一种羽毛球拍框及包括其的羽毛球拍的制作方法

本实用新型属于运动器材领域，具体地，涉及一种羽毛球拍框及包括其的羽毛球拍。

背景技术：

随着人们生活水平的日益提高，人们对于自身的健康越来越重视，全民健身越来越普遍。羽毛球运动是较受大众喜爱的活动，羽毛球拍是羽毛球运动过程中必不可缺的运动器材，羽毛球拍的性能决定着运动的质量。目前，羽毛球拍一般由相连接的握把和网框组成，材质一般为木料或金属。木质羽毛球拍较轻，但是其抗压强度低，容易折断，接球时缓冲性能较差。金属羽毛球拍的抗压强度相对较强，然而拍身笨重，缓冲性能也不佳，容易震伤手腕。随着科学技术的发展，羽毛球拍的研发和制造向着拍身越来越轻、抗压能力越来越强、机械强度越来越高、韧性越来越好的方向发展。

碳纤维是一种由碳元素组成的特种纤维，具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性。碳纤维的外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。在现有技术中，碳纤维的主要用途是作为增强材料与泡沫、树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。

聚甲基丙烯酰亚胺泡沫(polymethacrylimide,pmi)是一种交联的、孔径分布均匀的泡沫，具有卓越的结构稳定性和高机械强度。pmi具有比其他聚合物泡沫材料更高的比强度、比模量、耐热性和耐湿热性能，以及更好的抗高温蠕变性能和尺寸稳定性。pmi是目前世界上比强度(强度/密度)和比模量(模量/密度)最高的泡沫材料，并且具有优异的耐高温性能和尺寸稳定性能，是制造轻质高强复合材料管壁理想的芯材。此外，由于pmi的闭孔率高，孔径分布均匀，吸湿率低，使其作为芯材的夹芯复合材料具有远优于蜂窝复合材料的耐久性和耐环境性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种羽毛球拍框及包括其的羽毛球拍，以提高羽毛球拍的韧性、抗压能力、机械强度。

根据本实用新型的一个方面，提供一种羽毛球拍框，具有中空的管状结构，管状结构的管壁由复数层的层状结构组成，层状结构包括至少三层碳纤维层和至少两层pmi膜卷覆复合而形成，每层pmi膜的内侧和外侧均为碳纤维层，且管壁的基底层和蒙皮层均为碳纤维层；羽毛球拍框包括相连接的握把和网框，握把和/或网框包括管状结构。

凡是带有中空内腔的中空体皆属于本实用新型述及的管状结构。在管状结构的管壁中，pmi膜和碳纤维层复合形成多层三明治夹心结构，具有优异力学性能的pmi膜对碳纤维层起到承托、补强的作用，使管状结构具有高强的抗拉伸性、耐压性、比刚度、比强度和耐腐蚀性能。另一方面，管状结构的材质为碳纤维和pmi，并且具有中空的内腔，既能够使羽毛球拍的拍身保持轻巧，便于使用者灵活使用，又能够节省杆身的生产用料，避免羽毛球拍的造价过高。

优选地，pmi膜由100％pmi制成。

优选地，pmi膜的厚度不超过1mm。

厚度不超过1mm的pmi膜在常温下具有一定的可卷曲性，应用这种pmi膜作为制备管壁的芯层材料，可以直接将pmi膜贴合基材的轮廓复合在基材外侧，便于批量制作羽毛球拍框。此外，相对于厚板间的复合，薄层间结合的复合具有较大的层间结合力，层间结合得更为紧密，不易脱层，提高了羽毛球拍框的整合性以及力学性能。在管状结构的管壁中，每层pmi膜的厚度占比较小，因此，可以采用多层pmi膜复合的形式使拍身具有更大的机械强度，同时，不会使拍身的握把的外径明显增加，能够使握把的外径适应人体手型的尺寸，达到更舒适的使用体验。

优选地，pmi膜直接包覆在其内侧碳纤维层的外围。

优选地，pmi膜呈螺旋状地缠绕在其内侧碳纤维层的外围。

可选地，碳纤维层的纹路呈螺旋状。

羽毛球拍框的外形一般包括弧段、拐角、外径渐变等异型结构，使构造层状结构的材料以螺旋缠绕的方式形成层状结构，可以适应于羽毛球拍框的制作要求，组成管壁的所有层状结构可以紧实地相互复合，不存在死角或间隙。

可选地，相邻的两层层状结构的纹路相互交叉。由此，相邻的层状结构共同组成交错的网状结构，网状结构受力均匀，能够提高羽毛球拍框的抗压能力。

优选地，网框由管状结构构成，网框包括补全部和与握把连接的主框部；主框部为开环结构，补全部的两端分别与主框部的两端一一对应相连。以主框部的两端之间形成的间隔作为主框部的开环口，以这个开环口作为主框部的脱模出口，便于制作主框部过程中的脱模操作。

优选地，握把由管状结构构成，握把包括握手杆、第一连接部和第二连接部；以握手杆的两端中靠近网框的一端为握手杆的第一端部，第一连接部和第二连接部的两端皆分别与第一端部、主框部相连；补全部位于第一连接部与主框部的连接处、第二连接部和主框部的连接处之间。以第一连接部和第二连接部作为握把与主框部连接的部件，能够加固握把和主框部之间的连接，击球压力和挥拍作用力通过第一连接部和第二连接部的传递而被羽毛球拍框均匀承受，使握把和网框的连接处不易发生断裂。

优选地，第一连接部的两端分别与握手杆、主框部一体成型地连接；第二连接部的两端分别与握手杆、主框部一体成型地连接。也就是说，握手杆、第一连接部、第二连接部和主框部之间的连接处都不具有间隙，避免由于形成间隙而产生应力集中，使上述各部件的连接处具有更高的机械强度，不易断裂。

优选地，以握手杆的两端中远离靠近网框的一端为握手杆的第二端部，握手杆呈锥状，其内径沿第二端部指向第一端部的方向逐渐下降。在生产时，握把的管芯模具从握手杆的第二端部脱出，握手杆呈锥状，其内径逐渐下降，便于脱模。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种羽毛球拍，包括如上所述的羽毛球拍框。该羽毛球拍具有较高的机械强度和韧性，能够抵御和缓冲较大的击球冲击力，不易断裂，不仅能够达到更长的使用寿命，还能降低击球冲击力损伤手腕的概率。

附图说明

图1为管状结构的管壁的层状结构图；

图2为实施例1所采用的组合模具的结构示意图；

图3为一体成型的握把和主框部的结构示意图；

图4为补全部的结构示意图；

图5为实施例1制得的羽毛球拍框的立体示意图；

图6为实施例1制得的羽毛球拍框的左视图。

上图中各附图标记的对应关系如下：1.pmi膜层，2.碳纤维层，3.握把，31.握手杆，32.第一连接部，33.第二连接部，4.网框，41.主框部，42.补全部，51.第一握把模具，52.第二握把模具，53.第一网框模具，54.第二网框模具。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横、纵……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

实施例1

本实施例的羽毛球拍由羽毛球拍框和网线组成；其中，羽毛球拍框由握把3和网框4组成；具体地，握把3由握手杆31、第一连接部32和第二连接部33组成，网框4为由主框部41和补全部42共同组成的闭环结构。在上述结构中，握把3和主框部41一体成型，因此，在生产的过程中，在同一成型工序中完成握把3和主框部41的制作。在握把3和主框部41的成型工序中需要借助如图2所示的组合模具，该组合模具包括第一握把模具51、第二握把模具52、第一网框模具53和第二网框模具54。第一握把模具51和第二握把模具52的外观互为镜面对称，第一握把模具51和第二握把模具52皆包括相连接的前节段和后节段：后节段皆为横截面呈半圆形的锥筒，以后半段的外壁中沿其长度方向的竖直壁面作为第一握把模具51和第二握把模具52的拼合面，横截面半圆形的外径大小沿锥筒的前端向后端下降；前节段呈圆弧状，往远离第一握把模具51和第二握把模具52的拼合面的方向延伸。第一握把模具51和第二握把模具52拼合后，两者的后节段共同组成横截面为圆形、横截面外径沿前端向后端逐渐下降的圆锥筒状，两者的前节段关于两者的拼合面呈镜面对称。第一网框模具53和第二网框模具54互为镜面对称，第一网框模具53和第二网框模具54拼合后共同组成带有缺口的椭圆开环结构。分别将第一握把模具51与第二握把模具52拼合、将第一网框模具53与第二网框模具54拼合，然后，将第一握把模具51的前节段与第一网框模具53拼合，将第二握把模具52的前节段与第二网框模具54拼合，并且，使第一网框模具53和第二网框模具54之间的缺口位于第一握把模具51与第一网框模具53的连接处、第二握把模具52和第二网框模具54的连接处之间。

1.制作握把3和主框部41

s1.采用图2所示的组合模具作为管芯模具，在管芯模具表面涂覆脱模剂，贴合管芯模具的表面，利用碳纤维缠绕管芯模具，由此构建的第一层碳纤维层2作为管壁的基底层；

s2.夹层结构的扩建

s2.1在作为基底层的碳纤维层2表面涂覆树脂，利用碳纤维缠绕在基底层的外围，由此在基底层的外围构建2层碳纤维层2；

s2.2在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，利用pmi膜贴合并缠绕在碳纤维层2的外围，在半成品最外侧的碳纤维层2的外围构建1层pmi膜层1，由此形成的pmi膜层1具有螺旋状的纹路；

s2.3在上一步骤所制得的半成品的最外侧pmi膜层1表面涂覆树脂，利用碳纤维贴合并缠绕在pmi膜层1的外围，由此在半成品的外围再构建1层碳纤维层2；

s2.4重复s2.2–s2.3三次；

s3.在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，用碳纤维贴合并缠绕在半成品的外围，由此在半成品的外围再构建1层碳纤维层2以作为管壁的蒙皮层；

s4.紫外线照射，使粘接各层状结构的树脂交联固化，使管壁定型，在一些实施例中也可以采用加热的方式使树脂交联固化，制得握把3和主框部41的成型体；

s5.脱模

s5.1在成型体中，以握手杆31的两端中远离网框4的一端为握手杆31的第二端部，先从握把3的第二端部拉出第一握把模具51，然后从握把3的第二端部拉出第二握把模具52；

s5.2在成型体中，以主框部41的两端所形成的间隔为主框部41的开环口，先从该开环口拉出第一网框模具53，然后从该开环口拉出第二网框模具54。

经历上述工序所制得的成品中，相邻两层层状结构的纹路所成的角度为45°，所采用的pmi膜的厚度不超过1mm。成品的管壁具有如图1所示的层状结构。成品的结构示意图如图3所示：握把3由握手杆31、第一连接部32和第二连接部33组成，握手杆31为横截面呈圆形的锥筒，横截面的外径大小沿其第二端部指向第一端部的方向逐渐下降，第一连接部32和第二连接部33皆为呈弧形的管状结构，两者皆与握手杆31的第一端部连接，并且，两者皆往远离握手杆31中轴线的方向延伸；主框部41为带有一个开环口的椭圆开环结构，该开环口关于主框部41的中轴线对称，主框部41分别与第一连接部32、第二连接部33相连，上述开环口位于第一连接部32与主框部41之间的连接处、第二连接部33与主框部41之间的连接处之间；第一连接部32和第二连接部33关于握手杆31和主框部41的中轴线对称。在制得的成品中，握手杆31、第一连接部32、第二连接部33和主框部41一体成型，彼此相连的部件的连接处不具有间隙。

2.制作补全部42

s1.采用横截面为圆形的弧形杆状模具作为管芯模具，在管芯模具表面涂覆脱模剂，贴合管芯模具的表面，利用碳纤维缠绕管芯模具，由此构建的第一层碳纤维层2作为管壁的基底层；

s2.夹层结构的扩建

s2.1在作为基底层的碳纤维层2表面涂覆树脂，利用碳纤维缠绕在基底层的外围，由此在基底层的外围构建2层碳纤维层2；

s2.2在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，利用pmi膜贴合并缠绕在碳纤维层2的外围，在半成品最外侧的碳纤维层2的外围构建1层pmi膜层1，由此形成的pmi膜层1具有螺旋状的纹路；

s2.3在上一步骤所制得的半成品的最外侧pmi膜层1表面涂覆树脂，利用碳纤维贴合并缠绕在pmi膜层1的外围，由此在半成品的外围再构建1层碳纤维层2；

s2.4重复s2.2–s2.3三次；

s3.在上一步骤所制得的半成品的最外侧碳纤维层2表面涂覆树脂，用碳纤维贴合并缠绕在半成品的外围，由此在半成品的外围再构建1层碳纤维层2以作为管壁的蒙皮层；

s4.紫外线照射，使粘接各层状结构的树脂交联固化，使管壁定型，在一些实施例中也可以采用加热的方式使树脂交联固化；

s5.脱去管芯模具，制得由pmi膜和碳纤维复合而成的补全部42。

上述方法中，相邻两层层状结构的纹路所成的角度为45°，所采用的pmi膜的厚度不超过1mm。如图4所示，由此制得的补全部42为中空的弧形管状结构(重心处于其管身外部并且不具有弯折结构的管道均可以称为弧形管状结构)。补全部42的长度略长于主框部41的开环口，补全部42的弧度与主框部41的弧度相适应，补全部42的外径大小等于主框部41的内径大小。

3.组装羽毛球拍

将补全部42的两端分别插装在主框部41的两端中，以补全部42填补主框部41的开环口，由此，补全部42和主框部41共同组成闭环结构，羽毛球拍框的组装完成，成品羽毛球拍框如图5、图6所示。在羽毛球拍框的网框4上开设定位孔，将网线通过定位孔安装在网框4上，制得羽毛球拍。

在实际应用中，可以在适当的范围内，根据需要而分别调整构成握把3、主框部41和补全部42的管壁的层状结构的层数以及厚度。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

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