宋超：一種多功能帳篷傘的設計與應用

宋超　王寶毅　謝天藍

摘 要：在紡織材料中帳篷是最早被用于建筑方面的，它可在戶外建立許多安全，舒適的密閉空間。它具有簡便、輕巧等特點，防風、防雨、防雪、防寒、防塵、防蚊蟲的等功能也齊聚一身。如今人們生活水平提高旅游業蓬勃發展，隨之帶動帳篷行業銷量的大增。另外這種便利的紡織品也廣泛用于軍隊和國防。帳篷及相關用品的生產已逐步從美國、歐洲、韓國及我國臺灣省向我國沿海地區轉移，但國內制作及后整理整體水平不高，中高檔帳篷所需材料及工藝大部分仍需進口。因此，積極采用新材料、新技術、新工藝，提高產品深加工技術，生產出最符合用途要求的新型帳篷產品及高附加值帳篷產品是目前面臨的一個重要課題。

關鍵詞：帳篷;太陽能;傘;技術

一、多功能帳篷的市場調研與分析

（一）市場調研

前期市場調研，目前市面上帳篷對于戶外野營存在諸多缺陷。然而隨著時代的發展，智能化的發展，當進入了以年輕人為消費主力、以智能手機為主導的電子消費的時代，只具有單一功能的產品是必然滿足不了現代消費主力群體年輕人的切實需求的。

（二）發展優勢分析

目前帳篷的已經發展出了許多衍生產品，各種各樣的功能，這也是為了應對各種各樣環境而設計的。多功能帳篷傘，方便攜帶，可在太陽傘與帳篷之間隨意轉換，帳篷外部傘架采用鋁合金簡潔輕便，傘形態時，將帳篷支架收在剛管里，帳篷傘的上部支架為圓形結構，其下部由三角形固定，帳篷為斜圓柱形，同樣用三角形固定。智能化;半自動收縮的帳篷支架，根據室溫調節帳篷的窗簾。

二、作品簡介

多功能帳篷傘實現了太陽傘與野營帳篷通用的結構形式在多中野外或休閑場地都可使用。該產品采用三層布料作為平頂面，中間由拉鏈或其他縫合裝置進行扣合傘專為為帳篷時即將傘頂部的雙層布料結構展開。用太陽傘模式時可將主桿（把手）處的支撐展開金字塔上的棱超結構（三角架固定結構展開形式）以套管的鎖緊方式與主桿連結。傘上部的太陽能板以環繞狀固定傘頂部通過太陽能轉化器將太陽能轉化為電能，這些電能將用于半自動收縮帳篷支架和帳篷窗簾的自動調節以及帳篷內的照明設備等電子系統或是將電能儲存在蓄電池組中如圖：

太陽能傘是由太陽傘的改裝而成從而實現項目的設計。太陽能傘外表皮經過采用PVC布面料打造，傘中支架是由鋁合金制成輕巧方便外部的三角傘架是由鋁合金鋼管設計而成具有堅韌的性能從而達到帳篷建成后不會被風吹倒，帳篷外部支架也是由鋁合金鋼材組成傘形態時將帳篷支架收在鋼管里用時直接打開。

自動撐開與收攏功能：一種能夠快速撐開和收攏的氣彈簧快撐帳篷功能。解決了現有技術中帳篷撐開不便，需要多人合作才能搭起帳篷的缺點，目的是提供一種使用氣彈簧能自動伸展并快速支撐骨架的帳篷，包括相互連接的支撐架及帳篷布，支撐架包括固定部、活動部、撐桿及斜桿，斜桿與撐桿相鉸接，其特征在于固定部與活動部之間連接有氣彈簧，撐桿鉸接在活動部上，斜桿鉸接在固定部上。支撐架的頂部設置氣彈簧，通過氣彈簧的伸縮功能實現自動將支撐架展開，方便使用，省力。

三、產品方案設計分析

（一）整體設計介紹

外觀設計：選擇合適的材料，設計出滿足設計要求的外觀。

功能設計：根據設計要求，設計每個功能基本的電路和機械結構。

電路仿真：將每個基本功能電路用Multisim軟件仿真，并測試。

PCB電路板的設計：將仿真合理的模塊電路用Protel軟件設計印刷電路。

定制材料：根據設計最終的電路原理和機械結構，定制所需硬件。

硬件調試：將已完成的硬件模塊進行分塊調試安裝。

軟件調試：將設計好的軟件，下載到主控芯片的硬件中，制成微處理器，進行功能測試。

（二）材料選擇

多功能帳篷傘的布料選擇聚酰胺（PA，俗稱尼龍）， PA具有良好的綜合性能，包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自潤滑性，且摩擦系數低，有一定的阻燃性，易于加工，

骨架材質選擇鋁或鋁合金，它具有密度小、強度高、導電導熱性好、耐蝕性好、易加工等特點，很適合制作帳篷。

傳感器選擇溫度傳感器，結合單片機電路設計，采用一只Ds18B20溫度傳感器，直接讀取被測溫度值，之后進行轉換，依次完成設計要求。單片機選擇AT89c51單片機。

四、工作原理

多功能帳篷傘采用太陽能電池板提供電能，首先太陽能板吸收太陽能，將電能儲存在蓄電池中。帳篷內有溫度顯示器，還有窗簾自動調節系統。溫度檢測由溫度檢測模塊Ds18B20傳感器檢測溫度，通過信號控制模塊AT89C51單片機來存儲和控制輸出的溫度信號，最后通過LED1602液晶顯示屏顯示溫度，通過plc編程實現窗簾的自動控制。帳篷還帶有報警系統，通過對環境溫度的檢測，當溫度過高時會發出蜂鳴聲。本設計的報警電路由晶體三極管和蜂鳴器組成。當溫度超限時，可以通過控制三極管的基極，使其輸出一定頻率的矩形脈沖信號，從而使得蜂鳴器和電源有序的接通，使蜂鳴器產生振動，發出相應的音頻信號，達到報警的目的。

結束語

創新設計，來源于日常生活，多觀察身邊事物，本著以人為本的態度，發現更多便利的創新產品。多功能帳篷傘只是戶外帳篷創新設計的冰山一角，還有許多方面等待我們創新，但是我相信我們的多功能帳篷傘也將會順應時代潮流，得到大量需求，最后發展壯大。

參考文獻

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[2] 吳曉紅.帳篷的防雨性能設計，科技經濟周刊，2018年34期

[3] 魏雪峰 趙瑞方 朱福忠.我國帳篷的現狀和發展，紡織業科技進展，2012年02期

作者簡介：宋超，出生日期1987.02，性別：女，民族：漢，籍貫：山東省榮成市，學歷：研究生，就職單位+職稱：大連科技學院 講師，研究方向為：電力系統智能控制。

王寶毅，出生日期1998.11.17，性別：男，民族：滿族，籍貫：河北，學歷：本科在讀，就職單位+職稱：學生。

謝天藍，出生日期1999.1.4，性別：男，民族：漢，籍貫：四川，學歷：本科在讀，就職單位+職稱：學生。