一種實用新型多功能乒乓球拍套

摘要：隨著乒乓球在我國受到各界人士喜愛，不論男女老少都對其有一定的興趣。多功能乒乓球拍套在乒乓球運動過程中扮演著越來越重要的角色，而在過去，人們對乒乓球拍套的認識僅限于它是一個普通的袋子，從而導致了人們對拍套重要性的忽略，這些問題造成了乒乓球拍易丟失、易磨損，乒乓球易擠壓破損。當人們在室內或戶外運動時，手機可能會因為沒電而耽誤一些要事。所以，一種多功能乒乓球拍套的研發(fā)更為重要。

關鍵詞：多功能乒乓球拍套" GPS" 便攜

為了方便攜帶乒乓球拍，人們一般會選擇使用乒乓球拍收納袋或收納盒，然而目前現(xiàn)有的乒乓球拍收納盒功能單一、容積小，只能用于收納乒乓球拍。因此，需要設計一種多功能的乒乓球拍收納工具，能夠提供雜物放置功能、照明功能、充電功能以及定位功能，在滿足人們攜帶乒乓球拍的同時還可以提供更多便捷的功能。

1、研究背景及意義

體育是衡量一個國家綜合實力和社會文明程度的重要標志，也是國家文化軟實力的重要組成部分。乒乓球作為我國的國球，凝聚著中國人民的熱愛和激情。在當今這個時代，為了更好地滿足人們對于能夠建成美好生活的需求，我們應當以更大的力度來推進我國體育方面的建設，爭取成為體育強國，完成對習近平總書記對于我國的體育建設的重要論述。在這其中特別是乒乓球事業(yè)，我們可以努力實現(xiàn)中華民族偉大復興的夢想。國球受到各界人士的喜愛，不論男女老少都對其有一定的興趣，最近的東京奧運會又大放異彩，為乒乓球吸引了一大批粉絲。隨著乒乓球愛好者的增多，乒乓球拍套變得愈發(fā)需要，它能夠有效地保護乒乓球拍，減少磨損和損壞，延長其使用壽命。然而，傳統(tǒng)的乒乓球拍套只是簡單的袋子，功能單一，難以滿足人們的需求，用戶對拍套功能多樣性的需求也愈發(fā)強烈。多功能乒乓球拍套逐漸成為研究的熱點。多功能乒乓球拍套不僅具有傳統(tǒng)的保護乒乓球拍的功能，還能夠實現(xiàn)定位、便攜等功能。

因此，研究和開發(fā)多功能乒乓球拍套具有重要的現(xiàn)實意義和應用價值。它可以幫助乒乓球愛好者更好地保護乒乓球拍，提高運動的便利性和舒適性，同時也有助于推廣乒乓球運動，促進人們形成健康的生活方式，具有重要的社會意義和經(jīng)濟價值。

2、技術領域

多功能乒乓球拍套屬于智能運動裝備的范疇，它涉及多個技術領域，包括電子、材料、計算機和通信等方面。如：

GPS 定位技術：通過 GPS 定位模塊，實現(xiàn)對乒乓球運動者的精準定位，記錄乒乓球愛好者的運動軌跡、速度、距離等數(shù)據(jù)，為運動者提供更全面的運動分析和指導。

材料技術：多功能乒乓球拍套需要采用高質量、耐磨損的材料，以確保乒乓球拍能夠得到充分的保護。同時，材料還需要具備防水、防塵、防震等性能，以保證乒乓球拍套在不同環(huán)境下的可靠性和耐用性。

計算機技術：多功能乒乓球拍套需要集成微處理器和存儲器等計算機技術，以支持數(shù)據(jù)的采集、處理和存儲。此外，多功能乒乓球拍套還需要通過藍牙、WIFI等無線通信技術，實現(xiàn)與智能手機、平板電腦等設備的連接和數(shù)據(jù)傳輸。

機械設計技術：多功能乒乓球拍套需要經(jīng)過精密的機械設計，以確保其功能的穩(wěn)定和可靠。例如，乒乓球拍套的大小和形狀需要與乒乓球拍相匹配，以確保拍子能夠完全放入，同時還需要考慮其重量和平衡性等因素，以便運動者更好地掌握乒乓球拍。

3、模型和整體設計方案

3.1、乒乓球拍套模型

乒乓球拍套的作用是防止乒乓球拍、乒乓球的意外損傷并且能夠提供雜物放置功能、照明功能、充電功能以及定位功能。本文設計的是一種多功能的乒乓球拍收納工具。模型初步設計類似于圖1。

3.2、整體設計方案

多功能乒乓球拍套的整體設計方案主要由雜物袋設計、充電裝置設計、照明裝置、定位功能設計、外觀設計、材料選擇、環(huán)保設計、安全性設計、經(jīng)濟性設計等板塊組成。

（1）雜物袋設計。

所述收納盒體1為翻轉盒體（如圖2），所述上收納區(qū)11與下收納區(qū)12分別設置于翻轉盒體的上盒體內側以及下盒體內側，所述上收納區(qū)11與下收納區(qū)12的連接方式包括但不限于磁鐵吸附連接或拉鏈連接，所述收納盒體1外側連接有一拉帶。

（2）充電裝置設計。

充電裝置的結構：充電裝置包括電芯部分、電路板部分和外殼部分。

電芯是移動電源的核心部分，用于儲存電源的電能。常用的電芯包括普通鋰電芯和高級鋰聚合物電芯。

電路板部分中，以DC to DC 的方式來實現(xiàn)電壓的提高，可以達到60%-80%的效率，并且成本更低，安全性更高。充電的管理系統(tǒng)普遍采用智能IC監(jiān)控充電過程，常用的管理IC有PT4056、PX40等。充電時間為5000mAh約為8h。

其他個性化/安全功能系統(tǒng)包括：電芯保護電路可以實現(xiàn)在過充、過放和過溫三個方面對電路的保護。不僅如此，還有著更多的保護防范功能（由HAT2027、R5402、自恢復保險絲實現(xiàn)），這讓鋰電池使用時發(fā)生爆炸等不安全事故的概率大大降低，大幅度提高了鋰電池使用時的安全保障。

功能擴展電路包含了用戶在室外時可能因為遇到額外的情況而存在的一些需求，如在夜間進行照明甚至是求救、驅逐一些蚊蟲等。

由XC61CC系列的電壓監(jiān)控芯片組成的鋰芯容量指示電路。

采用CN3066的充電管理電路，將充電過程分為分涓流充電、恒流充電、恒壓充電和維護充電四個階段，最大程度地提高了移動電源的儲存能量。

采用了MAX1771集成芯片的DC-DC升壓電路，可以安全地釋放更多的鋰電池容量，并且可以作為電源應用在多種數(shù)碼設備上。

充電原理：該移動電源是一種便攜式設備，集儲電、升壓和充電管理于一體。

其儲能介質通常采用鋰電池電芯，由于其體積小、容量大、價格適中且市場流通廣泛，被廣泛用于數(shù)碼產(chǎn)品。鋰電池電芯的電壓在2.7-4.2V之間，并隨電量的下降而下降。然而，由于數(shù)碼產(chǎn)品的鋰電池電壓也在2.7-4.2V之間，無法直接使用鋰電池電壓充電。因此，移動電源需要使用升壓系統(tǒng)將2.7-4.2V的鋰電池電壓升壓到5V，從而為手機、MP4、平板電腦、PSP等其他數(shù)碼設備提供充電。

通常，安全的移動電源具有四個主要參數(shù)：電池容量、電芯類型、額定輸出和輸入/輸出功率。

電池容量通常使用mAh作為單位。較高的電池容量數(shù)值表示能夠為更多數(shù)碼設備充電，或支持更長的續(xù)航時間。

（3）照明裝置。

LED，即發(fā)光二極管，是一種可以將電能轉化為可見光的固態(tài)半導體器件。它主要由一個半導體晶片封裝在環(huán)氧樹脂中構成，在使用時兩端分別連接正負極，具有單向導電性。其中的半導體晶片由P型半導體和N型半導體組成，在兩個半導體中間形成了P-N結。在P型半導體中空穴起著最大的作用，只有極少量的電子，而在N型半導體中恰恰相反，由此，當兩者結合之后便促成了P-N結的形成。當N型半導體連接正極，P型半導體連接負極后，會有電流正向通過，部分的電子與空穴結合，并以光子的形式發(fā)出能量，從而實現(xiàn)LED燈的發(fā)光效果。光的顏色取決于形成P-N結的材料，即晶片的半導體材料，其波長對應于不同的顏色。

（4）GPS定位功能設計。

GPS（全球定位系統(tǒng)）是由美國建立的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，用戶可以實現(xiàn)全球范圍內的三維導航定位和測速，并進行高精度的時間傳遞和精密定位。GPS利用導航衛(wèi)星進行測距和測時，在海、陸、空全方位實時三維導航與定位能力。如今，GPS已成為世界上最實用和應用最廣泛的全球精密導航、指揮和調度系統(tǒng)之一。GPS產(chǎn)業(yè)已成為國際上八大無線產(chǎn)業(yè)之一，并成為目前世界上發(fā)展最快的三大信息產(chǎn)業(yè)之一，世界各國都在瞄準這一巨大市場。GPS在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用，并注入到人們的日常生活中，GPS與手機等智能設備的融合是未來的重要發(fā)展方向。

GPS可以由多個衛(wèi)星測距后的交匯點來實現(xiàn)點的位置的確定。但是只有一個衛(wèi)星時，也存在著一些問題，就是當信號從衛(wèi)星和接收器之間傳播之后只能夠確定兩者之間的距離為多少，而接收器相對于衛(wèi)星的方向卻無法確定。點的定位是處在一個三維空間中的定位，使用一個、兩個、三個和四個及多個衛(wèi)星進行定位分別可以得到點所在的范圍為點在球上、點在圓上、點在兩個點之中以及確定一個點的位置。因此，當有四個及多個衛(wèi)星可以進行GPS定位時，優(yōu)先選擇使用四個衛(wèi)星來確定點的位置，這樣可以在實現(xiàn)準確度提高的同時降低成本和復雜度。

GPS已經(jīng)在導航定位領域中有了難以替代的地位。GPS有著定位非常精準、定位范圍廣大、使用的成本很低以及可以在多種設備上應用等優(yōu)點，這讓全球幾乎所有有需求的用戶都趨向于使用GPS。在我國，GPS應用的發(fā)展同樣非常迅速，現(xiàn)在已經(jīng)不再局限于應用在少數(shù)的特殊領域，在人們日常生活的各個方面也存在著GPS的多種應用。GPS的平民化讓人們的工作方式和以前發(fā)生巨大的改變，為全球的發(fā)展帶來了新的機遇和利益。

隨著GPS技術的發(fā)展，它在我們的生活中得到了越來越廣泛的應用，不僅限于軍事或政府使用。如今，我們可以使用GPS導航定位軟件在手機上尋找路線，使用汽車GPS導航系統(tǒng)找到目的地等。可以預見的是，在未來，GPS技術將會在更多的領域發(fā)揮作用。乒乓球愛好者運動時會著裝輕便，而大多情況下的運動服裝沒有口袋供玩家放置物品，當用戶在室外或者人多的室內場館時，將手機、鑰匙等貴重物品放到普通拍套中會出現(xiàn)拿錯甚至被偷的情況，而本文介紹的具有GPS定位功能的多功能拍套則會避免該情況的出現(xiàn)，使用新型多功能乒乓球拍套帶有的GPS裝置，可與用戶手機相連，并將拍套位置傳送到我們構建的相應小程序中，便于用戶對拍套的定位進行尋找并且防止丟失。

（5）外觀設計。

由于多功能乒乓球拍套的設計主要用于收納放置物品，所以必須滿足其容積大的設計要求。該物品在完成預想功能后，將外形設計得更加輕巧、時尚、便攜，去吸引更多的消費者。

（6）材料選擇。

乒乓球運動大多情況下在室外進行，難免會經(jīng)歷風吹日曬的情況，所以材料必須在滿足耐磨防曬的最大程度前提下，還要保證其質量最輕化，因此材料首選為尼龍面料和EVA。

（7）環(huán)保設計。

多功能乒乓球拍套的上端外殼上裝有太陽能電池板，經(jīng)陽光照射后產(chǎn)生信號傳遞給太陽能轉化儲存模塊，然后太陽能轉化儲存模塊把太陽能轉換成電能儲存在自身攜帶的蓄電池中，給多功能乒乓球拍套中的充電裝置供電以實現(xiàn)其正常運行。平時不用的時候可以把多功能乒乓球拍套放在陽臺上，讓強烈的陽光對其照射進行充電以備下次使用，節(jié)約能源、保護環(huán)境。同時為保證其正常使用，多功能乒乓球拍套內部還設有外接電源，便于陰天等特殊情況下的使用。

（8）安全性設計。

本設計通過對各個部件位置進行實驗，力求達到預定的安全程度，保證多功能乒乓球拍套安全高效地使用。

（9）經(jīng)濟性設計。

該乒乓球拍套將多個功能歸集于一起，使經(jīng)濟效益最大化，為用戶節(jié)省購買多個相關功能物品的錢財。各個部件結構優(yōu)化，并且使機構組裝最簡潔，使用的材料最節(jié)省，極大地減少投資成本和能源消耗。

4、多功能拍套使用者狀況分析

4.1、多功能拍套購買人群分析

經(jīng)過一些實地考察走訪以及問卷調查發(fā)現(xiàn)，不僅是公園里的大爺會在閑暇時打乒乓球，很多大學生同樣喜歡空閑時相約打乒乓球，一些上班族在百忙之中也會抽空打上片刻，甚至有許多熱愛打乒乓球的孩子，購買人群覆蓋在各個年齡段。

4.2、多功能拍套使用者的消費心理

乒乓球拍、乒乓球和乒乓球拍套大體上屬于互補品，熱愛乒乓球運動的老年人會選擇質量較好，同時價格適中的拍套；熱愛乒乓球運動的成人會選擇一個便攜多功能，更符合現(xiàn)代化能滿足更多功能的拍套保護乒乓球拍；熱愛乒乓球運動的孩子會希望拍套質量好的同時，也希望拍套“酷炫”，那么本文介紹的多功能乒乓球拍套可以極大地滿足這三種消費群體。他們熱愛乒乓球運動，自然對乒乓球和乒乓球拍的使用及保護更加重視，他們也就會選擇功能更加全面的乒乓球拍套。如今的人們購買商品時會在意物品的價格的同時，最注重的是物品的質量問題，那么一個性價比較高的商品更是會受到很多消費者的青睞。本文介紹的乒乓球拍套將收納、照明、定位等功能一體化，既便攜又多功能，成本低，更容易達到消費者的預期價格。

5、研究技術

5.1、要解決的技術問題

為了克服現(xiàn)有技術不足，現(xiàn)提出一種多功能乒乓球拍收納工具，能夠為人們提供多種便捷的功能。

5.2、技術方案

本實用新型多功能乒乓球拍套通過如下技術方案實現(xiàn)：本實用新型多功能乒乓球拍套提出了一種多功能乒乓球拍收納工具，包括收納盒體，所述收納盒體包括上收納區(qū)以及下收納區(qū)，所述上收納區(qū)設置有雜物袋，所述下收納區(qū)包括乒乓球拍收納槽、乒乓球收納槽以及充電區(qū)，所述充電區(qū)內設置有移動電源、充電模塊、照明裝置以及定位裝置。

進一步的，所述收納盒體為翻轉盒體，所述上收納區(qū)與下收納區(qū)分別設置于翻轉盒體的上盒體內側以及下盒體內側，所述上收納區(qū)與下收納區(qū)的連接方式包括但不限于磁鐵吸附連接或拉鏈連接；所述收納盒體外側連接有一拉帶；所述充電區(qū)上設置有電量提示燈；所述移動電源均與充電模塊、照明裝置、定位裝置電連接。

5.3、有益之處

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型多功能乒乓球拍套有著以下的優(yōu)點：

本實用新型多功能乒乓球拍套提到的一種多功能乒乓球拍收納工具，通過加設雜物袋可以放置更多的物品，尤其是鑰匙等一些小物品的放置，有效防止在運動時掉落丟失。設置照明裝置可以為夜晚照明或夜間運動提供光源，讓使用者晚上打完球之后在回家路上能夠照明，設置定位裝置能夠讓使用者更加快速地找到自己的球拍，同時也可以讓一些不習慣使用手機的老人外出時讓家里人知道自己的定位，避免一些意外的發(fā)生。還可以便捷地提供充電功能，讓使用者在打球的同時保持手機電量的充足，其結構簡單，易于實現(xiàn)，值得推廣與使用。

5.4、具體實施方式

本實用新型多功能乒乓球拍套提到的一種多功能乒乓球拍收納工具，通過加設雜物袋可以放置更多的物品。設置照明裝置可以為夜晚照明或夜間運動提供光源。設置定位裝置能夠讓使用者更加快速地找到自己的球拍。還可以便捷地提供充電功能，充電口外側還設置有電量指示燈，能夠方便使用者查看可用的電量。

5.5、創(chuàng)新點

本多功能乒乓球拍套可以解決人們放置及攜帶問題，包含充電、照明、定位等功能，而且解決了運動過程中手機或其他電子設備沒電、對道路照明或尋找物品、對拍套定位以便尋找或防止丟失的難題以及最大程度上保護乒乓球拍，延長球拍的使用壽命。

6、結語

為了方面攜帶乒乓球拍，一般會選擇使用乒乓球拍收納袋或收納盒，目前現(xiàn)有的乒乓球拍收納盒功能單一，只能用于收納乒乓球拍，本文設計的乒乓球拍套，在其內部加入了雜物放置區(qū)、照明裝置、充電裝置以及定位功能裝置，在滿足人們攜帶乒乓球拍功能的同時還可以提供更多便捷的功能，從而滿足用戶的多元化需求。其結構簡單，易于實現(xiàn)，值得推廣與使用。

參考文獻：

[1]邵松，董克芳.手機GPS雙頻定位技術研究及驗證[A].北京市中國移動通信集團終端有限公司.北京100053，TN929.53，2018.31科學技術創(chuàng)新.

[2]劉自成，王志坤，王棟棟.多功能清潔機器人的研究與設計[J].信息技術與信息化，2015（02）.

[3]崔瀚，劉可欣.多功能模塊化家具輕量化設計[J].林產(chǎn)工業(yè)，2019，56（12）.

[4]戴恒震，孫寶元，李萬全，高長銀.一種多功能測力儀標定加載器[J].現(xiàn)代機械，2003（06）.

[5]林偉，梁家寧，李才安.便攜式多功能超聲波測距儀的設計與實現(xiàn)[J].電子測量技術，2008（01）.

[6]王仁萍.小戶型折疊式多功能睡床的設計研究[D].東北林業(yè)大學，2009.

[7]程亨曼，孫文峰，陳寶昌.多功能液態(tài)深施機的設計[J].農機化研究，2005（01）.

[8]王邦超，姜勇，董鐵有，苗娟.多功能環(huán)保垃圾桶設計簡析[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2008（05）.

基金課題：中央高?；究蒲袠I(yè)務費，項目編號：2020MS059， 2021MS061。