技术领域
本发明涉及一种用于羽毛球的天然羽毛的加工的方法，特别涉及根据预设模型(形)利用能量流裁剪羽毛的方法。
本发明还涉及一种根据预设模型(形)利用能量流裁剪羽毛的系统。
背景技术
羽毛球，顾名思义，羽毛是羽毛球必不可少的组成部分。而这个羽毛特指天然羽毛，更确切的说，是鹅羽毛和鸭羽毛。但是天然羽毛不能直接拿来制作羽毛球，还必须加工成为羽毛叶片。
一只羽毛球是否合格，一个最重要的判断标准，就是这只羽毛球的一致性是否良好。一只羽毛球要想达到理想的一致性，第一要素就是：组成这只羽毛球的羽毛叶片是否具有很好的一致性。
由于羽毛叶片由毛梗和位于毛梗两侧的羽翼构成，换句话说，羽毛叶片的一致性，是指一只羽毛球上所植入的所有羽毛叶片(一般为16根)中的任意两根的羽翼一致，毛梗一致。但是，正如世界上没有两片完全相同的树叶，同样，世界上也没有两片完全相同的天然羽毛。对于羽毛球上羽毛叶片来说，要完全一致也没必要，所谓的一致性是指：一只羽毛球上任意两根羽毛叶片的羽翼的形状，尺寸基本一样，任意两根羽毛叶片的毛梗的弓度，弯度，粗细，长度基本一样。
任意两根羽毛叶片的羽翼的形状，尺寸基本一样，以及毛梗的长度基本一样，这个很容易通过裁剪做到，但是要使任意两根羽毛叶片的毛梗的弓度，弯度，粗细基本一样，就非常困难。另外，对于一只羽毛球上的羽毛叶片，毛梗的弓度，弯度，以及长度三者必须同时考虑，因为这三者之间会有一定的相互影响。
在传统的羽毛球制作工艺中，在对天然羽毛进行裁剪时，为了便于裁剪，需要将所述毛梗拉直、压平，也就是在强行使毛梗处于临时的平直的状态下，按照裁切模具预设的直线长度和形状直接对羽毛进行裁剪。这种传统的羽毛裁剪方式存在着两个重大缺陷：第一个缺陷，在裁剪时将毛梗的强行拉直、压平，使毛梗处于临时的平直状态。按裁切模具预设的长度对毛梗进行裁剪，但是毛梗具有韧性，当裁剪后不对毛梗的弓施加压力时，毛梗会恢复到自然状态下的弓起的状态，由于不同羽毛的毛梗弓起的程度不同，韧性也不同，各个加工后的羽毛呈现的样态包括毛梗两端的直线长度也不相同，这会给羽毛球后面的植毛工序带来很大的影响，需要花很大的力气对羽毛叶片进行挑选后才能插入球头，否则会导致在一个羽毛球上，不同的羽毛叶片的顶端到球头的高度不一致、每根羽毛叶片远离球头的尖端，因弓度不一致而不在同一圆周上、相邻两根羽毛叶片的间距也不一样，这样会影响羽毛球的飞行稳定性；第二个缺陷，在对毛梗压平的过程中，会对毛梗造成损伤，因拉力不一致而造成毛梗被切毛模具切伤的可能性存在，毛梗有损伤的羽毛叶片制作成羽毛球后，在羽毛球被击打时，毛梗容易断折。
传统的羽毛球制作工艺中，大多会采用装在冲毛机上的模具来裁切天然羽毛，需要工人手持羽毛两端至预定裁切位置进行裁剪，这种裁剪的方式基本依靠工人的直觉和经验，尤其是毛梗粗度的判定，毛梗裁切的起始点，完全凭借操作工的目测来确定，致使裁剪出来的羽毛叶片规格存在比较大的差异；另外，手持羽毛也难以保障羽毛放置都是与裁切模具处于同一个水平面上；同时，工人手持羽毛至冲毛机的裁切刀下，如稍有不慎，容易发生事故，冲毛机会很容易伤到工人的手。
另外，因为工人需要手持天然羽毛两端至预定裁切位置进行裁剪，所以在天然羽毛的两端必须各预留一段相当长的天然羽毛，以使工人能够稳固地握持天然羽毛并且要使冲毛机不会伤到手以保证安全，也就是说，待裁剪得到的那段天然羽毛两侧有相当长的天然羽毛不能用于制作羽毛叶片。本来一根天然羽毛理论上可以制作两根或三根以上的不同等级的羽毛叶片，因为上述原因最终可能只能得到一根符合要求的羽毛叶片。在天然羽毛本来就存在资源有限的情况下，这无疑是一种很大的浪费。
综上所述，传统羽毛球制作工艺中，对羽毛的加工，基本依靠手工，不仅工作效率低下，而且加工出来的羽毛叶片差异较大，另外，在工作过程中，还容易发生工伤事故。
发明内容
本发明的另一个目的是提供一种将天然羽毛加工成为羽毛球用的羽毛叶片的装置，其优势在于将羽毛的分类和裁剪。
本发明的另一个目的是提供一种将天然羽毛加工成为羽毛球用的羽毛叶片的方法，其优势在于在无需损伤羽毛的情况下对羽毛进行加工。
本发明的另一个目的是提供一种将天然羽毛加工成为羽毛球用的羽毛叶片的方法，其优势在于利用扫描装置，在裁剪羽毛前，对羽毛毛梗的弓度，弯度，毛色，损伤，羽毛形状，以及粗细进行检测，然后再匹配合适的预设裁剪模形进行裁剪。
本发明的另一个目的是提供一种将天然羽毛加工成为羽毛球用的羽毛叶片的方法，无需人工手持羽毛进行加工，羽毛未经强行拉伸，完全处于自然状态下，检测装置扫描出毛梗清晰轮廓，其优势在于利用智能化的能量流裁剪装置，精准在沿着毛梗的轮廓，将两侧裁切掉多余的羽翼裁切干净。使效率得到提高，毛梗干净且不会在裁切过程中受到损伤。
本发明的另一个目的是提供一种将天然羽毛加工成为羽毛球用的羽毛叶片的方法，其优势在于利用智能化的能量流裁剪装置，无需人工手持羽毛进行加工，在提高工作效率的同时，也避免了在裁剪羽毛时，对工人产生伤害。
本发明的另一个目的是提供一种将天然羽毛加工成为羽毛球用的羽毛叶片的方法，其优势在于，在对羽毛加工时，利用检测装置对羽毛检测后得出的弓度，弯度等数据将加工成的羽毛叶片进行自动的分类，从而使得归为同一类的羽毛叶片之间的差异性降低，最终使得同一只羽毛球上所植入的羽毛叶片具有很好的一致性。
本发明的另一个目的是提供一种将天然羽毛加工成为羽毛球用的羽毛叶片的方法，其优势在于以检测羽毛得出的数据为依据进行裁剪和分类，从而避免了像传统加工方式一样，过多地依赖工人的经验而导致加工出来的羽毛叶片差异较大。
本发明的另一个目的是提供一种将天然羽毛的不同段落的物理参数分别进行检测，根据所测参数，利用智化的能量流进行裁切，可以在一根羽毛上加工出多根不同等级的羽毛叶片。
为了实现上述目的，本发明公开了利用天然羽毛加工成羽毛球的羽毛叶片的方法，该方法包括如下步骤：
(a)藉由一个检测装置对该天然羽毛进行扫描，以确定该天然羽毛的一系列物理参数；
(b)提供一个裁剪模型，该裁剪模型包括多个预定参数组，该预定参数组各自包括多个预定参数，将该一系列物理参数与该裁剪模型中的该多个预定参数组中的该多个预定参数进行比较，以使该一系列物理参数与该多个预定参数组匹配出一个最合适的参数组；和
(c)藉由一个能量流裁剪装置根据该最合适的参数组的要求对该天然羽毛的毛梗和羽翼进行裁剪，从而得到该羽毛叶片。
根据本发明的一个实施例，所述一系列物理参数包括所述天然羽毛的长度、所述羽翼的形状、所述羽翼的颜色、所述毛梗的宽度、弯度、以及弓度中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，所述预定参数包括对应的需要通过裁剪得到的所述羽毛叶片的长度范围、所述羽翼部的形状、所述羽翼部的颜色、毛梗植入部的末端的宽度范围、毛梗部的弯度范围以及弓度范围。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(b)包括步骤；藉由一个智能处理器将所述一系列物理参数与所述裁剪模型中的所述多个预定参数组中的所述多个预定参数进行匹配；所述步骤(c)包括步骤：所述智能处理器启动所述能量流裁剪装置以对所述天然羽毛的毛梗和羽翼进行裁剪。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a)中所述智能处理器还用于启动所述检测装置以对所述天然羽毛进行检测，并且收集所述一系列物理参数。
根据本发明的一个实施例，所述检测装置是一种三维扫描装置，所述多个预定参数用三维图形来表征。
根据本发明的一个实施例，所述检测装置包括一个扫描单元和一个固定单元，所述固定单元用于将所述天然羽毛在所述扫描单元中悬空固定，所述扫描单元用于扫描所述天然羽毛的所述一系列物理参数。
根据本发明的一个实施例，所述检测装置包括二维的弯度检测装置和二维的弓度检测装置的组合，所述弯度检测装置和所述弓度检测装置分别通过二维计算的方法得到所述天然羽毛的弯度和弓度。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a)中，当所述检测装置检测到所述天然羽毛的所述毛梗和所述羽翼有损坏时，不足以制成所述羽毛叶片时，停止对所述一系列物理参数的检测。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(c)后，还包括一步骤：将具有相同参数组的所述羽毛叶片归为一类收集。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(c)中，当确定好所述天然羽毛的所述毛梗的所述弯度和所述弓度后并且与所述裁剪模型中的所述最合适参数组中的所述弯度范围和所述弓度范围匹配后，得到所述天然羽毛的毛梗部两侧的第一羽翼部和第二羽翼部各自的形状，大小和位置，然后用能量流裁剪装置对所述天然羽毛进行裁剪。
根据本发明的一个实施例，在所述方法中，先确定所述天然羽毛的所述毛梗上具有一预定宽度的点，以作为第一裁剪位置，沿所述毛梗渐细的方向找到使所述天然羽毛将要制成的所述羽毛叶片具有一预定长度的第二裁剪位置，所述第一裁剪位置和所述第二裁剪位置之间得到所述天然羽毛中将要被制成所述羽毛叶片的一段天然羽毛。
根据本发明的一个实施例，在所述方法中，先确定所述天然羽毛的所述毛梗上具有一预定宽度的点，以作为第一裁剪位置，以所述第一裁剪位置的中心点为圆心，以一预设的长度为半径，沿所述毛梗渐粗的方向找到第二裁剪位置，所述第一裁剪位置和所述第二裁剪位置之间得到所述天然羽毛中将要被制成所述羽毛叶片的一段天然羽毛，所述预设的长度即是所述羽毛叶片两端点的直线长度。
根据本发明的一个实施例，以所述第一裁剪位置的中心点为圆心，以一预设的长度为半径，沿所述毛梗渐粗/细的方向作球面，所述球面与所述毛梗的中心线的交点为第五交点，在所述球面上找到与所述第一裁剪位置的中心点和该第五交点的连线垂直的圆面，所述圆面与这段天然羽毛的所述羽翼相交得到第三交点和第四交点，将与所述第一裁剪位置的中心点、所述第三交点和所述第四交点所在的平面平行的一个平面定义为第一平面，与所述第一平面垂直的平面定义为第二平面，将要被制成所述羽毛叶片的这段天然羽毛的所述弯度用所述毛梗在所述第一平面上产生的弯曲来表征，将要被制成所述羽毛叶片的这段天然羽毛的所述弓度用所述毛梗在所述第二平面上产生的弯曲来表征。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a)中，所述天然羽毛中将要被制成所述羽毛叶片的一段天然羽毛的所述弯度通过如下方法进行确定：将所述一段天然羽毛向所述第一平面投影得到一个第一预定线条，所述弯度以这样一个弯度率来表示，所述弯度率是投影得到的所述第一预定线条的长度与所述羽毛叶片两端点的直线长度的比值。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a)中，所述天然羽毛中将要被制成所述羽毛叶片的一段天然羽毛的所述弓度通过如下方法进行确定：将所述一段天然羽毛向所述第二平面投影得到一个第二预定线条，所述弓度以这样一个弓度率来表示，所述弓度率是投影得到的所述第二预定线条的长度与所述羽毛叶片两端点的直线长度的比值。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a)中，所述天然羽毛中将要被制成所述羽毛叶片的一段天然羽毛的所述弓度通过如下方法进行确定：将要被制成所述羽毛叶片的这段天然羽毛向所述第一平面投影得到一个第一预定线条，在所述第一预定线条上分别取四个点，首尾两位置第一位置和第二位置，以及分别邻近首尾两点的第三位置和第四位置，连接所述第一位置和所述第三位置得到一条第一直线，连接所述第二位置和所述第四位置得到一条第二直线，所述第一直线与所述第二直线相交形成一个弯度角，该弯度角的大小用来衡量将要制成的所述羽毛叶片的毛梗部的所述弯度。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a)中，所述天然羽毛中将要被制成所述羽毛叶片的一段天然羽毛的所述弓度通过如下方法进行确定：将要被制成所述羽毛叶片的这段天然羽毛向所述第二平面投影得到一个第二预定线条，在所述第二预定线条上分别取四个点，首尾两位置第一位置和第二位置，以及分别邻近首尾两点和的第三位置和第四位置，连接所述第一位置和所述第三位置得到一条第三直线，连接所述第二位置和所述第四位置得到一条第四直线，所述第一直线与所述第二直线相交形成一个弓度角，所述弓度角的大小用来衡量将要制成的所述羽毛叶片的毛梗部的所述弓度。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a)中，所述天然羽毛中将要被制成所述羽毛叶片的一段天然羽毛的所述弓度通过如下方法进行确定：将要被制成所述羽毛叶片的这段天然羽毛向所述第二平面投影得到一个第二预定曲线条，在所述第二预定线条上分别取两个点，首尾两位置第一位置和第二位置，以及这段天然羽毛弓度最大的点在所述第二平面上投影得到第三位置，连接所述第一位置和所述第三位置得到一条第五直线，连接所述第一位置和所述第二位置得到一条第六直线，所述第五直线与所述第六直线相交形成一个弓度角，所述弓度角的大小用来衡量将要制成的所述羽毛叶片的毛梗部的所述弓度。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a)中，所述天然羽毛中将要被制成所述羽毛叶片的一段天然羽毛的所述弯度通过如下方法进行确定：将要被制成所述羽毛叶片的这段天然羽毛向所述第一平面投影，连接这段天然羽毛投影的首尾两点，得到第一线条，并且具有所述预定宽度的第一裁剪位置的点与所述一段天然羽毛上朝着所述毛梗渐细/粗的方向有一个邻近的点，连接这两点得到一个第二线条，所述第一线条和所述第二线条之间的夹角用来表征将要制成的所述羽毛叶片的弯度。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a)中，所述天然羽毛中将要被制成所述羽毛叶片的一段天然羽毛的所述弯度通过如下方法进行确定：将要被制成所述羽毛叶片的这段天然羽毛向所述第二平面投影，连接这段天然羽毛投影的首尾两点，得到第一线条，并且具有所述预定宽度的第一裁剪位置的点与所述一段天然羽毛上朝着所述毛梗渐细/粗的方向有一个邻近的点，连接这两点得到一个第二线条，所述第一线条和所述第二线条之间的夹角用来表征将要制成的所述羽毛叶片的弓度。
根据本发明的一个实施例，所述天然羽毛中将要被制成所述羽毛叶片的一段天然羽毛的所述弓度通过如下方法进行确定：这段天然羽毛的所述第一裁剪位置与所述第二裁剪位置之间的所述毛梗沿着正面或背面的中心线的实际长度与将要制成的所述羽毛叶片的长度的比值用来表征所述弯度；这段天然羽毛的所述第一裁剪位置与所述第二裁剪位置之间的所述毛梗沿着羽翼生发面的中心线的实际长度与将要制成的所述羽毛叶片的长度的比值用来表征所述弓度。
相应地，本发明提供一种执行上述方法的系统，该系统包括；
一个检测装置，以对该天然羽毛进行扫描并得到该天然羽毛的一系列物理参数；
一个裁剪模型，其存储有包含一组预定参数的多个参数组；
一个能量流裁剪装置，以用于对该天然羽毛的毛梗和羽翼进行裁剪；
和一个智能处理器，该智能处理器可操作地与该裁剪模型以及该能量流裁剪装置相连接，将该检测装置得到的该一系列物理参数与该裁剪模型中的该组预定参数进行比对以匹配出一个最合适的参数组，然后该智能处理器启动该能量流裁剪装置，将该天然羽毛裁剪成具有该最合适的参数组的该组预定参数的该羽毛叶片。
以下，将通过具体的实施例作进一步的说明，然而实施例仅是本发明可选实施方式的举例，其所公开的特征仅用于说明及阐述本发明的技术方案，并不用于限定本发明的保护范围。
附图说明
图1A是示意一根羽毛的弯度的结构示意图。
图1B是示意一根羽毛的弓度的结构示意图。
图2示出根据本发明的一个优选实施例的天然羽毛加工成羽毛叶片并进一步加工成羽毛球的示意图。
图3示出根据本发明的上述优选实施例的天然羽毛的三维扫描的示意图。
图4示出根据本发明的上述优选实施例的天然羽毛加工系统的示意图。
图5示出根据本发明的上述优选实施例的天然羽毛加工工艺中的裁剪毛梗步骤的示意图。
图6示出根据本发明的上述优选实施例的天然羽毛加工工艺中的裁剪羽翼步骤的示意图。
图7A示出根据本发明的第二个优选实施例的确定天然羽毛的毛梗裁剪位置以得到预定长度的羽毛叶片的步骤的示意图
图7B示出根据本发明的第二个优选实施例的确定羽毛叶片的弯度的步骤的示意图。
图7C示出根据本发明的上述第二个优选实施例的确定羽毛叶片的弓度的步骤的示意图。
图8A示出根据本发明的第三个优选实施例的确定羽毛叶片的弯度的步骤的示意图。
图8B示出根据本发明的上述第三个优选实施例的确定羽毛叶片的弓度的步骤的示意图。
图8C示出根据本发明的上述第三个优选实施例的确定羽毛叶片的弓度的另一种步骤的示意图。
图9A示出根据本发明的第四个优选实施例的确定羽毛叶片的弯度的步骤的示意图。
图9B示出根据本发明的上述第四个优选实施例的确定羽毛叶片的弓度的步骤的示意图。
图10示出根据本发明上述第五个优选实施例的确定羽毛叶片的弯度和弓度的步骤的示意图。
图11示出根据本发明的第六个优选实施例的确定天然羽毛的毛梗裁剪位置以得到预定长度的羽毛叶片的步骤的示意图。
图12示出根据本发明的优选实施例的天然羽毛制作成的羽毛球的结构示意图。
图13示出根据本发明的优选实施例的天然羽毛制作成的传统羽毛球的结构示意图。
图14示出根据本发明的第一个优选实施例的天然羽毛加工方法的流程示意图。
具体实施方式
根据本发明的权利要求和说明书所公开的内容，本发明的技术方案具体如下文所述。
为了更清楚说明，我们先对羽毛的弓度，弯度进行定义。
图1A和图1B示出的是一支未经加工的天然羽毛10，一般为鹅羽毛或鸭羽毛，其包括毛梗11和毛梗11两边的羽翼12，毛梗11具有四个面，我们将其定义为正面10a，背面10b，左面10c和右面10d，其中，我们将有羽翼12生发的左面10c和右面10d称之为羽翼生发面。毛梗11较平滑的一面称为正面10a,毛梗11明显地向外突出的一面称为背面10a。沿着所述毛梗11在羽翼生发面中的左面10c或右面10d方向发生的弯曲，定义为弯度，毛梗11沿着正面10a或背面10b方向发生的弯曲，如图1B所示，定义为弓度。也可以说，所述弯度为所述毛梗11在水平面上发生的弯曲，所述弓度为所述毛梗11在垂直面上发生的弯曲。
在图1A和1B中，x轴，y轴，z轴可分别代表三维坐标系中的三个方向，弯度指的是天然羽毛10的毛梗11沿着x轴和y轴所在的平面的方向上产生的偏移，而弓度指的是天然羽毛10的毛梗11沿着x轴和z轴所在的平面的方向上产生的偏移。
一根天然羽毛10可以被裁剪成至少一根羽毛叶片100，典型地，一根天然羽毛10可以被裁剪成两根羽毛叶片100，得到的羽毛叶片100将用于制作一个羽毛球1000，如图2所示。其中，天然羽毛10被加工成羽毛叶片100后，将具有大致相同的预定的长度，宽度，弯度以及弓度等的多根羽毛叶片100挑选出来制作羽毛球1000。也就是说，为了保证羽毛球1000的一致性，必须保证羽毛叶片100的物理参数的一致性。
如图2所示，具有毛梗11和羽翼12的一根天然羽毛10被裁剪成具有毛梗部110和羽翼部120的羽毛叶片100，羽毛叶片100的一端的毛梗部110形成有一个植入部111，以用于植入一个羽毛植入装置的容纳定位槽，该羽毛植入装置至少包括一个球头和形成一个羽毛球的其他必要的部件。该植入部111部分的两侧是没有羽翼的。羽毛叶片100被裁剪成具有预定的长度L和预定的植入部111末端的宽度W。在图2中，该长度L指的是沿x轴方向的距离，该宽度W指的是沿y轴方向的距离。一般来说，该长度L和该宽度W根据实际需要来确定，例如在一个典型的实例中，长度L为47mm，宽度W为2.1mm。如图2中所示，羽毛叶片100的植入部111也可以裁剪成具有预定的长度，这需要根据植入的深度以及该羽毛植入装置的具体结构进一步确定。也就是说，在一些实施例中，植入部111可以是具有较短的长度的一个植入头，其只需要能够植入对应的该容纳定位槽即可。而在另外一些实施例中，植入部111具有较长的长度，且其端部用于植入对应的该容纳定位槽，而另外的部分在一个羽毛球1000中是用加强筋等固定元件来缠绕固定的。
如图3至图6所示为根据本发明的一个优选实施例的从天然羽毛10加工成羽毛叶片100的示意图。在本优选实施例中，首先智能处理器20启动一个检测装置30对所述羽毛10进行检测，如图3所示，根据本发明的羽毛加工的系统，在一个三维检测模型中，可得出羽毛的毛梗11的长度、宽度、弓度、弯度，以及羽翼12的宽度、形状、和颜色等数据。不合格的羽毛在该步骤中即被检出，例如羽翼12有损坏或毛梗11有损坏。羽翼12的颜色经检测后决定是否需要漂白工艺等，颜色相近的天然羽毛10可以被归为一类收集。
智能处理器20与一个裁剪模型40相联接，裁剪模型40是由若干个参数组组成，每一个参数组由多个参数组成。这些参数例如可以包括需要通过裁剪得到的羽毛叶片100的长度范围41、毛梗植入部111的末端的宽度范围42、毛梗部110的弯度范围43以及弓度范围44、羽翼部的形状45、和羽翼部的颜色46等，每项参数都有预定的范围，然后将检测装置30得到的天然羽毛10的这些数据进行分析，如果这些数据落入到现有的预定模型中的某个参数组中，则根据该参数组的要求进行裁剪天然羽毛10。
值得一提的是，每个参数组里的各项参数的范围值都是根据实际需要而确定的，所以可以根据需要去将天然羽毛10裁剪成所需的羽毛叶片100。也可以根据天然羽毛10的具体条件，通过这个步骤将其归为适合裁剪的那一类。
如图4所示，该系统还包括一个能量流裁剪装置50，在智能处理器20将天然羽毛10的数据与预设的羽毛叶片的裁剪模型40的多个参数组中的各项参数进行对比后，然后自动匹配出与之最接近的那种裁剪模型40的参数组，然后智能处理器20向能量流裁剪装置50发出指令，所述能量流裁剪装置50就会按照所述羽毛叶片模型的数据对所述羽毛10进行裁剪，最后形成与对应的裁剪模型接近的羽毛叶片100。该能量流可以是激光或其他高压流体如水。在本实施例中，能量流裁剪装置50是一个激光切割机。
如图5所示是裁剪毛梗11的示意图，在选取好合适的裁剪位置后，沿着预定的裁剪位置进行裁剪，得到具有预定长度L和植入部111的末端宽度W的羽毛叶片100。值得一提的是这里的预定长度L并不是指毛梗部110的长度，因为毛梗部110是有一定的弯曲的，在本实施例中，预定长度L指的是轴向长度。这两个参数在三维模型中是比较容易确定的，只需要扫描出天然羽毛10的毛梗11的各个位点上的宽度以及其在轴向方向上跨越的长度即可。如图中所示，这个步骤中的裁剪只需要确定羽毛叶片100首尾两端的两个裁剪位置即可。
如图6所示是裁剪羽翼12的示意图，在裁剪羽翼12之前，需要确定天然羽毛10的弯度和弓度，在用检测装置30对天然羽毛10进行三维扫描时，最好是使天然羽毛10的正面10a都朝向一个方向，当然，检测装置30也可以设计成可以区分天然羽毛10的正背面10a和10b。羽毛叶片100的羽翼部120包括分别位于毛梗部110两侧的第一羽翼部121和第二羽翼部122，在确定好羽毛叶片的弯度和弓度并与裁剪模型40中的某项参数组匹配之后，得到第一羽翼部121和第二羽翼部122各自的形状，大小和位置，然后用能量流裁剪装置50进行裁剪。
值得一提的是，植入部111的末端宽度W处也即是天然羽毛10初始裁剪的位置，在天然羽毛10上找到宽度W为预定数值如2.1mm的位置是相对比较容易的。羽毛叶片100的预定长度L也是容易确定的。确定天然羽毛10能够制成何种类型的羽毛叶片100，更重要的参数是其弯度和弓度。在裁剪模型40中，毛梗110的弯度范围43以及弓度范围44可以是量化的数据，如角度。也可以是一系列的三维图形，这些三维图形，是通过扫描大量的天然羽毛10和对应制得的羽毛叶片100后建立的分类数据库。在使用时，只需要将实测的天然羽毛10与裁剪模型40中的图形进行比对即可。毛梗110的弯度范围43以及弓度范围44是量化的数据的实例在下面的揭露中进一步会具体描述。
如图14所示，根据本发明的这个优选实施例，天然羽毛10加工成羽毛球1000的羽毛叶片100的方法包括如下步骤：
(a)藉由一个检测装置30对天然羽毛10进行扫描，以确定天然羽毛10的一系列物理参数；
(b)将该系列物理参数与裁剪模型40中的多个预定参数组中的多个预定参数进行比较，以使该系列物理参数与该多个预定参数组匹配出一个最合适的参数组；和
(c)藉由一个能量流裁剪装置50根据该最合适的参数组的要求对天然羽毛10进行裁剪，从而得到羽毛叶片100。
按照上述步骤得到的具有相同参数组的羽毛叶片100，会自动地被放置到一起。也就是说，所述方法还包括步骤：将具有相同参数组的羽毛叶片100归类收集。
相应地，在步骤(a)中，该系列物理参数包括但不限于天然羽毛10的长度，毛梗11的宽度，毛梗11的弯度，以及毛梗11的弓度，当然也可以包括羽翼12的形状，大小，色泽等。
在步骤(b)中，该多个预定参数包括但不限于通过裁剪得到的羽毛叶片100的长度范围41、毛梗植入部111的末端的宽度范围42、毛梗110的弯度范围43以及弓度范围44。还可以包括羽毛叶片100的羽翼部的形状45和颜色46。
该多个预定参数组分别对应在实际的羽毛球1000的制作过程中对不同类型的羽毛叶片100的要求。在步骤(c)中，天然羽毛10被裁剪成至少一根(如两根)形状，大小，尺寸合适的羽毛叶片100。也就是说，天然羽毛被裁剪成具有合适长度L，植入部111末端宽度W，毛梗部110弯度，以及毛梗部120弓度的羽毛叶片。
当然，在步骤(c)中，也包括对天然羽毛10的羽翼12的裁剪，以得到羽毛叶片100的羽翼部120。羽毛叶片100的羽翼部120包括位于毛梗部110两侧的第一羽翼部121和第二羽翼部122，第一羽翼部121和第二羽翼部122可以具有不同的形状，大小和面积。例如，其中之一具有较扁平的形状，而另一个具有相对狭细的形状。
值得一提的是，在步骤(a)中还包括将天然羽毛10固定的步骤，也就是说检测装置30可以是一个三维扫描装置，其包括一个扫描单元31和一个固定单元32，天然羽毛10藉由一个固定单元32固定在扫描单元31中，从而在扫描单元31中检测其各项参数。在一个实例中，天然羽毛10的毛梗11被夹持以使天然羽毛10悬空放置，从而可以从各个方向对天然羽毛10进行检测。
另外，在该方法中，可以藉由一个智能处理器20对检测步骤(a)，匹配步骤(b)，和裁剪步骤(c)的操作进行控制。也就是说，智能处理器20可操作地与检测装置30，裁剪模型40，能量流裁剪装置50相连接，以发出操作指令从而启动和关闭检测装置30，根据裁剪模型40的参数组进行与测出的天然羽毛10的各项物理参数进行比对和匹配，以及操作能量流裁剪装置50对羽毛10的毛梗10和羽翼12进行裁剪从而得到具有合适的毛梗部110和羽翼部120的羽毛叶片100。值得一提的是，上述每个步骤也可以是被安排在一个流水线上，每个步骤各自配有中央处理器进行操作，而这些中央处理器之间互相可以传递信息，如各种参数信息以及操作指令。
图4中示出的是执行上述方法的系统，相应地，该系统包括；
一个检测装置30，以对天然羽毛10进行扫描并得到天然羽毛的一系列物理参数；
一个裁剪模型40，其存储有包含一组预定参数的多个参数组；
一个能量流裁剪装置50，以用于对天然羽毛10的毛梗11和羽翼12进行裁剪；
和一个智能处理器20，智能处理器20可操作地与裁剪模型40以及能量流裁剪装置50相连接，将检测装置30得到的该系列物理参数与裁剪模型40中的该组预定参数进行比对以匹配出一个最合适的参数组，然后智能处理器20启动能量流裁剪装置50，将天然羽毛10裁剪成具有该最合适的参数组的该组预定参数的羽毛叶片100。
智能处理器20还可以可操作地与检测装置30连接，以启动和关闭检测装置30，并且如果需要，调整检测装置30的角度，从不同的方向对天然羽毛10进行扫描，以得到天然羽毛10的全部信息。
检测装置30包括一个扫描单元31和一个固定单元32，固定单元32用于将天然羽毛10固定在扫描单元31中，并且固定的方式使得扫描单元31能够全方位地对天然羽毛10进行扫描和检测。
如图7A，7B和7C所示，根据本发明的第二个优选实施例，裁剪模型40中的各个参数都可以是量化的数据，也就是说羽毛叶片100的长度范围41、毛梗植入部111的末端的宽度范围42、毛梗110的弯度范围43以及弓度范围44都是确定的数值范围，而不是用一组三维的立体图形来表示。当然在上面的实施例中，这些参数也可是确定的数值。值得一提的是，天然羽毛10的毛梗11的弯度和弓度检测分别由二维的弯度检测器和弓度测器来完成。也就是说，由两个二维的检测装置的组合来完成物理参数的检测和确定。
如图7A所示，先找到天然羽毛10的毛梗11上的一个预定宽度W的位置，例如该预定宽度为2.1mm，这样就确定了天然羽毛10上的第一裁剪位置A1，然后从该第一裁剪位置A1起，得到一个预定长度L，在图7A中，用下面的方法来找到裁剪位置A2。以第一裁剪位置A1的中心点为圆心，以预设的长度L为半径，朝向毛梗11渐细的方向找到交叉点，即为第二裁剪位置A2，两裁剪位置之间的距离为L，例如L可以是47mm。它们之间的这段天然羽毛10将会在后续步骤中制成一根羽毛叶片100。值得一提的是，这个预定长度L并不是指的毛梗11的实际长度，因为毛梗11是弯曲的。当然，在其他的裁剪模型40中，可能会用到羽毛叶片100的实际长度来作为确定裁剪方案的参数。在确定完这两个裁剪位置A1和A2后，智能处理器20操作能量流裁剪装置50沿着这两个裁剪位置A1和A2将这段天然羽毛10从整根天然羽毛10上裁剪下来，以用于后续加工。
如图7A和7B所示，这段天然羽毛10的弯度通过如下方法进行确定，弯度指的是平面P方向上发生的弯曲.。这个平面，通过如下的方法来定义并说明。如图中所示，以第一裁剪位置A1的中心点为圆心，以预设的长度L2为半径，朝向毛梗11渐细的方向作球面，该球面与毛梗11的中心线的交点为第五交点A5，在该球面上找到与第一裁剪位置A1的中心点和该第五交点A5的连线垂直的圆面，该圆面与这段天然羽毛10的羽翼12相交得到第三交点A3，和第四交点A4。A3和A4分别位于毛梗11的两侧，所述第一裁剪位置A1的中心点，与第三交点A3和第四交点A4形成一个平面P，将要被制成羽毛叶片100的这段天然羽毛10向平面P或与平面P平行的第一平面P1投影，投影得到一个第一预定线条，其长度为S1。此时羽毛叶片100的弯度以这样一个弯度率来表示，该弯度率是投影得到的所述第一预定线条的长度S1与羽毛叶片100的长度L的比值。
如图7C所示，这段天然羽毛10的弓度通过如下方法进行确定，在三维坐标系中，弯度指的是在x轴和z轴平面方向上发生的弯曲。如图中所示，将要被制成羽毛叶片100的这段天然羽毛10向第一平面P1的垂直面P2投影，得到一个第二预定线条，其长度为S2。此时羽毛叶片100的弓度以这样一个弓度率来表示，该弓度率是投影得到的该第二预定线条的长度S2与羽毛叶片100的长度L的比值。值得一提的是，在上述检测过程中，这些天然羽毛10都朝一个方向被送进检测装置30，例如正面10a朝上。
在得到分别以弯度率和弓度率表示的弯度和弓度后，智能处理器20分析该弯度和该弓度，以与裁剪模型40中的参数组中的对应的弯度范围43和弓度范围44进行比对以匹配出一个最合适的参数组，从而将这段羽毛10归类并且根据该最合适的参数组在后续的裁剪步骤中藉由一个能量流裁剪装置50进行裁剪。
如图8A和8B所示为根据本发明的第三优选实施例，在类似上述第二实施例中得到用于制备羽毛叶片100的一段天然羽毛10后，如图8A所示，将要被制成羽毛叶片100的这段天然羽毛10向第一平面P1投影得到所述第一预定线条，在该第一预定线条上分别取四个点，首尾两位置第一位置M1和第二位置M2，以及分别邻近首尾两点M1和M2的第三位置M3和第四位置M4，连接第一位置M1和第三位置M3得到一条第一直线，连接第二位置M2和第四位置M4得到一条第二直线，该第一直线与第二直线相交形成一个弯度α，该角度α即用来衡量将要制成的羽毛叶片100的毛梗部110的弯度。
如图8B所示，将要被制成羽毛叶片100的这段天然羽毛10向第二平面P2投影得到所述第二预定线条，在该第二预定线条上分别取四个点，首尾两位置第一位置N1和第二位置N2，以及分别邻近首尾两点N1和N2的第三位置N3和第四位置N4，连接第一位置N1和第三位置N3得到一条第三直线，连接第二位置N2和第四位置N4得到一条第四直线，该第三直线与第四直线相交形成一个弓度角β，该角度β即用来衡量将要制成的羽毛叶片100的毛梗部110的弓度。
如图9A和9B所示为根据本发明的第四优选实施例，在类似上述第二实施例中得到用于制备羽毛叶片100的一段天然羽毛10后，如图9A所示，将要被制成羽毛叶片100的这段天然羽毛10向第一平面P1投影，连接这段天然羽毛10即将要制成的羽毛叶片100的投影的首尾O1和O2两点，得到一个第一线条，并且预定宽度为W的点与天然羽毛10上朝着毛梗11更细的方向有一个邻近的点，例如邻近1～5mm的点在该平面上投影得到两个点O1，O3，连接这两点得到一个第二线条，所述第一线条和所述第二线条之间的夹角ε，就是将要制成的羽毛叶片100的弯度。
如图9B所示，将要被制成羽毛叶片100的这段天然羽毛10向平面P2投影连接这段天然羽毛10即将要制成的羽毛叶片100的投影的首尾O1’和O2’两点，得到一个第一线条，并且预定宽度为W的点与天然羽毛10上朝着毛梗11更细的方向有一个邻近的点，例如邻近1～5mm的点在该平面上投影得到两个点O1’，O3’，连接这两点得到一个第二线条，所述第一线条和所述第二线条之间的夹角γ，就是将要制成的羽毛叶片100的弯度。值得一提的是，这个邻近的点O3’也可以是这段天然羽毛10达到最大弓度处的那一点。
另外，值得一说的是如图10所示，羽毛叶片100的弯度也可以以这样一个弓度率来表示，该弓度率是这段天然羽毛10的两个裁剪位置之间的毛梗11的沿着羽翼生发面10c或10d的中心线的实际长度L1与羽毛叶片100的长度L的比值，羽毛叶片100的弯度也可以以这样一个弯度率来表示，该弯度率是这段天然羽毛10的两个裁剪位置之间的毛梗11的沿着正面10a或背面10b的实际长度L2与羽毛叶片100的长度L的比值。
如图11所示为根据本发明的第六优选实施例的加工天然羽毛10的方法。如图10所示，先在天然羽毛10上找到预定宽度为W的位置，以确定为第一裁剪位置B1。然后，也可以用下面的方法来找到裁剪位置B2。以第一裁剪位置B1的中心点为圆心，以预设的长度L为半径，朝向毛梗11渐粗的方向找到交叉点，即为第二裁剪位置B2。也就是说，在本优选实施例中，将要制成的羽毛叶片100的长度用上述方法来确定，这个预设的长度L即视为羽毛叶片100的长度。
也就是说，当一个天然羽毛10被用来制作成羽毛叶片100时，先经过上述检测步骤，以得到其物理参数，然后再与裁剪模型40中的参数组中的各项参数进行比对，以将其归类，然后根据归类到的预定参数组的要求对天然羽毛10进行裁剪，以得到合适的羽毛叶片100。
值得一提的是，该弯度和弓度的衡量标准可以有其他的方式，本发明中列举的这三种方法只作为示例，本领域技术人员还可以想到用其他的参数来表征该弯度和弓度，但是，这些等同的实施方式都应该包含在本发明的构思之内。
如图12所示，根据本发明的加工方法制得的羽毛叶片100制成的羽毛球1000，羽毛球1000可以具有任何使用天然羽毛的羽毛球的结构，作为举例，在本发明中，羽毛球1000包括多根羽毛叶片100，一个球头1100，和一个植毛架1200。球头1100与植毛架1200相连接，植毛架1200包括多个植毛杆1210，每个植毛杆1210上设置有一个容置定位槽1220，每根羽毛叶片100被植入对应的容置定位槽1220。羽毛球1000的结构在本申请人的在先中国专利申请200910044168.1，201010226568.7，201110028436.8，以及201110418724.4中已过揭露，这些专利的全部内容通过引用的方式全部合并在本申请中。
如图13所示，根据本发明的加工方法制得的羽毛叶片100制成的羽毛球1000，羽毛球1000也可以制成传统的两段式羽毛球1000，即所述羽毛叶片100直接安装在球头1100上，而没有中间的植毛架1200。
特别要提到的是，在本发明中，利用天然羽毛10制成羽毛叶片100的方法具有传统方法无法比拟的优势。以前的羽毛叶片100的制作过程主要靠手工，依靠直觉和经验来完成，在本发明中，天然羽毛10的裁剪完全可以依靠机器大规模生产，并且能够保证羽毛球1000的羽毛叶片100的一致性非常高，这将大大地提高羽毛球1000的质量，并提高生产效率，降低生产成本。
而且，天然羽毛10在裁剪过程中，夹持和裁剪过程依靠机器进行，这样就不会出现传统羽毛球制作过程中，会伤到工人的手的问题。而且，在一根天然羽毛10裁剪得到羽毛叶片100的过程中，在这根天然羽毛10上的对应待裁剪得到的羽毛叶片100的那段天然羽毛两侧不需要预留额外的一段天然羽毛以用来工人的握持，这样也就消除了传统工艺中对天然羽毛的浪费。采用本发明的裁剪方法，一根天然羽毛10可以比较容易地得到两根羽毛叶片100，并且甚至可以得到三根或更多根不同等级的羽毛叶片100。这里的不同等级按照羽毛叶片100的毛梗部110的长度，宽度，弓度，弯度以及羽翼部120的形状，大小，色泽等参数来归类。
上述内容为本发明的具体实施例的举例，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
同时本发明上述实施例仅为说明本发明技术方案之用，仅为本发明技术方案的列举，并不用于限制本发明的技术方案及其保护范围。采用等同技术手段、等同设备等对本发明权利要求书及说明书所公开的技术方案的改进应当认为是没有超出本发明权利要求书及说明书所公开的范围。