曹峰 江雪

【摘 要】登山杖作為登山、徒步等戶外活動(dòng)的必備工具，在其本體方面做創(chuàng)新的實(shí)踐探索也逐漸出現(xiàn)。帶移動(dòng)基站的登山杖的主要應(yīng)用場(chǎng)景是在戶外極限運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的信號(hào)差或無信號(hào)的條件下，面對(duì)危險(xiǎn)環(huán)境或緊急情況下可以為用戶最大限度增強(qiáng)手機(jī)等通訊設(shè)備的信號(hào)，并能利用自身攜帶的SOS信號(hào)發(fā)射器進(jìn)行備用信號(hào)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(shè)計(jì)方案具有節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、功能齊備等特點(diǎn)，可為戶外運(yùn)動(dòng)者和工作者帶來很大的方便。

【關(guān)鍵詞】登山杖；移動(dòng)基站；石墨烯；增強(qiáng)信號(hào)

登山杖可以為戶外登山穿越活動(dòng)帶來很多的好處，如提高步行的穩(wěn)定性，減輕腿部的負(fù)擔(dān)。根據(jù)研究，行走時(shí)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(shí)使用兩支登山杖能夠提供較好的平衡性。而現(xiàn)在市場(chǎng)上對(duì)于登山杖的使用局限于以上方面，對(duì)于登山杖的其他價(jià)值的開發(fā)少之又少，在中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站以“登山杖”為關(guān)鍵字進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn)對(duì)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(shì)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(hào)的探險(xiǎn)環(huán)境中，登山者遇到極端天氣或者涉險(xiǎn)時(shí)，由于戶外無信號(hào)，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(jī)構(gòu)關(guān)注的焦點(diǎn)，每年登山戶外運(yùn)動(dòng)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?yàn)樵谄h(yuǎn)的山區(qū)沒有通訊設(shè)備或者戶外通訊設(shè)備沒有信號(hào)，從而很難對(duì)外界發(fā)起求救信號(hào)，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(shè)計(jì)及材料選擇是此物品的核心。登山杖本體首先要具有基礎(chǔ)登山保護(hù)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(shí)現(xiàn)的最佳材料。石墨烯作為目前科學(xué)界發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)二維晶體，石墨烯是最輕薄且最堅(jiān)硬的物質(zhì)，它只有一個(gè)碳原子的厚度，比人類的頭發(fā)還要細(xì)100萬倍。它比鉆石堅(jiān)硬，斷裂強(qiáng)度是鋼材的200倍。同時(shí)它的彈性和延展性也十分出彩，拉伸幅度能達(dá)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(dǎo)電性。根據(jù)石墨烯的物理性質(zhì)可將其應(yīng)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(dòng)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(jìn)行加固處理還有待研究。

一種帶移動(dòng)基站的登山杖，包括移動(dòng)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(shè)有一鍵式按鈕，一鍵式按鈕中設(shè)置有藍(lán)牙模塊；移動(dòng)基站固定于開關(guān)安裝端，通過點(diǎn)擊開關(guān)安裝端上的一鍵式按鈕啟動(dòng)移動(dòng)基站。登山杖上設(shè)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(shè)置一鍵式按鈕以及藍(lán)牙模塊，通過一鍵式按鈕開啟基站，基站能夠增強(qiáng)移動(dòng)信號(hào)，在登山者涉險(xiǎn)且移動(dòng)信號(hào)不好時(shí)，可以通過登山杖中的藍(lán)牙模塊連接手機(jī)中的藍(lán)牙模塊，通過手機(jī)發(fā)送求救信號(hào)，解決了目前無信號(hào)求救的問題。

本移動(dòng)基站登山杖包括移動(dòng)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(shè)有一鍵式按鈕，其中設(shè)置有藍(lán)牙模塊，與手機(jī)中的藍(lán)牙模塊通信連接；移動(dòng)基站固定于開關(guān)安裝端，通過點(diǎn)擊開關(guān)安裝端上的所述一鍵式按鈕啟動(dòng)所述移動(dòng)基站。當(dāng)?shù)巧秸哂龅綐O限天氣或者涉險(xiǎn)需要求救時(shí)，可以按下一鍵式按鈕啟動(dòng)移動(dòng)基站來增強(qiáng)山上的信號(hào)，此時(shí)，一鍵式按鈕中的藍(lán)牙模塊與手機(jī)中的藍(lán)牙模塊連接，手機(jī)開始發(fā)送求救信號(hào)，并利用手機(jī)功能定位。

其中，移動(dòng)基站撐開為傘面狀，移動(dòng)基站傘骨的把手與開關(guān)安裝端伸縮連接，在移動(dòng)基站傘面外側(cè)涂有太陽能涂料，在移動(dòng)基站傘面內(nèi)側(cè)涂有錫箔材料，還設(shè)置有電池，該電池為石墨烯電池，為基站供電。將移動(dòng)基站設(shè)計(jì)為傘面狀，并在移動(dòng)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(dòng)基站傘面內(nèi)側(cè)涂有錫箔材料，能夠聚集、增強(qiáng)電磁波信號(hào)；采用石墨烯電池，能夠迅速的聚集太陽能為移動(dòng)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(diǎn)處的伸縮機(jī)構(gòu)伸縮連接，杖桿的長(zhǎng)度可通過伸縮結(jié)構(gòu)進(jìn)行伸縮調(diào)節(jié)。

此種帶移動(dòng)基站的登山杖，在登山杖上設(shè)置開關(guān)安裝端，在開關(guān)安裝端上固定移動(dòng)基站，并在開關(guān)安裝端上設(shè)置一鍵式按鈕以及藍(lán)牙模塊，通過一鍵式按鈕開啟移動(dòng)基站，移動(dòng)基站能夠增強(qiáng)移動(dòng)信號(hào)，在登山者涉險(xiǎn)且移動(dòng)信號(hào)不好時(shí)，可以通過登山杖中的藍(lán)牙模塊連接手機(jī)中的藍(lán)牙模塊，通過手機(jī)發(fā)送求救信號(hào)，解決了目前無信號(hào)求救的問題；在移動(dòng)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(jìn)而為移動(dòng)基站供電；在移動(dòng)基站傘面的內(nèi)側(cè)涂有錫箔材料，能夠聚集和增強(qiáng)電磁波信號(hào)，進(jìn)而能夠?yàn)槭謾C(jī)增強(qiáng)求救信號(hào)；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(dòng)基站的持續(xù)用電需求；通過伸縮機(jī)構(gòu)可伸縮調(diào)節(jié)杖桿的長(zhǎng)度。

將登山杖與移動(dòng)基站結(jié)合，通過其為手機(jī)等通訊設(shè)備提供通訊信號(hào)，且配有SOS模塊，提高無信號(hào)或緊急情況的求救能力。這是實(shí)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(dòng)個(gè)人裝載量的配備，這在長(zhǎng)距離戶外活動(dòng)中也是非常重要的。在外觀創(chuàng)新方面，移動(dòng)基站設(shè)計(jì)為傘狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)收發(fā)信號(hào)的能力，同時(shí)匯聚太陽能，從一定程度上增強(qiáng)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(dāng)武器，多功能實(shí)用，便捷安全。