基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道及其铺设方法

文档序号:238065 发布日期:2021-11-12 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道及其铺设方法 (Snow road based on polymer snow-imitating magnetic particles and paving method thereof ) 是由 汪家道 翁鼎 王子立 陈磊 李兆昕 于 2021-08-13 设计创作,主要内容包括:本发明公开了基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道及其铺设方法,所述雪道包括梳条体阵列层,所述梳条体阵列层包括底座和多个梳条体,任意两个相邻所述梳条体之间形成间隙;仿雪硬磁性颗粒层,所述仿雪硬磁性颗粒层至少部分填充在所述梳条体阵列层的间隙中,所述仿雪硬磁性颗粒层中的仿雪硬磁性颗粒包括硬磁材料和聚合体基体,所述硬磁材料包覆在所述聚合体基体中。本发明的雪道更好地模拟了真实雪道的密实度分布,从而实现真雪赛道的抗冲击和滑行功能,以减少运动员训练伤病情况,保障夏季冰雪运动训练备战工作。(The invention discloses a snow road based on polymer snow-imitating magnetic particles and a paving method thereof, wherein the snow road comprises a comb strip body array layer, the comb strip body array layer comprises a base and a plurality of comb strip bodies, and a gap is formed between any two adjacent comb strip bodies; the snow-imitating hard magnetic particle layer is at least partially filled in gaps of the comb strip array layer, the snow-imitating hard magnetic particles in the snow-imitating hard magnetic particle layer comprise hard magnetic materials and a polymer matrix, and the hard magnetic materials are wrapped in the polymer matrix. The snow track of the invention better simulates the compactness distribution of a real snow track, thereby realizing the functions of impact resistance and sliding of the real snow track, reducing the training injury and disease conditions of athletes and ensuring the training sparring work of ice and snow sports in summer.)

基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道及其铺设方法

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域,具体而言,本发明涉及基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道及其铺设方法。

背景技术

复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组合优化而成的新材料。复合材料包括至少两种化学和/或物理性质不同的材料,以合适的形式、比例、分布组合而成,各组分之间存在明显的界面。同时,复合材料不仅能够保持各组分的材料性能优点,而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组分材料所不能达到的综合性能,因此复合材料被广泛应用于国防工业、航空航天、精密机械、深潜器、机器人结构件和高档体育用品等领域。

传统的雪上竞技项目只能在雪季的低温环境下进行,受到季节和场地影响较为严重。虽然目前已经存在一些假草、高分子固态表面等旱雪材料,但是这些材料无法重现雪面堆积等特性,严重影响运动员夏季训练的真实性和效果。

综上所述,如何提供一种较好模拟自然界中真雪的雪道,减少运动员伤病,提高训练效率,是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的目的在于提出基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道及其铺设方法。本发明的雪道更好地模拟了真实雪道的密实度分布,从而实现真雪赛道的抗冲击和滑行功能,以减少运动员训练伤病情况,保障夏季冰雪运动训练备战工作。

在本发明的一个方面,本发明提出了一种基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道。根据本发明的实施例,所述雪道包括:

梳条体阵列层,所述梳条体阵列层包括底座和多个梳条体,任意两个相邻所述梳条体之间形成间隙;

仿雪硬磁性颗粒层,所述仿雪硬磁性颗粒层至少部分填充在所述梳条体阵列层的间隙中,所述仿雪硬磁性颗粒层中的仿雪硬磁性颗粒包括硬磁材料和聚合体基体,所述硬磁材料包覆在所述聚合体基体中。

根据本发明上述实施例的基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道,本发明根据真实雪道的特点,设计了多层结构的雪道,以更好地模拟真实雪道的滑雪体验,其中,所述梳条体阵列层的多个梳条体能够支撑上层颗粒,增强雪道的整体刚度和抗冲击能力;利用仿雪硬磁性颗粒层中的仿雪硬磁性颗粒来模拟自然界雪的堆积成团特性以及缓冲吸能效果,具体来说,仿雪硬磁性颗粒的主体是聚合物材料,具有一定弹性,由此能够实现缓冲吸能作用,同时仿雪硬磁性颗粒还具有一定的磁性和成团能力,另外硬磁颗粒磁化后磁性和成团能力相对较强,该层颗粒能够较好地模拟真雪赛道滑行效果以及受到滑雪运动员冲击后变形能力。由此,本发明的雪道更好地模拟了真实雪道的密实度分布,从而实现真雪赛道的抗冲击和滑行功能,以减少运动员训练伤病情况,保障夏季冰雪运动训练备战工作。

另外,根据本发明上述实施例的基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道还可以具有如下附加的技术特征:

在本发明的一些实施例中,所述雪道还包括:聚合物高分子颗粒层或仿雪软磁性颗粒层,所述聚合物高分子颗粒层或仿雪软磁性颗粒层至少部分填充在所述梳条体阵列层的间隙中,所述仿雪硬磁性颗粒层设在所述聚合物高分子颗粒层或仿雪软磁性颗粒层的远离所述底座的表面上;所述仿雪软磁性颗粒层中的仿雪软磁性颗粒包括软磁材料和聚合体基体,所述软磁材料包覆在所述聚合体基体中。

在本发明的一些实施例中,所述雪道还包括:聚合物高分子颗粒层和仿雪软磁性颗粒层,所述聚合物高分子颗粒层至少部分填充在所述梳条体阵列层的间隙中,所述仿雪软磁性颗粒层设在所述聚合物高分子颗粒层的远离所述底座的表面上,所述仿雪硬磁性颗粒层设在所述仿雪软磁性颗粒层的远离所述聚合物高分子颗粒层的表面上;所述仿雪软磁性颗粒层中的仿雪软磁性颗粒包括软磁材料和聚合体基体,所述软磁材料包覆在所述聚合体基体中。

在本发明的一些实施例中,所述仿雪硬磁性颗粒层的厚度为10-500mm。

在本发明的一些实施例中,所述聚合物高分子颗粒层的厚度为10-500mm。

在本发明的一些实施例中,所述仿雪软磁性颗粒层的厚度为10-500mm。

在本发明的一些实施例中,所述硬磁材料选自钕铁硼、钐钴合金、铁铂合金和钛钴合金中的至少之一。

在本发明的一些实施例中,所述软磁材料选自四氧化三铁和三氧化二铁中的至少之一。

在本发明的一些实施例中,所述聚合体基体选自硫化橡胶、聚氨酯、硅橡胶和天然橡胶中的至少之一。

在本发明的一些实施例中,所述聚合物高分子颗粒的材料选自硫化橡胶、聚氨酯、硅橡胶和天然橡胶中的至少之一。

在本发明的一些实施例中,所述仿雪硬磁性颗粒的粒径为0.1-10mm。

在本发明的一些实施例中,所述硬磁材料的粒径为1-1000μm。

在本发明的一些实施例中,所述仿雪软磁性颗粒的粒径为0.1-10mm。

在本发明的一些实施例中,所述软磁材料的粒径为1-1000μm。

在本发明的一些实施例中,所述聚合物高分子颗粒层中的聚合物高分子颗粒的粒径为 0.1-10mm。

在本发明的一些实施例中,所述聚合物高分子颗粒的邵氏硬度为SHA10-90。

在本发明的一些实施例中,所述仿雪硬磁性颗粒或仿雪软磁性颗粒的制备方法包括:

(a)将聚合体基体和颗粒状的硬磁材料或软磁材料混合,搅拌,以便得到混合物;

(b)将所述混合物在预设温度下加热,搅拌,以便使所述硬磁材料或软磁材料分散在熔融的聚合体基体中;

(c)将步骤(b)得到的混合物挤出,冷却,剪切,以便得到仿雪硬磁性颗粒前体或仿雪软磁性颗粒前体;

(d)将所述仿雪硬磁性颗粒前体或仿雪软磁性颗粒前体置于预设强度的匀强磁场中磁化预设时间,以便得到所述仿雪硬磁性颗粒或仿雪软磁性颗粒。

在本发明的一些实施例中,在步骤(a)中,所述聚合体基体和所述硬磁材料或软磁材料的质量比在(1-7):3。

在本发明的一些实施例中,在步骤(b)中,所述预设温度为170-205℃。

在本发明的一些实施例中,在步骤(d)中,所述预设强度为0.5-6T,所述预设时间为 10-600s。

在本发明的另一方面,本发明提出了一种如以上实施例所述的基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道的铺设方法,包括:

(1)提供梳条体阵列层;

(2)将仿雪硬磁性颗粒至少部分填充在所述梳条体阵列层的间隙中,以便形成仿雪硬磁性颗粒层。

本发明实施例所述的基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道的铺设方法,该铺设方法根据真实雪道的特点,设计了多层结构的雪道,以更好地模拟真实雪道的滑雪体验,其中,所述梳条体阵列层的多个梳条体能够支撑上层颗粒,增强雪道的整体刚度和抗冲击能力;利用仿雪硬磁性颗粒层中的仿雪硬磁性颗粒来模拟自然界雪的堆积成团特性以及缓冲吸能效果,具体来说,仿雪硬磁性颗粒的主体是聚合物材料,具有一定弹性,由此能够实现缓冲吸能作用,同时仿雪硬磁性颗粒还具有一定的磁性和成团能力,另外硬磁颗粒磁化后磁性和成团能力相对较强,该层颗粒能够较好地模拟真雪赛道滑行效果以及受到滑雪运动员冲击后变形能力。由此,本发明的雪道更好地模拟了真实雪道的密实度分布,从而实现真雪赛道的抗冲击和滑行功能,以减少运动员训练伤病情况,保障夏季冰雪运动训练备战工作。

另外,根据本发明上述实施例的基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道的铺设方法还可以具有如下附加的技术特征:

在本发明的一些实施例中,在铺设仿雪硬磁性颗粒层之前还包括:(3)将聚合物高分子颗粒或仿雪软磁性颗粒至少部分填充在所述梳条体阵列层的间隙中,以便形成聚合物高分子颗粒层或仿雪软磁性颗粒层,然后在所述聚合物高分子颗粒层或仿雪软磁性颗粒层远离所述底座的表面上铺设仿雪硬磁性颗粒,以便形成仿雪硬磁性颗粒层。

在本发明的一些实施例中,在铺设仿雪硬磁性颗粒层之前还包括:(4)将聚合物高分子颗粒至少部分填充在所述梳条体阵列层的间隙中,以便形成聚合物高分子颗粒层,再在所述聚合物高分子颗粒层远离所述底座的表面上铺设仿雪软磁性颗粒,以便形成仿雪软磁性颗粒层,然后在所述仿雪软磁性颗粒层的远离所述聚合物高分子颗粒层的表面上铺设仿雪硬磁性颗粒,以便形成仿雪硬磁性颗粒层。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为本发明一个实施例的基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道的结构示意图。

图2为本发明再一个实施例的基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道的结构示意图。

图3为本发明又一个实施例的基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道的结构示意图。

图4为本发明一个实施例的基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道的模拟图。

图5为本发明一个实施例的梳条体阵列层的结构示意图。

图6为本发明一个实施例的梳条体阵列层的俯视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面,本发明提出了一种基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道,参考附图 1以及附图5-6,所述雪道包括:梳条体阵列层100,所述梳条体阵列层100包括底座101和多个梳条体102,任意两个相邻所述梳条体102之间形成间隙;仿雪硬磁性颗粒层400,所述仿雪硬磁性颗粒层400至少部分填充在所述梳条体阵列层100的间隙中,所述仿雪硬磁性颗粒层400中的仿雪硬磁性颗粒包括硬磁材料和聚合体基体,所述硬磁材料包覆在所述聚合体基体中。

根据本发明的一个具体实施例,参考附图2,所述雪道还包括:聚合物高分子颗粒层 200或仿雪软磁性颗粒层300,所述聚合物高分子颗粒层200或仿雪软磁性颗粒层300至少部分填充在所述梳条体阵列层100的间隙中,所述仿雪硬磁性颗粒层400设在所述聚合物高分子颗粒层200或仿雪软磁性颗粒层300的远离所述底座101的表面上;所述仿雪软磁性颗粒层300中的仿雪软磁性颗粒包括软磁材料和聚合体基体,所述软磁材料包覆在所述聚合体基体中。由此,填充在所述梳条体阵列层100的间隙中的聚合物高分子颗粒层200 具有一定的弹性,作为仿雪硬磁性颗粒层400和/或仿雪软磁性颗粒层300的底层能够实现缓冲缓震和吸收能量的作用,同时聚合物高分子颗粒层200不具有磁性,能够模拟密实度低的真雪层。而填充在所述梳条体阵列层100的间隙中的仿雪软磁性颗粒的主体是聚合物材料,具有一定的弹性,能够实现缓冲吸能作用,同时仿雪软磁性颗粒磁化后磁性和成团能力相对较弱,由此用以模拟不同密实度的真雪层。

根据本发明的再一个具体实施例,参考附图3和4,所述雪道还包括:聚合物高分子颗粒层200和仿雪软磁性颗粒层300,所述聚合物高分子颗粒层200至少部分填充在所述梳条体阵列层100的间隙中,所述仿雪软磁性颗粒层300设在所述聚合物高分子颗粒层200 的远离所述底座的表面上,所述仿雪硬磁性颗粒层400设在所述仿雪软磁性颗粒层300的远离所述聚合物高分子颗粒层200的表面上;所述仿雪软磁性颗粒层300中的仿雪软磁性颗粒包括软磁材料和聚合体基体,所述软磁材料包覆在所述聚合体基体中。由此,由软磁材料制成的仿雪软磁性颗粒的主体是聚合物材料,具有一定的弹性,能够实现缓冲吸能作用,同时仿雪软磁性颗粒磁化后磁性和成团能力相对较弱,由此用以模拟不同密实度的真雪层;由硬磁材料制备的仿雪硬磁性颗粒的主体也是聚合物材料,具有一定的弹性,能够实现缓冲吸能作用,同时硬磁颗粒磁化后磁性和成团能力相对较强,该层颗粒能够较好地模拟真雪赛道滑行效果以及受到滑雪运动员冲击后变形能力,同时该层颗粒磁性较强,能够吸引第三层的仿雪软磁性颗粒,从而能够增强仿雪软磁性颗粒层300的支撑效果和抗冲击能力。

根据本发明的实施例,所述梳条体阵列的具体结构并不受特别限制,多个梳条体102 的高度可以不相同,形成参差不齐的梳条体阵列,多个梳条体102的高度也可以相同,形成高度相同的梳条体阵列。上述梳条体102的高度的具体数值也不受特别限制,只要不超过仿雪硬磁性颗粒层400的上表面即可。相邻两个梳条体102之间的间距也不受特别限制,本领域人员可以随意设置。

根据本发明的实施例,形成上述梳条体阵列层100的材料并不受特别限制,本领域人员可根据实际需要随意选择,作为一个具体示例,所述形成上述梳条体阵列层100的材料选自天然材料(如木材、石材等)、聚合物材料和金属材料中的至少之一。

根据本发明的一个具体实施例,所述聚合物高分子颗粒层200的厚度为10-500mm,由此,所述聚合物高分子颗粒层200的厚度在上述范围范围内,能够起到较好地缓冲吸能作用,如果所述聚合物高分子颗粒层200的厚度过小,会造成所述雪道缓冲效吸能效果较差,如果所述聚合物高分子颗粒层200的厚度过大,会造成所述聚合物高分子颗粒层200过于松散,难以支撑运动员在雪道滑行,抗冲击能力较差。

根据本发明的再一个具体实施例,所述聚合物高分子颗粒层200中的聚合物高分子颗粒的粒径为0.1-10mm。

根据本发明的又一个具体实施例,所述聚合物高分子颗粒的邵氏硬度为SHA10-90,由此,所述聚合物高分子颗粒的邵氏硬度在上述范围内,兼具弹性和刚度,具备的弹性能够起到变形吸能作用,同时具备一定刚度以支撑雪道,增强抗冲击能力。

根据本发明的实施例,所述聚合物高分子颗粒的材料的具体种类并不受特别限制,本领域人员可根据实际需要随意选择,作为一个具体示例,所述聚合物高分子颗粒的材料选自硫化橡胶、聚氨酯、硅橡胶和天然橡胶中的至少之一。

根据本发明的又一个具体实施例,上述聚合物高分子颗粒的制备方法如下:

在预设温度(170-205℃)下加热聚合物高分子材料基材,使之进入熔融状态;将熔融态的聚合物高分子材料挤出冷却,冷却的过程中进行剪切,以制备得到所需的聚合物高分子颗粒。

根据本发明的又一个具体实施例,所述仿雪硬磁性颗粒层400的厚度为10-500mm,由此,所述仿雪硬磁性颗粒层400的厚度在上述范围范围内,能够较好模拟真实雪道的雪堆积效果和成团能力,如果所述仿雪硬磁性颗粒层400的厚度过小,会造成仿雪硬磁性颗粒过少,成团能力弱,难以对照模拟真实雪道,如果所述仿雪硬磁性颗粒层400的厚度过大,会造成难以模拟真实雪道的高度,影响运动员的训练体验和训练效果。

根据本发明的又一个具体实施例,所述仿雪软磁性颗粒层300的厚度为10-500mm,由此,所述仿雪软磁性颗粒层300的厚度在上述范围范围内,能够较好地模拟真实雪道的密实度并且起到一定的支撑作用,如果所述仿雪软磁性颗粒层300的厚度过小,会造成难以模拟真实雪道的密实度分布,如果所述仿雪软磁性颗粒层300的厚度过大,会造成难以模拟真实雪道的高度,影响运动员的训练体验和训练效果。

根据本发明的实施例,所述硬磁材料的具体种类并不受特别限制,本领域人员可根据实际需要随意选择,作为一个具体示例,所述硬磁材料选自钕铁硼(NdFeB)、钐钴合金(Co5Sm)、铁铂合金(FePt)和钛钴合金(TiCo)中的至少之一。

根据本发明的实施例,所述软磁材料的具体种类并不受特别限制,本领域人员可根据实际需要随意选择,作为一个具体示例,所述软磁材料选自四氧化三铁(Fe3O4)和三氧化二铁(Fe2O3)中的至少之一。

根据本发明的实施例,所述聚合体基体的具体种类并不受特别限制,本领域人员可根据实际需要随意选择,作为一个具体示例,所述聚合体基体选自硫化橡胶、聚氨酯、硅橡胶和天然橡胶中的至少之一。

根据本发明的又一个具体实施例,所述仿雪硬磁性颗粒的粒径为0.1-10mm,由此,仿雪硬磁性颗粒的粒径在上述范围范围内可以增大颗粒间的接触面积,使得更多的颗粒能够互相吸引,增强仿雪硬磁性颗粒的成团能力,较好模拟自然界中雪的成团特性。

根据本发明的又一个具体实施例,所述仿雪软磁性颗粒的粒径为0.1-10mm,由此,仿雪软磁性颗粒的粒径在上述范围范围内可以增大颗粒间的接触面积,使得更多的颗粒能够互相吸引,增强仿雪软磁性颗粒的成团能力,较好模拟自然界中雪的成团特性。

在本发明的实施例中,所述仿雪硬磁性颗粒包括聚合体基体和颗粒状的硬磁材料,所述硬磁材料包裹在所述聚合体基体中。所述聚合物基体作为材料主体,具有一定的硬度和弹性,在外力作用下变形,具有缓冲吸能作用;所述硬磁材料均匀分散在仿雪硬磁性颗粒中,作为磁场部件来产生磁场。由此,利用仿雪硬磁性颗粒来模拟自然界雪的堆积成团特性以及缓冲吸能效果,具体来说,仿雪硬磁性颗粒的主体是聚合物材料,具有一定弹性,由此能够实现缓冲吸能作用,同时仿雪硬磁性颗粒还具有一定的磁性和成团能力,用以模拟不同密实度的真雪层。

在本发明的实施例中,所述仿雪软磁性颗粒包括聚合体基体和颗粒状的软磁材料,所述软磁材料包裹在所述聚合体基体中。所述聚合物基体作为材料主体,具有一定的硬度和弹性,在外力作用下变形,具有缓冲吸能作用;所述软磁材料均匀分散在仿雪软磁性颗粒中,作为磁场部件来产生磁场。由此,利用仿雪软磁性颗粒来模拟自然界雪的堆积成团特性以及缓冲吸能效果,具体来说,仿雪软磁性颗粒的主体是聚合物材料,具有一定弹性,由此能够实现缓冲吸能作用,同时仿雪软磁性颗粒还具有一定的磁性和成团能力,用以模拟不同密实度的真雪层。

根据本发明的又一个具体实施例,所述硬磁材料的粒径为1-1000μm,由此,所述硬磁材料的粒径在上述范围范围内,使硬磁材料能够均匀分散在毫米级尺寸的聚合物颗粒基体中,保证仿雪硬磁性颗粒磁化后的磁场分布均匀,增强其成团能力。

根据本发明的又一个具体实施例,所述软磁材料的粒径为1-1000μm,由此,所述软磁材料的粒径在上述范围范围内,使软磁材料能够均匀分散在毫米级尺寸的聚合物颗粒基体中,保证仿雪软磁性颗粒磁化后的磁场分布均匀,增强其成团能力。

根据本发明的又一个具体实施例,所述仿雪硬磁性颗粒或仿雪软磁性颗粒的制备方法包括:

(a)将聚合体基体和颗粒状的硬磁材料或软磁材料混合,搅拌,以便得到混合物;

(b)将所述混合物在预设温度下加热,搅拌,以便使所述硬磁材料或软磁材料分散在熔融的聚合体基体中;

(c)将步骤(b)得到的混合物挤出,冷却,剪切,以便得到仿雪硬磁性颗粒前体或仿雪软磁性颗粒前体;

(d)将所述仿雪硬磁性颗粒前体或仿雪软磁性颗粒前体置于预设强度的匀强磁场中磁化预设时间,以便得到所述仿雪硬磁性颗粒或仿雪软磁性颗粒。

根据本发明的又一个具体实施例,在步骤(a)中,所述聚合体基体和所述硬磁材料或软磁材料的质量比为(1-7):3,由此,所述聚合体基体和磁性材料的质量比在上述范围内,既能保留聚合物基体的弹性,具有一定缓冲吸能效果,又能使之具有适当磁性,颗粒之间相互吸引成团,如果磁性材料的含量过低,会造成磁性较弱,难以吸引成团,不能模拟自然界中雪的成团特性,同时影响缓冲吸能效果,难以吸收动能;如果磁性材料的含量过高,会造成制成的仿雪磁性颗粒硬度较大,难以在外力作用下变形,缓冲吸能效果差,同时磁性过强,颗粒间吸引能力过强会使得雪道表面过度硬化,受到冲击后会反弹,难以模拟真实雪道情况,并且增大运动员受伤风险。

根据本发明的又一个具体实施例,在步骤(b)中,所述预设温度为170-205℃,由此,既能保证聚合体基体充分熔融,又能避免因预设温度过高造成的聚合物基体材料在高温下反应变质和磁性材料因高温退磁影响后续磁化过程。

根据本发明的又一个具体实施例,在步骤(d)中,所述预设强度为0.5-6T,所述预设时间为10-600s,由此,能够保证磁性材料在预设磁场下达到饱和磁化强度,从磁场取出后能够具有较高的剩余磁感应强度。

本发明实施例所述的基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道,根据真实雪道的特点,设计了多层结构的雪道,以更好地模拟真实雪道的滑雪体验,其中,所述梳条体阵列层100的多个梳条体能够支撑上层颗粒,增强雪道的整体刚度和抗冲击能力;填充在所述梳条体阵列层100的间隙中的聚合物高分子颗粒层200具有一定的弹性,作为仿雪磁性颗粒层的底层能够实现缓冲缓震和吸收能量的作用,同时聚合物高分子颗粒层200不具有磁性,能够模拟密实度低的真雪层;利用仿雪磁性颗粒层中的仿雪磁性颗粒来模拟自然界雪的堆积成团特性以及缓冲吸能效果,具体来说,仿雪磁性颗粒的主体是聚合物材料,具有一定弹性,由此能够实现缓冲吸能作用,同时仿雪磁性颗粒还具有一定的磁性和成团能力,用以模拟不同密实度的真雪层。由此,本发明的雪道更好地模拟了真实雪道的密实度分布,从而实现真雪赛道的抗冲击和滑行功能,以减少运动员训练伤病情况,保障夏季冰雪运动训练备战工作。

在本发明的另一方面,本发明提出了一种如以上实施例所述的基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道的铺设方法,包括:

S100:提供梳条体阵列层

在该步骤中,提供的梳条体阵列层100包括底座101和多个梳条体,任意两个相邻所述梳条体之间形成间隙,多个梳条体能够支撑上层颗粒,增强雪道的整体刚度和抗冲击能力。梳条体阵列的具体结构并不受特别限制,多个梳条体的高度可以不相同,形成参差不齐的梳条体阵列,多个梳条体的高度也可以相同,形成高度相同的梳条体阵列。上述梳条体的高度的具体数值也不受特别限制,只要不超过仿雪磁性颗粒层的上表面即可。相邻两个梳条体之间的间距也不受特别限制,本领域人员可以随意设置。

S200:将仿雪硬磁性颗粒至少部分填充在所述梳条体阵列层的间隙中,以便形成仿雪硬磁性颗粒层

在该步骤中,将仿雪硬磁性颗粒至少部分填充在所述梳条体阵列层100的间隙中,以便形成仿雪硬磁性颗粒层400,利用仿雪硬磁性颗粒来模拟自然界雪的堆积成团特性以及缓冲吸能效果,具体来说,仿雪硬磁性颗粒的主体是聚合物材料,具有一定弹性,由此能够实现缓冲吸能作用,同时仿雪硬磁性颗粒还具有一定的磁性和成团能力,另外硬磁颗粒磁化后磁性和成团能力相对较强,该层颗粒能够较好地模拟真雪赛道滑行效果以及受到滑雪运动员冲击后变形能力。

进一步地,在铺设仿雪硬磁性颗粒层之前还包括如下步骤:

S300:将聚合物高分子颗粒或仿雪软磁性颗粒至少部分填充在所述梳条体阵列层的间隙中,以便形成聚合物高分子颗粒层或仿雪软磁性颗粒层,然后在所述聚合物高分子颗粒层或仿雪软磁性颗粒层远离所述底座的表面上铺设仿雪硬磁性颗粒,以便形成仿雪硬磁性颗粒层

在该步骤中,将聚合物高分子颗粒或仿雪软磁性颗粒至少部分填充在所述梳条体阵列层100的间隙中,以便形成聚合物高分子颗粒层200或仿雪软磁性颗粒层300,然后在所述聚合物高分子颗粒层200或仿雪软磁性颗粒层300远离所述底座的表面上铺设仿雪硬磁性颗粒,以便形成仿雪硬磁性颗粒层400。由此,填充在所述梳条体阵列层100的间隙中的聚合物高分子颗粒层200具有一定的弹性,作为仿雪硬磁性颗粒层400和/或仿雪软磁性颗粒层300的底层能够实现缓冲缓震和吸收能量的作用,同时聚合物高分子颗粒层200不具有磁性,能够模拟密实度低的真雪层。而填充在所述梳条体阵列层100的间隙中的仿雪软磁性颗粒的主体是聚合物材料,具有一定的弹性,能够实现缓冲吸能作用,同时仿雪软磁性颗粒磁化后磁性和成团能力相对较弱,由此用以模拟不同密实度的真雪层。

进一步地,在铺设仿雪硬磁性颗粒层之前还包括如下步骤:

S400:将聚合物高分子颗粒至少部分填充在所述梳条体阵列层的间隙中,以便形成聚合物高分子颗粒层,再在所述聚合物高分子颗粒层远离所述底座的表面上铺设仿雪软磁性颗粒,以便形成仿雪软磁性颗粒层,然后在所述仿雪软磁性颗粒层的远离所述聚合物高分子颗粒层的表面上铺设仿雪硬磁性颗粒,以便形成仿雪硬磁性颗粒层

在该步骤中,将聚合物高分子颗粒至少部分填充在所述梳条体阵列层100的间隙中,以便形成聚合物高分子颗粒层200,再在所述聚合物高分子颗粒层200远离所述底座的表面上铺设仿雪软磁性颗粒,以便形成仿雪软磁性颗粒层300,然后在所述仿雪软磁性颗粒层300的远离所述聚合物高分子颗粒层200的表面上铺设仿雪硬磁性颗粒,以便形成仿雪硬磁性颗粒层400。由此,由软磁材料制成的仿雪软磁性颗粒的主体是聚合物材料,具有一定的弹性,能够实现缓冲吸能作用,同时仿雪软磁性颗粒磁化后磁性和成团能力相对较弱,由此用以模拟不同密实度的真雪层;由硬磁材料制备的仿雪硬磁性颗粒的主体也是聚合物材料,具有一定的弹性,能够实现缓冲吸能作用,同时硬磁颗粒磁化后磁性和成团能力相对较强,该层颗粒能够较好地模拟真雪赛道滑行效果以及受到滑雪运动员冲击后变形能力,同时该层颗粒磁性较强,能够吸引第三层的仿雪软磁性颗粒,从而能够增强仿雪软磁性颗粒层300的支撑效果和抗冲击能力。

本发明实施例所述的基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道的铺设方法,该铺设方法根据真实雪道的特点,设计了多层结构的雪道,以更好地模拟真实雪道的滑雪体验,其中,所述梳条体阵列层100的多个梳条体能够支撑上层颗粒,增强雪道的整体刚度和抗冲击能力;填充在所述梳条体阵列层100的间隙中的聚合物高分子颗粒层200具有一定的弹性,作为仿雪磁性颗粒层的底层能够实现缓冲缓震和吸收能量的作用,同时聚合物高分子颗粒层200不具有磁性,能够模拟密实度低的真雪层;利用仿雪磁性颗粒层中的仿雪磁性颗粒来模拟自然界雪的堆积成团特性以及缓冲吸能效果,具体来说,仿雪磁性颗粒的主体是聚合物材料,具有一定弹性,由此能够实现缓冲吸能作用,同时仿雪磁性颗粒还具有一定的磁性和成团能力,用以模拟不同密实度的真雪层。由此,本发明的雪道更好地模拟了真实雪道的密实度分布,从而实现真雪赛道的抗冲击和滑行功能,以减少运动员训练伤病情况,保障夏季冰雪运动训练备战工作。

下面详细描述本发明的实施例,需要说明的是下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。另外,如果没有明确说明,在下面的实施例中所采用的所有材料均为市场上可以购得的,或者可以按照本文或已知的方法合成的,对于没有列出的反应条件,也均为本领域技术人员容易获得的。

实施例1

本实施例提供一种基于聚合物仿雪磁性颗粒的雪道的铺设方法,包括如下步骤:

1)提供梳条体阵列层,所述梳条体阵列层包括底座和多个梳条体,梳条体阵列具有两种高度的梳条体,分别为高度8cm和10cm的梳条体,两种高度的梳条体间距15mm,交替排列成梳条体阵列,作为夏季训练雪道的第一层;

2)将聚合物高分子颗粒(粒径为5mm)填充在所述梳条体阵列层的间隙中,以便形成聚合物高分子颗粒层(铺设高度40mm),作为夏季训练雪道的第二层;

3)在所述聚合物高分子颗粒层的远离所述底座的表面铺设仿雪软磁性颗粒(粒径为 5mm),以便形成仿雪软磁性颗粒层(铺设高度40mm),作为夏季训练雪道的第三层;

4)在所述仿雪软磁性颗粒层的远离所述聚合物高分子颗粒层的表面铺设仿雪硬磁性颗粒(粒径为5mm),以便形成仿雪硬磁性颗粒层(铺设高度120mm),作为夏季训练雪道的第四层。

上述聚合物高分子颗粒的制备方法如下:

聚合物高分子颗粒的材料为热塑性硫化橡胶,其邵氏硬度为SHA45;在180℃温度下加热,使得热塑性硫化橡胶进入熔融状态,并进行充分搅拌;将熔融态热塑性硫化橡胶挤出冷却,冷却的过程中进行剪切,得到粒径为5mm的聚合物高分子颗粒。

上述仿雪硬磁性颗粒的制备方法如下:

上述仿雪硬磁性颗粒的硬磁材料为钕铁硼,粒径100μm;聚合体基体为热塑性硫化橡胶,聚合体基体材料的邵氏硬度为SHA45;将钕铁硼与热塑性硫化橡胶以3:2的质量比混合搅拌;在180℃温度下加热,使得热塑性硫化橡胶进入熔融状态,并进行充分搅拌,令熔融态热塑性硫化橡胶与钕铁硼充分混合;将熔融态混合物挤出冷却,冷却的过程中进行剪切,得到粒径为5mm的仿雪硬磁性颗粒前体。将所述仿雪硬磁性颗粒前体置于3T磁通密度的匀强磁场中磁化60s的时间,使所述仿雪硬磁性颗粒前体中的磁性材料被磁化,从而能够产生磁场,最终制备得到仿雪硬磁性颗粒。

在仿雪软磁性颗粒的制备方法中,仿雪软磁性颗粒的软磁材料为四氧化三铁,粒径 100μm,其他内容均与仿雪硬磁性颗粒的制备方法相同。

实施例2

该实施例中,在梳条体阵列层上依次铺设仿雪软磁性颗粒层和仿雪硬磁性颗粒层,仿雪软磁性颗粒层的铺设高度为80mm,仿雪软磁性颗粒的粒径为2mm,仿雪软磁性颗粒的软磁材料为三氧化二铁,仿雪软磁性颗粒的聚合体基体为聚氨酯,三氧化二铁与聚氨酯的质量比为2:3;仿雪硬磁性颗粒层的铺设高度为120mm,仿雪硬磁性颗粒的粒径为2mm,仿雪硬磁性颗粒的硬磁材料为钐钴合金,仿雪硬磁性颗粒的聚合体基体为聚氨酯,钐钴合金与聚氨酯的质量比为2:3。

其他内容均与实施例1相同。

实施例3

该实施例中,只在梳条体阵列层上铺设仿雪硬磁性颗粒层,仿雪硬磁性颗粒层的铺设高度为200mm,仿雪硬磁性颗粒的粒径为10mm,仿雪硬磁性颗粒的硬磁材料为铁铂合金,仿雪硬磁性颗粒的聚合体基体为硅橡胶,铁铂合金与硅橡胶的质量比为1:1。

其他内容均与实施例1相同。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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