帶移動基站的登山杖技術(shù)分析研究

曹峰 江雪

【摘 要】登山杖作為登山、徒步等戶外活動的必備工具，在其本體方面做創(chuàng)新的實踐探索也逐漸出現(xiàn)。帶移動基站的登山杖的主要應用場景是在戶外極限運動時出現(xiàn)的信號差或無信號的條件下，面對危險環(huán)境或緊急情況下可以為用戶最大限度增強手機等通訊設備的信號，并能利用自身攜帶的SOS信號發(fā)射器進行備用信號發(fā)送。除此之外，此類登山杖還能滿足在極限環(huán)境下提供自發(fā)電功能。此設計方案具有節(jié)能、經(jīng)濟、功能齊備等特點，可為戶外運動者和工作者帶來很大的方便。

【關(guān)鍵詞】登山杖；移動基站；石墨烯；增強信號

登山杖可以為戶外登山穿越活動帶來很多的好處，如提高步行的穩(wěn)定性，減輕腿部的負擔。根據(jù)研究，行走時使用登山杖可以減輕至少22%施予腿部和膝蓋等肌肉關(guān)節(jié)的力量，讓腿部感覺更舒服，而同時使用兩支登山杖能夠提供較好的平衡性。而現(xiàn)在市場上對于登山杖的使用局限于以上方面，對于登山杖的其他價值的開發(fā)少之又少，在中國知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站以“登山杖”為關(guān)鍵字進行檢索發(fā)現(xiàn)對于登山杖的研究并沒有出現(xiàn)較前沿的技術(shù)和明顯的發(fā)展勢態(tài)，在登山杖求救等輔助功能方面幾乎處于空白。

目前，常見的登山杖由杖桿、杖尖、把手、腕帶、滑雪圈和避震系統(tǒng)組合而成，在無信號的探險環(huán)境中，登山者遇到極端天氣或者涉險時，由于戶外無信號，求救非常困難。近年來，隨著登山戶外事業(yè)的快速發(fā)展，其安全問題已成為政府和行業(yè)機構(gòu)關(guān)注的焦點，每年登山戶外運動事故數(shù)量卻依然高居不下，而發(fā)生事故的原因大多數(shù)是因為在偏遠的山區(qū)沒有通訊設備或者戶外通訊設備沒有信號，從而很難對外界發(fā)起求救信號，造成人員傷亡。

關(guān)于此登山杖裝置的原理以及結(jié)構(gòu)設計及材料選擇是此物品的核心。登山杖本體首先要具有基礎登山保護功能的條件，這就要求將登山杖本體做成空心結(jié)構(gòu)，以便于內(nèi)部收納錫箔反射傘，目前石墨烯材料是本體及后面光轉(zhuǎn)電功能實現(xiàn)的最佳材料。石墨烯作為目前科學界發(fā)現(xiàn)的第一個二維晶體，石墨烯是最輕薄且最堅硬的物質(zhì)，它只有一個碳原子的厚度，比人類的頭發(fā)還要細100萬倍。它比鉆石堅硬，斷裂強度是鋼材的200倍。同時它的彈性和延展性也十分出彩，拉伸幅度能達到自身尺寸的20%，石墨烯幾乎是透明的，具有優(yōu)于銅的超導電性。根據(jù)石墨烯的物理性質(zhì)可將其應用在登山杖本體上，它能夠迅速聚集太陽能，將光能轉(zhuǎn)換為電能，為電池充電，能夠保證移動基站的持續(xù)用電及緊急用電需求。但石墨烯的成本較大，是否能用其他材質(zhì)替換或僅用原材質(zhì)進行加固處理還有待研究。

一種帶移動基站的登山杖，包括移動基站和登山杖本體，登山杖本體包括把手、杖桿和杖尖；在把手與杖桿的頭部鉸接處配置有開關(guān)安裝端，開關(guān)安裝端上設有一鍵式按鈕，一鍵式按鈕中設置有藍牙模塊；移動基站固定于開關(guān)安裝端，通過點擊開關(guān)安裝端上的一鍵式按鈕啟動移動基站。登山杖上設置有開關(guān)安裝端，在開關(guān)安裝端上固定基站，并在開關(guān)安裝端上設置一鍵式按鈕以及藍牙模塊，通過一鍵式按鈕開啟基站，基站能夠增強移動信號，在登山者涉險且移動信號不好時，可以通過登山杖中的藍牙模塊連接手機中的藍牙模塊，通過手機發(fā)送求救信號，解決了目前無信號求救的問題。

本移動基站登山杖包括移動基站和登山杖本體，包括把手、杖桿和杖尖，把手與杖桿的頭部鉸接，杖尖與杖桿的尾部固定連接；在把手與杖桿的頭部鉸接處配置有開關(guān)安裝端，在其上又設有一鍵式按鈕，其中設置有藍牙模塊，與手機中的藍牙模塊通信連接；移動基站固定于開關(guān)安裝端，通過點擊開關(guān)安裝端上的所述一鍵式按鈕啟動所述移動基站。當?shù)巧秸哂龅綐O限天氣或者涉險需要求救時，可以按下一鍵式按鈕啟動移動基站來增強山上的信號，此時，一鍵式按鈕中的藍牙模塊與手機中的藍牙模塊連接，手機開始發(fā)送求救信號，并利用手機功能定位。

其中，移動基站撐開為傘面狀，移動基站傘骨的把手與開關(guān)安裝端伸縮連接，在移動基站傘面外側(cè)涂有太陽能涂料，在移動基站傘面內(nèi)側(cè)涂有錫箔材料，還設置有電池，該電池為石墨烯電池，為基站供電。將移動基站設計為傘面狀，并在移動基站傘面外側(cè)涂有太陽能材料，能最大限度的接收太陽能；在移動基站傘面內(nèi)側(cè)涂有錫箔材料，能夠聚集、增強電磁波信號；采用石墨烯電池，能夠迅速的聚集太陽能為移動基站供電。

杖桿由多節(jié)構(gòu)成，每相鄰兩節(jié)之間通過位于伸縮節(jié)點處的伸縮機構(gòu)伸縮連接，杖桿的長度可通過伸縮結(jié)構(gòu)進行伸縮調(diào)節(jié)。

此種帶移動基站的登山杖，在登山杖上設置開關(guān)安裝端，在開關(guān)安裝端上固定移動基站，并在開關(guān)安裝端上設置一鍵式按鈕以及藍牙模塊，通過一鍵式按鈕開啟移動基站，移動基站能夠增強移動信號，在登山者涉險且移動信號不好時，可以通過登山杖中的藍牙模塊連接手機中的藍牙模塊，通過手機發(fā)送求救信號，解決了目前無信號求救的問題；在移動基站傘面的外側(cè)涂有太陽能涂料，能夠接收太陽能，使用太陽能為電池充電，進而為移動基站供電；在移動基站傘面的內(nèi)側(cè)涂有錫箔材料，能夠聚集和增強電磁波信號，進而能夠為手機增強求救信號；石墨烯電池內(nèi)的石墨烯材料能夠迅速聚集太陽能，為電池充電，能夠保證移動基站的持續(xù)用電需求；通過伸縮機構(gòu)可伸縮調(diào)節(jié)杖桿的長度。

將登山杖與移動基站結(jié)合，通過其為手機等通訊設備提供通訊信號，且配有SOS模塊，提高無信號或緊急情況的求救能力。這是實用功能與必備功能的組合，很好的利用了裝備空間，降低了戶外活動個人裝載量的配備，這在長距離戶外活動中也是非常重要的。在外觀創(chuàng)新方面，移動基站設計為傘狀結(jié)構(gòu)，增強收發(fā)信號的能力，同時匯聚太陽能，從一定程度上增強石墨烯轉(zhuǎn)化能力，傘骨可正反收縮，正面聚能，反面遮雨或充當武器，多功能實用，便捷安全。