約半截羽梗的總重量)超過了 O. 07克，而單根標準羽毛球用鵝鴨羽毛的頭部重量一般在O. 05克左右，極少超過O. 06克。就是這微乎其微的O. 01克的超重，使得球裙整體超重了 O. 15克以上，從而在一定程度上影響了羽毛球的飛行性能——主要表現在(I)擊球手感偏重；(2)羽毛球擊球回頭遲滯；(3)放小球時極易翻滾，或者用球拍顛小球時會翻滾。正是上述這些缺陷，使得運動員還是不大愿意采用這種羽毛球一盡管這種羽毛球的綜合性能已經遠遠超越現有的整體球裙塑料羽毛球，并且，其使用壽命可以達到普通鵝鴨羽毛球的2倍以上。如果能在保證基本強度的前提下，找到新的替換材料或更好的結構來解決這O. 01克的超重問題，無疑就可以制成性能更為優異的仿真羽毛球。解決方向至少有五個一是從羽梗材料著手；二是從羽片材料著手；三是從羽梗和羽片的連接結構著手；四是從羽片的粘結劑上著手(目前的方案中，粘結劑大約占了羽片總重量的20% 30%左右)；五是從羽片本身的結構上著手。那么，倒底是否真的存在可行的解決方案呢？或者倒底哪種技術方向是可行的呢？顯然都沒有現成的答案！從2007年5月份在2007100544123號專利說明書中提出這個技術方案并手工制成樣品到現在已整整過去四年，本技術方案發明人一直沒能解決該方案的超重缺陷；從2008年11月19日該專利公開到現在也已經快過去兩年半，本領域技術人員也還沒能解決這個缺陷——或許，大家還沒發現這個缺陷；再從2009年底，日本某公司正式向市場推出基于該技術方案的仿真羽毛球，到現在又過去了一年半，仍然還是沒能解決這個缺陷。通過和業界人員的交流可以感受到，大家對仿真羽毛球的技術前景是持悲觀態度的，自然對其商業前景也并不看好——換句話說，大家普遍認為仿真羽毛球要做到和標準鵝鴨羽毛球同等的性能是不可能的！發明人從四年前提出該技術方案并制成樣球起就一直償試各種技術方案來解決這一難題，試驗了很多種羽梗材料、羽片材料、羽梗和羽片的連接工藝，并且確實也找到了少數幾種材料和工藝可以應用于仿真羽毛球，但羽毛球裙部的微量超重問題還是依舊。終于在一次“以毒攻毒”式的試驗中找到了很好的解決方案一方法就是在羽片頭部再增強一層薄片材料作為增強層。這種方法從表面上看起來匪夷所思一因為這樣做會在本已超重的羽片部位又增強重量。但事實上，在增加了這樣一小片增強層以后，羽片的橫向支撐剛性會有所增加，羽片本體的發泡材料就可以降低厚度，而降低厚度所產生的減重效益超過了增強層的增重效果，從而在整體上達到了減重的目的。而在本發明仿真羽毛球的試打過程中，又發現了這種增強層的另一重要優勢一 仿真羽毛的耐打性不降反升。回過頭來分析其原因，其實道理很簡單。造成這種發泡羽片破壞的主要有兩種情況一種情況是羽片被直接擊打所造成的破壞。當羽毛片被球拍框擊中時，發泡羽片被較硬的羽梗和球拍框急劇壓縮，而羽梗又很細，所以這一瞬間的壓強非常巨大，羽片就會順著和羽梗的接觸線裂開。第二種情況是在正常的擊打過程中，羽梗上部會生產高頻率地震顫，這種震顫就會給羽片造成破壞。震顫造成的破壞是累積性的，先從羽片和羽梗的某個接觸點開始，繼而慢慢擴散，直到羽片完全裂開。再來看發泡羽片，幾乎所有的發泡材料都是很脆弱的，用于仿真羽毛的發泡片材也不例外。雖然這種發泡片材具有不錯的抗壓彈性，但抗拉強度和抗沖擊強度是很低的。在羽片材料和羽梗之間增加一片輕質高強的薄片材料后，則各種破壞力就會被這片增強層所分散，從而有效地保護了羽片本體。最好的方案是設置兩片增強層，分別保護構成羽片的內外兩片發泡片材。當只設置一片增強層時，最好設置在外側的發泡片材上，因為外側羽片更容易被打壞。網格狀織物也可以用作增強層。但網格狀織物在防破壞上效果不如布料或片狀材料，特別是防震顫破壞的作用較小。不過，網格狀織物在重量上略有優勢。因此，究竟選擇哪種材料要視綜合效果而定。
發明內容
本發明說明書或權利要求書中，在涉及方向或方位描述時，統一遵循以下約定1、在涉及橫豎方向時，和羽梗平行的方向為豎向，和羽梗垂直的方向為橫向；2、涉及上下方位時球頭方向為下，球裙方向為上；本發明要解決的技術問題之一是提供一種性能更優異的用于羽毛球的仿真羽毛。本發明還要解決的技術問題是提供一種性能更優異的羽毛球。為解決上述技術問題，本發明的羽毛球專用仿真羽毛，包括羽片和羽梗，其中羽片又包含兩片彈性發泡片材，羽梗的上部被包裹在羽片的基體內，其特征在于在所述的兩片彈性發泡片材內側還至少設置有I個增強層。優選的方案是設置兩個增強層，分別保護構成羽片的內外兩片彈性發泡片材。也可以設置更多的增強層，比如總共設置4個，左右各2個。出于生產工藝、增強效果和重量因素的綜合考慮，一般在羽片的上部位置，局部設置增強層。因為羽片上部三角區部位最容易被打壞。而羽片的破壞點具有應力集中效應，破壞點一旦出現，就會很快擴大。保護好最易被打壞的上部三角區就在一定程度上保護了整個羽片。在重量允許的前提下，可以把增強層做得和彈性發泡片材一樣的大小。當然，也可以把增強層做成是豎向窄條，置于羽梗和彈性發泡片材之間。在長度上可以和羽片一樣長，也可以比羽片短。這樣的設計雖然保護效果很好，但在生產工藝上會比較麻煩。無紡布是制作這種增強層的最好材料。輕質的滌絲紡布料也是不錯的選擇。一些輕質網格狀織物也可以用來制作這種增強層，特別是一些具有彈性的網格紗，比如尼龍紗。上述設置有增強層的仿真羽毛還可以進一步設置彈性增強絲，用來進一步提升羽片的橫向支撐剛性。一般是在羽片基體內植入橫向的彈性絲。最好的彈性增強絲是尼龍絲。 采用上述用于羽毛球的仿真羽毛就可以制成性能優異的羽毛球。制球方法可以采用和天然羽毛球同樣的工藝。為了防止順序疊壓的羽片被打亂，可以在這種羽毛球的球裙位置I道或幾道定位線圈。相對于現有羽毛球專用仿真羽毛，本發明的仿真羽毛重量更符合標準、強度更好，耐打性很高，在性能上完全達到普通鵝鴨羽毛的水平，接近了優質鵝羽毛。由該仿真羽毛制成的羽毛球具有飛行性能好、擊球手感佳、耐打性好等優點，使人工材料羽毛球在綜合性能達到了標準鵝鴨毛羽毛球，而在耐打性上則遠遠好于天然羽毛球。
下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。圖I是一種本發明的仿真羽毛結構示意圖，包含2片增強層。圖2是一種本發明的仿真羽毛示意圖，設置有豎向的增強層。圖3是一種本發明的仿真羽毛去除半邊羽片后的示意圖。圖4是另一種本發明的仿真羽毛去除半邊羽片后的示意圖，包含有網格狀增強層。
具體實施例方式實施例I如圖I所示，本發明的一種用于羽毛球的仿真羽毛，包括羽片和羽梗12。其中，羽片又包括兩片同樣大小的彈性發泡片材111和兩片稍小的增強層112。彈性發泡片材111和增強層112按圖示順序相互粘合，并把羽梗12的上半截包裹在它們中間。采用本實施例的仿真羽毛就可以制成本發明的羽毛球。制作工藝和傳統天然羽毛球基本相同。這種羽毛球包括球頭I、人造羽毛2、固定線圈3和羽片定位線圈4。設置羽片定位線圈4的目的是防止按順序疊壓的羽片被打亂。實施例2如圖2所示，本發明的一種羽毛球專用仿真羽毛，包括羽片11和羽梗12。其中，羽片又包括兩片同樣大小的彈性發泡片材111和兩片稍小的豎向增強層112。增強層112位于兩片彈性發泡片材111之間。彈性發泡片材111和增強層112相互粘合，并把羽梗12的上半截包裹在它們中間。采用本實施例的仿真羽毛就可以制成本發明的羽毛球。制作工藝和傳統天然羽毛球基本相同。這種羽毛球包括球頭I、人造羽毛2、固定線圈3和羽片定位線圈4。設置羽片定位線圈4的目的是防止按順序疊壓的羽片被打亂。實施例3本發明的一種用于羽毛球的仿真羽毛，包括羽片和羽梗12，其中，羽片又包括兩片同樣大小的彈性發泡片材111和四片稍小的增強層112。圖3所示是該仿真羽毛去除半邊羽片后的示意圖。每片彈性發泡片材111上附著2片增強層112，兩片彈性發泡片材111再相對粘合，并把羽梗12的上半截包裹在中間。采用本實施例的仿真羽毛就可以制成本發明的羽毛球。制作工藝和傳統天然羽毛 球基本相同。這種羽毛球包括球頭I、人造羽毛2、固定線圈3和羽片定位線圈4。設置羽片定位線圈4的目的是防止按順序疊壓的羽片被打亂。實施例4本發明的一種用于羽毛球的仿真羽毛，包括羽片和羽梗12，其中，羽片又包括兩片同樣大小的彈性發泡片材111和兩個稍小的增強層112。所述增強層112是由網格狀尼龍紗制成的。圖4所示是該仿真羽毛去除半邊羽片后的示意圖。每片彈性發泡片材111上附著I個網格狀增強層112，兩片彈性發泡片材111再相對粘合，并把羽梗12的上半截包裹在中間。采用本實施例的仿真羽毛就可以制成本發明的羽毛球。制作工藝和傳統天然羽毛球基本相同。這種羽毛球包括球頭I、人造羽毛2、固定線圈3和羽片定位線圈4。設置羽片定位線圈4的目的是防止按順序疊壓的羽片被打亂。
權利要求
1.一種用于羽毛球的仿真羽毛，包括羽片(11)和羽梗(12)，其中羽片(11)又包含兩片彈性發泡片材(111)，羽梗(12)的上部被包裹在羽片(11)的基體內，其特征在于在所述的兩片彈性發泡片材(111)內側還至少設置有I個增強層(112)。
2.如權利要求I所述的用于羽毛球的仿真羽毛，其特征在于在所述的兩片彈性發泡片材(111)內側設置有2個增強層(112)。
3.如權利要求I或2所述的用于羽毛球的仿真羽毛，其特征在于所述增強層(112)只對彈性發泡片材(111)的局部進行增強，并且所述增強層(112)位于羽片(11)的上部位置。
4.如權利要求I或2所述的用于羽毛球的仿真羽毛，其特征在于所述增強層(112)和彈性發泡片材(111)的大小一樣。
5.如權利要求I或2所述的用于羽毛球的仿真羽毛，其特征在于所述增強層(112)是豎向窄條，置于羽梗和彈性發泡片材(111)之間。
6.如權利要求I所述的用于羽毛球的仿真羽毛，其特征在于在所述的兩片彈性發泡片材(111)內側設置有4片增強層(112)。
7.如權利要求1、2或6所述的用于羽毛球的仿真羽毛，其特征在于所述增強層(112)是由無紡布或滌絲紡布料制成的。
8.如權利要求1、2或6所述的用于羽毛球的仿真羽毛，其特征在于所述增強層(112)是一種網格狀織物。
9.采用如權利要求1、2或6所述的仿真羽毛制成的羽毛球。
10.采用如權利要求7所述的仿真羽毛制成的羽毛球。
全文摘要
本發明涉及羽毛球專用的仿真羽毛，包括羽片(11)和羽梗(12)，其中羽片(11)又包含兩片彈性發泡片材(111)，羽梗(12)的上部被包裹在羽片(11)的基體內，其特征在于在所述的兩片彈性發泡片材(111)內側還至少設置有1片增強層(112)。設置兩片增強層(112)可以起到最好的性能提升作用。無紡布是制作這種增強層(112)的最優選材料。本發明還涉及由該仿真羽毛制成的羽毛球。
文檔編號A63B67/18GK102824736SQ20111017375
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月14日 優先權日2011年6月14日
發明者劉雪燕 申請人:劉雪燕