CN202983112U

CN202983112U - 羽毛球专用仿真羽毛和羽毛球

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Publication number: CN202983112U
Application number: CN2012206092840U
Authority: CN
Inventors: 刘雪燕
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-27
Filing date: 2012-10-27
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2022-10-27

Abstract

本实用新型涉及一种羽毛球专用仿真羽毛，包括羽片(11)和羽梗(12)，羽梗(12)的上部被包裹在羽片(11)的基体内，羽片(11)由两片弹性发泡片材(111)相对贴合而成，其特征在于：在构成羽片(11)基体的两片发泡片材(111)之间还设置有两种或两种以上不同类型的增强层(112，113，114，115)。又包括两种方案：第一种方案由胶带增强层(112)和发泡增强层(113)协同配合；第二种方案由胶带增强层(114)和网格增强层(115)协同配合。胶带增强层(112)最好采用厚度在0.01mm左右的以塑料膜为基材的双面胶带，网格增强层(115)最好采用克重在10g/m²左右的网格布。本实用新型还涉及采用上述仿真羽毛制成的羽毛球。

Description

羽毛球专用仿真羽毛和羽毛球

技术领域

本实用新型涉及一种羽毛球专用仿真羽毛，也叫人工羽毛，本实用新型还涉及采用这种仿真羽毛制成的羽毛球。

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仿真羽毛(简称仿真羽毛)；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天然鹅毛球。

一个标准天然羽毛球包括16根羽毛，整球重量在4.74克到5.50克之间，这种重量范围并非是允许误差的概念，而是在不同的海拔高度或不同的大气压下有不同的重量要求。重心大约落在球头和球体的连接部分附近。其中：单根毛片的重量在0.13克以下，优质鹅毛的单根重量在0.10克左右。16根羽毛的总重最好控制在2.00克以下，其中构成风阻球裙部的羽片部分的总重量大约在0.90～1.0克之间，最好控制在1.1克之内。各部分的重量超标时，羽毛球的飞行性能就会快速度下降。

影响羽毛球综合性能的，至少有七大要素：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，相互制约、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、重量分布和球体强度之间的矛盾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。事实上，人工羽毛的顶部位置对超重最为敏感。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。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。

而单纯就球体强度来讲，又存在刚性强度和韧性之间的矛盾——由材料本身的性质所决定，在绝大多数情况下，当一种材料的刚性强度提升时，相应的韧性就会下降。材料会变脆而不耐冲击。

仿真羽毛中的羽梗和羽片都受到重量、刚性强度和韧性三个指标互相制约的苛刻影响。现有的仿真羽毛羽梗在刚性强度上还达不到天然鹅鸭羽毛羽梗的水平，而重量则要比天然鹅鸭羽毛羽梗略重。如果为了单纯提升这种人工材料羽梗的刚性强度，则会使超重更严重，同时又会使得韧性下降而变脆，很容易被打断。同样，仿真羽毛的羽片也面临强度、重量和耐打性之间的矛盾难题。现有的仿真羽毛羽片是采用轻质的弹性发泡片材制成的，单纯羽片重量也比天然鹅鸭羽毛的羽丝更重。用更厚的发泡片材制作羽片可以提升羽片两翼的支撑刚性和耐打性，但超重问题(尤其是羽片区的超重)会导致羽毛球性能急剧下降。现有市售仿真羽毛球的仿真羽毛单根重量超过0.15克，所以只能采用15根羽毛来制球。但如果采用更薄的发泡羽片材料以减轻重量时，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；更严重的是，采用较薄的发泡材料羽片，羽毛球的耐打度会大幅度降低，当羽片区域受到大力击打时，在羽片头部会立刻出现顺着羽梗接触线分布的裂口。而强度足够、重量更轻的羽片替代材料还没有出现。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。测试表明，现有仿真羽毛球的球裙部分(包括羽片整体和大约半截羽梗及一个羽片定位线圈的总重量)超过了1.20克，而标准天然羽毛球的球裙部分总重量一般在1.00克以内。就是这微乎其微的0.20克的超重，影响了羽毛球的飞行性能——主要表现在：(1)击球手感偏重；(2)羽毛球击球回头迟滞；(3)放小球时极易翻滚，或者用球拍颠小球时会出现难以控制的翻滚现象。正是上述这些缺陷，使得运动员还是不大愿意采用这种羽毛球——尽管这种羽毛球的综合性能已经远远超越现有的整体球裙塑料羽毛球，并且，其使用寿命可以达到普通鹅鸭羽毛球的2倍以上。

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。

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0.20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。解决方向至少有五个：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％左右)；五是从羽片本身的结构上着手。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五年，该技术方案开发者虽然在这个技术难题上取得一定的进展，但仍然没能从根本上解决这一超重缺陷；从2008年11月19日该专利公开到现在也已经过去三年半，本领域技术人员也还没能解决这个缺陷；再从2010年初，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，到现在又过去了二年半，仍然还是没能解决这个缺陷。

由于羽片部分对仿真羽毛的影响最为敏感，因此，很多技术人员把研究重点放在羽片区的材料或结构改善上。

在某公司申请的2009801531378这一专利说明书中，技术人员提出设置加强构件来提升羽片强度的方法。但该公司的市售产品中只在羽片上设置了两条很细的横线，其它方案都没有得以实施。而两条横线虽然对羽片两翼的耐打性有略微的提升(提升幅度极为有限)，但仍然无法解决羽片在羽梗接触线上的开裂问题。因此，该产品只好采用较厚的羽片以求得满足基本要求的耐打性——其羽片总厚度超过1.5mm，甚至达到1.8mm。结果是该仿真羽毛特别是羽片区超重较严重，不得不采用比标准羽毛球少一根的15根羽毛来制球。尽管如此，其球裙部分还是略有超重，导致出现以下难以克服的缺陷：(1)击球手感偏重；(2)羽毛球击球回头迟滞；(3)放小球时极易翻滚，或者用球拍颠小球时会出现难以控制的翻滚现象。在该专利说明书中，也涉及了采用薄膜来制作片状加强构件，但这种薄膜加强构件也不能从根本上解决羽片的开裂问题。该专利说明书还涉及采用片状加强构件和绳状加强构件进行组合的方案，这种方案虽然对羽片的耐打性有一定帮助，但提升的幅度极为有限，反而带来额外的重量增加，难以带来减重和耐打性提升的双重效果。

在2010102914894这一专利说明书中，技术人员采用在两片材之间设置格网来提升两片材之间的粘合强度。实际上，这种格网对提升两片材间的粘合强度不但无效反而会有微量的下降。在该说明书中，并未说明格网可以有效提升羽片的耐打性。

在201120229122X这一专利说明书中，技术人员也提出了设置片状增强层的技术方案来提升羽片强度的方法，从而可以适当降低羽片的厚度(和2009801531378的技术方案类似)。其中还提到采用网状物来制作增强层。但实际试验表明，这些普通片状增强层对于解决羽片在羽梗接触线上的开裂问题仍然没有办法。

在2011204327527这一专利说明书中，在羽梗两侧设置长条形发泡缓冲片来解决羽片在羽梗接触线处的开裂问题。采用上述缓冲片技术方案后，就可以降低羽片本体的厚度。比如，现有市售仿真羽毛球的羽片总厚度超过了1.5mm，有的达到1.8mm，而且羽片发泡倍率较低。而采用缓冲片后，可以把羽片总厚度下降到1.3mm左右，同时发泡倍率也略有提升，而羽梗接触线处仍然不易开裂。不过，15根羽毛的羽片区总重量(包括部分羽梗)还是接近了1.20克。该产品在耐打性上和目前不加缓冲片的市售产品基本相当，在重量指标上略有提升。但在综合性能上和标准羽毛球仍然有距离。进一步的试验发现，如果采用上述缓冲片并进一步降低羽片厚度的技术方案，仿真羽毛羽片两翼的支撑刚性却被大大削弱，相邻间的羽片很容易贴合在一起，导致羽毛球绕轴转速下降，甚至完全不旋转，这对羽毛球的性能来说是不能容忍的；同时，仿真羽毛的耐打性也会下降。可以说，现有的仿真羽毛已经把减重或耐打性的潜力挖掘到了极致，似乎再也没有更多的余量可以压缩。

综合来看，上述方案都不能同时解决耐打性和超重问题——要么耐打性不错但超重且飞行性能不好，要么重量附合要求但耐打性和飞行性能不好。因为超重和羽片太软都可以导致飞行性能大幅下降。

由于仿真羽毛对重量的苛刻要求，开发人员在仿真羽毛的减重工程上一直都在想方设法地做“减法”，希望减少某种东西以求得减重效益。大量的“减法”试验并没能取得更大的突破，“减法”路线似乎走到了尽头。万般无奈之下，本实用新型开发人员决定再试试“加法”——也就是采用两种不同的增强构件来协同解决羽片的耐打性问题。当采用特定组合的增强构件时，不但能带来耐打性的翻倍提升，而且还可以同时降低羽片的厚度，从而带来显著的减重效果。

实用新型内容

本实用新型说明书或权利要求书中，在涉及方向或方位描述时，统一遵循以下约定：1、在涉及横竖方向时，和羽梗平行的方向为竖向，和羽梗垂直的方向为横向；2、涉及上下方位时，羽片方向为上，羽梗方向为下，或者球裙方向为上，球头方向为下；3、涉及内处方向时，指向羽毛球中心轴的为内，反之为外。

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专用仿真羽毛。本实用新型还要解决的技术问题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专用仿真羽毛，包括羽片和羽梗，羽梗的上部被包裹在羽片的基体内，羽片由两片弹性发泡片材相对贴合而成，其特征在于：在构成羽片基体的两片发泡片材之间还设置有两种或两种以上不同类型的增强层，其中，一种增强层是由超薄塑胶薄片或塑胶膜为基材的胶带制成的，称为胶带增强层，另一种增强层是由竖向长条形的发泡片材制成的，称为发泡增强层，发泡增强层直接贴附在羽梗上部。发泡片增强层最好由两片发泡片构成。所述胶带增强层最好由BOPP或PET双面胶带制成，所述双面胶带就是两面都涂有胶粘剂的胶带。胶带增强层的厚度不宜不超过0.020mm，最好不超过0.015mm，特别是厚度在0.010mm时，最为适用。所述胶带增强片一般粘贴在羽片的顶部三角区位置。

为解决上述技术问题，本实用新型另一个技术方案的羽毛球专用仿真羽毛，包括羽片和羽梗，羽梗的上部被包裹在羽片的基体内，羽片由两片弹性发泡片材相对贴合而成，其特征在于：在构成羽片基体的两片发泡片材之间还设置有两种或两种以上不同类型的增强层，其中，一种增强层是由超薄塑胶薄片或塑胶膜为基材的胶带制成的，称为胶带增强层，另一种增强层是由轻质网状物制成的，称为网格增强层。所述胶带增强层最好采用BOPP或PET双面胶带制成，所述双面胶带就是两面都涂有胶粘剂的胶带。所述网格增强层一般由克重不超过15g/m²的网状物制成，最好采用克重不超过12g/m²的网状物制成。胶带增强层和网格增强层在羽片内的先后位置没有特别要求，可以位于羽梗的同一侧，也可以位于羽梗的两侧。当胶带增强层和网格增强层位于羽梗的同一侧时，其里外顺序也可以按实际效果调整。胶带增强层和网格增强层位于羽梗同一侧的方案，在制成羽毛球时，增强层应该在羽梗的外侧，此时羽片接触线处的耐打效果提升的非常突出。

本实用新型权利要求书和说明书中所述的长条形状并不一定是规整的长方形。这种长条形状既可以是周边平整的长条，也可以是两边呈波浪形或其它形状的不规整长条。甚至刻意在长条两边加上几条毛翅，也具有同样的效果，因此也仍然属于本实用新型的保护范围。

采用上述羽毛球专用仿真羽毛就可以制成性能优异的羽毛球。制球方法可以采用和天然羽毛球同样的工艺。为了防止顺序叠压的羽片被打乱，可以在这种羽毛球的球裙位置1道或几道定位线圈。

采用上述组合增强构件的方案后，羽片厚度可以降低到1.2mm以下，从而在提升羽片耐打性的同时，还起到了减重的效果。这就是说在这种多类型增强层的协同作用下，不但可以解决耐打性问题，还可以解决羽片超重问题。

相对于现有羽毛球专用仿真羽毛，本实用新型的仿真羽毛重量更符合标准、强度更好，耐打性很高，在性能上完全达到普通鹅鸭羽毛的水平，接近了优质鹅羽毛。由该仿真羽毛制成的羽毛球具有飞行性能好、击球手感佳、耐打性好等优点，使人工材料羽毛球在综合性能达到了标准鹅鸭毛羽毛球，而在耐打性上则远远好于天然羽毛球。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

图1是一种本实用新型的仿真羽毛结构示意图，包括胶带增强层和发泡增强层。

图2是一种本实用新型的仿真羽毛示正面意图。

图3是另一种本实用新型的仿真羽毛结构示意图，包括胶带增强层和网格增强层。

图4A是又一种本实用新型的仿真羽毛示正面意图，包括胶带增强层和网格增强层。

图4B是又一种本实用新型的仿真羽毛示正面意图，包括胶带增强层和网格增强层。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，本实用新型的一种羽毛球专用仿真羽毛，包括羽片11和羽梗12，羽梗12的上部被包裹在羽片11的基体内，羽片11由两片弹性发泡片材111相对贴合而成，在构成羽片11基体的两片发泡片材111之间还设置有两种不同类型的增强层112，113。其中，增强层112是由厚度为0.01mm厚的PET双面胶带制成，称为胶带增强层；增强层113是由竖向长条形的发泡片材制成，称为发泡增强层。发泡增强层由两片发泡片制成，并直接贴附在羽梗12的上部两侧。胶带增强层设置在羽片11上部三角区位置。本实施例的仿真羽毛羽片总厚度为1.2mm，比现有仿真羽毛超过1.5mm的厚度要薄得多，所以重量更轻，但耐打性反而超过现有仿真羽毛。

采用本实施例的仿真羽毛就可以制成本实用新型的羽毛球。制作工艺和传统天然羽毛球基本相同。这种羽毛球包括球头、仿真羽毛、固定线圈和羽片定位线圈。设置羽片定位线圈的目的是防止按顺序叠压的羽片被打乱。

实施例2

如图3所示，本实用新型的一种羽毛球专用仿真羽毛，包括羽片11和羽梗12，羽梗12的上部被包裹在羽片11的基体内，羽片11由两片弹性发泡片材111相对贴合而成，在构成羽片11基体的两片发泡片材111之间还设置有两种不同类型的增强层114，115。其中，增强层114是由厚度为0.01mm厚的PET双面胶带制成，称为胶带增强层。增强层115是由克重为10g/m²的网格布制成，称为网格增强层。胶带增强层114和网格增强层115分别位于羽梗12的两侧。本实施例的仿真羽毛羽片总厚度为1.1mm，比现有仿真羽毛超过1.5mm的厚度要薄得多，所以重量更轻，但耐打性反而超过现有仿真羽毛。

实施例3

如图4A和图4B所示，本实用新型的羽毛球专用仿真羽毛，包括羽片11和羽梗12，羽梗12的上部被包裹在羽片11的基体内，羽片11由两片弹性发泡片材111相对贴合而成，在构成羽片11基体的两片发泡片材111之间还设置有两种不同类型的增强层114，115。其中，增强层114是由厚度为0.01mm厚的PET双面胶带制成，称为胶带增强层。增强层115是由克重为10g/m²的网格布制成，称为网格增强层。胶带增强层114和网格增强层115位于羽梗12的同一侧。胶带增强层114和网格增强层115哪个靠里侧，哪个靠外侧没有特别要求，可以根据实际效果调整。图4A中，胶带增强层114紧贴羽梗(靠里侧)；图4B中，则是网格增强层115紧贴羽梗(靠里侧)。本实施例的仿真羽毛羽片总厚度为1.1mm，比现有仿真羽毛超过1.5mm的厚度要薄得多，所以重量更轻，但耐打性反而超过现有仿真羽毛。

Claims

1.一种羽毛球专用仿真羽毛，包括羽片(11)和羽梗(12)，羽梗(12)的上部被包裹在羽片(11)的基体内，羽片(11)由两片弹性发泡片材(111)相对贴合而成，其特征在于：在构成羽片(11)基体的两片发泡片材(111)之间还设置有两种或两种以上不同类型的增强层(112，113)，其中，一种增强层(112)是由超薄塑胶薄片或塑胶膜为基材的胶带制成，称为胶带增强层，另一种增强层(113)是由竖向长条形的发泡片材制成，称为发泡增强层，发泡增强层直接贴附在羽梗(12)上部。

2.如权利要求1所述的羽毛球专用仿真羽毛，其特征在于：发泡增强层(113)由两层发泡片构成。

3.如权利要求1或2所述的羽毛球专用仿真羽毛，其特征在于：所述胶带增强层(112)由BOPP或PET双面胶带制成，所述双面胶带就是两面都涂有胶粘剂的胶带。

4.如权利要求1或2所述的羽毛球专用仿真羽毛，其特征在于：所述胶带增强层(112)的厚度不超过0.015mm。

5.如权利要求1或2所述的羽毛球专用仿真羽毛，其特征在于：所述胶带增强层(112)粘贴在羽片(11)的顶部三角区位置。

6.一种羽毛球专用仿真羽毛，包括羽片(11)和羽梗(12)，羽梗(12)的上部被包裹在羽片(11)的基体内，羽片(11)由两片弹性发泡片材(111)相对贴合而成，其特征在于：在构成羽片(11)基体的两片发泡片材(111)之间还设置有两种或两种以上不同类型的增强层(114，115)，其中，一种增强层(114)是由超薄塑胶薄片或塑胶膜为基材的胶带制成的，称为胶带增强层，另一种增强层(115)是由轻质网状物制成的，称为网格增强层。

7.如权利要求6所述的羽毛球专用仿真羽毛，其特征在于：所述胶带增强层(114)由BOPP或PET双面胶带制成，所述双面胶带就是两面都涂有胶粘剂的胶带。

8.如权利要求6或7所述的羽毛球专用仿真羽毛，其特征在于：所述网格增强层(115)由克重不超过15g/m²的网状物制成。

9.如权利要求6或7所述的羽毛球专用仿真羽毛，其特征在于：所述网格增强层(115)由克重不超过12g/m²的网状物制成。

10.一种羽毛球，包括仿真羽毛，其特征在于：所述仿真羽毛采用的是如权利要求1至9中任一项所述的羽毛球专用仿真羽毛。