智能滑雪板的制作方法

本实用新型属于滑雪板制作技术领域，具体涉及一种智能滑雪板。

背景技术：

滑雪是一项因滑雪速度、滑雪动作和滑雪环境等条件要求比较高的极限运动，所以滑雪板必须要有足够的强度与弹性，防止在滑雪运动过程中因压力过大导致板体变形或材料黏合处开裂。传统滑雪板的结构为三明治结构设计，即板面、底板和板芯，每一层都由多层的木质或玻璃纤维等材料压制而成。滑雪板整体形状一般如图1所示，包括板腰01以及位于板腰头部的上翘板头02和位于板腰尾部的上翘板尾03，板腰01与板头02、板尾03通常拼接而成，其中，Camber(弓形)板型的滑雪板在板腰01到板头02、板尾03之间有一个明显的过渡区04，可以有效提高滑雪板的入弯能力和粉雪的浮力；板腰01的横剖面通常呈拱形而非水平，主要是为了在滑雪过程中躲过障碍物，且利于提高滑行速度。

随着滑雪运动越来越普及，传统的滑雪板已不能满足滑雪者越来越多的滑雪体验需求，业者通过在传统滑雪板结构上加设传感器模块(及其供电电池)以监测用户滑雪数据来增强滑雪者的滑雪乐趣和体验。传统的做法是将传感器模块(及供电电池)设置在滑雪板的面板上，因滑雪运动强度大，运动过程中易碰撞障碍物，且滑雪板应用环境潮湿，传感器模块易损坏或出现故障，同时外置的部件也会对滑雪板本身的平衡性能产生影响，应用效果并不好。

技术实现要素：

针对以上不足，本实用新型的目的是提供一种内嵌传感器模块且具有强度高、弹性好、充电安全便捷的智能滑雪板。

本实用新型的上述问题是由以下技术方案解决的：

一种智能滑雪板，包括从下至上依次堆叠并压制为一体的底板(3)、板芯(1)和板面(4)，所述板芯(1)内嵌有一电池盒单元(5)，电池盒单元(5)包括外壳以及封装于外壳内的主板(53)和电池模块(54)，电池模块(54)的周围铺设有隔热材料；主板(53)上设置有主控芯片和传感器模块，主板(53)与电池模块(54)电连接。

上述智能滑雪板中，所述隔热材料为泡沫塑料制成的隔热膜。

上述智能滑雪板中，电池盒单元(5)的外壳包括上开口的盒体(51)和盖合于盒体开口处的电池盒盖(52)，盒体(51)是由聚碳酸酯和聚丙烯晴合成的热可塑性塑胶(ABS+PC)制成，电池盒盖(52)通过胶粘接于盒体(51)的四周。

上述智能滑雪板中，电池盒单元(5)的外壳包括上开口的盒体(51)和盖合于盒体开口处的电池盒盖(52)，所述板芯(1)和面板(4)之间设置有一加强玻璃纤维板(23)，加强玻璃纤维板(23)覆盖电池盒盖(52)的上表面。

上述智能滑雪板中，盒体(51)内设有用于支撑主板(53)的支撑柱(513)，强玻璃纤维板(23)、电池盒盖(52)和主板(53)通过螺栓与盒体(51)的支撑柱(513)固定连接在一起。

上述智能滑雪板中，所述主板(53)朝向面板(4)的一侧设置有一发光板(533)，发光板(533)电连接至主控芯片，电池盒单元(5)的外壳、加强玻璃纤维板(23)和面板(4)均为透光材料制成。

上述智能滑雪板中，所述发光板(533)为冷光板或导光板，其中，导光板的厚度小于1mm。

上述智能滑雪板中，所述电池模块(54)的电池为可充电电池，电池模块(54)内置有GPS陶瓷天线。

上述智能滑雪板还包括一充电接头(6)，充电接头(6)的接线端电连接至主板(53)的主控芯片和电池模块(54)的电池，充电接头(6)的顶面铺设磁铁作为接头触点，经抗氧化处理的接头触点暴露在面板(4)的上表面。

上述智能滑雪板中，所述传感器模块包括GPS、蓝牙、陀螺仪、压力计和磁力计，其中，陀螺仪能够配合主控芯片及相应的应用程序实现传感器模块在沉睡状态和工作状态之间自动转换的功能。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

(1)本实用新型智能滑雪板在板芯内嵌电池盒单元，电池盒单元的外壳内封装有主板和电池模块，主板上设置有主控芯片和传感器模块，能够记录滑雪板轨迹、滑雪姿态等滑雪参数，增强滑雪者的滑雪乐趣；电池模块内置有GPS陶瓷天线，电池模块四周铺设隔热材料，防止经高温叠压工艺制作时灼伤电池；

(2)电池模块的电池可以是可充电电池，电连接至主板和电池的充电接头采用磁吸式接头触点，接头触点经抗氧化处理后暴露在面板的上表面，该充电接头体积小，充电快，安全可靠，可同时实现电池充电和数据传输功能；

(3)朝向面板的主板背面设置发光板，发光板发出的光可透过由透光材料制成的电池盒盖、面板透出，可用作指示灯指示电池盒单元的工作状态；

(4)主控芯片和传感器模块(陀螺仪)配合应用程序对传感器模块的沉睡状态和工作状态进行智能转换，自动识别传感器模块的故障状态，能够增加传感器模块的有效工作时间，便于用户使用；

(5)电池盒盖上表面加设加强玻璃纤维板以增强该智能滑雪板在受力弯曲时的结构强度，使得该滑雪板具有较好的强度、弹性和可靠性。

附图说明

图1是现有传统滑雪板的整体结构图；

图2是现有传统滑雪板的板腰部分的层状结构分解示意图；

图3是本实用新型智能滑雪的实施例的板腰部分的层状结构分解示意图；

图4是本实用新型智能滑雪的优化实施例的板腰部分的层状结构分解示意图；

图5是本实用新型电池盒单元的结构分解示意图；

图6是主板的正面视图。

图中附图标记表示为：

01:板腰，02：板头，03：板尾，04：过渡区；

1：板芯，11：板体，12：凹槽；

21：第一玻璃纤维层，211：第一通孔；22：第二玻璃纤维层；23：加强玻璃纤维板；

3：底板；4：面板，41：第二通孔；

5：电池盒单元，51：盒体，511：第一区域，512：第二区域，513：支撑柱；52：电池盒盖，521：第三通孔；53：主板，531：接线插孔，532：安装孔，533：发光板；54：电池模块(内置有GPS陶瓷天线)；

6：充电接头。

具体实施方式

滑雪板有多种类型，以图1、图2所示的传统滑雪板为例，层状结构上，滑雪板板腰01部分的层状结构包括位于中部的板芯1、位于顶部的面板4、位于底部的底板3以及位于板芯1、面板4之间的第一玻璃纤维层21和位于板芯1、底板3之间的第二玻璃纤维层22，各层通过压制方式一体成型。

为了满足滑雪者记录滑雪参数、记录并分享滑雪姿态、显示滑雪数据以便提高滑雪技能、增强滑雪乐趣的需求，本实用新型智能滑雪板在现有滑雪板基础上在板芯1内嵌电池盒单元并经高温叠压工艺处理而成型。电池盒单元包括外壳以及封装于外壳内的主板和电池模块，主板上设置有传感器模块，主板与电池模块电连接，且电池模块的周围铺设有隔热材料。上述结构使得本实用新型滑雪板不但具有一般滑雪板所具有的强度、弹性和可靠性，还能够记录滑雪板轨迹、滑雪姿态等滑雪参数，增强滑雪者的滑雪乐趣。本实用新型所提到的智能滑雪板包括双板、单板或其他类型的滑雪板，为了节省成本，双板类型的滑雪板通常只在其中一个板中安装电池盒单元。以下结合附图和具体实施例(以某一类型滑雪板为例)，对本实用新型智能滑雪板进行详细说明。

图3显示智能滑雪板中板腰01部分的具体实施方式。该板芯1可由多层木材、玻璃纤维、碳纤维等材料通过压制粘合而成。板芯1的板体11靠近板头02的一侧设有一开口向上的凹槽12，该凹槽12用于放置电池盒单元5。如图5所示，电池盒单元5包括外壳以及封装于外壳内的主板53和电池模块54，外壳包括盒体51和电池盒盖52，盒体51为上开口的盒状结构，盒体51的尺寸与凹槽12相匹配，盒体51内部分为相连通的两个区域，分别为第一区域511和第二区域512，第一区域511的边缘间隔设置有多个支撑柱513，用于支撑主板53，第二区域512用于放置电池模块54，电池模块54可以直接卡接在第二区域512中，其中，电池模块54内置有GPS陶瓷天线；电池盒盖52覆盖于盒体51的开口处，将主板53和电池模块54封装于盒体51中。盒体51内与电池模块54相邻的盒体内壁上以及电池模块54上方的电池盒盖52的下表面均铺设一层0.5mm-1mm厚的隔热材料，隔热材料将电池模块54包裹起来，防止滑雪板制作时高温灼伤盒体51内的电池，该隔热材料可以为多孔材料、热反射材料和真空材料，考虑到对电池模块54的保护，优选具有较好的减震、防腐蚀效果的泡沫塑料制成的隔热膜，该隔热膜隔热效果好且厚度小。

电池盒单元5的盒体51可采用聚碳酸酯和聚丙烯晴合成的热可塑性塑胶(ABS+PC)制成，这种改性塑料具有更高的抗冲击性、耐热性和硬度，适用于滑雪应用场合。

电池模块54的电池为可充电电池，这种可充电电池体积小、能耗小、待机时间长，工作温度范围为-40℃～65℃，为了防止高温叠压时灼伤电池，需要在电池的周围铺设隔热材料。

参照图6，主板53上设置有相互电连接的主控芯片、存储单元和相应的处理电路以及传感器模块，传感器模块包括GPS、蓝牙、陀螺仪、压力计和磁力计，主板53设置有电子元件的一面为正面，主板53的背面安装有一电连接至主控芯片的发光板533，可用作指示灯以显示电池盒单元5的工作状态。安装时，主板53可通过胶粘接在支撑柱513的顶部，主板53的正面朝向盒体51的底部，主板53的端部设置有一排接线插孔531。在图3所示的实施例中，主板53、电池盒盖52对应位置各设置螺纹孔，螺纹孔与支撑柱513上的螺纹孔对齐，可通过螺栓将电池盒盖52、主板53和盒体51的支撑柱513固定连接在一起。

电池盒单元5外接一充电接头6，用于给电池模块54充电以及与主板53进行数据传输，充电接头6为小型化磁吸式充电接头，使用方便，可单手操作，随意插拔；图3所示的充电接头6为圆柱体结构，充电接头6的接线端穿过电池盒盖52的第三通孔521焊接在主板53的接线插孔531上，从而将充电接头6连接至主板53和电池模块54，充电接头6穿套在第一玻璃纤维层21和面板4对应位置设置的第一通孔211和第二通孔41中并固定，使得充电接头6内嵌于面板4内，充电接头6的顶面铺设磁铁作为接头触点，接头触点暴露在面板4的上表面。接头触点做了抗氧化处理，各触点采用磁吸方式进行充电及数据传输线的连接。

为了指示主板53和电池模块54的工作状态，该实施例中，智能滑雪板将主板53背面的发光板533用作指示灯，发光板533可以为厚度为3mm且耐高温的冷光板，或厚度不到1mm的导光板，导光板相对于冷光板功率小、亮度高、弹性好，具有较宽的工作温度范围(-60℃～120℃)，更适用于本实用新型智能滑雪板中。主板53和电池模块54正常工作时，发光板533发光，位于发光板533上方的电池盒盖52、第一玻璃纤维层21和面板4均为透光材料制成，发光板533发出的光可透出。

为了省电以增加智能滑雪板中电池盒单元5的有效工作时间，主板53上安装的主控芯片和陀螺仪结合应用程序能够控制传感器模块的状态转换，传感器模块的状态一般可分为沉睡状态、工作状态和故障状态。当滑雪板静止时，传感器模块沉睡待机，此时只有3mA-5mA的电流维持主控芯片工作状态，用于随时感知滑雪板状态变化；当陀螺仪感应到震动、翻转或位移时，其他传感器模块被唤醒进入工作状态以记录数据；当传感器模块发生故障时，主控芯片发出指令，指示灯指示故障状态。

板芯1是滑雪板最重要的部分，是滑雪板纵向力量和强度的来源，通常是由多层木材通过压制粘合在一起，除木材外也可以采用玻璃纤维、碳纤维等其他材料，通常由数控机床精确切割成所需要的形状。参照图3和图4，板芯1的板体11厚度一般在8mm-13mm之间，宽度在42mm-45mm之间，在板体11较厚处(一般位于滑雪板固定器的前部)开设凹槽12，为保证凹槽12的槽底有一定厚度，槽深不大于7mm；相应的，电池盒单元5的尺寸与凹槽12的尺寸相匹配，盒体51的深度一般不超过6mm、宽度不超过40mm。为了弥补板芯1开槽而造成对滑雪板性能的影响，制作时，电池盒单元5的电池盒盖52与第一玻璃纤维层21之间增加一层加强玻璃纤维板23，加强玻璃纤维板23尺寸根据电池盒盖52的尺寸制作，用以覆盖电池盒盖52，加强滑雪板在受力弯曲时开槽处的结构强度。

制作时，先将充电接头6的接线端依次穿过加强玻璃纤维板23的通孔和电池盒盖52的第三通孔521焊接至主板53的接线插孔531，再依次将主板53正面朝向盒体的底部并粘接于盒体第一区域511的支撑柱513上，将电池模块54卡装于盒体51的第二区域512内，并用导线将主板53和电池模块54电连接；电池盒盖52盖合于盒体51的开口处并四周粘接，或者通过螺栓将加强玻璃纤维板23、电池盒盖52、主板53和盒体51的支撑柱513固定连接在一起；充电接头6依次套装于相互对齐的第一玻璃纤维层21的第一通孔211和面板4的第二通孔41中；封装好的电池盒单元5置入板芯1的凹槽12内。

该实施例中，第一玻璃纤维层21、第二玻璃纤维层22和加强玻璃纤维板23形成的纤维层对滑雪板进行结构上的加固，可以加强滑雪板在受力弯曲时的结构强度，同时防止水浸入滑雪板。

以上部件按照上述连接关系组装并经高温叠压工艺处理形成智能滑雪板，该智能滑雪板通过在板芯1嵌装电池盒单元5，电池盒单元5的外壳内封装主板53和电池模块54，主板53上设置主控芯片和传感器模块，能够记录滑雪板轨迹、滑雪姿态等滑雪参数，增强滑雪者的滑雪乐趣；电池模块54内置GPS陶瓷天线，电池模块四周铺设隔热材料，防止经高温叠压工艺制作时灼伤电池；电池模块54的电池可以是可充电电池，电连接至主板53和电池的充电接头6采用磁吸式接头触点，接头触点经抗氧化处理后暴露在面板4的上表面，该充电接头6体积小，充电快，安全可靠，可同时实现电池充电和数据传输功能；朝向面板4的主板53背面设置发光板533，发光板533发出的光可透过由透光材料制成的电池盒盖52、面板4透出，可用作指示灯指示电池盒单元5的工作状态；主控芯片和陀螺仪配合应用程序实现传感器模块在沉睡状态和工作状态之间自动转换，并自动识别传感器模块的故障状态，能够增加传感器模块的有效工作时间，便于用户使用；电池盒盖52上表面加设加强玻璃纤维板23以增强该智能滑雪板在受力弯曲时的结构强度，使得该滑雪板具有较好的强度、弹性和可靠性。

该智能滑雪板的制作过程，包括以下步骤：

步骤一，板芯1开槽：将制作好的板芯1在靠近板头02的一侧通过三轴联动仿形机锣出预设的凹槽12的形状。

步骤二，电池盒单元5的制作与封装：根据板芯1开设的凹槽12的形状和盒体的设计要求制作盒体模具，将热可塑性塑胶(ABS+PC)填充于盒体模具中，并将盒体模具置于120吨的注塑机上，注塑得到电池盒单元5的盒体51；根据电池盒盖52的设计制作盒盖模具，用同样的材料和方法得到电池盒盖52；将盒体51的第二区域512的内表面以及位于第二区域512上方的电池盒盖52的下表面部分均铺设一层0.5mm-1mm厚的隔热材料，然后将充电接头6的接线端依次穿过加强玻璃纤维板23的通孔、电池盒盖52的第三通孔521焊接至制作好的主板53的接线插孔531，将主板53通过环氧树脂胶粘接于盒体51的支撑柱513上，电池模块54直接卡装于盒体51内，并与主板53电连接，通过专用测试机测量并确认基本的电路逻辑和数据传输功能，将电池盒盖52的下面四周刷上胶，并叠压在盒体51上，通过叠压机将主板53和电池模块54封装于盒体51内，得到电池盒单元5；或者将加强玻璃纤维板23、主板53、电池盒盖52对应位置的螺纹孔与支撑柱513上的螺纹孔对齐，通过螺栓将加强玻璃纤维板23、电池盒盖52、主板53和盒体51的支撑柱513固定连接在一起，形成电池盒单元5，得到内嵌有电池盒单元5的板芯。

步骤三，滑雪板入模：在滑雪板模具内均匀刷上脱模剂后，模具内从下向上依次放置底板3、第二玻璃纤维层22、内嵌有电池盒单元5的板芯1、加强玻璃纤维板23、第一玻璃纤维层21和面板4，且相邻两层之间均刷上胶，最后再面板4上覆盖一层UV膜。

步骤三中具体的入模流程如下：打开制作好的滑雪板模具，并清理干净，滑雪板模具内均匀刷上脱模剂，将制作好的底板3放入下模，并将底板上表面刷上一层胶，然后底板3上放入第二玻璃纤维层22，第二玻璃纤维层22上刷上一层胶，再放入板芯1，并在板芯1的上表面和凹槽12内均刷上一层胶，然后将封装好的电池盒单元5放入板芯1的凹槽12内，电池盒盖52上刷一层胶并覆盖一块加强玻璃纤维板23，并在加强玻璃纤维板23上刷一层胶，上部覆盖第一玻璃纤维层21，并将充电接头6套装于第一玻璃纤维层21的第一通孔211中；然后在第一玻璃纤维层21上表面刷上一层胶，放入面板4，并在面板4上覆盖一层UV膜，其中，UV膜用于防止面板4的涂装刮伤，并起到防滑作用，同时还具有提亮美化作用。

面板4的材料可以是热塑性聚氨酯弹性体(TPU)，这是一种成熟的环保材料，具有强度高、韧性好、耐磨、耐水、耐寒等特性，可制成透光面板，能够使指示灯(即发光板533)的光透出；底板3的制作材料可以为热塑性弹性体(TPE)，该材料在常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体，具有良好的抗紫外线、耐候性、耐高温特性，适用于长期用于户外的场合；作为对滑雪板具有加固和防水浸入功能的纤维层，抗拉强度大，耐热性好。

步骤四，叠压成型：将上述模具放入成型机中，设置温度为100-110℃，承受50吨的压力，进行压制处理，15分钟后冷却开模，即可成型。

步骤五，切边修整：对面板4、底板3多余的材料通过切边机切边，并采用热熔密封滑雪板的边缘；通过打磨机对面板4及底板3进行打磨处理，并通过UV机，对滑雪板表面进行UV处理。

其中，UV处理是运用环氧树脂进行表面加固处理的一种方式，可起到抗污染和有效吸收紫外线、增强耐磨性、延缓产品衰老以及易于清洗的作用。

上述步骤中所使用的胶为环氧树脂和胺类固化剂以一定比例混合调制而成的胶，环氧树脂含量越高，胶的固化时间越长，粘合效果差，胺类固化剂含量越高，导致胶固化时间越短，有可能会因固化时间短而导致物料来不及堆叠、固定，胶已经固化，使得物料的附着力变差，从而轻易脱落。因此，为达到粘合效果和硬化时间的最佳组合，环氧树脂和胺类固化剂优选的混合比例为100:33.2～38.6。

优化实施例

该实施例的结构如图4所示，该实施例中的智能滑雪板与前述实施方式的不同之处在于，简化了工艺，将第一玻璃纤维层21与面板4合为一体，即将面板4的下表面刷玻璃纤维层，面板4直接有透光的玻璃纤维制成，将第二玻璃纤维层22与底板3合为一体，即底板3的上表面刷玻璃纤维层，底板3仍有热塑性弹性体(TPE)制成，在底板3的上表面刷上一层玻璃纤维对滑雪板进行加固；同时仍然保留加强玻璃纤维板23，用于对电池盒单元5的强度进行加固。该实施例的面板4采用高强度玻璃纤维制成，这种玻璃纤维拉伸强度高，抗扭能力强，面板4位于最上层且透光，能够使主板53背面的发光板533发出的光透出，以指示滑雪板的工作状态。

制作时，该实施例仅在于步骤三滑雪板入模过程与前述实施方式略有不同，即在滑雪板模具内均匀刷上脱模剂后，模具内从下向上依次放置底板3内嵌有电池盒单元5的板芯1、加强玻璃纤维板23和面板4，且相邻两层之间均刷上胶，最后再面板4上覆盖一层UV膜。

测试

将本实用新型的智能滑雪板与图1所示的现有Camber板型滑雪板在基本相同规格下(基于同类板型和尺寸)进行测试，其中，弹性测试、附着力测试、拉力测试和拍打测试分别采用弹性测试机、扭力计、断裂测试机和拍打测试机进行测试，并进行了浸水测试，具体测试结果如表1所示。

表1本实用新型智能滑雪板与现有滑雪板测试结果

从表1可以看出：本实用新型智能滑雪板不但能够记录滑雪板轨迹、滑雪姿态等滑雪参数，增强滑雪者的滑雪乐趣，还具有一般滑雪板所具有的强度、弹性和可靠性，甚至性能好于现有成熟的滑雪板。

本实用新型智能滑雪板的板芯内嵌传感器模块，能够检测滑雪者的滑雪姿态、滑雪轨迹等数据，还具有良好的拉伸强度和弯曲强度。

本领域技术人员应当理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不限制本实用新型的范围，对本实用新型所做的各种等价变型和修改均属于本实用新型公开内容。