一种羽毛球的制作方法

本技术涉及一种体育运动用球类，具体为一种具有特殊的毛片结构的羽毛球。

背景技术：

1、羽毛球是一项在国际上广泛流行的球类运动，中国、印度尼西亚、马来西亚等国家都是羽毛球强国，拥有众多优秀选手和大量爱好者，在欧洲，英国、丹麦、德国等国家也有广泛的参与度，且近年来羽毛球运动热度还在逐年升高。本专利申请所述内容主要针对具有一定基础的羽毛球爱好者在娱乐、对抗或竞技场景使用乃至运动员训练、比赛使用的羽毛球，并非针对塑料羽毛球等儿童娱乐场景使用的羽毛球。

2、如图1所示，常规的羽毛球由球头、毛片组成，球头是羽毛球与球拍接触的部位，在击球时起到吸收震动、传递力量、决定飞行方向和保持稳定性的作用。接下来是羽毛，羽毛是羽毛球产生空气动力的关键部分，其材质、排列方式和根数直接影响飞行的稳定性和耐打性，决定着羽毛球在空中的飞行轨迹，羽毛的材质主要分为鹅毛和鸭毛两大类，根据世界羽联的相关规定，一个标准的羽毛球有16根羽毛，羽毛的长度通常在62至70毫米之间。羽毛的毛杆插入球头上预先开好的孔内并通过专用胶水粘黏稳固，羽毛以一定的方式排列形成一个大致的圆锥形的框架，羽毛毛杆上设置有两圈加强线圈，既加强16根羽毛作为一圈的整体强度，也增强单一毛杆本身的强度。

3、单一羽毛球本身不存在技术性问题，但当羽毛球生产作为一个产业时，则面临巨大的问题和挑战，其现状和成因主要包括以下方面：

4、1、羽毛易损问题

5、羽毛球是世界上球速最快的运动，运动员在比赛中经常能打出超过400公里/小时的球速，这是由于羽毛球本身质量较轻，单个重量一般在5克左右，而运动员手持球拍又增大了手臂挥动时的鞭打力矩，因此击球瞬间球速极快，对球头、羽毛造成极大的震动、冲击，易导致毛杆受损、断裂，此为羽毛易损原因之一。

6、其次，羽毛球的运动轨迹又是一个典型的减速运动轨迹，击球瞬间球速极快，由于飞行阻力主要作用在毛杆上的羽翼部分，导致毛杆整体承压后变形弯曲；随后，在飞行时由于毛杆的韧性导致其会发生震颤、恢复，带动羽翼张开，飞行过程中羽毛球急剧减速，毛杆一直处于震颤、形变过程中，此为羽毛易损原因之二。

7、最后，羽毛球的羽毛长度占整体比例极大，呈现典型“头重脚轻”的状态，击打飞行时球头朝向飞行方向，因此每次击打都会存在“掉头”的情况，运动员在处理一些特定情况时又会刻意制造羽毛球的旋转、翻滚，导致球拍未能准确击打球头而打在球的侧部等位置，造成毛杆、羽翼损坏，此为羽毛易损原因之三。

8、而羽毛球的结构决定了其一圈羽毛中任意一片发生损坏，均会导致羽毛球整体的飞行稳定性变差，不同位置、不同数量的毛片损坏，会对羽毛球的飞行会造成不同程度的影响，进而导致必须换球，运动中羽毛球数量消耗极大。

9、2、羽毛供应量问题

10、目前主流的羽毛球依然使用的是经过严格筛选后的天然鸭毛或者鹅毛制作而成，由于羽毛球飞行过程中，其飞行的速度、稳定性主要是由羽毛决定的，因此制造过程中对于羽毛的要求极高，在其他条件相同的情况下，理论上完全一样的16根羽毛做出的球效果才是最完美的，但是由于羽毛本身是一个天然产品，显然无法做到完全一致，因此首先就要对羽毛进行分类。

11、而在天然羽毛中，其与羽毛球相关的参数又很多，例如羽毛来源的品种，毛杆的粗细、弯曲度、拱度，羽翼的形状等，例如羽翼就分为全圆、大方、中方、小方、驼背、单边等等，再分为鸭或鹅的左翼、右翼，羽毛是左旋、右旋等，不同类型的毛不可混用，而制作一个高质量的羽毛球需要16个各方面条件尽量一致的羽毛，导致虽然羽毛球本身的结构很简单，但真正生产时工业化难度大，想要保持质量稳定性的难度更大。

12、由于以上问题，因此人们一直在寻找可替代天然羽毛的产品，以求实现羽毛球的低成本的工业化生产，但是经过几十年的发展，依然无法实现。中国专利申请cn2226477y是一件1995年申请的人造材料羽毛球，近年来各大知名羽毛球厂商也加大投入，进行各种尝试，但至今仍未出现可以替代天然羽毛球的工业化产品。

13、另一种解决羽毛球工业化问题的方案就是扩大毛片的可用范围，其中一种常见的做法就是利用短毛杆的羽毛制作羽毛球，以解决由于毛杆长度问题导致一些羽毛不适用于制作羽毛球的问题。基于这一思路，目前又出现了两种主要的方向。

14、其一，对单根毛杆进行延长。中国专利cn102475959a，名称为一种羽毛球的专利文件中，记载的羽毛球包括多根的羽毛及球头，羽毛通过扎带紧固连接在球头上，羽毛包括毛体及一连接杆,毛体和连接杆固定连接,毛体通过连接杆连接在球头上，该专利中的连接杆为管状，具体为多边形管或者圆形管，可以三边至十六边形的多边形管。采用类似方案的还包括cn209060480u，一种羽毛球的毛片；cn212327366u，一种用于制作羽毛球的两段式羽毛；上述专利，均采用增加一个套管的形式，对毛杆进行延长，然后将套管连接到球头。

15、其二，制作一个整体的植毛支架，植毛支架固定在球头上，羽毛固定在植毛托架上。例如，cn101703833b，一种羽毛球的专利中，记载了一种由叶片与羽毛球座两部分组成的羽毛球，羽毛球座由球头、植毛支架、胶带或胶带替代物组成，植毛支架由多根植毛管和连接筋组成，并且相当于传统羽毛球的毛梗和编线，球座相当于传统羽毛球的球头、毛梗、编线及胶带的联合体；叶片的上端为羽叶，下端为根；将叶片的根植入植毛管内。在此基础上，后续还有相关的专利申请，例如cn102580297b，一种没有连接筋的羽毛球；cn103127682b，羽毛球的连接装置；cn107626092b，羽毛球和羽毛球球头及其制造方法；cn208081791u，三段式羽毛球植毛架等诸多相关专利。中国专利cn103933716a，一种嫁接式羽毛球，也提供了一种包括一个一次成型的整体式的羽毛固定杆，然后羽毛插在羽毛固定杆的技术方案。

16、但是，上述两种技术方案均存在典型问题。由于无论是整体式的植毛支架，还是分体的套管，均是将羽毛毛杆插入其中的方案，等于变相延长了球头部分的结构，这样带来几个严重的问题：(1)重量平衡问题。套管部分结合球头后的整体相当于传统羽毛球的球头部分，结构的改变导致球头部分整体长度占比增加，重量平衡被改变，在相同的球头材质情况下，羽毛球整体重心上移(向羽毛端偏移)，影响击球后球头的回转速度，尤其在网前球的飞行过程中，体现为搓球后球的转动变少。(2)毛杆形变力矩改变。上述方案中，套管必须是硬质材料结构，否则羽毛球高速运动中，羽毛会产生不可控制的晃动，严重影响飞行稳定性，导致羽毛球不可用。但是由于套管是环形结构，相较于羽毛的内外侧而言，较短的套杆实现了对羽毛毛杆内外侧的硬质支撑，且套管的直径需要大于羽毛的毛杆，显然较大的直径会使得套管更加不易弯曲。上述技术方案中，均使用的是较传统羽毛球较短的羽毛毛杆长度，在获得支撑后，毛杆可弯折的长度进一步减少，受到相同的击打力后，羽翼产生的飞行阻力不变的情况下，弯折点进一步向羽翼端移动，相当于较短毛杆长度承受相同的弯折力，增大了毛杆压力，导致毛杆更易发生脆断。

技术实现思路

1、基于此，本实用新型提供一种新的羽毛球方案，在保持羽毛球飞行性能不变的情况下，提供更好的羽毛球耐久度和更广泛的羽毛适用性。

2、本实用新型的一种羽毛球，包括球头1和羽毛叶片，羽毛叶片环形排列插设在球头1上，羽毛叶片上绕设有加强线圈6，所述的羽毛叶片包括天然羽毛2和芯杆5，芯杆5包括插入段和连接段，天然羽毛2包括毛杆3和羽翼4，所述的芯杆5的插入段插入天然羽毛2的毛杆3内、与毛杆3固定连接，芯杆5的连接段插入球头1内固定连接。

3、上述的羽毛球中，还包括标准羽毛球毛片，羽毛叶片与标准羽毛球毛片分别插设在球头1上组成羽毛球，这样羽毛叶片与标准羽毛球毛片就可以混合搭配使用了。标准羽毛球毛片是指目前市场上常见的羽毛球中使用的毛片，既可以是标准的天然鸭毛、天然鹅毛，也可以是各种人工材料制成的人造毛片。也就是说，本专利申请所述的羽毛球，可以全部使用专利中的羽毛叶片来制作，也可以将专利中的羽毛叶片与标准羽毛球毛片组合使用，以根据市场需要推出兼具价格合理、手感舒适，耐用性好等优点的羽毛球。

4、上述的羽毛球中，所述的加强线圈6设置至少一圈；加强线圈6为一圈时，绕设在毛杆3上；加强线圈6多于一圈时，至少有一圈加强线圈6绕设在天然羽毛2的毛杆3上。优选可以使用2个加强线圈6，以保持和市场常见羽毛球的一致性。

5、上述的羽毛球中，所述的毛杆3不直接接触球头1，或者所述的毛杆3插入球头1的长度不大于5mm。一般的羽毛球，毛杆插入球头的长度一般不少于10mm，这样才能实现毛片在球头的稳固连接，少于10mm时，击打过程中毛片很容易和球头分离，导致羽毛球报废。而本专利申请的方案，毛杆3并非与球头固定连接的关键结构，同时为减少球头震动向毛杆3的传递，因此插入长度不大于5mm。

6、上述的羽毛球中，所述的天然羽毛2长度为40毫米至68毫米。

7、上述的羽毛球中，所述的芯杆5截面形状为非圆形，非圆形的形状，使得芯杆5插入毛杆3固定后，芯杆5更不易在毛杆3内发生转动。

8、上述的羽毛球中，所述的芯杆5截面形状具有一个相对宽边，芯杆5以相对宽边沿羽毛叶片排列形成的圆周方向排列，或与圆周方向所夹的锐角小于45度。相对宽边是指对于一个非圆形的截面平面形状，必然具有一个两端的端点之间间距较长的方向，为其相对宽边，而反之则是相对窄边；而作为细长的芯杆5而言，当需要发生弯折时，相对宽边是芯杆5更容易发生弯折的，因此以相对宽边沿圆周方向排列，能起到一个弯折导向的作用，在羽毛球被击打飞出时，更好的引导一圈天然羽毛2都按照芯杆5排列形成的圆周方向向内收缩弯折，而在圆周方向上设置夹角，则可以让羽毛球在飞行过程中形成一个更好的自转，从而实现更好的飞行稳定性。

9、上述的羽毛球中，所述的芯杆5截面形状为长方形。

10、上述的羽毛球中，所述的芯杆5插入毛杆3内长度不小于5毫米。

11、上述的羽毛球中，所述的芯杆5质量长度比不大于4g/mm。

12、上述的羽毛球中，所述的芯杆5材质为碳纤维、钛合金、铝、铝合金、塑料、木质或竹质。

13、上述的羽毛球中，所述的芯杆5的截面积不大于毛杆3的最大截面积。

14、本实用新型的技术方案具有如下的有益效果：

15、本实用新型的羽毛球，采用芯杆实现羽毛球球头与羽毛的连接，实现选用短杆羽毛时芯杆能够共同分担羽毛球毛杆弯折受力的效果，相较使用套管进行连接的方案优点显著。羽毛球作为球速最快的运动，绝大多数羽毛球损耗的原因，都是羽毛损坏。而本专利申请方案中采用了芯杆这一结构，由于其具有较毛杆更细的特点，在其他条件相同的情况下，芯杆比供羽毛插入的套管具有更好的弯折性能，在击球后球高速飞行、毛杆发生弯折时，更容易从芯杆的位置开始弯折，即使配合短杆的羽毛使用，也能够保证羽毛叶片从球头外露的部分开始至羽毛末端、整体弯折长度不发生明显变化；而作为对比，由于套管整体较粗，当毛杆需要发生弯折时，只能从套管的最上端、也即毛杆露出在套管以外的部分开始弯折，显然可弯折的长度变短了。在羽翼受力相同的情况下，较长的弯折长度可以更好的分担弯折力，从而实现芯杆与毛杆共同分担弯折受力，达到保护毛杆，增强毛杆耐用度的效果。

16、同时，本实用新型相较于传统羽毛球，减少毛杆与球头的直接接触长度/不直接接触，从而减少球头震动直接向毛杆的传递。传统羽毛球毛杆通过胶水粘在球头的插孔中，球拍的鞭打力通过球头、胶水直接传递到毛杆上；而本专利申请的实用新型，球拍的鞭打力需经过球头、胶水、芯杆、胶水再传递到毛杆上，传递过程长，震动分散的更好。而且，羽毛球的毛杆，本身就是中空结构，毛杆内有类似“肉”的疏松结构，具有更好的吸收震动效果，进一步减少对毛杆的冲击力。

17、再者，本实用新型的芯杆相比于天然羽毛的毛杆，强度更高，且使用工业化生产制造，在芯杆的位置不会发生硬度下降的情况。芯杆较细，相比于套管的方案，更容易进行选材和重量的调试匹配，可以在相同的重量下实现更好的韧性，更贴近真实羽毛球的打感。

18、本实用新型在使用芯杆的情况下，依然保持至少有一个加强线圈直接固定在毛杆上，而非采用植毛支架时，每根羽毛独立与植毛支架连接，相邻羽毛间无法形成一个整体分担受力，保证了羽毛均匀受力，延长羽毛使用寿命。同时，加强线圈能够增强对毛杆的抓握，避免发生毛杆和芯杆脱落分离的情况，提高产品的稳定性。

19、更优选的，本实用新型的羽毛球，芯杆的截面形状为非圆形，其包括一个相对宽边，在排列时，将相对宽边沿羽毛围合成的圆周方向排列，当羽毛的羽翼承压带动毛杆弯折时，由于芯杆具有相对的宽边，因此在弯折时能够引导毛杆沿芯杆的相对宽边方向所在的面弯曲，这样可以保证毛杆每次弯折方向更具有一致性，从而提高羽毛球飞行时的稳定性。

20、本实用新型的羽毛球，芯杆是细于毛杆的，使得羽毛球球速具有更大的可调节性。众所周知，羽毛球羽毛部分是向外打开的，呈倒圆锥体型。而羽毛外展的角度越大，羽毛球飞行的阻力也会越大，进而影响羽毛球的球速。但是由于毛杆相对是较粗的，而球头部分体积有限，却要沿圆周方向插入16根羽毛，因此如果外展的角度过大，则毛杆插入球头的部分因为是呈圆锥体形向尖端聚拢的，因此更容易在球头内发生位置空间上的干涉，甚至影响球头的整体强度和毛杆连接的牢固度，球头和毛杆会分离，这也是为什么常见的羽毛球球速是76、77、78(数字越大球速越快)，而球速74以下的羽毛球就很难制作(高原需要使用慢球速的羽毛球)。本实用新型选用较细的毛杆插入球头固定，相比于普通的羽毛球而言，较细的芯杆使得其插入在球头内可选择的角度更大，相比于较粗的毛杆具有更多的可选择性，能实现羽毛叶片更大的外展角度，球速选择更具有灵活性。

21、本实用新型的芯杆结构，使得羽毛球生产具有更广泛的羽毛适用性，可以提高羽毛的利用率。传统羽毛球需要严格控制毛杆的长短和羽毛的重量，因此选材范围有限，例如，一般收购的鸭毛中有40％由于毛的长短、重量不适合而成为废毛，无法供生产羽毛球使用。本专利申请通过设置芯杆，可以根据毛杆长短不同配合选择不同长度的芯杆，只需要插入芯杆后的羽毛叶片符合生产需要即可，能够扩大羽毛球羽毛的选材范围，避免毛片浪费，更加环保，并提高经济效益。