[發明專利]一種具有預蓄力型柔性連接系統的懸浮背包

在審

• 申請號: 202010073446.2
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111264998A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 蘇業旺;張懋熠;郭亮;魏延鵬
• 申請（專利權）人: 中科攜行（北京）科技有限公司
• 主分類號: A45F3/04
• 分類號: A45F3/04;A45C13/02
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 郝亮

本發明公開一種具有預蓄力型柔性連接系統的懸浮背包，包括攜帶負載的背包本體、連接身體的身體側裝置以及連接背包本體和身體側裝置的柔性連接系統，背包本體能夠通過柔性連接系統實現相對身體側裝置的滑動。柔性連接系統其中的彈性組件至少包括旋轉轉盤、預蓄力彈性元件和連接繩。預蓄力彈性元件能夠帶動所述旋轉轉盤轉動，在有限空間內增加所述彈性組件的總拉伸量和減少所述彈性組件的總摩擦力。本發明為柔性連接系統帶來了大的總拉伸量和小的摩擦力，使得減負懸浮背包可以承重小負荷(5kg以下)和大負荷(5kg以上)，適用于全頻率行走，而且減負效果明顯。

技術領域

本發明涉及一種符合人體工程學的背包，更具體地說，涉及一種懸浮背包。

背景技術

當背著普通背包行走或跑步時，背包作用在身體上的力除了背包的重力外，還會有背包的加速度力。加速度力最大可以比重力大2-3倍。因此行走或跑步時關節會比靜止時承受更大的力，肌肉和關節更容易受到損傷。

加速度力與臀部的起伏運動有關。步行過程中臀部的起伏運動會導致背包的豎直運動。加速度力的峰值與背包豎直運動的幅度有關。因此，可以通過減少背包的豎直運動幅度來減少作用在背負者的加速度力。減少加速度力可以減少關節的受力和避免肌肉的損傷，并且減少行走時背負者的能量消耗，為背負者減負。

國外學者Rome開發了利用彈力繩和滑輪作為柔性連接系統的減負懸浮背包(Rome,L.C.,Rubber bands reduce the cost of carrying loads.Nature,444(7122),1023-1024,2006)。相關成果已經被LIGHTNING PACKS公司于2007年申請了發明專利(US2008185411A1)。該減負懸浮背包適用于20kg以上的負荷。由于采用的是彈力繩和滑輪，因此在小負荷下會出現繞在滑輪上的彈力繩一段被拉伸，一段沒有被拉伸的情況，進而導致減負懸浮背包的固有頻率增大，減負效果下降。在小負荷下還會因為小負荷無法克服柔性連接系統的摩擦力而出現柔性連接系統被卡住的情況，即減負懸浮背包退化為普通背包。在大負荷下，由于彈性組件拉伸空間不夠，因此在低頻下行走不容易得到好的減負效果，并且彈力繩還存在材料容易老化的問題。

國內方面，華南理工大學申請了幾項具有類似結構的減負背包或裝置的發明專利(CN107588312A、CN107594857A、CN107616617A、CN108887863A)，它們和美國發明專利US2008185411A1采用的原理基本一致，采用的柔性連接系統結構十分相似，因此它們不僅存在美國發明專利US2008185411A1中出現的不足，還存在一些其他的問題。例如，靜止時彈簧拉伸長度過長，背包會從背部的位置掉到臀部的位置，或者拉繩和拉伸彈簧拉伸后總長最多和背板一樣長，因此拉伸空間有限，根本達不到良好的減負效果。

本申請人的在先申請CN110150840A中采用預壓縮式的壓縮彈簧作為彈性元件，節省了空間，可以達到很好的懸浮效果。然而壓縮彈簧的壓并狀態仍會占用一定空間，因此作為彈性元件的壓縮彈簧的伸縮量有限，所以在慢走下較難實現很好的懸浮效果。盡管避免了定滑輪的使用，減少了一部分摩擦力，但是壓縮彈簧與支撐桿之間會有摩擦，不能很好地適用于小負荷情況。

針對上述現有技術中減負背包的多項不足，如僅能承重大負荷，僅適用于高頻快步行走，占用空間大，減負效果不佳。本發明設計了一種減負懸浮背包，為柔性連接系統帶來了大的預蓄力量和小的摩擦力，使得減負懸浮背包可以承重小負荷(5kg以下)和大負荷(5kg以上)，適用于全頻率行走，而且減負效果明顯。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種具有預蓄力型柔性連接系統的懸浮背包，采用旋轉轉盤和預蓄力彈性元件作為預蓄力型柔性連接系統，解決了現有的減負懸浮背包僅能承重小負荷，僅適用于高頻率，占用空間大，減負效果不佳的技術問題。

為實現上述目的，采用了如下技術方案：