[發(fā)明專利]一種具有負載調節(jié)裝置的懸浮背包

在審

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• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113068918A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 蘇業(yè)旺;郭亮;陳磊;張懋熠
• 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;A45C13/30;A45C13/00
• 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(fā)明公開一種具有負載調節(jié)裝置的懸浮背包，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(tǒng)，背包本體能夠通過柔性連接系統(tǒng)實現(xiàn)相對身體側裝置的滑動。柔性連接系統(tǒng)為預拉伸型系統(tǒng)，其中的彈性組件至少包括預拉伸調節(jié)器、彈力繩、大剛度彈簧和定滑輪。預拉伸調節(jié)器能夠大幅改變彈力繩的預拉伸量以適應不同的負載。本發(fā)明使得懸浮背包可以承受更大范圍的負載，應用場景更加廣泛。

技術領域

本發(fā)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(jié)會比靜止時承受更大的力，肌肉和關節(jié)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(jié)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(fā)了利用彈力繩和滑輪作為柔性連接系統(tǒng)的懸浮背包(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(fā)明專利(US2008185411A1)。該懸浮背包適用于20kg以上的負載。通過減小彈力繩的初始長度的方式來適應不同的負載，這種方式調節(jié)的負載范圍較小，因此在小負載下背包會受到彈力繩過大的拉力，在大負載下彈力繩拉力過小，都會使得懸浮背包內部無法發(fā)生相對運動，使得懸浮背包退化為普通背包。而且在較小負載范圍內通過這種方式調節(jié)還會增大彈性組件的彈性系數(shù)導致減負效果下降。

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(fā)明專利(CN107588312A、CN107594857A、CN107616617A、CN108887863A)，它們和美國發(fā)明專利US2008185411A1采用的原理基本一致，采用的柔性連接系統(tǒng)結構十分相似，因此它們不僅存在美國發(fā)明專利US2008185411A1中出現(xiàn)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。哈爾濱工業(yè)大學申請了一種可調負載的懸浮背包裝置的發(fā)明專利(CN111317247A)，它采用拉伸彈簧和柔性繩作為彈性組件，利用調節(jié)機構來改變拉伸彈簧的凈拉伸量，從而達到調節(jié)負載的目的，這種裝置結構復雜，拉伸彈簧疲勞壽命有限。中國計量大學申請了一種基于氣動人工肌肉智能減負柔性懸浮背包的發(fā)明專利(CN112043067A)，它采用有源的具有PAM元件的智能控制系統(tǒng)來調節(jié)負載，成本較高。南京郵電大學申請了一種背負用可調節(jié)性支架的發(fā)明專利(CN111166039A)，它采用中央控制器、傳感器和步進電機等調節(jié)負載，成本較高。

本申請人的在先申請CN110150840A、CN111264998A和CN111213997A均可以達到很好的懸浮效果。然而只能通過更換彈性元件的方式來適應區(qū)別較大的負載，這種方式操作麻煩。

針對上述現(xiàn)有技術中減負背包的多項不足，如承受負載范圍較小，使用壽命有限，結構復雜，成本較高，操作麻煩。本發(fā)明設計了一種懸浮背包，通過簡單的方式改變彈性組件的預拉伸量以適應更大范圍的負載，擴大了懸浮背包的應用范圍。

發(fā)明內容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有負載調節(jié)裝置的懸浮背包，采用旋轉轉盤和預拉伸彈性元件作為預拉伸型柔性連接系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的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(xiàn)上述目的，采用了如下技術方案：