[發(fā)明專利]一種具有懸浮減負(fù)的人體工學(xué)背架及運(yùn)行方法

在審

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• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113197415A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈盛官;徐愛民;姚添文;曲希帥;李小強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: A45F3/10
• 分類號: A45F3/10
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

1.一種具有懸浮減負(fù)的人體工學(xué)背架，包括背架，其特征在于：所述背架包括背板(2)和與其相向而設(shè)的背包板(4)；

所述背板(2)靠近人體側(cè)；

所述背板(2)與背包板(4)之間設(shè)置有緩沖減負(fù)機(jī)構(gòu)；

所述緩沖減負(fù)機(jī)構(gòu)位于背板(2)及背包板(4)的中上部區(qū)域；

當(dāng)負(fù)重行走時(shí)，背包板(4)相對于人體軀干作上下起伏運(yùn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有懸浮減負(fù)的人體工學(xué)背架，其特征在于：

所述緩沖減負(fù)機(jī)構(gòu)包括：兩根導(dǎo)向桿(5)和兩根滑桿(8)；

該兩根導(dǎo)向桿(5)長度相同，并相互平行，間隔對稱布置于背板(2)的中部區(qū)域；各導(dǎo)向桿(5)的兩端分別通過固定塊(6)固定在背板(2)上；在各導(dǎo)向桿(5)上套設(shè)有彈簧(12)和彈簧壓套(11)；所述彈簧(12)和彈簧壓套(11)分別與導(dǎo)向桿(5)滑動(dòng)配合；所述彈簧壓套(11)與背包板(4)固接；

該兩根滑桿(8)長度相同，并分別對稱布置于背板(2)的外側(cè)區(qū)域；各滑桿(8)通過滑套(10)固定在背板(2)上，滑桿(8)與滑套(10)之間滑動(dòng)配合；各滑桿(8)的端部，分別安裝有連接塊(7)；所述連接塊(7)與背包板(4)固接；

當(dāng)背包內(nèi)裝有重物，人體背負(fù)背架負(fù)重行走時(shí)，隨著人體行走重心節(jié)奏變化，背包跟隨背包板(4)在導(dǎo)向桿(5)和滑桿(8)上起伏運(yùn)動(dòng)；

在起伏運(yùn)動(dòng)慣性作用下，彈簧(12)沿導(dǎo)向桿(5)軸向方向被拉伸或者壓縮，此時(shí)由于重物與緩沖減負(fù)機(jī)構(gòu)的位移，與人體重心的運(yùn)動(dòng)形成相應(yīng)的相位差，從而減小重物施加在人體的動(dòng)態(tài)載荷。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述具有懸浮減負(fù)的人體工學(xué)背架，其特征在于：

所述背板(2)的中部區(qū)域安裝有滾輪(13)；所述滾輪(13)的輪面與背包板(4)相抵；滾輪(13)的作用在于給背包板(4)的背面提供一個(gè)反向支撐推力；所述滾輪(13)的外輪轂為彈性輪轂，用于給背包板(4)提供一個(gè)垂直于人體的緩沖推力。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述具有懸浮減負(fù)的人體工學(xué)背架，其特征在于：

所述連接塊(7)和彈簧壓套(11)僅與背包板(4)固定連接，不與背板(2)接觸；

所述彈簧壓套(11)與導(dǎo)向桿(5)之間的間隙為1-2mm或者2-6mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述具有懸浮減負(fù)的人體工學(xué)背架，其特征在于：

所述滑套(10)為長條形滑套，其僅與背板(2)固定連接，不與背包板(4)接觸；

所述滑桿(8)與滑套(10)之間的間隙為1-2mm或者2-6mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述具有懸浮減負(fù)的人體工學(xué)背架，其特征在于：所述滾輪(13)為至少兩個(gè)，分別上下對稱設(shè)置在背板(2)的鏤空位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述具有懸浮減負(fù)的人體工學(xué)背架，其特征在于：

所述背包板(4)的下部，安裝有托架(3)；托架(3)用于給背包提供固定支撐；在背板(2)靠近人體背部側(cè)，設(shè)置有肩帶(1)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述具有懸浮減負(fù)的人體工學(xué)背架，其特征在于：

所述背包板(4)的空余部位開設(shè)有多個(gè)孔洞(14)；孔洞(14)穿入扎帶，用于緊固背包，或者該扎帶作為腰帶與人體腰部固定。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述具有懸浮減負(fù)的人體工學(xué)背架，其特征在于：

所述滾輪(13)為定向輪或者萬向輪。

10.一種重物懸浮減負(fù)方法，其特征在于，結(jié)合權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的人體工學(xué)背架實(shí)現(xiàn)，其包括如下步驟：

當(dāng)背包內(nèi)裝有重物，人體背負(fù)背架負(fù)重行走時(shí)，隨著人體行走重心節(jié)奏變化，背包跟隨背包板(4)在導(dǎo)向桿(5)和滑桿(8)上起伏運(yùn)動(dòng)；在起伏運(yùn)動(dòng)慣性作用下，彈簧(12)沿導(dǎo)向桿(5)軸向方向被拉伸或者壓縮，為背包板(4)提供一個(gè)垂直于地面的上下彈性緩沖力，此時(shí)由于重物與緩沖減負(fù)機(jī)構(gòu)的位移，與人體重心的運(yùn)動(dòng)形成相應(yīng)的相位差；由于彈簧壓套(11)與導(dǎo)向桿(5)，以及滑桿(8)與滑套(10)之間有1-2mm或者2-6mm間隙，而滾輪(13)彈性結(jié)構(gòu)的外輪轂緊貼背包板(4)的背面，滾輪(13)外輪轂彈性變形幅度在5-10mm，為背包板(4)提供一個(gè)垂直于人體的彈性緩沖力，從而減小重物施加在人體的至少兩個(gè)方位的動(dòng)態(tài)載荷。