專利名稱：高爾夫球桿裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爾夫球桿裝置，特別涉及一種輕擊桿，該輕擊桿用于在最后一擊時(shí)將高爾夫球擊入球洞。
背景技術(shù)：
使用輕擊桿是為了將高爾夫擊到一個(gè)相對(duì)短的距離，通常為幾毫米到30米左右。輕擊桿設(shè)有一桿面，當(dāng)輕擊桿擊打高爾夫球時(shí)，該桿面相對(duì)地表接近于垂直，從而使高爾夫球沿著地面滾動(dòng)。
比賽中使用的高爾夫球桿必須根據(jù)在高爾夫比賽中采用的規(guī)則設(shè)置外形?？梢詭椭荣愓攉@得最好的擊打的技術(shù)方案是公知的，但是，各種規(guī)則的組合僅允許有限的活動(dòng)自由。
公知的高爾夫球桿的優(yōu)化包括桿面角度，球桿頭的重量和形狀，軸的重量、硬度和形狀，球桿頭的重心位置相對(duì)于軸的附件的位置，以及擊打球的表面的點(diǎn)等等方面的變化。
在擊球入洞時(shí)，為了使球恰好入洞，重要的是擊打方式要能使球獲得適當(dāng)?shù)某跛俣群头较颉３跛俣仁艿饺N條件的影響球桿頭擊打球時(shí)的速度，輕擊桿的有效重量和球桿頭表面擊打點(diǎn)的位置。
在給定輕擊桿的有效重量的條件下，運(yùn)動(dòng)員控制球桿頭的速度和擊打點(diǎn)的能力高下導(dǎo)致好的輕打和不太好的輕打。當(dāng)球桿頭表面的擊打點(diǎn)處在球桿頭的重心運(yùn)行軌跡上時(shí)，從球桿到球的能量傳遞最佳。一個(gè)好的運(yùn)動(dòng)員能隨著各種細(xì)小的變化而正確地放置擊打點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員們不斷地練習(xí)以使每一擊打都獲得同樣的效果。從而，對(duì)于訓(xùn)練有素的運(yùn)動(dòng)員，最大的挑戰(zhàn)是使球桿頭部獲得適當(dāng)?shù)乃俣龋瑥亩垢郀柗蚯颢@得適當(dāng)?shù)某跛俣取?br> 當(dāng)通過轉(zhuǎn)腕進(jìn)行輕打時(shí)，運(yùn)動(dòng)員雙手握住球桿的桿狀部分的自由端，身體前傾，將球桿置于身體的正前方。通過手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)，球桿圍繞在腕部高度的大致水平的旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行擊打時(shí)背部和肩部部分不動(dòng)。當(dāng)通過脊柱的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行輕打時(shí)，球桿以相應(yīng)的手腕旋轉(zhuǎn)方式被握住，但是擊打動(dòng)作通過脊柱上部的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。球桿圍繞位于脊柱頂部高度的大致水平的軸而旋轉(zhuǎn)。有經(jīng)驗(yàn)的高爾夫球手更喜歡通過脊柱的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行輕打。在初學(xué)者中手腕輕打更普遍。
通常，輕打需要能量很小，訓(xùn)練有素的運(yùn)動(dòng)員僅需要使用其擊打力量的一小部分。輕打通常是以很小的球桿速度進(jìn)行的。在擊打時(shí)調(diào)整能量的傳遞是困難的。為了提高擊打時(shí)輕打的穩(wěn)定性，公知的輕擊桿的桿狀部分較輕而球桿頭較重，并且發(fā)展的趨勢(shì)是球桿頭越來越重。輕擊桿的球桿頭的重量為250～500克，而軸通常重100～120克。球桿頭重量的增加具有穩(wěn)定的效果，但是使高爾夫球獲得適當(dāng)?shù)乃俣热匀淮嬖诶щy。這可能是由這種情況引起的，即重的球桿頭意味著增加了向高爾夫球傳遞的動(dòng)能，而且甚至擊打動(dòng)作中微小的速度差別也能使球的初速度產(chǎn)生明顯的差異。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的輕擊桿。
本發(fā)明是通過下述的說明書以及所附的權(quán)利要求所說明的特征實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明的輕擊桿，其用于穩(wěn)定目的的桿狀部分的重量大于公知輕擊桿的桿狀部分的重量，和公知的輕擊桿相比，本發(fā)明或者通過使球桿的桿狀部分繞一條限定旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的重量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所占比例較大，而球桿頭繞同一軸的重量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所占比例較小，或者通過桿狀部分的單位長(zhǎng)度的重量大于現(xiàn)有的輕擊桿的桿狀部分的單位長(zhǎng)度的重量而得以實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案，與公知的輕擊桿相比，該輕擊桿設(shè)有一具有平均的或較小的球桿頭，從而使繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)的輕擊桿的頭部重量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在輕擊桿的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中的所占的比例更小。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案，該輕擊桿設(shè)有一桿狀部分，該桿狀部分的單位長(zhǎng)度的重量大于現(xiàn)有的輕擊桿單位長(zhǎng)度的重量。
質(zhì)點(diǎn)圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量定義為質(zhì)點(diǎn)的重量與該質(zhì)點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)軸之間的距離的平方的乘積。當(dāng)主體圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，該主體的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)遵循各自的路線，從而所述的旋轉(zhuǎn)軸的距離根據(jù)不同的質(zhì)點(diǎn)而不同。計(jì)算主體圍繞軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的公式業(yè)已發(fā)展得相當(dāng)成熟，而且其對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是公知的。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的理論基礎(chǔ)和與其相關(guān)的計(jì)算將不做更詳細(xì)的解釋。
根據(jù)本發(fā)明的輕擊桿，其可以設(shè)有任何重量的球桿頭。典型的輕擊桿可有一個(gè)重量為225～350克的球桿頭和重量為150～1500克或更多的桿狀部分。在桿狀部分的自由端，以公知的方式設(shè)有重量范圍為56～141克的把手。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案，當(dāng)球桿的球桿頭圍繞一條垂直于桿狀部分并距球桿頭120厘米的旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)時(shí)，球桿頭的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在球桿的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例低于80％。該桿狀部分上可以設(shè)有可移動(dòng)的重物，該重物以例如套管的形式包住桿狀部分，套管設(shè)置在距球桿頭的距離為所需要的距離的位置處。從而，桿狀部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所占比例可以根據(jù)各個(gè)運(yùn)動(dòng)員的擊打技術(shù)而作調(diào)整。
實(shí)際上，輕擊桿的球桿頭繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所占比例可以在30～75％之間。這和公知輕擊桿有明顯區(qū)別，當(dāng)公知的輕擊桿的球桿圍繞所述的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，球桿頭的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在整個(gè)球桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例為80％或更多。
桿狀部分的重量可以通過材料和尺寸的選擇而決定。在管狀桿狀部分中可以通過配重或填充物質(zhì)的形式提供附加重量。附加重量可以沿著桿狀部分的縱向移動(dòng)，例如，可移動(dòng)的配重設(shè)在桿狀部分上或在管狀桿狀部分之內(nèi)。通過配重的移動(dòng)，桿狀部分繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以被調(diào)整為更優(yōu)選的值。
根據(jù)本發(fā)明，球桿頭和輕擊桿的桿狀部分之間的連接可以優(yōu)選形成為具有有限彈性的連接。當(dāng)輕擊桿的頭部擊打高爾夫球時(shí)，所述的彈性連接使得高爾夫球的初速度主要是由頭部的重量所賦予的，而桿狀部分的重量的作用在此是次要的。
如上所述，本發(fā)明的目的能夠通過本發(fā)明的第二實(shí)施方案的輕擊桿實(shí)現(xiàn)，更具體而言，本發(fā)明的目的可以通過單位長(zhǎng)度的重量相對(duì)較大的桿狀部分實(shí)現(xiàn)。桿狀部分的全部重量包括桿狀部分和可能的可移動(dòng)配重。更具體地說，在桿狀部分至多為一米時(shí)，桿狀部分的全部重量除以桿狀部分的長(zhǎng)度至少應(yīng)為170克/米，在桿狀部分長(zhǎng)于一米時(shí)，至少為190克/米。


下面通過例示性實(shí)施方案并參考相應(yīng)的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的說明，附圖中圖1示出的是簡(jiǎn)化的具有圓柱形桿狀部分的輕擊桿的立體圖。
圖2示出的是圖1所示的輕擊桿的前視圖。
圖3示出的是桿狀部分上具有可移動(dòng)配重的輕擊桿的前視圖。
圖4示出的是具有圓錐形桿狀部分的輕擊桿的前視圖。
圖5示出的是穿過輕擊桿頭部和部分桿狀部分的放大前視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中，參考數(shù)字1表示的是包括一頭部和連接到頭部2的圓柱形桿狀部分3的簡(jiǎn)化的輕擊桿。圖1和圖2將用于表示輕擊桿1上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的作用(reflections)以及輕擊桿是如何在頭部2和桿狀部分3之間分配的。為了簡(jiǎn)化說明，下面將用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量替代重量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。在桿狀部分1的自由端以公知的方法設(shè)有一把手，然而由于該把手對(duì)上述作用影響的程度很小，而且對(duì)結(jié)果影響不大，所以并沒有顯示。
在圖1和圖2中，頭部2和桿狀部分3已被簡(jiǎn)化為整體的直圓柱形狀，從而在下文中簡(jiǎn)化輕擊桿1的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的上述作用。
在擊打中，輕擊桿1圍繞一位于距球桿頭部2的軸5的距離大約為120厘米處的大致水平的旋轉(zhuǎn)軸4而旋轉(zhuǎn)。球桿頭部2的長(zhǎng)度選擇為12厘米，直徑選擇為3厘米。很多不同形狀的球桿頭部是公知的。對(duì)于給定的重量，具有特定尺寸的圓柱形形狀表示的輕擊桿的頭部具有的繞縱向軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較低。旋轉(zhuǎn)軸4和球桿頭部2的縱向軸5之間的距離根據(jù)各個(gè)運(yùn)動(dòng)員的身高和擊球方式的不同而不同。
桿狀部分3的直徑選擇為1厘米。桿狀部分3的長(zhǎng)度選擇為88厘米，該長(zhǎng)度恰好對(duì)應(yīng)于34英寸。
軸6橫貫于桿狀部分3的長(zhǎng)度方向，該軸6距旋轉(zhuǎn)軸4為75厘米，距球桿頭的軸5為45厘米。
另外，簡(jiǎn)化的輕擊桿的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸4、頭部縱軸5和桿狀部分的橫軸6都設(shè)置成垂直于桿狀部分3的縱軸7。
在擊打中，輕擊桿1如鐘擺一樣旋轉(zhuǎn)，接近如圖2中的虛線所示，其中頭部2畫出弧8，而桿狀部分3的自由端畫出弧9，桿狀部分3的中部畫出弧10。
桿狀部分3的重量設(shè)為0.15公斤，這被認(rèn)為代表了公知的輕擊桿。頭部2的重量對(duì)輕擊桿1的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有很大影響。從而，有理由把在頭部2和桿狀部分3之間的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分開成對(duì)于頭部2的兩個(gè)重量值，所選定的重量值，即分別為0.25和0.5公斤，代表了傳統(tǒng)輕擊桿的極值。
根據(jù)斯泰納(Steiner)定理，頭部2繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，是頭部2繞該頭部的縱軸5旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與頭部2的重心繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和。相應(yīng)地，桿狀部分3繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，是桿狀部分3繞橫軸6旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與桿狀部分3的重心繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和。用縮寫h表示頭部，用s表示桿狀部分，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I可以通過下述的公式表示，其中字母m，d，l和a分別表示重量、直徑、距離旋轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度和距離。
Ih=mh2dh24+mhah2=mh(dh28+ah2)]]>Is=ms12(34ds2+ls2)+msas2=ms(ds216+ls212+as2)]]>通過輸入數(shù)值dh＝3cm，Ih＝12cm，ah＝120cm，得出第一頭部2的重量mh＝0.25kg，第二頭部2的重量mh＝0.5kg，可以看出，對(duì)于公知的輕擊桿1，頭部2繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將在3600～7200kgcm2之間。
相應(yīng)地，對(duì)于使用的桿狀部分3，ds＝1cm，ls＝88cm，as＝75cm，質(zhì)量ms＝0.15kg，其給出的桿狀部分3繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等于941kgcm2。
這樣，當(dāng)頭部2的重量范圍為0.25～0.50kg時(shí)，公知的輕擊桿1的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I＝Ih+Is的范圍為4541～8141kgcm2之間。因此，頭部2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量占了總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的79～88％。
與公知的輕擊桿相比，根據(jù)本發(fā)明的輕擊桿1的頭部2在輕擊桿1的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例較??；而桿狀部分3在輕擊棒1的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例較大。
通過例如將桿狀部分3的重量從0.15kg增加到0.2kg，桿狀部分3繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及輕擊桿繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量二者都將增大。如果頭部2的重量是0.25kg，頭部2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例從79％下降到74％。如果頭部2的重量是0.5kg，頭部2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例從88％下降到85％。
如果桿狀部分3的重量增加到1.5kg，對(duì)于重量為0.25kg或0.5kg的頭部2，頭部2繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例將分別是28％和43％。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于輕擊桿1，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸4和頭部2的縱軸5之間的距離大約為120厘米時(shí)，頭部2繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在輕擊桿繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例小于79％，頭部2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量還可以有利地小于75％。
在圖3中示出了一種輕擊桿1，其中桿狀部分3設(shè)有可沿著該桿狀部分3移動(dòng)的配重11，該配重11設(shè)置在距頭部2的距離為所需距離的位置處。配重11將形成輕擊桿1繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中的一部分，從而將有助于降低頭部2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例。配重11的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量取決于配重11的重量以及其距旋轉(zhuǎn)軸4的距離。從而，頭部2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例可以通過配重11的移動(dòng)來進(jìn)行調(diào)整。
圖4示出的是輕擊桿1的一個(gè)實(shí)施方案，其中桿狀部分3是圓錐形的，以使桿狀部分3的直徑在自由端最大，在頭部最小。實(shí)際上，桿狀部分3可以在該桿狀部分3的自由端設(shè)一適當(dāng)?shù)陌咽?，該把手沒有示出。圓錐形的桿狀部分3將提供不同于具有相同重量和長(zhǎng)度的圓柱形桿狀部分的重量分布和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。圓錐形桿狀部分3繞旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量低于相應(yīng)的圓柱形桿狀部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這從本質(zhì)上是因?yàn)檫@樣的事實(shí)，即桿狀部分的重心向桿狀部分3的自由端移動(dòng)，從而更靠近旋轉(zhuǎn)軸4。為了保持頭部2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中的所占的比例，當(dāng)使用圓錐形桿狀部分時(shí)，頭部2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量必須也較低，如圖4所示。這意味著當(dāng)使用圓錐形桿狀部分3的時(shí)候，頭部2的重量必須較小。無論桿狀部分是圓柱形還是圓錐形，輕擊桿1的桿狀部分3通常具有一個(gè)圓形的橫截面，然而也可以使用不同形狀的橫截面。
圖5示出的是頭部2的橫截面，其中桿狀部分3插入到頭部2的孔12中，并通過彈性材料13保護(hù)頭部2，該彈性材料設(shè)在頭部2和桿狀部分3之間的環(huán)形空間內(nèi)。例如，彈性材料13可以是粘貼到桿狀部分3和頭部2的橡膠環(huán)。彈性材料13也可以是彈性模制物質(zhì)。由于頭部2和桿狀部分3之間的彈性連接，擊打中來自桿狀部分3的重量的影響得以降低。
權(quán)利要求
1.一種高爾夫球桿裝置，特別是輕擊桿(1)，包括一頭部(2)和一連接到頭部(2)的桿狀部分(3)，桿狀部分(3)可設(shè)有一把手，其特征在于當(dāng)輕擊桿(1)圍繞旋轉(zhuǎn)軸(4)旋轉(zhuǎn)時(shí)，頭部(2)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在輕擊桿(1)的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例小于79％；旋轉(zhuǎn)軸(4)垂直于桿狀部分(3)的縱軸，并距頭部(2)的縱軸(5)的距離約為120厘米，和/或桿狀部分的重量，包括可能的可移動(dòng)配重(11)，除以桿狀部分的長(zhǎng)度后，在至多1米長(zhǎng)的桿狀部分中至少為170克/米，在超過1米長(zhǎng)的桿狀部分中至少為190克/米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球桿裝置，其特征在于頭部(2)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在輕擊桿(1)的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例在30～75％之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高爾夫球桿裝置，其特征在于桿狀部分(3)插入到頭部(2)的孔(12)中，并通過設(shè)在頭部(2)和桿狀部分(3)之間環(huán)形空間的彈性材料(13)保護(hù)頭部(2)。
4.根據(jù)前述的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的高爾夫球桿裝置，其特征在于可移動(dòng)配重(11)設(shè)在桿狀部分(3)上，并設(shè)為和桿狀部分(3)相連。
全文摘要
一種高爾夫球桿裝置，特別是輕擊桿(1)，包括一頭部(2)和一連接到頭部(2)的桿狀部分(3)，桿狀部分(3)可設(shè)有一把手，當(dāng)輕擊桿(1)圍繞旋轉(zhuǎn)軸(4)旋轉(zhuǎn)時(shí)，頭部(2)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在輕擊桿(1)的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中所占的比例小于79％；旋轉(zhuǎn)軸(4)垂直于桿狀部分(3)的縱軸(7)，并距頭部(2)的縱軸(5)的距離約為120厘米，和/或桿狀部分的配重，包括可能的可移動(dòng)配重(11)，除以桿狀部分的長(zhǎng)度后，在至多1米長(zhǎng)的桿狀部分中至少為170克/米，在超過1米長(zhǎng)的桿狀部分中至少為190克/米。
文檔編號(hào)A63B53/04GK1681564SQ03821137
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月16日
發(fā)明者瓊尼·尼爾森, 瓊·卡爾森, 阿諾夫·拉斯卡特 申請(qǐng)人:德沃瑞公司