CN101308002B - 具有多管结构的射箭弓 - Google Patents

Abstract

一种射箭弓，其由多个复合管沿一个共用壁彼此结合而形成，其中开孔或“端口”在多个管之间模塑，从而改善弓的刚度、强度、弹性、控制以及空气动力学性能。

Description

具有多管结构的射箭弓

相关申请

本申请要求2007年3月7号提交的美国临时申请序号为60/905358，标题为“具有多管结构的射箭弓”的申请的优先权。

技术领域

本申请涉及一种射箭弓，并且更具体的，涉及一种复合材料制成的射箭弓，其上具有限定在该射箭弓的一些部分中的多个孔。

背景技术

传统的弓，也叫做长弓，通常是整体或者是分层木制结构，具有变化的横截面，把手区域的横截面较大，在中心区域外的臂部区域的横截面过渡为大致平面。一种更现代的弓，也叫做反曲弓，弓臂部分的顶端形成远离弓箭手反向弯曲的形状。这样使得弹性回复力提高并且箭的速度更快。一种同样更现代的弓，也叫做复合弓，具有导轮和滑轮装置，其进一步增加箭的速度。

弓最初为单片木头制成的单片结构。后来，弓的结构设计为分层的木头以利用不同种类的木头的结合和使用粘合剂将木头板层粘合在一起的优势。尽管分层结构能抵抗重复挠曲并且非常耐久，但存在一些缺陷。分层结构局限为一个平面的几何形状，当弓臂在空气中移动时，这种几何形状效率低。当弓完全加载时，弓臂承受了最大偏转，弓臂能回复得越快，箭的速度也就越快。此外，分层结构的平面形状具有非常差的抗扭性能。这降低了弓系统的准确度。

进一步的改善是通过加入纤维增强复合物到木制分层弓结构来实现的。纤维例如玻璃纤维、芳族聚酰胺、碳纤维，其用在不同的聚合物基体中。

弓的进一步增强为将中心区域(弓把)从两个外部区域(臂部)分离开。将刚性的弓把和挠性的臂部结合形成一个更为有力和准确的弓。

射箭弓的性能以在精度、箭速和其他多种因素方面进行测量，弓的性能受弓的多种特性的影响，例如重量，弯曲挠曲、弹性、振动衰减和强度。

箭速很大程度上由弓的弹性所决定，其为弓从箭拉开时的弯曲状态中恢复的能力的一种度量。弓臂的刚性也很重要。刚性以及刚性沿臂长度的分布影响所需的向后拉力和射出的速度。

弓的精度是另一个重要的特性。精度由许多因素决定。弓的臂部必须偏转以提供一致的基准，并且弓的中心部分，弓把，必须有足够的刚性，在瞄准或发射的过程中不能发生偏转或扭曲。振动衰减是另一关键的性能因素。箭在释放后，会产生振动，其会影响到箭离开弓的运动轨迹。

弓臂部和弓把的重量也很重要。较轻的弓臂返回较快，从而产生更快的射速。轻重量的弓把使得弓的全部重量较轻，或者使得弓系统能增加更多的重量，改善弓的稳定性和平衡性。

最后，当弓用于狩猎时，弓产生的声音也很重要。声响更小的弓能减少猎物听到声响而受惊逃走的可能性。

很多对弓技术和结构的改善都获得了专利授权。一个例子是美国专利号2945488(Cravotta等)所示的分层结构。美国专利号4122821(Mamo)，6105564(Suppan)和6718962(Adcock)示出了弓臂部的横截面改变以增强其性能的例子。对弓臂部增加槽和缝改变弓臂部的例子如美国专利号2836165(Bear)、2957470(Barna)和5609146(Izuta)所示。具有管状臂部的弓的一个例子如美国专利号4338909(Plummer)所示。

有很多弓臂部具有孔的例子，主要是为了减少臂部的重量的目的。例如美国专利号4201183(Bodkin)、5150699(Boissevain)、5503135(Bunk)，6698413(Ecklund)和6067974(Islas)所示。在这些每个例子中，孔都是通过从弓结构支柱结构去除材料而形成，这样减弱了弓的结构并造成了不稳定。

美国公开专利申请US2004/0084039A1公开了一种具有一对臂部的弓，该对臂部离弓把的每边间隔一定距离。每个弓的臂部由编织的纤维增强聚合物制成。臂部的每个端部开有多个孔，其作为将臂部连接到弓把和导轮机构的装置。臂部之间没有连接，由于每个臂部独立的运行从而造成不稳定的特性。美国专利号4644929(Peck)和6964271(Andrews)也描述了由一对平行臂部元件而形成的弓臂。

也存在许多通过减少重量而改善弓系统把握弓把的例子。包括在弓把上形成孔和开口而减少重量，并且用如铝和镁这样的轻质金属构成弓把。美国专利号5335645(Simonds等)公开了一种铝制弓把，其在结构上加工出许多凹槽而减少重量。市场上的例子有Martin Pro Series或Gold Series的复合弓，或SamickMasters Series的反曲弓。其他的例子如美国专利号6257220(McPherson等)和7066165(Perry)所示。

由纤维增强复合物制成的弓臂部的例子如美国专利号5392756和5501208(Simmonds)以及5657739(Smith)所示。已经使用复合材料使得弓把更轻或改善振动衰减。例子包括美国专利号4693230(Sugouchi)、5269284(Pujos等)、5845388和6669802(Andrews等)，和美国公开专利申请号US2005/0229912A1(Piopel等)。

发明内容

存在对经改善的弓的持续需求，该经改善的弓带有轻重量、改善的弯曲刚度、改善的强度、改善的空气动力学特性和改善的振动衰减的组合特征。在这点上，本发明基本上满足了这些需要。

根据本发明的弓系统，其基本与现有技术的常规原理和设计不同，并且这么做提供了一个装置，该装置主要出于在提供合适的刚度、更大的强度、改善的空气动力学性能、改善的振动衰减和改善的外观的同时，保特轻重量的目的而开发。

本发明涉及一种用于弓系统的复合结构，该弓系统包括臂部和弓把，其中该结构的至少某些部分由多个连续管构成，所述管沿着这些部分的面对表面融合在一起以提供一个或多个内加强壁，该内加强壁有利于提高强度和刚度。而且，管可以分开设置在不同的位置上，从而在管之间形成孔或端口。这些端口的形状优选为椭圆形或圆形，例如形成对置的拱形，其可提供额外的刚度、强度、空气动力学和振动衰减的益处。

本发明的另一益处为振动衰减。对于对置拱形结构，振动的衰减更为有效。这是因为拱形的移动和位移能吸收能量，使振动衰减。当管状部分偏转时，端口的形状可改变，从而允许在端口的每一侧，管的部分之间发生相对移动。这些移动吸收了能量，使振动衰减。消音弓的结构据说更为精确。

端口允许空气穿过弓，也能提供了空气动力学的益处。当箭从满拉释放时，弓臂部快速加速。改善的弓臂部的操作性可提高箭的速度。

最后，根据本发明的弓的具有非常卓越的外观。端口非常明显，并且提供管状部分的非常轻重量的外观，这对于弓的销售很重要。端口可涂上不同颜色，进一步增强其标志性的特别外观。

这里只是广泛地对本发明的更重要的特征进行了概括性的描括，以下对其进行的详细描述能更好地被理解，从而更好地了解本发明对现有技术的贡献。当然，本发明的附加技术特征将在以下进行描述，并且这些特征形成附后的权利要求的主题。

本发明的改善的弓提供了一种新颖且改善的弓系统，其具有耐用且可靠结构，可容易且高效地以材料和劳动的低成本制造该系统。

而且，改善的弓提高了强度和疲劳强度，改善了振动衰减的特性，并且沿着弓的长度在不同的位置提供了特定的刚度区域。

在弓中限定出的孔或“端口”可改善弓臂部的空气动力学特性，也提供了弓的独特外观和提高了美观性。

附图说明

图1是根据本发明构成的弓的第一实施例的侧视图。

图2是根据本发明构成的弓臂的第一实施例的后视图。

图2A是图2中弓臂沿线2A-2A的截面图。

图2B是图2中弓臂沿线2B-2B的截面图。

图2C是图2中弓臂的一部分的立体图。

图3是图2中所示弓臂的一部分的纵向截面图。

图4显示根据本发明构成的弓的另一个替换实施例。

图4A是沿图4中线4A-4A的截面图。

图4B是沿图4中线4B-4B的截面图。

图5是根据本发明构成的弓把的一个实施例的侧视图。

图5A是图5中弓把沿线5A-5A的截面图。

图6是根据本发明构成弓把的实施例的后视图。

图6A是图6中弓把沿线6A-6A的截面图。

图7是本发明的一个替换实施例的后视图，其中根据本发明将弓形成为一个单件结构。

图8是利用多管设计而构成的弓把的立体图。

图8A是图8中弓把沿线8A-8A的截面图。

图8B是图8中弓把沿线8B-8B的截面图。

图8C是图8中弓把的一部分的立体剖开图。

图9是具有多管结构的弓把的一个替代实施例的立体剖开图，该多管构造成具有多个共同定位的端口。

图9A是沿图9中线9A-9A的截面图。

图10和11显示根据本发明构成的弓把的不同视图，其中使用三个管沿弓长度的在不同点上融合在一起，从而构成了具有不规则形状端口的弓把。

图12A-12D显示各种可能的端口形状。

图13和14是透视图，图示了将具有多个管结构的框架部件形成为具有单管结构的部件的过程。

图15显示了根据本发明的弓臂与弓把的连接装置。

图16显示了根据本发明的弓臂与弓把一个替换的连接装置。

图17是在模塑之前的弓结构的纵向截面图。

具体实施方式

如下所述，弓系统由两个或更多管形成，所述管沿面对表面融合在一起以形成内部共用壁。该内部共用壁通过充当支撑来抵抗弓屈曲载荷引起的横截面压缩，从而提高了弓的强度。

为了形成端口，在模塑过程中，管的面对表面在选定的位置保持分隔开，从而形成开口。在开口的任一侧，多个管连接在一起形成内壁。这些端口的形成无需钻任何孔，这样提供了强度方面的益处，因为无需为了形成孔而切断复合物中的增强纤维。

由于一些原因，所得到的结构具有优越的性能特征，并且其可对弓臂部和弓把都提供性能上的益处。

对于弓臂部，端口优选为具有双对置拱形的形状。这使得该结构发生偏转以使端口变形，并且返回更有弹性。这些端口允许比传统管状设计所获得的更大的弯曲挠度。空管之间的内壁增强了强度，以抵抗弓臂部过度弯曲而产生的压缩失稳载荷。这些端口允许空气从其经过，使得弓臂的空气动力学性能更好而提高当箭释放时弓臂的返回速度。最后，该结构也可通过提供弓臂的稳定性和利用端口的变形衰减振动，从而改善精度。

利用增强了刚度和强度的管之间的内壁来改善弓把的性能。而且，形成在管之间的端口具有多个定向以得到各种性能的益处。由于端口能变形，可吸收能量并衰减振动，也可改善振动衰减。这提高了弓系统的精度。

图1图示了一个弓，大致以附图标记10指示。弓10包括臂部部分12和12a，其与弓把14连接。臂部部分12和12a具有顶部部分16和16a，其与弓弦18相连。弓臂12和12a在结构上可分别模塑出端口20和20a。弓把14可在结构上模塑出端口21。

图2显示了本发明的一个优选实施例的弓臂12的前视图，其中多个端口20延伸穿过弓臂12，这些端口沿直线定位并且轴线平行于弓臂部行进的方向。端口20可沿弓臂12的长度设置。通常臂部12a可与臂部12相同，但也可以具有不同的结构。

沿图2的线2A-2A截取的图2A-显示了两个中空管22，这两个中空管形成这个实施例中的杆结构。多个中空管22结合在一起形成了内壁24。内壁24的位置优选靠近弓臂的中心轴线。中空管22优选具有大致相同的尺寸，并且在模塑在一起时形成弓臂的扁平“D”字形的截面形状。

沿图2的线2B-2B的图2B-显示了在多个端口20的位置、多个中空管22彼此分开以形成限定出端口20的外周的壁。可取的是端口中引入倒圆(例如，圆形的边缘26)从而减少应力集中并且有利于模塑过程。

图2C是弓臂12的立体图，示出了一个端口，可以清楚的看到中空管22和内壁24。同时也显示了端口20由弯曲的壁30形成，该弯曲的壁30可具有部分圆柱形的形状。弯曲壁30由中空管22的面对壁构成，其中面对壁隔开以防止其在模塑的过程中融合在一起。

图3是沿弓臂的一个纵向截面图，显示了在除端口以外的位置，中空管22并排设置并且沿着他们的大部分的长度融合在一起，而形成沿着弓臂部的中心线延伸的共用壁24，该壁优选为平分弓臂部的内部。在形成端口20的选定的位置上，管22的面对表面30a和30b在模塑过程中分离，从而以双对置拱形形状形成端口20，该双对置拱形作为几何支撑以允许发生变形和回复。此外，内壁24提供了结构上的增强来抵抗横截面的减少和突发的屈曲失效。

图4显示了弓臂的替换实施例，其中弓臂12设计为使用多管结构，使得端口20和端口20’沿着不同的两行设置。在这种情况下，三个管也可以使用。

为了以多行形成端口，需要多个管。图4A显示了一个弓臂12沿图4中线4A-4A的截面图。在这个例子中，使用三个管42、43和44形成了弓臂，所述三个管形成了其间的两个内壁46和48。

图4B，沿图4中线4B-4B，显示了当管43和44彼此分离以形成限定这些端口的壁时端口20被稳固。同样，为形成端口20’，管42和43彼此分离以形成限定这些端口的壁。同样，可取的是端口中引入圆形的边缘26和26’，从而减少应力集中并且有利于模塑过程。应注意到，无需端口20和20’沿弓臂12的长度并置或对准。他们可彼此偏离，在这种情况下，可在不同的位置分隔管42和43以及分隔管43和44。

图5显示了在其上形成有端口21的弓把14的侧视图。端口21的轴线垂直于箭行进的方向，或者以各种偏离垂直的角度定位。当箭被拉到满位移时，弓把的刚性受其尺寸、位置、形状以及端口的数量的控制。当箭释放时，端口会变形以吸收振动。因为没有纤维被切断，弓把结构可保留其刚性和强度。由于端口的形成，弓把的重量上也可更轻。

图5A是图5中弓把沿线5A-5A的截面图。这里可以看到中空管23彼此分离而形成壁31，该壁限定出端口21的外围壁。同样，可取的是端口21中引入圆形的边缘27，从而减少应力集中并且有利于模塑过程。

图6显示了弓把的一个替换实施例的后视图，其中端口25的轴线沿箭行进的方向排列对准。此外，端口27可形成作为箭台，允许箭从弓把的中心经过。这使得当这个区域保持改善刚度和强度时，具有箭放置的固定位置。

图6A是图6中弓把14沿线6A-6A的截面图。这里可以看到中空管23彼此分离而形成壁31，该壁限定出端口21。同样，可取的是端口21中引入圆形的边缘，从而减少应力集中并且有利于模塑过程。形成有以这样的方式定向的端口的弓把从前到后具有更大的刚性，并且从左到右更具柔性。

图7是根据本发明的一个替换实施例构成的单件式弓的后视图。在这个实施例中，使用两个管连续从弓臂12的顶端16经过弓把14到另一个弓臂12a的顶端16a(未显示)，从而形成一个单件式弓系统。端口20沿着弓臂12和弓把14设置。特定的端口27设置在弓把14上作为箭台。常规的箭台也可以使用。

在本实施例中理想的是在弓把中限定出轴线与箭行进的方向垂直的端口，可以由四个管构造弓把部分和由两个管构造弓臂部分，并且把它们融合在一起，可以以图11和12所示的方式用一个重叠的单管来构成单件式结构。

图8显示了一个弓把14的替换实施例，其中使用一个多管结构，其使得端口20和20a以不同角度定向。尽管在理论上任何角度都可以适用，但在这个特定实施例中，端口20具有垂直于箭的行进方向定向的轴线，并且端口20a具有平行于箭的行进方向定向的轴线。这种设计类型的弓把被认为其具有在两个方向上的端口的益处。这个特定实施例中显示了可替换的端口20和20a。可以以任何需要的顺序、方向和位置来布置端口。在这个实施例中，可使用常规箭台29。也可以形成一个端口作为箭台，如图8中附图标记29所示。

为了形成具有多个方向的端口，需要多个管。在图8A的例子中，使用4个管42、43、44和45形成带有一个形状为“X”的内壁46的管状部分。

图8B的横截面位于端口20a的区域内，其具有一个与箭行进方向平行的轴线。在这个例子中，中空管42和43保持融合在一起，并且中空管44和45保持融合在一起，然而，在模塑过程中管42和43分别与管45和44分隔开，以形成端口20a。

图8C是图8的弓把14的剖开部分的立体图，显示了端口20具有与箭行进方向垂直定向的轴线，并且端口20a具有与箭行进方向平行定向的轴线。如以上对有关图8A和8B的描述，端口可以通过将两个管与其他两个管分隔开而形成。在本实施例中，为了形成端口20，中空管42和45保持在一起并且管43和44也是如此。为了形成端口20a，中空管42和43保持在一起，并且中空管44和45也是如此。

使用多个管模塑这些部分，允许更多的设计方案。例如，沿着弓在所选定的轴向位置对中空管进行分离，从而在多个管之间模塑出更大的椭圆形开口，从而使得弓的特性发生期望的改变。

图9是四管结构52剖开的立体图，所有管的端口位于相同的位置。在这个实施例中，中空管47、48、49和50全部在相同的位置分离而形成其之间的4个端口51。

图9A是图9中管结构52沿线9A-9A的截面图。这里可以看到由于所有中空管在相同位置分离，形成具有4个开口51a-51d的端口51。这个特定实施例可以在相对箭行进方向垂直和平行的方向上提供更大的柔性和弹性。

在多管设计中，可存在任何数量的端口以及端口的定向，这取决于使用的中空管的数量并且有多少被分隔开用来形成端口。本发明并不局限于仅用两个管或者四个管。例如，使用3个管设计，端口的轴线没有必要一定穿过弓把的中心，而是可以向一侧偏离，如图4所示。

图10显示了一个为弓把设计的多管的例子，具有三个中空管200a、200b和200c，和不规则形状的端口205以及端口的定向。在这个设计方案中，管200a-200c并不局限于设置在单个平面或着它们的纵向轴线彼此平行。在这个设计方案中，多个管存在在不同的平面中，并且与其他管在其表面的不同点处接触，从而在管的附接点处在管和短的不规则形状的内壁之间限定出不规则形状的端口205。

图10也显示了一个附接部件210，其也可用于将弓臂(未显示)附接到弓的弓把部分上。在这种情况下，附接部件可由一种复合材料，或其他一些材料而构成，例如金属或陶瓷，并且可与弓把共同模塑，或者也可以在其后通过比如螺钉或粘合剂的机械设备进行附接。在共同模塑的过程中，预成型件(pre-formed part)与未熟化(uncured)的管一起被放置到模具内，并且在构成管的复合材料熟化时连接。当安装部件由复合材料构成时，它们可与弓把在同一时间内熟化，使得弓把和安装部件作为一个单个结构。

图10和11也显示了插入件212和214，其放置在端口中。在这种情况下，插入件212是一个用于可在弓上使用的各种附件的安装装置，并且插入件214为一个配重，用来提供阻尼和减少弓的振动。插入件可起到任何作用，比如，弹性体插入件可用在不同的端口中以提供振动衰减。

具有以这种方式布置的管的弓把提供一些益处。所述管可以布置使得所有管的质心位于所需位置，以当弓弯曲时控制弓把的弯曲。其结果是精确性更高的射击。管的这种布置的另一个益处是可通过改变管的直径、位置和与其他管接触的位置，从而改变弓把在各个方向上的刚性。这些管也可看上去如树和灌木的分支，这样使得弓具有更高伪装性的外观。

图12A-12D图示了端口的可能形状的一些不同例子。根据所需结构在特定位置的性能，也可以使用更多装饰性的端口形状。本发明并不仅限于所示这些端口，其可使用任何形状的端口。

在所有方向上，数量、尺寸和端口的间距可根据所需性能进行改变。此外，内壁帮助抵抗由弓的臂部的极度弯曲而引起的管状结构的屈曲，特别是在三管设计中，其形成了两个内壁。

本发明的优选实施例使用了多个连续的复合管，这些复合管分离以在弓的不同位置上形成双对置拱形形状的开孔。

当考虑到弓臂的管状结构时候，存在其他的挑战。由于射出箭时弓臂的严重弯曲，存在高压缩屈曲载荷。单管结构不能承受这些压缩应力，并且在应力下屈服。但是，本发明的内壁增加了足够的强度来抵抗这些应力。

管状结构也可能由于他们的几何形状导致过高的刚性，并且因此难以将箭拉到最大位置。沿着弓臂的长度增加端口，可以增强关键区域的柔性而增强其性能。

有端口的管状结构也更加稳定。有端口的弓臂作用如同其间带有支撑的平行弓臂，从而增强抗扭刚度和稳定性。

最后，有端口的弓臂使得空气从端口中经过，从而使得弓臂以更快的速度返回并且得到更快的箭速。

除了改变弓本身所使用的材料和几何形状以外，本发明允许通过改变弓内端口的尺寸、数量、定向以及间隔，来在制造过程中在刚性和弹性方面对弓进行定制调整。

弓优选由单向增强纤维薄板，例如碳纤维而构成，其嵌入如环氧树脂的未熟化树脂中。当加热的时候，树脂熟化。这种材料通常称为“预浸料坯(prepreg)”。预浸料坯管用来制弓或者它的各个部分，可以通过将预浸料坯的薄板轧制成管而形成。可替换的，预浸料坯管可由增强纤维和热塑材料制成，使用与美国专利5176868公开的相同技术。

纤维增强的材料可以由例如碳、玻璃纤维、芳族聚酰胺或硼，或任何现有技术所知的材料组成。树脂可以是例如环氧树脂、聚酯、乙烯基酯、尼龙、聚酰胺树脂、ABS和PBT，或其他任何现有技术所知用于该用途的材料。

当使用两个预浸料坯管模塑同一弓臂时，每个管大约是弓臂横截面尺寸的一半，而使用三个时，每个管大约是弓横截面尺寸的三分之一，以此类推。聚合物囊插入到每个预浸料坯管的中心，其用于产生内压而巩固热作用下的层片。在模塑压实(mold packing)过程包括取出每个预浸料坯管和内囊，并将它们放置到模具腔中。然后将空气配件附连到囊上。根据要使用多少个管，对每个管重复该过程。要小心每个管的位置使得在管之间形成的内壁定向正确，并且管之间可插入销用来在选定位置分隔管，以在加压过程中形成端口。销应该紧固到模具上的部分中，并且能够容易移除。

模具设计为带有空腔，从而形成被模塑部件的外部形状。模具在加热的压板的压力下受压闭合，并且同时将对每个管加入气压，从而保持每个管的尺寸和位置以及管之间形成的壁。同时，管围绕销而形成端口。随着模具中温度上升，环氧树脂的粘性下降，并且管膨胀，彼此加压直到膨胀结束，并且环氧树脂发生交联聚合和熟化。然后打开模具，移除销和囊，将部件从模具中取出。

如果使用多个管，它们可由一个自身反转的单长管而形成。附加的管也可为使用空气内压进行巩固的独立的管结构，或具有膨胀内发泡芯材来提供这样的压力。

弓把的壁的定向可利用其提供的各向异性来设置。如果需要更大的弯曲挠性，壁可沿弯曲的中轴线设置。如果需要更大的刚性，那么壁可设置形成“工字梁”的形状，其与中轴线成90度从而极大的提高了抗弯刚度。

在选定的地点模塑成的开口、端口导致形成双对置拱形结构，这取决于端口的实际形状。端口优选为椭圆形，形成两个对置的拱形，由于端口所提供的三维壁结构，其允许管状部件偏转时保持管的截面形状。例如，带有端口的双管结构具有外壁以及端口壁的组合，所述外壁连续并且形成该管结构的大部分，该端口壁与外壁成一定角度地定向，这样为管状结构提供了类似支柱的加强。端口的圆柱形的壁防止管的截面坍塌，显著提高了该结构的强度。

带有端口的双管结构的刚性和弹性可调节得比标准单中空管更大或更小。这是因为内壁的定向以及端口的尺寸、形状、角度和位置可以进行选择。如果需要，端口可为刚性的，或具有弹性的，其允许更大的弯曲和回复，或可使用不同的材料进行设计或着采用不同的纤维角的层叠以提供所需要的结构的性能特性。

该结构可通过配置多于两个的管进一步改进，当三个管中的每个管的面对侧与其他两个管的面对侧融合在一起，形成一个“Y”字形状的内加强壁。该种类型的三管设计也使得端口存在120度的偏差，从而提供了沿这些方向特制的特定的刚性。如图9所示，使用四个管提供了端口彼此之间成90度角的可能性，并且交替的沿管状部分的长度上设置，从而取得独特的特性和美学水平。另一种选择是在同一位置上设置多个端口，从而获得更像开放桁架的设计。

在另一实施例中，弓可由一个或更多个预成型部分形成，所述部分与具有多个管设计的部分融合。例如，弓把部分可预塑或预成型。然后弓把可与臂一起模塑，或者可选的，具有在模塑之后使用常规的安装方法安装的臂部部分。

另一个选择是将单管与多管复合设计相结合。在这个例子中，单复合管可为弓的一部分，并且与多管一起模塑从而产生更轻的重量，可选的到100％的多管结构。单管也可由复合材料制成，或由可选的材料制成，例如金属、木材或塑料。

在这个实施例中，复合单管可为弓把的一个部分并且与形成弓臂的多个预浸料坯管融合或共同模塑。这使得结构的重量更轻，该结构还仍然符合产品性能和美学上的要求。

参看图13-14，为了形成这样的结构，一对预浸料坯管60a、60b的前端部62中的每个具有一个可膨胀的囊64，该前端部插入到复合单管66的一个端部65中。然后，将该结构放入模具中，在预浸料坯管60a、60b和复合单管66的接合处70的每一侧上对其进行成型，从而使得单元整体的外表面连续。可在预浸料坯管60a、60b之间形成端口20的地方放置销或者模塑件(未显示)。然后闭合并加热模具，囊64进行膨胀，从而使得预浸料坯管呈现模具的形状，模塑件使得对置壁71a、71b分开，从而形成端口20。如图所示，管60a、60b在接缝72处形成一个共用壁。在预浸料坯管熟化后，框架部件74从模具上移除，并且模塑件或者销也移除，留下端口20。在本实施例中，框架部件74的复合部分60a、60b与单管部分66之间的接缝70应该齐平。

管部分66也可由金属制成，使得产品比使用100％的复合材料更加便宜。

然而另一种选择是使用100％的金属材料构成一个双对置拱形结构。制造该结构的优选方法是初始使用“D”字形状截面的金属管。该管可沿其一部分长度弯曲形成一个半拱形。对另一金属管可进行相同的操作。然后，固定D形截面的平面侧而将这两个半管连接起来，使得两个半拱形彼此对置。多个管可焊接或者结合在一起而得到具有内加强壁和双对置拱形成形端口的结构。

另一种可替换的制造来自金属的复合管结构的方法，是首先使用一个如铝、钛、钢或镁的金属管，并且使管的局部区域变形以在相对侧的管表面上形成小凹坑或者陷坑。这些凹坑的中心可移除从而留下一个穿过管的圆形孔开孔。然后，管状截面可穿过这些圆形孔开孔定位，并通过焊接工艺固定到主要管的凹坑区域的边缘上，从而形成3D结构。所得到的结构是主要管为一个单中空管，其他的单中空管通过横向方式内部连接到该主要管上。

在考虑一个双对置拱形结构的时候，存在着无限多种选择的组合。可改变孔端口的形状、尺寸、位置、定向和数量。孔端口可以用于加强刚性、弹性、强度、控制、空气动力学和美学性能。例如，在低应力区域，孔端口的尺寸可以非常大以使得其效应和外观最大化。如果需要更多偏转或弹性，孔端口的形状可非常长且窄，以得到更大的弹性。孔端口也可使用设计形状，从而给予产品更强的吸引力。

如果需要更大的振动衰减，端口可以特定的角度定向和成形，并且使用例如芳族聚酰胺或液晶聚合物的纤维构成。当端口由于弯曲偏转发生变形的时候，它的回复形状可由各种粘弹性材料控制，从而增强振动衰减。另一个增强振动衰减的途径是向端口内插入弹性体材料。

本发明的另一个益处是易于将弓臂部安粘弓把。图15图示了一个弓把14，其具有位于凹陷表面82上的端口80。弓臂12具有对应的端口80’，当弓臂端84放置到凹陷区域82上时，该对应的端口80’与端口80对准。一个紧固装置通过端口80和80’连接弓臂12和弓把14。

多个管设计也可便于弓臂与弓把的安装，附件的安装以及复合弓滚轮和滑轮系统的安装。图16显示了一个可替换的设计，其中弓把14具有形成在结构端部内的狭槽88。上、下支脚形成了狭槽88，该狭槽具有一对对准的端口，其中一个端口80显示在图16中。弓臂12具有一个减少厚度的端部86，以装配到弓把14的狭槽88。一旦插入时，一个例如销的紧固装置通过端口80和80’将弓臂12连接到弓把14。也可使用粘合剂、或销与粘合剂结合的方式将弓臂安装到弓把上。用作安装用途的端口可以与作为结构和性能增强的端口相同的前叙方式构成。

图17图示了一个用来制造弓臂和弓把的大致过程。一对预浸料坯管100、102并行从平头端29向顶端16延伸。在顶端处，管100、102的内部共用壁104被切掉，预浸料坯管100、102的外壁相互折叠，从而闭合前端并且形成了外壁108与共用壁104的前端部105之间的空间106。

膨胀囊110通过预浸料坯管100的内部延伸，经过前顶端16处的空间106，并且经过另一个预浸料坯管102返回，因此囊110的对置端部112、112a延伸出管的平头端29。模塑销114插入到管110、112的面对壁104之间以形成端口。然后将该结构放置到被加热的模具中，同时囊110膨胀而形成弓臂。当模塑结束后，可通过任何适合方式固定一个盖帽，从而闭合弓的平头端29。

可替换的，可对带有闭合的平头端29和开放的顶端16(即与图17相反)的弓进行模塑，在这种情况下，弓顶端在模塑后固定。或者，使用一对膨胀囊对具有两个开放端部的弓臂进行模塑。不管在哪种情况下，如果需要的话，对弓臂的顶端和/或平头端都可在模塑后，分别通过固定顶端和/或平头端而闭合顶端和/或平头端。在这样的情况下，管的端部无需彼此折叠。

关于以上的描述，应该意识到，本发明部分的最佳尺寸关系，包括尺寸、材料、形状、形式、功能和操纵方式、安装和使用的各种变化，这些都在本发明的保护范围内，并且附图的图示和说明书中的描述的所有等效关系都涵盖在本发明中。同时，容易理解这里所使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不能看作为限制。

因此，前述应该看成是仅仅是对本发明原理的解释。并不能将本发明限定为所描述的精确结构和运行方式。并且相应的，可在不脱离本发明的主旨的情况下，采取所有合适的修改和等效替换。

Claims (20)

1.一种射箭弓，包括：

a.弓把部分；和

b.两个弓臂部，连接到所述弓把部分的对置端上；

c.其中所述弓把部分或所述弓臂部中的至少一个包括：

i.两个或更多个中空管，每个所述管具有一个或多个大致扁平的面对表面，所述一个或多个大致扁平的面对表面与所述管中的其他一个或多个管的一个或多个大致扁平的面对表面相接触；

ii.其中与其他管的大致扁平的面对表面相接触的所述管的所述大致扁平的面对表面在接触的所述大致扁平的面对表面处融合在一起以形成大致扁平的加强内壁；

iii.其中不接触其他管的所述管的部分形成所述弓的所述弓臂部或所述弓把部分的外表面；

iv.其中所述弓臂部或所述弓把部分限定了延伸穿过所述弓臂部或所述弓把部分的一个或多个端口，所述端口形成在所述一个或多个管上不与其他管接触的部分之间；并且

V.其中所述管由包括多个纤维层的复合材料构成。

2.如权利要求1所述的射箭弓，其中所述加强内壁形成在所述管的融合在一起的、接触的所述大致扁平的面对表面处。

3.如权利要求1所述的射箭弓，其中所述弓臂部以偶数个管构成，并且其中延伸穿过所述弓臂部的所述一个或多个端口沿所述弓的纵向轴线对准。

4.如权利要求1所述的射箭弓，其中所述弓臂部以奇数个管构成，并且其中延伸穿过所述弓臂部的所述一个或多个端口与所述弓的纵向轴线偏离。

5.如权利要求1所述的射箭弓，其中限定在所述弓把部分上的所述一个或多个端口中的至少一个端口的轴线在第一方向上定向，并且限定在所述弓把部分上的所述一个或多个端口中的至少另一个端口的轴线在与所述第一方向正交的第二方向上定向。

6.如权利要求5所述的射箭弓，其中轴线在所述第一方向上定向的所述至少一个端口和轴线在所述第二方向上定向的所述至少另一个一个端口在所述弓把部分上并置，形成具有四个开口的端口。

7.如权利要求1所述的射箭弓，其中所述复合材料是纤维加强树脂。

8.如权利要求7所述的射箭弓，其中所述纤维在包含碳、玻璃纤维、芳族聚酰胺和硼的一组中进行选取，并且所述树脂在包含环氧树脂、聚酯、乙烯基酯、尼龙、聚酰胺树脂、ABS和PBT的一组进行选取。

9.如权利要求1所述的射箭弓进一步包括插入部件，该插入部件由弹性体材料制成，所述插入部件被放置在一个或多个所述端口中。

10.如权利要求1所述的射箭弓，其中所述弓臂部或所述弓把部分包括一由一个单管构成的部分，该部分与一由两个或更多管构成的部分融合在一起，所述一个或多个端口限定在所述弓臂部或所述弓把部分上由两个或更多个管构成的所述部分上。

11.如权利要求1所述的射箭弓，其中所述弓臂部和所述弓把部分由相同的两个或更多管所形成，形成一单个结构。

12.如权利要求1所述的射箭弓，其中所述弓的至少一个部分包括金属单管，该金属单管结合到一多管部件上。

13.如权利要求1所述的射箭弓，其中所述弓把部分包括三个或更多中空管，并且所述弓把部分在其内限定一个或更多个不规则形状的端口。

14.如权利要求13所述的射箭弓，其中所述三个管的每个的纵向轴线是不规则成形的，并且关于彼此以非平行关系定向。

15.如权利要求14所述的射箭弓，进一步包括安装部件，该安装部件设置在所述弓把部分的每个端部上，以便于将所述弓臂部安装到所述弓把部分上。

16.如权利要求15所述的射箭弓，其中所述安装部件是预成型的。

17.如权利要求16所述的射箭弓，其中所述安装部件的材料从包含复合材料、金属或陶瓷的一组中选取。

18.如权利要求17所述的射箭弓，其中所述安装部件与所述弓把部分被共同模塑。

19.如权利要求17所述的射箭弓，其中所述安装部件被机械结合到所述弓把部件上。

20.如权利要求18所述的射箭弓，进一步包括一个或多个插入件，所述插入件设置在所述一个或多个端口中，所述一个或多个插入件从包含辅助安装部件、配重和振动衰减部件的一组中选取。