[發明專利]一種可控阻尼的完全恒力懸浮背包裝置

在審

• 申請號: 202110301835.0
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112998387A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 朱延河;巨浩天;趙杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: A45F3/08
• 分類號: A45F3/08;A45C13/04
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 高志光

一種可控阻尼的完全恒力懸浮背包裝置，包含背包連接板和帶有背帶的背板；還包含鏡像設置的兩套恒力機構和兩個調節機構，每套恒力機構包括升降組件、第一導輪組、彈簧組、第二導輪組、擺桿、第一柔性繩、第二柔性繩和第三導輪組；位于擺桿一端的背板上連接有帶有輪槽的固定輪，擺桿另一端設置有滑輪，滑輪和固定輪位于背包連接板與背板之間，第一柔性繩一端通過調節機構連接彈簧組上端，第一柔性繩依次搭設在第二導輪組和第一導輪組的導輪上，并由下至上繞過滑輪后，第一柔性繩另一端定位在固定輪的輪槽內，第二柔性繩另一端通過調節機構連接彈簧組下端。本發明可以適應不同負載的要求，滿足人體各種頻率下的運動，運行穩定可靠。

技術領域

本發明涉及一種背包，具體涉及一種可控阻尼的完全恒力懸浮背包裝置。

背景技術

可穿戴設備隨著科技的發展發生日新月異的變化，如何減少人體能量代謝是目前很熱門的研究方向。背包作為日常生活中必不可少的穿戴式裝備，但是人體與背包一起運動過程中，由于捆綁原因，背包會相對人體產生慣性沖擊，這種慣性沖擊會消耗人體更多的能量，為此如何在完成背負負載任務的同時減少人體能量代謝并且回收人體消耗的能量，成了急迫需要解決的問題。雖然國外科學家很早便提出了懸浮背包裝置，其主要原理是通過柔性繩將背包運動與人體運動進行解耦，但是由于該裝置無法適應人體所有運動頻率而一直未能量產服務于大眾。

發明內容

本發明為克服現有技術，提供一種可控阻尼的完全恒力懸浮背包裝置，以克服人體在背負背包行走或奔跑的時候，由于人體運動時重心的上下移動，背包會與人體產生相對位移，進而對人體造成慣性沖擊是人體能量代謝消耗增加等問題。

一種可控阻尼的完全恒力懸浮背包裝置，包含背包連接板和帶有背帶的背板，背帶設置于背板的一側面，背包連接板沿豎向可滑動地設置在背板另一側面；還包含鏡像設置的兩套恒力機構和兩個調節機構，兩套恒力機構設置在背板的另一側面，每套恒力機構包括升降組件、第一導輪組、彈簧組、第二導輪組、擺桿、第一柔性繩、第二柔性繩和第三導輪組；升降組件布置在背板上，第一導輪組由升降組件驅動可上下移動，彈簧組設置在背板另一側面，第二導輪組安裝在背板的上部，擺桿一端可轉動地設置在背板上，另一端設在背板上的橫架的滑槽內并能橫向滑動，橫架與背包連接板連接，位于擺桿一端的背板上連接有帶有輪槽的固定輪，擺桿另一端設置有滑輪，滑輪和固定輪位于背包連接板與背板之間，第一柔性繩一端通過調節機構連接彈簧組上端，第一柔性繩依次搭設在第二導輪組和第一導輪組的導輪上，并由下至上繞過滑輪后，第一柔性繩另一端定位在固定輪的輪槽內，第三導輪組設置在背板的底部，第二柔性繩的一端與升降組件的活動部固接，第二柔性繩繞過第三導輪組，第二柔性繩另一端通過調節機構連接彈簧組下端。為了保證滑軌可以順滑運動，擺桿的運動范圍為中位上下45°。

本發明相比現有技術的有益效果是：

本發明采用對稱式可調完全恒力機構，采用多滑輪補償誤差的第一導輪組、第二導輪組和擺桿兩端的滑輪及固定輪的機構補償了機械誤差，可以適應不同負載的要求。滿足人體各種頻率下的運動，都保證背包相對地面靜止，減少慣性力對人體的沖擊。使人體在遠距離奔跑或行走不會感到十分疲憊。

本發明對稱式可調恒力機構，可以適應不同負載的要求，保證背包連接板在上下運動過程中的穩定性，擺動桿里側裝有軸承，并通過卡簧和端蓋與設置在背板上的旋轉軸連接，擺桿可圍繞旋轉軸做旋轉運動。當擺桿從上端運動到下端的過程中，彈簧拉伸量增加，擺桿末端的滑輪由于受到柔性繩大小相等方向相反的兩個力只做平動，不會繞著旋轉軸進行旋轉運動，纏繞在旋轉軸的固定輪上的柔性繩長度增加，保證了擺桿運動的過程中一直滿足恒力平衡的原理。即兩滑輪軸之間距離為彈簧凈拉伸量。通過升降組件調節滑塊的位置即可調節裝置的平衡效果，結構緊湊，調節穩定可靠。

下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步地說明：

附圖說明

圖1為從背包主體方向看的本發明的立體結構圖；

圖2為去掉背包主體后的本發明結構示意圖；