一種人工羽毛及由其制備的羽毛球的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種人工羽毛及由其制備的羽毛球，所述人工羽毛包括羽片和羽梗，所述羽梗內(nèi)均勻設(shè)有空心微珠。本發(fā)明不僅有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中人工羽毛的羽梗超重的問題，且提高了羽梗的力學(xué)性能。
【專利說明】—種人工羽毛及由其制備的羽毛球
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人工羽毛及由其制備的羽毛球。
【背景技術(shù)】
[0002]采用人工材料代替天然鵝鴨羽毛來制作羽毛球是產(chǎn)業(yè)界和羽毛球運(yùn)動界的一個(gè)目標(biāo)。因?yàn)轾Z鴨毛羽毛球的耐打性太差，導(dǎo)致運(yùn)動員頻頻換球，使打球成本大大提高；同時(shí)鵝鴨毛羽毛球生產(chǎn)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(shù)困難決非一般人所能想象。產(chǎn)業(yè)界開展相關(guān)的研究工作已經(jīng)超過50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(dá)到優(yōu)質(zhì)鵝鴨毛羽毛球的水平?，F(xiàn)有塑料羽毛球的綜合性能根本滿足不了水平稍好的業(yè)余選手的技術(shù)要求，更是被專業(yè)運(yùn)動員所遺棄。直到2007年，才開始出現(xiàn)具有實(shí)用價(jià)值的羽毛球?qū)Ｓ梅抡嬗鹈?或稱仿真羽毛);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羽毛頭部超重、羽片易開裂等問題，還是沒有完全達(dá)到優(yōu)質(zhì)鵝毛球的水準(zhǔn)。
[0003]羽毛球是一項(xiàng)對球品的技術(shù)細(xì)膩度要求非常高的產(chǎn)品。運(yùn)動員在長期的練習(xí)和比賽中，已經(jīng)培養(yǎng)出了非常細(xì)膩的擊打體驗(yàn)。這種擊打體驗(yàn)以優(yōu)質(zhì)的天然鵝毛球?yàn)榛A(chǔ)，包括重量、球速、旋轉(zhuǎn)、高遠(yuǎn)球飛行軌道、放小球的穩(wěn)定性、搓球翻滾、擊球手感、擊球聲音、落點(diǎn)準(zhǔn)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優(yōu)質(zhì)天然鵝毛球。
[0004]影響羽毛球綜合性能的，至少有以下七大要素:重量、重量分布、重心位置、球體支撐強(qiáng)度、正面風(fēng)阻力(或稱軸向風(fēng)阻力)、繞軸風(fēng)阻力和抗擊打耐力。相應(yīng)地就產(chǎn)生三大技術(shù)難關(guān):材料關(guān)、結(jié)構(gòu)關(guān)和工藝關(guān)。這七大要素和三大技術(shù)難關(guān)的任何一項(xiàng)不能達(dá)標(biāo)，羽毛球就不能被運(yùn)動員所接受，也就難以在商業(yè)上取得成功。因此在考核一種羽毛球新技術(shù)是否實(shí)用時(shí)，要從上述七大要素三大難關(guān)進(jìn)行綜合評判。換句話說:小小的羽毛球?qū)嶋H上是一個(gè)系統(tǒng)工程，包含了多個(gè)子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)之間緊密關(guān)聯(lián)，相互影響，任何一個(gè)子系統(tǒng)的微小調(diào)整都會帶動全系統(tǒng)綜合性能的改變。從檢索到的跨度超過60年的專利說明書來看，絕大部分是針對某一子系統(tǒng)的單獨(dú)改造。截止到2007年，市場上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(shí)用價(jià)值的新型羽毛球出現(xiàn)。
[0005]其中重量、重量分布和旋轉(zhuǎn)是目前球體材料人工化過程中最難解決的要素?，F(xiàn)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?yàn)檫@個(gè)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。
[0006]羽毛球?qū)χ亓康淖兓浅Ｃ舾?，其敏感度達(dá)到0.1克數(shù)量級，也就是說在一些關(guān)鍵部位，只要0.1克的重量改變就會引起羽毛球整體性能的重大變化。而對于單片羽毛的來說，對重量的敏感度則達(dá)到了 0.01克，也就是說，每片羽毛如果增加0.01克，則整球裙部將至少增加0.15克，這樣的重量改變將嚴(yán)重破壞羽毛球的飛行性能。而羽毛對重量的敏感區(qū)又可以進(jìn)一步分為兩個(gè)區(qū)域:羽片區(qū)和羽根區(qū)，羽片區(qū)包括了羽片本體和羽梗的上半截(和羽片本體接觸部分)；羽根區(qū)就是羽梗的下半截。羽片區(qū)是整個(gè)羽毛球中對重量要求最為苛刻的區(qū)域。從工程技術(shù)上來講，羽毛球裙部(一般由十幾片羽片構(gòu)成)的重量越輕越好，因?yàn)樵诒ＷC羽毛球球體有足夠支撐強(qiáng)度的前提下把產(chǎn)品做得更輕是一個(gè)高難的技術(shù)問題，而掌握了超輕的裙部制造技術(shù)后，再進(jìn)行配重則是很容易解決的。要減輕羽片區(qū)的重量可以分別從羽片本體和羽梗上半截著手。有些人工材料羽毛球?yàn)榱藴p重，就把球裙支桿(或羽梗)做得很細(xì)、球裙(或羽片)做得很薄。重量是達(dá)標(biāo)了，但強(qiáng)度不夠了。一般羽毛球用標(biāo)準(zhǔn)鵝鴨羽毛的單根重量在0.09g?0.12g之間，其中羽片區(qū)大約在0.05克，如果羽片區(qū)超過
0.07克，就會影響整球性能，除非采用15根羽毛制球。而即便采用15根羽毛制球，羽片區(qū)的重量也不能超過0.075克——整個(gè)球裙重量最好不超過1.10克。
[0007]羽毛球是否能穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)是非常關(guān)鍵的。繞軸風(fēng)阻力就是用來推動羽毛球繞軸旋轉(zhuǎn)的。羽毛球飛行時(shí)繞軸旋轉(zhuǎn)不但可以穩(wěn)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(shí)，有一定的減速作用，使其飛行速度更符合運(yùn)動的要求。
[0008]歸結(jié)到一點(diǎn):人工材料羽毛球的真正核心就是球裙部分的重量問題，只要球裙的重量問題解決了，其它問題就有了解決的基礎(chǔ)。具體到仿真羽毛上就是解決羽片區(qū)部分的重量問題。可以說，在保證強(qiáng)度的前提下，對羽片部分每一豪克的減重都是寶貴的。
[0009]另外，影響羽毛球飛行性能還有一個(gè)不被人注意的、細(xì)微的、但又很關(guān)鍵的因素:風(fēng)阻力突變現(xiàn)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(xiàn)劇烈變形，隨即又恢復(fù)正常，在這一縮一張的過程，風(fēng)阻力產(chǎn)生劇烈變化，使羽毛球飛行速度產(chǎn)生瞬間突變，運(yùn)動員也許不能直接感覺到這種速度的變化，但可以明顯體會到羽毛球的飛行和標(biāo)準(zhǔn)羽毛球是有區(qū)別的一出球感覺會變得怪異、落點(diǎn)會不準(zhǔn)確。
[0010]所以說，人工材料羽毛球的開發(fā)永遠(yuǎn)面臨七大要素、三大難關(guān)的互相制約，只考慮某一方面的性能是不行的。
[0011]目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的仿真羽毛是采用特種尼龍來制作羽梗。其它的工程塑料也基本都可以用來制作這種仿真羽毛的羽梗，比如下面所列的工程塑料及以其為基礎(chǔ)的改性塑料或合金塑料都可以用來制作這種仿真羽毛的羽梗:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚苯乙烯(PS)，聚酰亞胺(PA)系列，不飽和聚酯(UP)，環(huán)氧樹脂(EP)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，增強(qiáng)聚乙烯(PE)，聚甲醛(Ρ0Μ)，增強(qiáng)聚丙烯(PP)，聚碳酸酯(PC)，聚苯醚(PPO)及改性聚苯醚，聚酰亞胺(PI)，聚砜(PSU)，聚苯硫醚(PPS)，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚酰胺酰亞胺(PAI )，聚醚砜(PES)，聚醚醚酮(PEEK)，聚醚酰亞胺(PEI)，聚砜(PSF)，聚芳砜(PAS)，聚醚酮(PEK)，聚芳酯(PAR)，聚苯并咪唑(PBI)等。PA、PS、ABS、PP等都可以和上述各種工程塑料制成合金塑料，這些合金塑料也是制作仿真羽毛羽梗的良好材料。
[0012]但這些工程塑料制成的羽梗仍然存在超重問題，目前實(shí)際應(yīng)用的人工材料羽梗單根重量都達(dá)到了 0.12克以上，再加上羽片就超過了 0.15克，所以往往采用15根羽毛來制球(標(biāo)準(zhǔn)為16根)。但如果以減小羽梗的粗度來降低重量，則其強(qiáng)度又不夠了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是提供一種人工羽毛及由其制備的羽毛球。
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:[0015]一種人工羽毛，包括羽片和羽梗，所述羽梗內(nèi)均勻設(shè)有空心微珠。
[0016]采用上述技術(shù)方案有效地減輕了羽梗的重量，可通過調(diào)整空心微珠的含量來調(diào)整羽梗的重量，從而使羽梗的重量達(dá)到所需。
[0017]為了能方便地調(diào)整羽梗的重量，且能滿足空心微珠的強(qiáng)度要求，所述空心微珠的壁厚為其外徑的16-20%。所述空心微珠的堆密度不大于0.3g/cm3。
[0018]為了使所得羽毛有良好性能，所述空心微珠的質(zhì)量為羽梗質(zhì)量的4_6%。所述羽梗的長為75-76mm，寬度為2.0-2.6mm,厚為0.4-0.7mm。所述羽梗的橫截面呈“十”字狀。
[0019]羽梗的質(zhì)量指羽梗包括空心微珠質(zhì)量的總質(zhì)量。
[0020]由上述的人工羽毛制備的羽毛球。包括15-16根人工羽毛。
[0021]本發(fā)明不僅有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中人工羽毛的羽梗超重的問題，且提高了羽梗的力學(xué)性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明羽毛結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為圖1中A處放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0025]如圖1所示的人工羽毛，包括羽片I和羽梗2，所述羽梗2內(nèi)均勻設(shè)有空心微珠3?？招奈⒅?壁厚為其外徑的16-20%，堆密度不大于0.3g/cm3,空心微珠的質(zhì)量為羽梗質(zhì)量的4-6%。羽梗的長為76mm，厚為0.6mm。所述羽梗的橫截面呈“十”字狀。所得羽梗的重為
0.Hg。由16跟人工羽毛制備成的羽毛球不僅不超重且有良好的使用性能。
【權(quán)利要求】
1.一種人工羽毛，包括羽片和羽梗，其特征在于:所述羽梗內(nèi)均勻設(shè)有空心微珠。
2.如權(quán)利要求1所述的人工羽毛，其特征在于:所述空心微珠的壁厚為其外徑的I6-20%ο
3.如權(quán)利要求1或2所述的人工羽毛，其特征在于:所述空心微珠的質(zhì)量為羽梗質(zhì)量的 4-6%。
4.如權(quán)利要求1或2所述的人工羽毛，其特征在于:所述空心微珠的堆密度不大于0.3g/cm3。
5.如權(quán)利要求1或2所述的人工羽毛，其特征在于:所述羽梗的長為75-76mm，寬為2.0-2.6mm,厚為 0.4-0.7mm。
6.如權(quán)利要求1或2所述的人工羽毛，其特征在于:所述羽梗的橫截面呈“十”字狀。
7.由權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的人工羽毛制備的羽毛球。
8.如權(quán)利要求7所述的羽毛球，其特征在于:包括15-16根人工羽毛。
【文檔編號】A63B67/18GK103657026SQ201210364220
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月26日
【發(fā)明者】張文廣 申請人:溧陽百事達(dá)體育用品制造有限公司, 張文廣