[發明專利]一種基于氣動人工肌肉智能減負柔性懸浮背包

有效

• 申請號: 202010975529.0
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112043067B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 鄭小飛;王斌銳;王凌;金英連;周坤
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: A45F3/04
• 分類號: A45F3/04;A45C13/00
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 趙梅;王佳健

1.一種基于氣動人工肌肉智能減負柔性懸浮背包，其特征在于，包括承載重物的背包本體、與身體連接的身體背帶裝置以及用來連接兩者的PAM智能柔性連接系統，背包本體通過PAM智能柔性連接系統能夠實現相對于身體背帶裝置的旋轉和上下滑動；

所述背包本體包括包體、軟襯條和連接板，軟襯條設于包體內側和連接板之間，包體內側、軟襯條、連接板三者固定連接；連接板與PAM智能柔性連接系統的平面旋轉軸承的前端固定連接；

所述身體背帶裝置包括背帶、襯墊和交叉支撐桿，襯墊包括上襯墊和下襯墊，分別設于交叉支撐桿的上端和下端，背帶設置在襯墊上或者設置在交叉支撐桿上；

所述PAM智能柔性連接系統包括PAM組件、支撐桿、導軌組件、軸承組件、智能控制盒、電池塊，PAM組件包括4個PAM元件，PAM元件是氣動人工肌肉，PAM元件由編制網和軟氣管制成，4個PAM元件分布為上面兩個下面兩個，左右對稱分布，左右對稱的PAM元件規格相同，從上至下，PAM元件規格由粗至細，上面兩個PAM元件上端分別和支撐桿左端、右端固定連接，下端分別和連接板中間靠上左側、右側固定連接，下面兩個PAM元件下端分別和智能控制盒左端、右端固定連接，上端分別和連接板中間靠下左側、右側固定連接；導軌組件包括兩個導軌和四個滑塊，兩個導軌分別位于支撐桿靠中間的左、右兩側，每個導軌內均設置有兩個滑塊，導軌上下兩端均設有橡膠墊，滑塊上下兩端均設有減速阻尼裝置；所述軸承組件包括軸承連接件和平面旋轉軸承，軸承連接件后端連接四個滑塊，軸承連接件前端連接平面旋轉軸承后端；智能控制盒包括第一MPU、第二MPU、主控制板、多個電磁閥、微型壓縮氣泵、儲氣盒和智能控制盒盒體及蓋子，第一MPU安裝在背包本體的包體中間開設的方口內，第二MPU安裝在身體背帶裝置的下襯墊中間開設的方口內，第一MPU、第二MPU分別和主控制板通信連接，電磁閥數量和PAM元件數量匹配，電磁閥為一進兩出的電磁閥，進氣口和儲氣盒連接，兩出氣口分別通過氣管連接兩左右對稱設置的PAM元件，電磁閥和主控制板通信連接，儲氣盒和微型壓縮氣泵連接，主控制板、電磁閥、儲氣盒和微型壓縮氣泵設置于智能控制盒盒體內，智能控制盒蓋子蓋設于智能控制盒盒體上；兩個導軌的上端分別固定連接在支撐桿靠中間左、右兩側，兩個導軌的下端插入智能控制盒上面靠中間的兩方口，并和智能控制盒固定連接，電池塊電源接口在下方，電池塊下端插入智能控制盒上面中間的方口，并與兩導軌固定連接；支撐桿和智能控制盒分別與身體背帶裝置的交叉支撐桿的上端、下端固定連接；

PAM元件初始狀態為充氣狀態，具有預緊力；安裝在包體上的第一MPU收集包體及重物的加速度值，安裝在下襯墊上的第二MPU收集人行動時即身體背帶裝置的加速度值，主控制板接收兩塊MPU的波段，分析出相位頻率差，控制電磁閥的開閉，使PAM元件伸縮反方向運動達到背包本體和身體背帶裝置相位頻率差，達到智能減負效果。

2.根據權利要求1所述的一種基于氣動人工肌肉智能減負柔性懸浮背包，其特征在于，上面兩個PAM元件規格為10mm粗，下面兩個PAM元件規格為5mm粗。

3.根據權利要求2所述的一種基于氣動人工肌肉智能減負柔性懸浮背包，其特征在于，PAM元件在充氣后可進一步壓縮長度至少為5cm。

4.根據權利要求1所述的一種基于氣動人工肌肉智能減負柔性懸浮背包，其特征在于，軟襯條為左右兩側各一條。

5.根據權利要求1所述的一種基于氣動人工肌肉智能減負柔性懸浮背包，其特征在于，襯墊為高密度編織布襯墊。

6.根據權利要求1所述的一種基于氣動人工肌肉智能減負柔性懸浮背包，其特征在于，身體背帶裝置還包括腰帶。

7.根據權利要求1所述的一種基于氣動人工肌肉智能減負柔性懸浮背包，其特征在于，連接板、交叉支撐桿、支撐桿、導軌、滑塊、軸承連接件、平面旋轉軸承、智能控制盒盒體及蓋子為鋁合金材質；軟襯條為橡膠材質。