帶移動基站的登山杖技術分析研究

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，在其本體方面做創新的實踐探索也逐漸出現。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的信號差或無信號的條件下，面對危險環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信號發射器進行備用信號發送。除此之外，此類登山杖還能滿足在極限環境下提供自發電功能。此設計方案具有節能、經濟、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，如提高步行的穩定性，減輕腿部的負擔。根據研究，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節的力量，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少之又少，在中國知識產權局網站以“登山杖”為關鍵字進行檢索發現對于登山杖的研究并沒有出現較前沿的技術和明顯的發展勢態，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、滑雪圈和避震系統組合而成，在無信號的探險環境中，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，隨著登山戶外事業的快速發展，其安全問題已成為政府和行業機構關注的焦點，每年登山戶外運動事故數量卻依然高居不下，而發生事故的原因大多數是因為在偏遠的山區沒有通訊設備或者戶外通訊設備沒有信號，從而很難對外界發起求救信號，造成人員傷亡。

關于此登山杖裝置的原理以及結構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構，以便于內部收納錫箔反射傘，目前石墨烯材料是本體及后面光轉電功能實現的最佳材料。石墨烯作為目前科學界發現的第一個二維晶體，石墨烯是最輕薄且最堅硬的物質，它只有一個碳原子的厚度，比人類的頭發還要細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，具有優于銅的超導電性。根據石墨烯的物理性質可將其應用在登山杖本體上，它能夠迅速聚集太陽能，將光能轉換為電能，為電池充電，能夠保證移動基站的持續用電及緊急用電需求。但石墨烯的成本較大，是否能用其他材質替換或僅用原材質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安裝端，開關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安裝端，通過點擊開關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安裝端，在開關安裝端上固定基站，并在開關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安裝端，通過點擊開關安裝端上的所述一鍵式按鈕啟動所述移動基站。當登山者遇到極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安裝端伸縮連接，在移動基站傘面外側涂有太陽能涂料，在移動基站傘面內側涂有錫箔材料，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；在移動基站傘面內側涂有錫箔材料，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。

杖桿由多節構成，每相鄰兩節之間通過位于伸縮節點處的伸縮機構伸縮連接，杖桿的長度可通過伸縮結構進行伸縮調節。

此種帶移動基站的登山杖，在登山杖上設置開關安裝端，在開關安裝端上固定移動基站，并在開關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側涂有錫箔材料，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用電需求；通過伸縮機構可伸縮調節杖桿的長度。

將登山杖與移動基站結合，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。在外觀創新方面，移動基站設計為傘狀結構，增強收發信號的能力，同時匯聚太陽能，從一定程度上增強石墨烯轉化能力，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。