专利名称：新型羽毛球的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型的羽毛球，特别是人工羽毛制成的羽毛球。
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理想。因为鹅鸭毛羽毛球的耐打性太差，导致运动员频频换球，并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20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人工羽毛(或称人工羽毛)；到2009年底，才有采用人工羽毛制成的羽毛球上市。但这种采用人工羽毛制成的羽毛球仍然存在旋转速度不够、生产工艺复杂或者是超重的问题，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20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，而且大都是基于理论假想的设计，未经实际验证。 所以几乎全部都不具有实用性、或者无法实现。也正是这个原因，才历经20余年，截止到 2007年，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。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。现有的塑料羽毛球和人工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。但从工程技术上来讲，羽毛球裙部的重量越轻越好，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。有些人工材料羽毛球为了减重，就把球裙支杆做得很细、球裙做得很薄。重量是达标了，但强度不够了，球也不旋转了。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。具体的人工羽毛上就是解决羽片部分的重量问题。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——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，运动员也许感觉不到这种速度的变化，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——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。近年出现的人工羽毛主要有两种，但实现产业化的只有一种——由两片发泡塑料片材贴合，并将羽梗上半截包裹在里面而制成的人工羽毛。由于人工羽毛的羽梗相对较软， 为了防止羽片间的叠压顺序被打乱而影响旋转，人工羽毛制成的羽毛球都会在羽片部位设置一道定位线圈。这种人工羽毛制成的羽毛球在综合性能已经超越现有的整体球裙塑料羽毛球，但在耐打性上则远远不如塑料羽毛球，其耐打性略好于标准天然羽毛球。不过，这种人工羽毛球的综合性能和标准天然羽毛球相比还是有一定差距——其根本的原因就是对重量最为敏感的羽毛头部过于厚重。但如果采用更薄的发泡片材以减轻重量时，又会出现羽片绕轴方向的支撑力不够的问题，从而使羽毛球转速减慢，甚至完全不旋转。如果采用更细的羽梗来减轻重量，则羽梗的支撑力又不够了，从而出现上述所说的风阻力突变现象。实际测试表明，现有单根人工羽毛的头部重量(包括羽毛片整体和大约半截羽梗的总重量)超过了 0.07克，羽片和半截羽梗的重量大致各占一半。而单根标准羽毛球用鹅鸭羽毛的头部重量一般在0. 05克左右，极少超过0. 06克。就是这微乎其微的0. 01克的超重，使得球裙整体超重了 0. 15克以上(整球为15到16根羽毛)，从而在一定程度上影响了羽毛球的飞行性能——主要表现在⑴击球手感偏重；⑵羽毛球击球回头迟滞；⑶放小球时极易翻滚，或者用球拍颠小球时会翻滚。正是上述这些缺陷，使得羽毛球爱好者还是不大愿意采用这种仿真羽毛球，运动员更是拒绝使用这种仿真羽毛球来训练。如果能在保证基本强度的前提下，找到新的替换材料或更好的结构来解决这0.01 克的超重问题，无疑就可以制成性能更为优异的仿真羽毛球。解决方向至少有六个一是从羽梗材料着手；二是从羽片材料着手；三是从羽梗和羽片的连接结构着手；四是从羽片的粘结剂上着手(目前的方案中，粘结剂大约占了羽片总重量的20% 30%)；五是从羽片本身的结构上着手；六是从羽毛球的总体结构上着手。那么，倒底是否真的存在可行的解决方案呢？或者倒底哪种技术方向是可行的呢？显然都没有现成的答案！从2007年5月份在2007100544123号专利说明书中提出这个技术方案并手工制成样品到现在已整整过去四年，本技术方案发明人一直没能解决该方案的超重缺陷；从2008年11月19日该专利公开到现在也已经快过去两年半，本领域技术人员也还没能解决这个缺陷——或许，大家还没发现这个缺陷；再从2009年底，日本某公司正式向市场推出基于该技术方案的仿真羽毛球，到现在又过去了一年半，仍然还是没能解决这个缺陷。通过和业界人员的交流可以感受到，大家对仿真羽毛球的技术前景是持悲观态度的，自然对其商业前景也并不看好——换句话说，大家普遍认为仿真羽毛球要做到和标准鹅鸭羽毛球同等的性能是不可能的！发明人从四年前提出该技术方案并制成样球起就一直偿试各种技术方案来解决这一难题，试验了很多种羽梗材料、羽片材料、羽梗和羽片的连接工艺，并且确实也找到了少数几种材料和工艺可以应用于仿真羽毛球，但羽毛球裙部的微量超重问题还是依旧。在一次这种新型人工羽毛球的试打过程中，几片羽片上端局部被打分离。由于手工制作一个试验样球非常麻烦，为了节约资源就在被打坏的羽毛球羽片上端部又增加一道定位线圈。结果取得了意料之外的效果原本这种定位线圈只是用于固定羽片间的叠压顺序的，在增加一道定位线圈后，却发现这个线圈对提升整个球裙的支撑力也大有帮助，而这点对于决定羽毛球性能的球裙减重来说具有重要意义。因为线圈对球裙支撑力的增强作用，从而可以将羽梗整体或羽梗上半截做得更细，取得可观的减重效果，而线圈本身的重量增量是微不足道的。发现这种增强作后，回过来再分析其作用机理，就很简单明了 本人的试验样球所采用的单根人工羽毛头部重量约为0. 06克，较之市售的仿真羽毛球的人工羽毛，在羽梗上更轻一些，但也更软一些，所以虽然没有如上所述的超重所带来各种缺陷，但是存在风阻力突变现象，因此仍是有问题的。这种人工羽毛球，如果羽片部位没有增强定位线圈，在受大力击打时，由于风阻的作用，各根人工羽毛会各自向内弯曲，变形量很大；反之，将所有羽毛通过线圈连在一起后，在受风阻力作用时，羽毛之间互相关连，就增强了抵御变形的能力，从而减少球裙变形量，可以有效降低甚至完全消除风阻力突变现象。而当只有一道定位线圈时，这种增强作用非常有限，而采用2道或2道以上线圈，其增强作用就十分明显，基本上克服了风阻力突变现象，球感趋于正常、落点也变得易于控制。羽片定位增强线圈最好采用高强尼龙细线制作，一般的棉线根本承受不住这种击打造成的变形拉伸力。从棉线很容易被打断这一点也可以从侧面印证了羽片定位增强线圈在一定程度上化解了变形拉伸力，从而降低了球裙变形量。另外，发明人还发现，现有市售的仿真羽毛球的羽片定位线圈并不会被轻易打断，原因就在于这种仿真羽毛球的羽梗刚性较好，被击打时，球裙的变形量比较小，产生在线圈上的拉伸力也就很小——但羽梗的这种高刚性是以超重为代价换取的，而这恰恰又限制了仿真羽毛球的性能提升。总结来说，在羽毛球裙部对重量的敏感度达到0. 01克的情况下，2道羽片定位增强线圈和1道羽片定位线圈并不是简单的数量变化，两者之间具有本质的区别正是这一道羽片增强线圈的增加，以定位增强圈的微量增重来换取羽梗的可观减重，使得羽梗的进一步减重成为可能，从而直接使原本有缺陷的仿真羽毛球进入到标准羽毛球行列，为仿真羽毛球被消费者普遍接受、特别是被运动员所接受打开了大门；也为人工羽毛在性能上接近甚至超越优质鹅毛创造了提升的空间。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题之一是提供一种性能更优异的羽毛球为解决上述技术问题，本实用新型的羽毛球，包括球头、人工羽毛、腰部增强圈和羽片定位增强圈(或叫羽片增强定位圈)，其特征在于该羽毛球包含两道或两道以上所述羽片定位增强圈。综合考虑重量、球裙变形量和生产工艺等因素的平衡，采用2道或者3道所述的羽片定位增强圈是最佳方案。相对于裙部超重的现有人工羽毛球，本实用新型人工羽毛球的裙部重量已达到标准鹅鸭羽毛的水平、重量分布更合理。该人工羽毛球具有飞行性能好、击球手感更佳等优点，使人工材料羽毛球在综合性能真正达到了标准鹅鸭毛羽毛球的水平，而在耐打性上则远远好于天然羽毛球。
以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
图1是本实用新型的羽毛球示意图，含有2道羽片定位增强圈。图2是本实用新型的羽毛球示意图，含有3道羽片定位增强圈。
具体实施方式
实施例1如
图1所示，本实用新型的一种羽毛球，包括一个球头11、16根人工羽毛12、两道腰部增强圈13和两道羽片定位增强圈14。腰部增强圈13可以采用线圈加胶水固化，也可以采用塑料圈。羽片定位增强圈14 采用尼龙细线缝制而成。图2所示是包含有三道羽片定位增强圈14的羽毛球，其它情形和
图1所示羽毛球完全相同。
权利要求1.一种羽毛球，包括球头(11)、人工羽毛(12)、腰部增强圈(1 和羽片定位增强圈 (14)，其特征在于该羽毛球包含两道或两道以上所述羽片定位增强圈(14)。
2.如权利要求1所述的羽毛球，其特征在于该羽毛球包含三道所述羽片定位增强圈 (14)。
专利摘要本实用新型的羽毛球，包括球头(11)、人工羽毛(12)、腰部增强圈(13)和羽片定位增强圈(14)，其特征在于该羽毛球包含两道或两道以上所述羽片定位增强圈(14)。所述羽片定位增强圈(14)不但可以防止按顺序叠压的羽片被打乱，还可以在一定程度上增强球裙的支撑力，从面为裙部减重创造空间，使羽毛球的性能得到进一步提高。
文档编号A63B67/18GK202015466SQ20112015868
公开日2011年10月26日 申请日期2011年5月8日 优先权日2011年5月8日
发明者张文广 申请人:张文广