CN110573220B9 - 机械发光的体育球 - Google Patents

Abstract

提供了可充气体育球。体育球包括内部气囊和围绕内部气囊设置的覆盖物。覆盖物可以包括外部基质和中间结构。覆盖物还可以包括由外部基质限定的外部基质表面、以及与外部基质表面径向分隔的特征表面。外部基质表面和特征表面一起共同限定覆盖物的外表面。可以将机械发光材料嵌入一部分覆盖物。可以将机械发光材料设置在仅外部基质表面和特征表面之一处，使得其定位以在覆盖物上形成预定的设计。机械发光材料响应于外部施加的压力而发出可见光，使得在外部压力或机械刺激施加到覆盖物时预定设计照亮。

Description

机械发光的体育球

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月25日提交的美国非临时申请No.15/604708的优先权，通过引用其全文并入本文。

技术领域

本公开涉及可充气体育球。更具体地，本公开涉及包括机械发光材料的可充气体育球，该机械发光材料响应于外部施加的压力而发出可见光。

背景技术

各种体育球(例如足球)通常包括外壳和内部。外壳形成体育球的外部，并且通常由将多个耐用且耐磨的球皮沿邻接边缘区域(即通过接缝)连接在一起(例如通过缝合、粘合剂或粘合)而形成。可以将设计和其它美学元素应用于外壳的外表面。

外壳可以包括形成体育球中部的内层或中间结构，该中部位于外壳和内部之间。

发明内容

提供了一种可充气体育球。体育球包括内部气囊和围绕内部气囊设置的覆盖物。覆盖物可以包括外部基质和中间结构。覆盖物的外部基质可以包括通过至少一个接缝连接的多个球皮。

覆盖物还可以包括由外部基质限定的外部基质表面、和与外部基质表面径向分隔的特征表面。外部基质表面和特征表面一起，共同限定覆盖物的外表面。

可以将机械发光材料嵌入一部分覆盖物。机械发光材料仅设置在外部基质表面和特征表面之一上，并且相对于覆盖物的外表面定位以在外表面上形成预定的设计。机械发光材料响应于外部施加的压力而发出可见光，并且因此照亮了覆盖物的外表面上的预定设计。

本申请还涉及以下方面：

1).一种可充气体育球，包括：

内部气囊；

围绕所述内部气囊设置的覆盖物，所述覆盖物包括：

外部基质；

由所述外部基质限定的外部基质表面、和与所述外部基质表面径向分隔的特征表面，其中所述外部基质表面和所述特征表面共同限定所述覆盖物的外表面；

嵌入一部分所述覆盖物的机械发光材料，其中所述机械发光材料仅设置在所述外部基质表面和所述特征表面之一上；并且

其中所述机械发光材料响应于外部施加的压力而发出可见光。

2).根据1)所述的可充气体育球，其中：

所述特征表面包括由立体油墨形成的至少一个突起；

所述至少一个突起从所述外部基质表面延伸并且具有设置在所述特征表面上的末端，其中所述末端与所述外部基质表面径向分隔的高度大于约0.05毫米(mm)；并且

所述机械发光材料嵌入所述立体油墨中。

3).根据2)所述的可充气体育球，其中所述高度为从约0.07毫米(mm)至约0.15毫米(mm)。

4).根据2)所述的可充气体育球，其中所述至少一个突起包括：

包括所述立体油墨的第一扇区，其中所述机械发光材料嵌入所述第一扇区的所述立体油墨中；以及

包括所述立体油墨的第二扇区，所述第二扇区位于所述外部基质表面和所述第一扇区之间。

5).根据2)所述的可充气体育球，其中：

所述覆盖物还包括由所述外部基质表面限定的多个陆地区域；

所述至少一个突起定义为多个突起，其中所述多个突起和所述多个陆地区域以一系列所述陆地区域和所述突起交替和重复出现来设置，使得所述多个突起中的每个均位于多个陆地区域之间并且每个陆地区域都位于多个突起之间。

6).根据2)所述的可充气体育球，其中：

所述覆盖物包括通过至少一个接缝连接的多个球皮，所述多个球皮包括第一球皮和第二球皮；并且

所述突起以第一球皮布局设置在所述第一球皮上，并且所述突起以第二球皮布局设置在所述第二球皮上；并且

所述第二球皮布局不同于所述第一球皮布局。

7).根据1)所述的可充气体育球，其中所述机械发光材料嵌入所述外部基质和设置在所述外表面上的外表面层之一中。

8).根据7)所述的可充气体育球，其中所述特征表面包括至少一个凹陷，并且其中所述机械发光材料设置在所述至少一个凹陷中。

9).根据8)所述的可充气体育球，其中：

所述覆盖物还包括通过至少一个接缝连接的多个球皮；

所述凹陷定义为所述至少一个接缝；并且

所述至少一个接缝具有设置在所述特征表面上的末端，使得所述末端与所述外部基质表面径向分隔。

10).根据8)所述的可充气体育球，其中所述覆盖物还包括：

通过至少一个接缝连接的多个球皮，其中所述至少一个凹陷与所述至少一个接缝分隔，所述至少一个凹陷具有设置在所述特征表面上的末端，使得所述末端与所述外部基质表面径向分隔的深度大于约0.05毫米(mm)；和

设置在所述外部基质和所述内部气囊之间的中间结构，其中所述外部基质在凹陷处结合到所述中间结构。

11).根据10)所述的可充气体育球，其中所述中间结构包括第一中间覆盖物层和第二中间覆盖物层，其中：

所述第一中间覆盖物层位于所述外部基质和所述第二中间覆盖物层之间；

所述第二中间覆盖物层位于所述第一中间覆盖物层和所述内部气囊之间；并且

所述外部基质在所述至少一个凹陷处直接结合到所述第二中间覆盖物层。

12).根据11)所述的可充气体育球，其中：

所述多个球皮包括第一球皮和第二球皮；并且

所述至少一个凹陷定义为多个凹陷，其中所述凹陷以第一球皮布局设置在所述第一球皮上，并且所述凹陷以第二球皮布局设置在所述第二球皮上；并且

所述第二球皮布局不同于所述第一球皮布局。

13).根据1)所述的可充气体育球，其中所述机械发光材料包括压电发光材料和摩擦发光材料之一。

14).根据1)所述的可充气体育球，其中所述机械发光材料是铝酸盐材料，并且其中所述机械发光材料包括铝酸锶和铕。

15).一种可充气体育球，包括：

内部气囊；

围绕所述内部气囊设置的覆盖物，所述覆盖物包括：

外部基质，包括通过至少一个接缝连接的多个球皮，所述多个球皮包括第一球皮和第二球皮；

由所述外部基质限定的外部基质表面；

与所述外部基质表面径向分隔的特征表面，其中所述外部基质表面和所述特征表面共同限定所述覆盖物的外表面，所述特征表面包括：

至少一个突起，从所述外部基质表面延伸，并且具有设置在所述特征表面上的突起末端，其中所述突起末端与所述外部基质表面径向分隔的高度大于约0.05毫米(mm)；和

至少一个凹陷，具有设置在所述特征表面上的凹陷末端，使得所述凹陷末端与所述外部基质表面径向分隔的深度大于约0.05毫米(mm)；和

设置在所述外部基质和所述内部气囊之间的中间结构，其中所述外部基质在所述至少一个凹陷处结合至所述中间结构；和

响应于外部施加的压力而发出可见光的机械发光材料，其中所述机械发光材料设置在所述至少一个突起和所述至少一个凹陷之一中。

16).根据15)所述的可充气体育球，其中所述至少一个突起由立体油墨形成，并且其中所述机械发光材料嵌入所述立体油墨中。

17).根据15)所述的可充气体育球，其中：

所述机械发光材料嵌入所述外部基质和设置在所述外表面上的外表面层之一中；并且

所述机械发光材料设置在所述至少一个凹陷中。

18).根据15)所述的可充气体育球，其中：

所述至少一个突起定义为多个突起，其中多个突起以第一突起球皮布局设置在所述第一球皮上并且以第二突起球皮布局设置在所述第二球皮上；

所述至少一个凹陷定义为与所述至少一个接缝分隔的多个伪接缝，其中所述多个伪接缝以第一伪接缝球皮布局设置在所述第一球皮上并且以第二伪接缝球皮布局设置在所述第二球皮上；并且

所述多个突起和所述多个伪接缝在所述体育球的所述外表面上共同限定地形设计。

19).根据18)所述的可充气体育球，其中所述第一突起球皮布局不同于所述第二突起球皮布局。

20).根据18)所述的可充气体育球，其中所述第一伪接缝球皮布局不同于所述第二伪接缝球皮布局。

如所附权利要求书中所定义的，在结合附图考虑以下对用于实施本教导的一些最佳模式和其它实施例的具体实施方式时，本教导的上述特征和优点、以及其它特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是示例可充气体育球的示意性透视图；

图2是示例可充气体育球的示意性透视图，其中球包括内部气囊和覆盖物，覆盖物包括外部基质和中间结构；

图3是示例可充气体育球的示意性透视图，其中覆盖物包括多个突起、多个陆地区域、和多个凹陷。突起、陆地区域、和凹陷在可充气体育球的外表面上共同限定地形设计；

图4是第一球皮和第二球皮的示意性透视图，其中在第一球皮上的第一突起球皮布局和第二球皮上的第二突起球皮布局中设置多个突起，并且其中在第一球皮上的第一伪接缝球皮布局和第二球皮上的第二伪接缝球皮布局中设置多个凹陷；

图5是沿图4中的线5-5截取的第一球皮的示意性横截面视图；

图6是沿图4中的线6-6截取的第二球皮的示意性横截面视图；

图7A是一部分图6的放大的示意性示例横截面视图；

图7B是示例球皮的放大的示意性示例横截面；

图7C是示例球皮的另一放大的示意性示例横截面；

图8是沿图2中的线8-8截取的覆盖物的示例横截面视图；

图9是凹陷的放大的示意性示例横截面，其中凹陷被定义为接缝；

图10A是在示例球皮上示出的示例伪接缝球皮布局的示例示意性平面视图；

图10B是在示例球皮上示出的另一示例伪接缝球皮布局的示例示意性平面视图；

图10C是在示例球皮上示出的另一示例伪接缝球皮布局的示例示意性平面视图；

图10D是在示例球皮上示出的另一示例伪接缝球皮布局的示例示意性平面视图；

图10E是示例球皮的示例示意性平面视图，示例球皮具有在示例球皮上形成的示例伪接缝球皮布局和示例突起球皮布局；

图11A是示例凹陷的放大的示意性示例横截面视图，其中示例凹陷被定义为伪接缝；

图11B是另一示例凹陷的放大的示意性示例横截面视图，其中示例凹陷被定义为伪接缝；

图11C是另一示例凹陷的放大的示意性示例横截面视图，其中示例凹陷被定义为伪接缝；

图11D是另一示例凹陷的放大的示意性示例横截面视图，其中示例凹陷被定义为伪接缝；

图11E是另一示例凹陷的放大的示意性示例横截面视图，其中示例凹陷被定义为伪接缝；

图11F是另一示例凹陷的放大的示意性示例横截面视图，其中示例凹陷被定义为伪接缝；

图11G是另一示例凹陷的放大的示意性示例横截面视图，其中示例凹陷被定义为伪接缝；

图12A是第一球皮和第二球皮的示例示意性透视图，其中在第一球皮上的示例第一伪接缝球皮布局和第二球皮上的示例第二伪接缝球皮布局中设置多个凹陷；

图12B是第一球皮和第二球皮的另一示例示意性透视图，其中在第一球皮上的另一示例第一伪接缝球皮布局和第二球皮上的另一示例第二伪接缝球皮布局中设置多个凹陷。

具体实施方式

尽管可以针对特定的应用或行业来描述本公开，但是本领域技术人员将认识到本公开的更广泛的适用性。本领域普通技术人员将认识到，诸如“之上”，“之下”，“向上”，“向下”等的术语，用于描述附图，并不代表对如所附权利要求书所定义的本公开范围的限制。任何数字性的指称，例如“第一”或“第二”，仅是说明性的，并不意在以任何方式限制本公开的范围。

术语“包含”、“包括”、和“具有”是包含性的，并且因此指明存在所述特征、步骤、操作、元素、或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元素、或组件。若有可能，可以更改步骤、工艺、和操作的顺序，并且可以采用额外的或替代性的步骤。如本说明书中所使用的，术语“或”包括相关列出项目的任何一个和所有组合。术语“任何”应理解为包括引用项目的任何可能的组合，包括引用项目中的“任何一个”。术语“任何”应理解为包括所附权利要求书的所引用权利要求的任何可能的组合，包括所引用权利要求中的“任何一个”。

术语“一”、“一个”、“该”、“至少一个”、和“一个或多个”可互换使用，以表示存在至少一个项目。除非上下文另外明确指出，否则这样的项目可以存在多个。除非上下文另有明确说明，否则本说明书(包括所附权利要求书)中所有参数的数值(例如数量或条件)应理解为在所有情况下均由术语“大约”修饰，无论“大约”是否实际上出现在数值之前。“大约”表示所述数值允许一些轻微的不精确性(靠近数值的准确性；近似或合理地逼近该值；接近)。如果在本领域中由“大约”提供的不精确性的普通含义不能以其它方式理解，则本文所使用的“大约”至少表示可以由测量和使用此类参数的普通方法而引起的变化。另外，公开的范围应理解为具体公开了范围内的所有值和进一步划分的范围。

一个附图中所示的特征可以与任何附图中所示的特征组合、替换为任何附图中所示的特征、或根据任何附图中所示的特征来修改。除非另有说明，否则没有特征、元素、或限制会与任何其它特征、元素、或限制互斥。此外，没有特征、元素、或限制是操作所必需的。附图中所示的任何特定配置都仅是说明性的，并且所示的特定配置不限制权利要求书或具体实施方式。

以下讨论和附图公开了各种体育球的构造和制造体育球的相关方法。尽管在相关附图中将体育球描绘为足球，但是与构造和方法相关的概念可以应用于各种类型的可充气体育球，例如篮球、橄榄球(用于美式足球或橄榄球)、排球、水球等，并且各种非可充气体育球(例如棒球和垒球)也可以包含本文讨论的概念。

参考附图，其中相同的附图标记在多个附图中指代相同的组件，提供了可充气体育球10。

如图1-3所示，体育球10可以是可充气体育球(诸如足球等)或非可充气体育球10(诸如垒球等)。具有足球的总体构造的体育球10在图1-3中示出。如图1和图2所示，体育球10可以具有包括覆盖物12和内部16的分层结构(图2和图5-8)。覆盖物12形成体育球10的外部部分。内部16形成体育球10的内部部分。

在体育球10的非充气示例配置中，内部16可以是大小固定的实心块和中空块之一。在体育球10的可充气示例构造中，内部16可以是内部气囊(图2和图5-8)。在可充气示例配置中，为了促进充气(即用压缩空气填充内部)，内部16通常包括带阀开口17，带阀开口17穿过覆盖物12延伸，由此从体育球10的外部基质表面18可达。在充气时，气囊16加压，并且加压致使在体育球10呈现大致球形形状时，外部基质表面18成为大体球形表面。更具体地，气囊16内的压力使气囊16向内部基质表面20上的覆盖物12上施加向外的力。

覆盖物12形成体育球10的外部并具有外表面13。术语覆盖物12旨在包括体育球10围绕内部16的任何层。因此，覆盖物12既可以包括最外层，又可以包括设置在内部16和外表面13之间的任何中间层。如图2和图5-8所示，覆盖物12可以构成包括外部基质24和中间结构14的层状结构，中间结构14位于外部基质24的内部并位于外部基质24和内部16之间。覆盖物12还包括由外部基质24限定的外部基质表面18、与外部基质表面18相对的内部基质表面20、以及沿内部基质表面20的反方向与外部基质表面18径向分隔的特征表面21。外部基质表面18和特征表面21一起限定体育球10的外表面13。内部基质表面20可以靠近球内部16设置。

在一些实施例中，外部基质24可以由聚合物材料、聚合物泡沫材料等构成。合适的聚合物材料示例包括但不限于聚氨酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚烯烃等。

中间结构14可以包括第一中间覆盖物层26和第二中间覆盖物层22。第一中间覆盖物层26位于外部基质24和第二中间覆盖物层22之间。第二中间覆盖物层22位于第一中间覆盖物层26和内部气囊16之间。第二中间覆盖物层22可以包括内部基质表面20，其中内部基质表面20靠近球内部16定位。

中间结构14的各覆盖物层22、26可以由聚合物材料、聚合物泡沫材料、泡沫材料、纺织品等构成。合适的聚合物材料示例包括但不限于聚氨酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚烯烃等。合适的聚合物泡沫材料示例包括但不限于聚氨酯、醋酸乙烯乙酯等。合适的纺织品材料示例包括但不限于由聚酯、棉、尼龙、人造丝、丝绸、氨纶、或各种其它材料形成的机织或针织纺织品。纺织材料也可以包括多种材料，例如聚酯和棉的混合物。在可充气体育球示例中，中间结构14还可以为体育球赋予柔软手感，带来能量返回，并限制气囊16的膨胀。

如图8所示，覆盖物还可以包括设置在覆盖物12的外部基质表面18上的外表面层25。外表面层25可以是在其上具有颜料或图像的膜。外表面层25也可以是具有耐气候性的外膜或透明涂层。外表面层25可以是聚氨酯膜等。外表面层25可以通过接合材料接合到外部基质表面18。

如图1-4、图10A-10E、和图12A-12B所示，覆盖物12通常可以由多个球皮28形成，其中每个球皮28都有各自限定一部分外部基质表面18的球皮表面。多个球皮28包括具有第一球皮表面40的至少一个第一球皮30和具有第二球皮表面42的至少一个第二球皮32。各球皮28可以沿邻接的边缘区域36(图4、图10E和图12A-12B)通过至少一个接缝38(图1-4和图12A-12B)相互连接。球皮28可以通过接缝38沿邻接的边缘区域36以缝合、粘合、焊接、粘合、或其它合适的结合方式连接。

在示例足球10的情况下，覆盖物12可以包括各种数量的球皮28，例如常规的十一(11)块球皮或任何其它数量的球皮28。覆盖物12还可以展示大体均匀或不间断的构造，该构造不包括在邻接的边缘区域36处通过接缝38接合的球皮28，或者包括更少的球皮28。在球皮存在数量减少、或球10展示出大体均匀或不间断的构造中，伪接缝34形式的凹陷可以位于覆盖物12中传统接缝38所在的区域中，以赋予球皮28外观。

为了创建外观设计、突出显示球的一个或多个表面特征、和/或在球10的外表面13受机械刺激作用时(如球10被另一物体撞击，例如运动员的脚、守门员、球门柱或其它外部物品)提供独特的视觉效果，可以将响应于外部施加的压力或机械刺激而发出可见光或照亮的机械发光材料选择性地设置于体育球10上。发光材料响应于外部施加(例如与运动员的脚、守门员、或球门柱等接触)的压力产生的发光可用于在视觉上跟踪运动中的球。特别是在弱光条件下、或在摄像机角度从体育球10进一步移开时的电视观看体验中，观众和运动员都希望能够跟踪体育球10(例如足球)。例如在弱光条件下，在体育球10被运动员的脚撞击后很难观察飞行中的体育球10。具有发光特征的体育球10在运动中可以更容易地追踪，并且在足球比赛中的罚球情况时(尤其是在弱光条件下)可能特别有益。

在一个示例实施例中，可以将机械发光材料嵌入一部分覆盖物12。可以将机械发光材料嵌入外部基质24、设置在外部基质表面18上的外表面层25、和设置在外部基质表面18上的表面纹理44之一。在优选实施例中，机械发光材料仅设置在外部基质表面18和特征表面21之一上，以便突出显示一个或多个表面特征或设计、和/或提供独特的视觉效果。换句话说，机械发光材料仅在体育球10的一部分外表面13上可见，其中一部分小于整个外表面13。

本文所用的术语“机械发光材料”定义为响应于外部施加压力而发光的材料。机械发光材料的发光，作为一种冷体辐射形式，不是由热量产生的。相反，机械发光材料响应于外部施加在体育球10的外表面13上的压力，例如外部机械刺激(例如压缩、位移、摩擦、冲击等)而发光。

外部施加的压力可以是体育球10的外表面13上的外部机械刺激(例如压缩、位移、摩擦、冲击等)。机械刺激可以是用运动员的脚或另一外部物体撞击球10的外表面13。机械发光(响应于外部施加的压力的发光)在一段时间内消散或褪色，并且体育球10的外表面13最终返回其原始颜色。当球10受到另一或随后的外部施加的压力时，机械发光作为独立的发光事件再次发生。

在一些示例实施例中，可以使用以下一种或多种、或作为以下一种或多种的组成部分来提供机械发光材料：油漆、油墨、树脂、颜料、染料、涂料、固化催化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗静电剂、阻燃剂、光聚合引发剂等。

机械发光材料可以包括压电发光材料和摩擦发光材料之一。在这样的示例中，当体育球10的外表面13受机械刺激作用时，例如球10被另一物体(例如运动员的脚、守门员、球门柱、或其它外部物体)撞击，机械发光材料发出可见光(照亮)。

在机械发光材料是摩擦发光材料的示例实施例中，发光是通过在摩擦发光材料与外部机械刺激相互作用时被拉开、撕裂、刮擦、压碎、或摩擦时破坏摩擦发光材料中的化学键而产生的。

在机械发光材料是压电发光材料的示例实施例中，发光是在压电发光材料在与外部机械刺激相互作用期间发生变形时产生的。

在另一个示例实施例中，机械发光材料可以包括晶体材料。晶体材料可以包括铝酸盐材料。铝酸盐可以包括α-氧化铝。可替代地或额外地，铝酸盐可以是除α-氧化铝以外的中间氧化铝或其前体(例如氢氧化铝)。铝酸盐材料可以是包括90％或更少摩尔百分比的α-氧化铝的材料。铝酸盐材料可以是铝酸锶材料。

铝酸锶可以表示为Sr_xAl_yO_z，其中0<x、0<y、且0<z。铝酸锶的非限制性示例包括诸如SrAl₂O₄、SrAl₄O₇、Sr₄Al₄O₂₅、SrAl₁₂O₁₉、和Sr₃Al₂O₆的化合物。包括铝酸盐材料的机械发光材料还可以单独包括铕(Eu)、或包括铕与选自钕(Nd)、镝(Dy)、和钬(Ho)中的至少一种元素的组合。在这种情况下，铕可以用作催化剂，而钕、镝、或钬可以用作共同催化剂。机械发光材料可以包括每摩尔铝酸盐(例如每摩尔铝酸锶)0.0001至0.01摩尔、或0.0005至0.005摩尔铕。机械发光材料可以包括每摩尔铝酸盐总计0.0001至0.01摩尔、或0.0005至0.005摩尔的选自钕、镝、和钬的至少一种元素。包括铕催化的铝酸锶的示例机械发光材料，可以通过调节催化剂(铕)和共同催化剂(例如钕、镝、和钬)的量而表现出改善的机械发光。

机械发光材料通常可以是在各种条件下物理和化学稳定的。当向机械发光材料施加外部施加的压力或机械刺激时，机械发光材料被激发并发光。外部施加的压力或机械刺激可以包括，例如，用外部物体(例如运动员的脚、守门员、球门柱、或其它外部物体)撞击机械发光材料。

参见美国专利申请公开号2016/0053172和2017/0002264以详细讨论示例机械发光材料，其包括铕催化的铝酸锶及其生产，并且因此美国专利申请公开号2016/0053172和2017/0002264通过在此引用其全文并入本文。

可以根据施加在球10的外表面13上的力或外部施加的压力的强度来改变产生的发光量。例如，当对球10的外表面13施加微弱的力或外部压力时(例如当球在地面上运动时球10与运动场地之间的摩擦力)，产生的发光量可以相对较低或不存在。当将更大或更有力的外部施加的压力施加在机械发光材料上(例如运动员的脚撞击球10的外表面13、守门员挡住球10的部分、或者当球10击中球门柱)时，产生的发光量可以更大。

如上文中所详述的，特别是在弱光条件下、或在摄像机角度从体育球10进一步移开时的电视观看体验中，由发光材料响应于外部施加的压力而产生的发光可以用于视觉地追踪运动中的球。例如在弱光条件下，在体育球10被运动员的脚撞击后，很难观察飞行中的体育球10。具有发光特征的体育球10在运动中可以更容易追踪，并且在足球比赛中的罚球时，尤其是在弱光条件下可能特别有益。

如图3-12B所示，特征表面21可以包括至少一个地形特征，例如突起58、凹陷38、34等。如多个附图3-7C所示，特征表面21包括至少一个突起58。至少一个突起58设置在、并且额外地施加到覆盖物12的外部基质表面18上。至少一个突起58可以被定义为多个突起58，多个突起58是设置在覆盖物12的外部基质表面18上的表面纹理44的一部分。突起58可以在体育球10上形成装饰性或美学的布局或设计46、48、56，通过包括在其中的商标86来显示体育球10的品牌，并且还可以用于优化与使用者的手和/或脚接触点的抓力，或改善飞行过程中的空气动力学特性。

突起58可以设置在一小部分外部基质表面18上、在单个球皮表面40、42上(图4)、在一组选定的球皮表面40、42上、或在大部分外部基质表面18上(图3)。

由特征表面21限定的每个突起58从外部基质表面18延伸。如图5-7C所示，多个突起58中的每一个均具有末端62，末端62设置在特征表面21上，并且与外部基质表面18径向分隔的高度64大于约0.05毫米(mm)。参照图7B-7C，突起58还可以包括第一侧壁72和第二侧壁74。

在一个示例实施例中，高度64可以是从约0.07毫米(mm)至约0.15毫米(mm)。在另一示例中，高度64为大约0.11毫米(mm)。在这样的示例中，高度64为至少0.05毫米(mm)并且小于0.15毫米(mm)是有利的，以便增强球10的可玩性。具有在上述范围内的高度64的突起58允许各个设计或球皮布局46、48以及整体地形设计56的可见性，同时还表现出使用者和/或运动员的手或脚与球10的外表面13之间的理想抓握或接触，同时仍然允许球10保持理想的空气动力学和飞行特性。

在一些示例实施例中，多个突起58中的每一个可以由立体油墨形成。立体油墨可以是适合于通过增材制造工艺进行增材制造和/或立体印刷的树脂基油墨、粉扑油墨、水基油墨、水基硅酮油墨等。更具体地，立体油墨可以是包括聚氨酯树脂组分和粉扑油墨组分的混合油墨。立体油墨也可以包括有机化合物，例如环己酮(CH₂)₅CO。立体油墨还可以包括聚氨酯粉末，以增加油墨的纹理。立体油墨可以颜色清楚，使得立体油墨是透明或半透明的。也可以将立体油墨着色为预定的颜色。可以将机械发光材料嵌入立体油墨中。

在一个示例实施例中，立体油墨可以包括约15％至约25％的浓度或基于百分比的数量的聚氨酯树脂组分、小于约7％的浓度或基于百分比的数量的粉扑油墨组分、以及约65％至约80％的浓度或基于百分比的数量的环己酮(CH₂)₅CO组分。在这样的示例中，立体油墨的粘度可以为约300十亿分之一秒(dpa.s)至约400dpa.s，固体含量的百分比可以为约25％至约30％，并且挥发性有机化合物(VOC)可以为约710g/L至约770g/L。

如图7A-7C所示，每个突起58可以由单一部分或扇区的立体油墨组成，该部分或扇区跨过从外部基质表面18到末端62的整个高度64。每个突起58可以可替代地由多个部分或扇区68、70组成，这些部分或扇区68、70一起跨过从外部基质表面18到末端62的整个高度64。

在一个示例实施例中，如图7A和7B所示，多个扇区68、70可以实现为多个层68、70。在这样的示例中，多个扇区或层68、70中的每个可以由与不同于其余层的特定颜色的立体油墨构成，这些层可以重复颜色图案(例如交替的颜色)，或者多个层可以全部由相同颜色的立体油墨构成(例如半透明或透明的立体油墨)。在多个扇区68、70实现为多个层68、70的相同示例实施例中，多个层可以包括第一层68和第二层70。第二扇区或层70可以由立体油墨构成，并且可以位于外部基质表面18和第一扇区或层68之间。第一扇区68可以由立体油墨构成，并且可以位于末端62和第二扇区70之间。

在另一示例实施例中，如图7C所示，多个扇区68、70可以体现为两个相邻的扇区68、70，每个扇区各自跨过从外部基质表面18到末端62的整个高度64。例如在这样的实施例中，第一扇区68可以构成突起58的一侧，第一扇区68限定在外部基质表面18、末端62、和体现为第一侧壁72的特征表面21之间。在相同示例中，第二扇区70可以构成突起58的另一侧，第二扇区70限定在外部基质表面18、末端62、和体现为第二侧壁74的特征表面21之间。

在一个示例中，可以将机械发光材料设置在特征表面21上并且嵌入相应突起58的多个扇区68，70中的至少一个的立体油墨中。在一个示例中，可以将机械发光材料嵌入第一扇区68和第二扇区70中的每一个的立体油墨中。在另一示例中，如图7A-7C所示，可以将机械发光材料嵌入第一扇区68的立体油墨中。在又一示例中，如图7C中的示例所示，可以将机械发光材料嵌入第二扇区70的立体油墨中。

覆盖物12还可以包括由外部基质表面18限定的多个陆地区域60。每个陆地区域60可以设置在多个突起58之间，同样每个突起58可以定位在多个陆地区域60之间。换句话说，多个突起58和多个陆地区域60限定了表面轮廓50、52(图5-7C)，表面轮廓包括交替和重复的一系列陆地区域60和突起58。

在另一示例中，机械发光材料可以设置在外部基质表面18上，并且嵌入在外部基质24和外表面层25之一中。在这样的示例中，包括机械发光材料的层(例如外部基质层24和外表面层25之一)可以是聚氨酯表皮，其厚度为约0.5毫米(mm)或更小。在相同示例中，机械发光材料可以设置在陆地区域60上。

突起58可以通过增材制造工艺而额外地施加到覆盖物12上，并以预定的突起球皮布局46、48(图4)定位在相应的球皮表面40、42上。预定的突起球皮布局46、48可以覆盖相应的球皮表面40、42的一小部分和/或相应的球皮表面40、42的大部分。此外，预定的突起球皮布局46、48可以由球皮28、30、32改变，并且可以由球皮28、30、32进一步定制，例如每个球皮可以包括独特的设计或预定的突起球皮布局46、48。换句话说，突起58和由此形成的表面纹理44不需要在大部分外部基质表面18上均匀，或在整个球皮表面40、42上均匀。

在一个示例中，如图4所示，突起58在第一预定突起球皮布局46中可以定位在第一球皮30的第一球皮表面40上以导致第一表面轮廓50(图5)。突起58在第二预定突起球皮布局48中可以定位在第二球皮32的第二球皮表面42上以导致第二表面轮廓52(图6)。如图4-6所示，第一预定突起球皮布局46可以不同于第二预定突起球皮布局48，并且第一表面轮廓50(图5)可以不同于第二表面轮廓52(图6)。

参照图3、图5、图6、图9和图11A-11G，在一些实施例中，特征表面21还可以包括至少一个凹陷34、38。在这样的示例实施例中，机械发光材料可以设置在至少一个凹陷34、38中。

至少一个凹陷34、38可以定义为至少一个接缝38，其中至少一个接缝38配置为沿着相邻边缘区域36将相应的球皮28、30、32连接到一起(图4和12A-12B)。球皮28、30、32可以在至少一个接缝38处通过缝合(手工或机器缝合)、粘合剂、粘合、焊接、或其它合适的连接工艺中的至少一种连接。如本文所用的，术语“焊接”或其变体(例如“热粘合”)定义为用于将两个元件彼此固定的技术，这种技术涉及软化或熔化至少一个元件的聚合物材料使得元件的材料在冷却时彼此固定。类似地，术语“焊接”或其变体(例如“热键合”)定义为通过工艺连接两个元素的键、链接、或结构，这种工艺涉及软化或熔化至少一个元件的聚合物材料使得元件的材料在冷却时彼此固定。在Raynak等人的美国专利公开号8,608,599中公开了焊接接缝38的示例，在此引用其全文并入本文。

至少一个接缝38具有设置在特征表面21上的末端63，使得末端63在沿内部基质表面20方向与外部基质表面18(图9)径向分隔。可以将机械发光材料嵌入外部基质24和外表面层25之一中，并设置在至少一个接缝38中的特征表面21处。可以将机械发光材料设置在体育球10上存在的所有接缝38中，或可以将机械发光材料选择性地设置在体育球10上选定的一个或多个接缝38中。

至少一个凹陷34、38可以定义为至少一个伪接缝34。本文使用的术语伪接缝34定义为覆盖物12中的凹陷，该凹陷由特征表面21限定，并且不是接缝38。伪接缝34可为球10赋予各种优点。例如，伪接缝34可以增强球10的空气动力学特性，或在比赛期间(例如在踢球、运球、或传球期间)为个人提供对球10的更大抓力或控制。

伪接缝34可以通过(包括但不限于压缩的)各种制造工艺形成在外部基质24中。在Berggren等人的美国专利公开号9,370,693中公开了用于形成伪接缝34的制造工艺的示例，在此引用其全文并入本文。

参考图11A-11F，伪接缝34形成在覆盖物12中并且朝内部16延伸。中间结构14定位在外部基质24和内部气囊16之间。外部基质24在相应的伪接缝34处结合到中间结构14。更具体地，外部基质24可以在伪接缝34处直接结合到第二中间覆盖物层22(图11A-11C和图11E-11G)。

至少一个伪接缝34可以包括外部凹陷82和内部凹陷84。外部凹陷82由特征表面21限定，并且具有设置在特征表面21上的末端65，使得末端65与外部基质表面18径向分隔的深度67大于大约0.05毫米(mm)。

可以将机械发光材料设置在至少一个伪接缝34中的特征表面21处。更具体地，可以将机械发光材料设置在各个伪接缝34的外部凹陷82内。可以将机械发光材料嵌入在外部基质24和外表面层25之一中，并且设置在至少一个伪接缝34的外部凹陷82中的特征表面21处。可以将机械发光材料设置在体育球10上存在的所有伪接缝34的外部凹陷82中，或可以将机械发光材料选择性地设置在体育球10上选定的一个或多个伪接缝34的外部凹陷82中。

伪接缝34的具体配置可以显著变化。参考图11A-11D，凹陷82和84可以具有大致圆形的构造。如图11A所示，凹陷82和84延伸到球皮横截面的厚度88的大致中点。在另一构造中，如图11B和图11C所示，外部凹陷82比内部凹陷84延伸穿过球皮横截面的厚度88的更多部分。在又一构造中，如图11C所示，外部凹陷82延伸穿过球皮横截面的大体所有厚度88。同样如图11C所示，在一些实施例中，第二中间覆盖物层22可以具有与外部凹陷82相对的大体平面的构造。换句话说，在一些实施例中，伪接缝34可以仅具有外部凹陷82而没有内部凹陷84。

参考图11D，凹陷82和84，以及外部基质24和第二中间覆盖物层22可以彼此分隔，使得一部分第一中间覆盖物层26在凹陷82和84之间、和在外部基质24和第二中间覆盖物层22之间延伸。在这种构造中，外部基质24在伪接缝34处结合到第一中间覆盖物层26。在这样的示例中，第一中间覆盖物层26在凹陷82和84之间、和在外部凹陷82的末端65处具有第一厚度90。在相同示例中，第一中间覆盖物层26在外部基质24与第二中间覆盖物层22之间、在与凹陷82和84以及外部凹陷82的末端65分隔的区域中具有第二厚度92。如图11D所示，第一厚度90小于第二厚度92。

可替代地，伪接缝34可以包括表现出大体方形的构造的外部凹陷82和内部凹陷84(图11E-11G)。例如在一些实施例中，凹陷82、84可具有大体方形的横截面构造。这样的大体方形的横截面构造可以比横截面构造为大体圆形的的凹陷82、84具有更明显的外观。另外，大体方形的凹陷82、84还可提供性能优势，例如空气动力学特性、球感、和水通道。

如图11E-11F所示，外部凹陷82和内部凹陷84是具有大体方形的横截面构造的两个相对的凹陷。在图11E中，凹陷82和84延伸至球皮横截面的厚度88的大致中点，使得外部凹陷82的末端65位于特征表面21上的球皮横截面的厚度88的大致中点处。

在图11F-11G中，外部凹陷82可以延伸穿过球皮横截面的大体整个厚度88。还如图11F-11G所示，在一些实施例中，第二中间覆盖物层22可以具有与外部凹陷82相对的大体平面的构造。换句话说，在一些实施例中，伪接缝34可以仅具有外部凹陷82，而没有内部凹陷84。

如图11G所示，在一个示例实施例中，伪接缝34可以包括具有圆形肩部29的大体方形的外部凹陷82。在一些实施例中，大体方形的肩部29可具有最小半径，如图11F所示。在另一示例实施例中，可以使用具有较大半径的圆形肩部29，如图11G所示。

另外，如图10A-10E和图12A-12B所示，可以设置伪接缝34以形成增强球10美感的设计。在一些配置中，类似于图12A中的示例所示，伪接缝34还可以形成标记86，标记86标识球10的制造商(徽标或商标)或传达关于球10的特征的信息。

进一步参考图12A-12B，伪接缝34在第一预定伪接缝球皮布局75中可以定位在第一球皮30的第一球皮表面40中，并且在第二预定伪接缝球皮布局76中还可以定位在第二球皮32的第二球皮表面42中。如图12A所示，第一预定伪接缝球皮布局75可以与第二预定伪接缝球皮布局76不同。如图12B所示，第一预定伪接缝球皮布局75可以与第二预定伪接缝球皮布局76相同。

例如但不限于图3、图10A-10E和图12A-12B所示的，在各个球皮表面40、42上的各个球皮布局75、76中的各个伪接缝34的定位可以显著变化。在一些示例实施例中，伪接缝34可以与体育球10的接缝38分隔开。可以通过在彼此连接的球皮的外围边缘处提供大体光滑的表面来便于制造。另外，将伪接缝34与接缝38分隔可以提供性能优势，例如空气动力学特性和球感。

在其它示例实施例中，伪接缝34可以延伸到球皮28、30、32的边缘36(图12B)，并且因此跨过相应的接缝38继续。更具体地，第一球皮30上的伪接缝34和第二球皮40上的伪接缝34可以在各自的接缝38上彼此大体对准。同时使多个球皮凹陷(例如通过缩进外部基质24材料的片材，然后将片材切割成多个球皮28、30、32)可以便于制造。还能够跨多个球皮承载图案、布局、或其它设计，在球皮28、30、32之间桥接接缝38。

在又一示例实施例中，其中覆盖物12具有不包括球皮28或包括更少球皮的大体均匀或不间断的构造，伪接缝34可以定位在覆盖物12与常规的十一块球皮体育球10中的接缝38的位置相对应的区域中，以赋予接缝38外观。

如图3-6所示，多个突起58、多个陆部区域60、和多个伪接缝34共同在体育球10的外表面13上限定地形设计56。因此，可以选择性地将机械发光材料定位在相应的突起58、接缝38、和伪接缝34处，以产生响应于外部施加的压力或机械刺激而发光的地形设计56。可替代地，可以将机械发光材料嵌入在外部基质24或外表面层25中并且设置在陆地区域60处，使得陆地区域60响应于外部施加的压力或机械刺激而发光，并且地形设计56保持原始颜色。

具体实施方式和示图或附图支持和描述了本教导，但是本教导的范围仅由权利要求书限定。尽管已经详细描述了用于执行本教导的一些最佳模式和其它实施例，但是存在用于实践所附权利要求中限定的本教导的各种替代性设计和实施例。

Claims (18)

1.一种可充气体育球，包括：

内部气囊；

围绕所述内部气囊设置的覆盖物，所述覆盖物包括：

外部基质；

由所述外部基质限定的外部基质表面、和与所述外部基质表面径向分隔的特征表面，其中所述外部基质表面和所述特征表面共同限定所述覆盖物的外表面，所述特征表面包括：

由立体油墨形成的至少一个突起，其中，所述至少一个突起从所述外部基质表面延伸并且具有设置在所述特征表面上的末端，其中所述末端与所述外部基质表面径向分隔的高度大于0.05毫米；

嵌入一部分所述覆盖物的机械发光材料，其中所述机械发光材料设置在所述特征表面上并且嵌入所述立体油墨中；并且

其中所述机械发光材料响应于外部施加的压力而发出可见光。

2.根据权利要求1所述的可充气体育球，其中所述高度为从0.07毫米至0.15毫米。

3.根据权利要求1所述的可充气体育球，其中所述至少一个突起包括：

包括所述立体油墨的第一扇区，其中所述机械发光材料嵌入所述第一扇区的所述立体油墨中；以及

包括所述立体油墨的第二扇区，所述第二扇区位于所述外部基质表面和所述第一扇区之间。

4.根据权利要求1所述的可充气体育球，其中：

所述覆盖物还包括由所述外部基质表面限定的多个陆地区域；

所述至少一个突起定义为多个突起，其中所述多个突起和所述多个陆地区域以一系列所述陆地区域和所述突起交替和重复出现来设置，使得所述多个突起中的每个均位于多个陆地区域之间并且每个陆地区域都位于多个突起之间。

5.根据权利要求1所述的可充气体育球，其中：

所述覆盖物包括通过至少一个接缝连接的多个球皮，所述多个球皮包括第一球皮和第二球皮；并且

所述突起以第一球皮布局设置在所述第一球皮上，并且所述突起以第二球皮布局设置在所述第二球皮上；并且

所述第二球皮布局不同于所述第一球皮布局。

6.根据权利要求1所述的可充气体育球，其中所述特征表面包括至少一个凹陷，并且其中所述机械发光材料设置在所述至少一个凹陷中。

7.根据权利要求6所述的可充气体育球，其中：

所述覆盖物还包括通过至少一个接缝连接的多个球皮；

所述凹陷定义为所述至少一个接缝；并且

所述至少一个接缝具有设置在所述特征表面上的末端，使得所述末端与所述外部基质表面径向分隔。

8.根据权利要求1所述的可充气体育球，其中所述机械发光材料包括压电发光材料和摩擦发光材料之一。

9.根据权利要求1所述的可充气体育球，其中所述机械发光材料是铝酸盐材料，并且其中所述机械发光材料包括铝酸锶和铕。

10.根据权利要求6所述的可充气体育球，其中：

所述覆盖物还包括：

通过至少一个接缝连接的多个球皮，其中所述至少一个凹陷与所述至少一个接缝分隔，所述至少一个凹陷具有设置在所述特征表面上的末端，使得所述末端与所述外部基质表面径向分隔的深度大于0.05毫米；和

设置在所述外部基质和所述内部气囊之间的中间结构，其中所述外部基质在凹陷处结合到所述中间结构。

11.根据权利要求10所述的可充气体育球，其中所述中间结构包括第一中间覆盖物层和第二中间覆盖物层，其中：

所述第一中间覆盖物层位于所述外部基质和所述第二中间覆盖物层之间；

所述第二中间覆盖物层位于所述第一中间覆盖物层和所述内部气囊之间；并且

所述外部基质在所述至少一个凹陷处直接结合到所述第二中间覆盖物层。

12.根据权利要求11所述的可充气体育球，其中：

所述多个球皮包括第一球皮和第二球皮；并且

所述至少一个凹陷定义为多个凹陷，其中所述凹陷以第一球皮布局设置在所述第一球皮上，并且所述凹陷以第二球皮布局设置在所述第二球皮上；并且

所述第二球皮布局不同于所述第一球皮布局。

13.一种可充气体育球，包括：

内部气囊；

围绕所述内部气囊设置的覆盖物，所述覆盖物包括：

外部基质，包括通过至少一个接缝连接的多个球皮，所述多个球皮包括第一球皮和第二球皮；

由所述外部基质限定的外部基质表面；

与所述外部基质表面径向分隔的特征表面，其中所述外部基质表面和所述特征表面共同限定所述覆盖物的外表面，所述特征表面包括：

由立体油墨形成的至少一个突起，其中所述至少一个突起从所述外部基质表面延伸，并且具有设置在所述特征表面上的突起末端，其中所述突起末端与所述外部基质表面径向分隔的高度大于0.05毫米；和

至少一个凹陷，具有设置在所述特征表面上的凹陷末端，使得所述凹陷末端与所述外部基质表面径向分隔的深度大于0.05毫米；和

设置在所述外部基质和所述内部气囊之间的中间结构，其中所述外部基质在所述至少一个凹陷处结合至所述中间结构；和

响应于外部施加的压力而发出可见光的机械发光材料，其中所述机械发光材料设置在形成所述至少一个突起的所述立体油墨中。

14.根据权利要求13所述的可充气体育球，其中所述至少一个突起由立体油墨形成，并且其中所述机械发光材料嵌入所述立体油墨中。

15.根据权利要求13所述的可充气体育球，其中：

所述机械发光材料嵌入所述外部基质和设置在所述外表面上的外表面层之一中；并且

所述机械发光材料设置在所述至少一个凹陷中。

16.根据权利要求13所述的可充气体育球，其中：

所述至少一个突起定义为多个突起，其中多个突起以第一突起球皮布局设置在所述第一球皮上并且以第二突起球皮布局设置在所述第二球皮上；

所述至少一个凹陷定义为与所述至少一个接缝分隔的多个伪接缝，其中所述多个伪接缝以第一伪接缝球皮布局设置在所述第一球皮上并且以第二伪接缝球皮布局设置在所述第二球皮上；并且

所述多个突起和所述多个伪接缝在所述体育球的所述外表面上共同限定地形设计。

17.根据权利要求16所述的可充气体育球，其中所述第一突起球皮布局不同于所述第二突起球皮布局。

18.根据权利要求16所述的可充气体育球，其中所述第一伪接缝球皮布局不同于所述第二伪接缝球皮布局。

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