[发明专利]一种粉末涂层复合材料单杠

说明书

本发明涉及一种体育器材，特别涉及一种粉末涂层复合材料单杠，包括横向杠体，所述横向杠体从内向外依次包括高韧性材料区、纤维增强热固性树脂基复合材料圆棒和表面功能层；所述高韧性材料区填充在纤维增强热固性树脂基复合材料圆棒内部，高韧性材料区位于横向单杠中心内层，高韧性材料区由高韧性材料填充而成；所述表面功能层通过胶黏剂粘结在纤维增强热固性树脂基复合材料圆棒上，表面功能层由耐磨材料组成。

技术领域

本发明涉及一种体育器材，特别涉及一种粉末涂层复合材料单杠。

背景技术

国内外目前的常规竞技用单杠多为实心金属圆棒,单杠结构的刚度和吸能减震性能调整困难，易给运动员的关节造成损伤，且金属圆棒制品中的夹杂、收缩裂纹等缺陷难以避免，使得金属圆棒在长时间使用过程中，这些缺陷造成的裂纹容易扩展使得整个单杠结构发生突然断裂，给运动员的生命健康带来了巨大的威胁。市场上也有一些产品采用低碳钢镀铬制作单杠，但铬属有毒金属，长期使用对运动员身体健康不利。而先进纤维基复合材料耐疲劳，抗裂纹扩展能力大，具有刚度、阻尼减震性能可设计的优良特点，克服了金属阻尼性能不可调的缺点，因此用其制作单杠安全系数高，且制作的单杠原材料控制方便，性能一致性好，有利于比赛的公平性。

除此之外，目前单杠与杠头的装配方式也比较单一，单杠与杠头之间的应力、牢固度等也是影响安全的因素之一，对于这方面市面上很少有单杠制造商考虑。

发明内容

本发明要解决的问题是克服背景技术的不足，提供一种粉末涂层复合材料单杠。

本发明是通过以下技术方案来实现：一种粉末涂层复合材料单杠，包括横向杠体，所述横向杠体从内向外依次包括高韧性材料区、纤维增强热固性树脂基复合材料圆棒和表面功能层；所述高韧性材料区填充在纤维增强热固性树脂基复合材料圆棒内部，高韧性材料区位于横向单杠中心内层，高韧性材料区由高韧性材料填充而成；所述表面功能层通过胶黏剂粘结在纤维增强热固性树脂基复合材料圆棒上，表面功能层由耐磨材料组成。

上述横向杠体与杠头的装配方式为：与横向杠体连接的杠头上打有深孔，深孔开口端设有倒圆角或卸载槽，横向杠体的端部插入杠头深孔内并通过销钉与杠头连接在一起，横向杠体与杠头通过胶黏剂进一步加固连接；所述杠头的外端端部设有垂直于杠头的圆形连接口，圆形连接口所在的杠头设有一斜切面，杠头通过销钉与下方竖向杠体连接。

所述高韧性材料区填充的高韧性材料为超高分子量聚乙烯纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维、高强度碳纤维、高强度碳纤维增强热固性树脂基复合材料、钛丝中的一种或几种。

所述纤维增强热固性树脂基复合材料圆棒由碳纤维、碳纤维编织布、碳纤维单向预浸料中的一种或几种制作而成。

所述纤维增强热固性树脂基复合材料圆棒的弹性模量为150GPa-260GPa，纤维增强热固性树脂基复合材料圆棒的纤维体积含量为45%-80%，其中周向纤维占纤维总含量的0-10%。

所述高韧性材料区的直径为0-10mm。

所述胶黏剂中填充微米级金属粉或陶瓷颗粒。

所述表面功能层为金属层或陶瓷层。

所述金属层由不锈钢、钛合金、银、金中的一种或几种组成。

所述倒圆角半径大于1mm，卸载槽的深度大于3mm。

本发明制作的粉末涂层复合材料单杠，具有耐疲劳、舒适性强、抗裂纹扩展安全系数高、吸能减震性能好、防止摔伤运动员的特点，即使当横向杠体外部突然发生断裂时，其内部的高韧性材料区也能进一步起到保护作用，安全性比现有产品大大提高；另外本发明的横向杠体制作时原材料、工艺控制方便，产品性能一致性好，保证了比赛的公平性。除此之外，本发明制作的横向杠体与杠头装配采用了倒圆角或卸载槽，有效减少了横向杠体与杠头之间的接触应力，进一步增强了安全性。