呆若木鸡..

前天拄着刚买的McKinley登山杖爬了一趟紫金山。我这两天一直在想彻底的分析一下这根棍子，今天我来试试看。

为什么要用登山杖？

　在户外时，登山杖就是你的第三条腿( )，让你增加一个支点，而三个支点也能做到完全的平衡。
　登山杖的主要作用体现在行走具有坡度的路面和在站立休息时。走上坡时，可以通过这个支点借到上肢的力量，更轻松的登高；下坡的时候，让登山杖先于一条腿着地可以吸收冲击能，减轻腿部特别是膝盖受到的撞击。在站立小憩时(这种情况在户外行走时很常见，因为背着这包坐下来再起来是很费力的)，可以把身体的重量全部压在杖上，对腿部起到放松作用。

登山杖应该具备的物理特性。

　鉴于上面的提到的登山杖的功用，登山杖应该具备如下的物理特性：
1，重量轻且强度大；
　我们不希望拎着一个沉重的家伙行走，当然更不希望他在半路折断。
2，刚度较大；
　登山杖太软的话反而容易失去平衡，而且变形应该在可控范围之内。
3，能有效的减振；
　在下山时产生的冲击非常大(主要是脉冲激励)，有效的减振可以避免手腕部位受伤。而在行走中冲击是来自各个方向的，所以需要分开考虑其影响和对策。

登山杖振动特性分析。

　现在的7075等航空铝合金的材质已经让第一和第二条要求不再成为困扰；重要的问题在于如何有效的减振。
　我的这根Mckinley的登山杖的Anti-Shock功能实际上是在杖的第二截和第三截之间安装了一个刚度(stiffness)比较大的弹簧(我实测的刚度大约是12,000N/m)，希望籍此获得减振的效果。但是仅仅安装一个弹簧起到的减振效果还不如他对整个登山杖抗弯的贡献大。我在实际使用当中也是这样的感受，在行进中有时候anti-shock会被误关闭，然而我的手腕并没有立刻感到所受冲击的变化，而是过了好一会儿才不经意发觉原来anti-shock关了，可见从用户体验看减振效果实在不敢恭维。
　问题在哪儿？大概有两个方面：
1，目前的设计仅仅考虑到了承受了减轻轴向冲击，而没有考虑到径向冲击的影响，在径向上整个杖就是一个完全没有一点阻尼(damping)的悬臂梁(Cantilever)结构，这个方向的振动完全被手腕吸收。
2，系统的径向阻尼也偏小，无法吸收足够的冲击能，使得能量传递到了手腕上。

登山杖结构的改进。

　如果想要彻底增强登山杖的性能，唯一的办法是采用更好的结构，目前将目前全铝合金的结构替换为同样强度但是内阻尼更大的复合材料结构(Composite Structure)，或者在铝管内部贴覆阻尼材料。不过这样做的成本会增加更多。
　现在的三截设计的初衷应该是可以伸缩杖子的长度，有利于存放和携带。Anti-Shock系统在第二和第三截之间，那么第一和第二截之间也能做做文章。现在这两截之间只是纯粹的锁紧机构，是塑料制的，如果在连接处附加阻尼材料，把整个结合面覆盖起来，这样同时产生了轴向和径向的阻尼，而成本增并不大。当然在这部分再增加一个弹簧也不失为一个好办法。

结语。

　上面只是我从振动这个角度来粗浅的分析登山杖的结构，在实际使用中也许振动问题并非用户体验的关键缺陷；如果让我来做整个系统优化的话，我还会考虑手柄的舒适度，腕带的设计，也许这部分更直接也更重要。