专利名称：一种人工羽毛及由其制备的羽毛球的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种人工羽毛及由其制备的羽毛球。
背景技术：
采用人工材料代替天然鹅鸭羽毛来制作羽毛球是产业界和羽毛球运动界的一个目标。因为鹅鸭毛羽毛球的耐打性太差，导致运动员频频换球，使打球成本大大提高；同时鹅鸭毛羽毛球生产工艺繁杂、材料本身的成本也较高。但是，这种材料替换所隐藏的技术困难决非一般人所能想象。产业界开展相关的研究工作已经超过50年，但到目前为止，还没有任何一种人工材料代替鹅鸭毛制成的羽毛球在综合性能上达到优质鹅鸭毛羽毛球的水平。现有塑料羽毛球的综合性能根本满足不了水平稍好的业余选手的技术要求，更是被专业运动员所遗弃。直到2007年，才开始出现具有实用价值的羽毛球专用仿真羽毛(或称仿真羽毛);到2009年底，才有采用仿真羽毛制成的羽毛球上市。但这种采用仿真羽毛制成的羽毛球仍然存在羽毛头部超重、羽片易开裂等问题，还是没有完全达到优质鹅毛球的水准。羽毛球是一项对球品的技术细腻度要求非常高的产品。运动员在长期的练习和比赛中，已经培养出了非常细腻的击打体验。这种击打体验以优质的天然鹅毛球为基础，包括重量、球速、旋转、高远球飞行轨道、放小球的稳定性、搓球翻滚、击球手感、击球声音、落点准确度等等。人工材料羽毛球就是要在这些因素上尽最大可能的接近优质天然鹅毛球。影响羽毛球综合性能的，至少有以下七大要素:重量、重量分布、重心位置、球体支撑强度、正面风阻力(或称轴向风阻力)、绕轴风阻力和抗击打耐力。相应地就产生三大技术难关:材料关、结构关和工艺关。这七大要素和三大技术难关的任何一项不能达标，羽毛球就不能被运动员所接受，也就难以在商业上取得成功。因此在考核一种羽毛球新技术是否实用时，要从上述七大要素三大难关进行综合评判。换句话说:小小的羽毛球实际上是一个系统工程，包含了多个子系统，各个子系统之间紧密关联，相互影响，任何一个子系统的微小调整都会带动全系统综合性能的改变。从检索到的跨度超过60年的专利说明书来看，绝大部分是针对某一子系统的单独改造。截止到2007年，市场上除了鹅鸭羽毛球和性能有缺陷的塑料羽毛球之外没有任何具实用价值的新型羽毛球出现。其中重量、重量分布和旋转是目前球体材料人工化过程中最难解决的要素。现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头和球体连接部附近。如果裙部太重，重心上移，羽毛球极易翻滚，而越靠近羽毛球裙部顶端位置，对超重的敏感度就越大，因为这个位置的力矩最大；如果裙部过轻，重心过于下移，则球头下坠，也影响性能。羽毛球对重量的变化非常敏感，其敏感度达到0.1克数量级，也就是说在一些关键部位，只要0.1克的重量改变就会引起羽毛球整体性能的重大变化。而对于单片羽毛的来说，对重量的敏感度则达到了 0.01克，也就是说，每片羽毛如果增加0.01克，则整球裙部将至少增加0.15克，这样的重量改变将严重破坏羽毛球的飞行性能。而羽毛对重量的敏感区又可以进一步分为两个区域:羽片区和羽根区，羽片区包括了羽片本体和羽梗的上半截(和羽片本体接触部分)；羽根区就是羽梗的下半截。羽片区是整个羽毛球中对重量要求最为苛刻的区域。从工程技术上来讲，羽毛球裙部(一般由十几片羽片构成)的重量越轻越好，因为在保证羽毛球球体有足够支撑强度的前提下把产品做得更轻是一个高难的技术问题，而掌握了超轻的裙部制造技术后，再进行配重则是很容易解决的。要减轻羽片区的重量可以分别从羽片本体和羽梗上半截着手。有些人工材料羽毛球为了减重，就把球裙支杆(或羽梗)做得很细、球裙(或羽片)做得很薄。重量是达标了，但强度不够了。一般羽毛球用标准鹅鸭羽毛的单根重量在0.09g 0.12g之间，其中羽片区大约在0.05克，如果羽片区超过
0.07克，就会影响整球性能，除非采用15根羽毛制球。而即便采用15根羽毛制球，羽片区的重量也不能超过0.075克——整个球裙重量最好不超过1.10克。羽毛球是否能稳定旋转是非常关键的。绕轴风阻力就是用来推动羽毛球绕轴旋转的。羽毛球飞行时绕轴旋转不但可以稳定其飞行过程，而且能有效消耗部分飞行动能，在羽毛球被大力扣杀时，有一定的减速作用，使其飞行速度更符合运动的要求。归结到一点:人工材料羽毛球的真正核心就是球裙部分的重量问题，只要球裙的重量问题解决了，其它问题就有了解决的基础。具体到仿真羽毛上就是解决羽片区部分的重量问题。可以说，在保证强度的前提下，对羽片部分每一豪克的减重都是宝贵的。另外，影响羽毛球飞行性能还有一个不被人注意的、细微的、但又很关键的因素:风阻力突变现象一如果球裙支撑杆太软，则羽毛球裙部在被大力击打瞬间会出现剧烈变形，随即又恢复正常，在这一缩一张的过程，风阻力产生剧烈变化，使羽毛球飞行速度产生瞬间突变，运动员也许不能直接感觉到这种速度的变化，但可以明显体会到羽毛球的飞行和标准羽毛球是有区别的一出球感觉会变得怪异、落点会不准确。所以说，人工材料羽毛球的开发永远面临七大要素、三大难关的互相制约，只考虑某一方面的性能是不行的。目前已经实现产业化的仿真羽毛是采用特种尼龙来制作羽梗。其它的工程塑料也基本都可以用来制作这种仿真羽毛的羽梗，比如下面所列的工程塑料及以其为基础的改性塑料或合金塑料都可以用来制作这种仿真羽毛的羽梗:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚苯乙烯(PS)，聚酰亚胺(PA)系列，不饱和聚酯(UP)，环氧树脂(EP)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，增强聚乙烯(PE)，聚甲醛(Ρ0Μ)，增强聚丙烯(PP)，聚碳酸酯(PC)，聚苯醚(PPO)及改性聚苯醚，聚酰亚胺(PI)，聚砜(PSU)，聚苯硫醚(PPS)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚酰胺酰亚胺(PAI )，聚醚砜(PES)，聚醚醚酮(PEEK)，聚醚酰亚胺(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等都可以和上述各种工程塑料制成合金塑料，这些合金塑料也是制作仿真羽毛羽梗的良好材料。但这些工程塑料制成的羽梗仍然存在超重问题，目前实际应用的人工材料羽梗单根重量都达到了 0.12克以上，再加上羽片就超过了 0.15克，所以往往采用15根羽毛来制球(标准为16根)。但如果以减小羽梗的粗度来降低重量，则其强度又不够了。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种人工羽毛及由其制备的羽毛球。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:[0015]一种人工羽毛，包括羽片和羽梗，所述羽梗内均匀设有空心微珠。采用上述技术方案有效地减轻了羽梗的重量，可通过调整空心微珠的含量来调整羽梗的重量，从而使羽梗的重量达到所需。为了能方便地调整羽梗的重量，且能满足空心微珠的强度要求，所述空心微珠的壁厚为其外径的16-20%。所述空心微珠的堆密度不大于0.3g/cm3。为了使所得羽毛有良好的性能，所述空心微珠的质量为羽梗质量的4_6%。所述羽梗的长为75-76mm，宽度为2.0-2.6mm,厚为0.4-0.7mm。所述羽梗的横截面呈“十”字状。羽梗的质量指羽梗包括空心微珠质量的总质量。由上述的人工羽毛制备的羽毛球。包括15-16根人工羽毛。本实用新型不仅有效地解决了现有技术中人工羽毛的羽梗超重的问题，且提高了羽梗的力学性能。
图1为本实用新型羽毛结构示意图。图2为图1中A处放大示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。如图1所示的人工羽毛，包括羽片I和羽梗2，所述羽梗2内均匀设有空心微珠3。空心微珠3壁厚为其外径的16-20%，堆密度不大于0.3g/cm3,空心微珠的质量为羽梗质量的4-6%。羽梗的长为76mm，厚为0.6mm。所述羽梗的横截面呈“十”字状。所得羽梗的重为
0.Hg。由16跟人工羽毛制备成的羽毛球不仅不超重且有良好的使用性能。
权利要求1.一种人工羽毛，包括羽片和羽梗，其特征在于:所述羽梗内均匀设有空心微珠。
2.如权利要求1所述的人工羽毛，其特征在于:所述空心微珠的壁厚为其外径的I6-20%ο
3.如权利要求1或2所述的人工羽毛，其特征在于:所述空心微珠的质量为羽梗质量的 4-6%。
4.如权利要求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.如权利要求1或2所述的人工羽毛，其特征在于:所述羽梗的长为75-76mm，宽为2.0-2.6mm,厚为 0.4-0.7mm。
6.如权利要求1或2所述的人工羽毛，其特征在于:所述羽梗的横截面呈“十”字状。
7.由权利要求1至6任意一项所述的人工羽毛制备的羽毛球。
8.如权利要求7所述的羽毛球，其特征在于:包括15-16根人工羽毛。
专利摘要本实用新型公开了一种人工羽毛及由其制备的羽毛球，所述人工羽毛包括羽片和羽梗，所述羽梗内均匀设有空心微珠。本实用新型不仅有效地解决了现有技术中人工羽毛的羽梗超重的问题，且提高了羽梗的力学性能。
文档编号A63B67/18GK202951214SQ20122049789
公开日2013年5月29日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者张文广 申请人:溧阳百事达体育用品制造有限公司, 张文广