CN101865094A - 用人体步行重力作液压助推能使近浮悬的载荷减负装置 - Google Patents

Abstract

用人体步行重力作液压助推能使近浮悬的载荷减负装置，它属可显著提高能源效率的能源应用领域。用永久磁铁作“磁推”恒定能源，再由人体步行时自身重量的多余能耗去带动液压系统实现“助推”并使载荷盘和载重量呈全浮悬状，以改变传统的手提，肩挑，背负的载荷重全由人体直接支撑，本发明的任务是：利用“磁推”和液压“助推”来改变支撑力的位置和方向，结合“磁浮悬”达到减负的目的。见附图说明，其主要用途用于年老体衰出门购物，旅游随带物品以及部队装备的单兵负重减轻装置。

Description

用人体步行重力作液压助推能使近浮悬的载荷减负装置

1、所属技术领域：为改变背负载荷重量全部由人体直接支撑而达到减负目的，它属可显著提高节能效率的应用领域。

2、技术背景：就本人所知和检索查阅现有技术资料，人休负重------背负载荷，不外乎手提、肩挑、背负及头顶，它的承载支撑力点都是全部落在肩、腰、手腕和腿部，既无法持久又不能超越(极限超载)，为了摆脱上述困扰，又要不违背力与反作用力的自然法则，本发明是在这一基础上设法将人体载荷量的支撑点予以转移；它用两块空心扁状的永久磁铁(1)，(2)并使其磁极成相斥状，套在一个由逆磁材料制成的导轨(空心管)中，上面一块磁铁(1)与载荷盘相连固而下面一块磁铁(2)则与导轨(8)相连固，由此建造一个可上下活动的“磁推”机构，由于磁性因同性相斥形成“磁推”作功，它能使载荷盘及置于上面的载荷物因人体自身行走重量的作用下，通过类似千斤顶的两只脚踩液压泵(B₁，B₂)使其上浮(微略)，然后随着人体步行时，经绑在双脚外侧旁边脚踩的液压泵(B₁，B₂)由液压通过导油管(6)，经左右换向通止阀门(3)到推力泵(7)带动杆杠推举载荷盘，使两磁铁间距拉大，此时由于双脚频频交替步行，抬起的一只脚由于B₁或B₂触杆离地能自动回液使其卸压(否则连脚都无法抬动)，此时经由一个能左右换向的通止阀门(3)经由液压能使全部重压转向由另一个没有抬脚的液压泵承压并直接通向地面，已与人体剥离，使载荷盘几近摇晃(并在浮悬中获得阻尼)这时液压的反作用的力点是在一只脚掌底下，但其方向已倒置180°，实际上整个支撑力点已转移至由步行者体重来抗衡了，所以感觉上的负重感就大大减小，特别在双脚站立时，如同脚上绑着两个千斤顶推举着载荷盘(4)使人体无受压感觉，但此时人体还稍有浮飘感。鉴于液压“助推”的能量又是来自人体自身重力用于步行多余部分能耗，故其能源是从充分利用中获取。

3、发明内容：人本步行是受意识行为的驱使，其目的是为了前进，此间合力是由“倾”与“推”的分力偶合成，“推”的力偶又包含人体自重力，而它不会随某种作功需要而增减----因为自身重可视作一个常数，而向前顷的矢量和该重力所提供又不是很多，因此就存在多余部分，本发明第一就是将它多余部分的能量充分利用起来使它为液压“助推”作功。本设计方案是：改变传统人体负重的支撑力点位置(从上至下)，使其载重时避免直接由驱体承当，它首先建造一个“磁推”机构，然后将载重物浮悬起来，利用永久磁铁的“同性相斥”原理，用强磁场将载荷盘推托起呈浮悬状，然后再由步行者自身体重----以两脚交替方式分别去踩动液压泵(B₁，B₂)，使液压流通过导油管(6)将随步行交替液流→换向通止阀门(3)再传到推力泵(7)，经杠杆省力作用使载荷盘(4)能随步伐节奏向上推举成为浮悬并使其支点倒置180°(指力点方向)，但支撑力仍由人体自身重量通过B₁，B₂→导油管(6)三通换向通止阀门(3)→推力泵(7)使载荷盘频频随步伐节奏向上顶举成全浮悬状，因为相斥的磁场强度与矩离平方成反比，所以全浮悬是减负最理想状态，但此时不管如何其反作用力点仍然由躯体重量抗衡支撑着，只不过是减负而已。我们设计的频频推举目的就是为了改变支撑点位置使其液压助推反馈的支撑力能传到脚掌底部(即将力点方向倒置180°后直接通地)实际上这时该力点是由人体自重量抗衡并支撑的(当然总载荷量不能超越人体自重，否则将失衡)，此时人对负重感觉就变小了，且步行节奏频频推举是在有轨内活动，其上下空间浮动的时间则成阻尼区，该“时空效应”有时会因人而异(指步伐间隔时间)当然出现机率差是较小但毕竟是存在的，为此在载荷盘下面加装一个下面带有滚轮的有弹性可伸缩顶杆(9)，只有当载荷超重和“时空效应”差错瞬间才使力点直接触地滚动而又不影响步伐前进和后退，以避免载荷“G”直接由人体支撑，此时它直接触地支撑反作用力也已是触着地面了，这就达到高度减负目的。

4、本发明与现有技术相比较：现有随身携带、手提、背负行襄还基本上靠人体承载和支撑的，当然也有由手推车替代承荷，但作为特殊环境台登山，爬高就显难以应付，国外也有些减负装置面市(见附件)但欠高效。本发明首先是针对平民如年老体衰都出门购物、旅游，为减轻载荷而设，除外还为青年人远足探险以及部队单兵装备增荷减负而考虑。采用上法，从解放劳动力广义上讲也是获益不小，只要推广，日常应用范围将逐渐扩大，效果必定会好，首先该装置制造成本低廉，构造简单，使用寿命长并且轻便，适应面广，维护方便。又如液压应用也是很早、很普遍，但作为“助推”乃至改变支撑力点位置和方向也是没有见过实例。

5、附图说明，结构中的一块磁铁(1)为定磁铁，它与导轨(8)相连固。磁铁(2)为动磁铁它与载荷盘(4)相连固。(3)为三通换向通止阀。(4)为载荷盘。(5)为导轨，载荷盘可沿其作上下活动。可供活动的座机是通过背带与人体作框扶连系。载重物(G)放在载荷盘(4)上面。由于重力作用能使载荷盘下沉，这时因定、动磁铁相对距离减少，磁场作用力最大(即相斥力最强)以静态时形成将推欲推状，处载荷量的上限——临界点，也就是我们测试工作点。脚踩液压两泵B1，B2使液压流→导油管(6)经导轨(8)→传到张伸泵(7)。泵B₁，B₂其前端有触地杆(10)(即力臂)它与脚底有个夹角“△”。落脚时最先触地是通过臂长(10)能轻易将B₁，B₂活塞前推，并按步伐节奏交替顶举载荷盘(4)使其上举并浮悬(形成助推)。(11)为整个定座机构的挂勾，它挂在后腰带上，当然其间还要通过换向通止阀门(3)然后→推力泵(7)→杠杆后才托举载荷(4)，如此双脚交替有节奏踩动构成阻尼充分利用时空效应加上它的方向倒置180°，故与之抗衡的只是人体重量了，其支撑点变了，此时人反而觉得有此飘浮达到减负目的。

6、现详细描述实施本发明的方式：人们外出购物，旅游乃至行军需要减负时，首先将估计载荷量大小的预计重量后即可选用磁推系列以载荷量为标法的系列装置，但其上限重不能超过自身的体重，或几近相等为宜，然后穿上带有微型液压泵B₁，B₂的鞋子并系紧带子，将液压导油管(6)连通两泵之间的换向通止阀门(3)，加油并观察与泵(7)连通的出端相连，然后再将载荷盘(4)套上，盘底与可伸缩并带有滚轮的顶杆(9)相连接后挎在肩背上，并在裤腰带穿条处挂上勾(11)及在裤子腿部适当位置将导油管系住，以免过长而抖动和减少拌动空间，如果是在步行前载荷盘就已满载，此时双脚是停立的，双泵处于推压状态，载荷盘(4)将被举起到理想高度(两磁钢间矩最大)此时力的支撑点其方向作用的双脚掌上——倒置180°了，此时是以自身重量作抗衡支撑载荷重(G)，背负感觉是无全负重感，当举步行走后由于双泵频频交替作压使载荷盘能在导轨上有节奏的间歇浮动缓震，使得步行能与平常感受亦无过重负重感觉。

Claims (5)

1.一种用人体步行重力作液压助推能使近浮悬的载荷减负装置其与现有技术中普通应用弹性或振幅摆动来达到些微减负方法不同，所述液压助推减负装置能自动卸压的脚踩液压泵B₁，B₂，力点包括推力泵(7)倒置180°方法，以及采用背负机座方式用人体自重量来抗衡载荷重力，磁浮悬载荷盘，左右换向通止阀，达到减负目的及加装一个带有滚轮的顶杆(9)。

2.根据权利要求1所述的减负装置，其特征是：由定、动两块空心扁型的永久磁铁构成一个有导轨的磁推机构动磁铁(2)与载荷盘相连固，定磁铁(1)与导轨(8)相连固两者可沿着导轨(5)作上下浮动并相互相斥。

3.根据权利要求1所述的减负装置，其特征是：绑在双脚外侧的两只液压泵B₁，B₂，其两端有触地杆与脚掌底有个夹角“△”，落脚时先触地改变角“△”能轻易将B₁，B₂活塞前推，产生液压，并推举泵(7)经扞杆传到载荷盘(4)使几近浮悬的载重物“G”能随着步伐交替频频上举形成助推。

4.根据权利要求1所述的减负装置，其特征是：在载荷盘下面加装一个下面带有滚轮的和弹性可伸缩顶杆(9)，只有当载荷超重和“时空效应”失错瞬间才使力点直接触地滚动。

5.根据权利和3所述的减负装置，其特征是：B₁，B₂泵其中抬脚一只由于触杆与脚掌“△”角变动能自动卸压，此时由左右换向通止阀(3)将油压集中在未抬脚的另一泵单独承压。

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