CN104027904B - 一种自适应背负系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种自适应背负系统，包括：主架体，主架体的底部设置有用于承托背负物的托架；背带组件，与主架体相连，背带组件包括：滑动板，可动地连接在主架体上，滑动板在主架体上具有位于低点的第一位置和位于高点的第二位置；第一摆件组，连接在滑动板的底端和主架体的底端；第二摆件组，连接在滑动板的顶端和主架体的顶端；背带，背带的第一端与第一摆件组相连，背带的第二端与第二摆件组相连，其中，第一摆件组为弹性组件，第一摆件组具有与第一位置相适配的第一弯折形状和与第二位置相适配的第二弯折形状，第一摆件组在处于第一弯折形状和第二弯折形状时均与使用者的背部贴合。本发明的自适应背负系统减轻了使用者弯腰时产生的压迫。

Description

一种自适应背负系统

技术领域

本发明涉及安全防护技术领域，特别是指一种自适应背负系统。

背景技术

当前呼吸器背板为特定的赋型结构，其形状符合人体站立时的背部生理弯曲。使用者处于站立状态下时，呼吸器背板符合工效学要求，可以将呼吸器重量分布到使用者的腰部和肩部，背负比较舒适。由于现有技术中的呼吸器背板采用的是固定结构，不会随人体弯曲而变化，因此在人体弯腰时，人体的承力结构发生变化，此时，呼吸器背板会对人体的腰部和肩部产生很强的压迫感，破坏背负舒适性，影响使用者的工作效率。

发明内容

本发明提出一种自适应背负系统，解决了现有技术中呼吸器背板在使用者弯时无法适应人体承力结构变化的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种自适应背负系统，包括：主架体，主架体的底部设置有用于承托背负物的托架；背带组件，与主架体相连，背带组件包括：滑动板，可动地连接在主架体上，滑动板在主架体上具有位于低点的第一位置和位于高点的第二位置；第一摆件组，连接在滑动板的底端和主架体的底端；第二摆件组，连接在滑动板的顶端和主架体的顶端；背带，背带的第一端与第一摆件组相连，背带的第二端与第二摆件组相连，其中，第一摆件组为弹性组件，第一摆件组具有与第一位置相适配的第一弯折形状和与第二位置相适配的第二弯折形状，第一摆件组在处于第一弯折形状和第二弯折形状时均与使用者的背部贴合。

进一步地，第一摆件组包括：第一弹性板，第一弹性板的顶端与滑动板的底端相连，第一弹性板的底端为自由端；第二弹性板，第二弹性板的顶端与主架体固定相连，第二弹性板的底端与第一弹性板的底端铰接，第一摆件组处于第一弯折形状时，第一弹性板呈弧板状，第一弹性板的开口朝向主架体，第二弹性板呈直板状，第二弹性板的第二端抵顶在托架的表面处；第一摆件组处于第二弯折形状时，第一弹性板呈弧板状，第一弹性板的开口背离主架体，第二弹性板呈弧板状，并与第一弹性板贴合。

进一步地，第一摆件组还包括腰板，腰板连接在第一弹性板背离主架体的表面上，并位于第一弹性板的底端，背带的第一端连接在腰板上。

进一步地，腰板包括连接板和两个护板，连接板连接在第一弹性板上，护板为弧形板，两个护板相对设置且两个护板的第一端均连接在连接板上，两个护板的第二端相对设置，连接板和两个护板围成与使用者腰部相适配的空间。

进一步地，第二摆件组为弹性组件，第二摆件组具有与第一位置相适配的第三弯折形状和与第二位置相适配的第四弯折形状，第二摆件组在处于第三弯折形状和第四弯折形状时均与使用者的肩部贴合。

进一步地，第二摆件组包括：第三弹性板，第三弹性板的底端与主架体固定相连并位于滑动板的顶端，第三弹性板的顶端形成自由端；推板，推板的底端与滑动板的顶端铰接，推板的顶端与第三弹性板的顶端铰接，第二摆件组处于第三弯折形状和第四弯折形状时，第三弹性板均呈弧板状且第三弹性板的开口背离主架体。

进一步地，第三弹性板的顶部连接有吊钩，背带的第二端连与吊钩相连。

进一步地，主架体包括两个相对设置的立柱，滑动板位于两个立柱之间，滑动板的两侧均设置有套管，套管套设在立柱外侧并可沿立柱滑动。

进一步地，两个立柱的顶部通过连接杆相连。

本发明的自适应背负系统，在使用者弯腰或直立时，促使滑动板在第一位置和第二位置之间进行运动，并通过滑动板带动第一摆件组在第一弯折形状和第二弯折形状之间进行变换，使得第一摆件组始终紧贴使用者背部进行承力，减轻了自适应背负系统在使用者弯腰时对使用者产生的压迫，提高了呼吸器的舒适度和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种自适应背负系统的实施例的第一视角的结构示意图；

图2为图1的自适应背负系统的第二视角的结构示意图；

图3为图1的自适应背负系统在使用者处于直立状态时的侧视图；

图4为图3的自适应背负系统与使用者的配合示意图；

图5为图3的自适应背负系统的原理图；

图6为图1的自适应背负系统在使用者处于半弯腰状态时的侧视图；

图7为图6的自适应背负系统与使用者的配合示意图；

图8为图6的自适应背负系统的原理图；

图9为图1的自适应背负系统在使用者处于最大弯腰状态时的侧视图；

图10为图9的自适应背负系统与使用者的配合示意图；以及

图11为图9的自适应背负系统的原理图。

图中：

1、第一弹性板；2、第二弹性板；3、滑动板；4、推板；5、第三弹性板；6、吊钩；7、腰板；8、主架体；9、托架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合参见图1至图2所示，从图中可以看出，本实施例的自适应背负系统包括主架体8和背带组件，其中，主架体8的底部设置有用于承托背负物的托架9，背带组件包括滑动板3、第一摆件组、第二摆件组和背带，滑动板3可动地连接在主架体8上，且滑动板3在主架体8上具有位于低点的第一位置和位于高点的第二位置。第一摆件组与滑动板3的底端和主架体8的底端均相连，第二摆件组与滑动板3的顶端和主架体8的顶端均相连。背带的第一端与第一摆件组相连，第二端与第二摆件组相连。其中，第一摆件组为弹性组件，第一摆件组具有与第一位置相适配的第一弯折形状和与第二位置相适配的第二弯折形状，并且第一摆件组在处于第一弯折形状和第二弯折形状时均始终与使用者的背部贴合。

本实施例的自适应背负系统，在使用者弯腰或直立时，促使滑动板3在第一位置和第二位置之间进行运动，并通过滑动板3带动第一摆件组在第一弯折形状和第二弯折形状之间进行变换，使得第一摆件组始终紧贴使用者背部，减轻了自适应背负系统在使用者弯腰时对使用者产生的压迫，提高了自适应背负系统的舒适度和稳定性。

本实施例中的第一摆件组，包括第一弹性板1和第二弹性板2和腰板7。其中，第一弹性板1的顶端与滑动板3的底端相连，第一弹性板1的底端为自由端。第二弹性板2的顶端固定连接在主架体8上并位于滑动板3的下方，第二弹性板2的底端和第一弹性板1的底端铰接。腰板7包括连接板和两个护板，连接板连接在第一弹性板1的底端，并位于第一弹性板1的背离主架体8的表面上。两个护板相对设置，并且两个护板的第一端均连接在连接板上，使得连接板位于两个护板之间。连接板和两个护板共同围成了与使用者腰部配合的空间。

第二摆件组具有与第一位置相适配的第三弯折形状和与第二位置相适配的第四弯折形状。第二摆件组的结构与第一摆件组的结构类似，第二摆件组包括第三弹性板5和推板4。其中，第三弹性板5的底端固定连接在主架体8上并位于滑动板3的上方，第三弹性板5的顶端为自由端，推板4的底端铰接在滑动板3的顶端，推板4的顶端与第三弹性板5的顶端铰接。

优选地，第三弹性板5上连接有两个吊钩6，前述的肩带为两条，肩带的顶端连接在相应的吊钩6上，肩带的底端连接在相应的护板上。

本实施例中的滑动板3、第一摆件组和第二摆件组形成一个联动结构，当使用者正常站立时，滑动板3在主架体8上的位置最低，并位于第一位置。相应地，第一摆件组处于第一弯折状态，第一弹性板1呈弧状，并且第一弹性板1的开口朝向主架体8，以使第一弹性板1的弧线与使用者的背部弧形一致并贴合在使用者的背部。第二弹性板2呈直板状，并且第二弹性板2的第二端抵压在托架9上。第二摆杆组处于第三弯折状态，第三弹性板5呈弧状，且第三弹性板5的开口背离主架体8，以使第三弹性板5的形状和使用者的肩部形状相适配，并贴合在使用者的肩部。如图3至图11所示，当使用者进行弯腰动作时，使用者的背部会由S形变为I形并最终变为C形。当使用者的背部由S形变为I形时，使用者背部会对呈弧形的第一弹性板1施加向主架体8一侧的力，使第一弹性板1由弧形板向直板转化。由于第一弹性板1和第二弹性板2的底端被托架9阻挡，第一弹性板1在变形时只有顶端发生向上的运动直至和第二弹性板2贴合，第一弹性板1的顶端在运动的同时带动与其相连的滑动板3沿主架体8向上运动。滑动板3的运动又会带动推板4向上运动。两端均铰接的推板4在上升的过程中会对第三弹性板5的顶端施加一个向使用者侧的力，使第三弹性板5向使用者侧弯曲，进而使第三弹性板5始终贴合在使用者的肩部。

当使用者的腰部由I形向C形转变时，使用者的背部会进一步地弯曲，此时在使用者身体的带动下，腰板7会对第一弧形板产生向使用者侧的力矩，在该力矩的引导下，第一弹性板1的底端和第二弹性板2的底端向使用者侧弯曲，并贴合在使用者背部。弯曲后的第一弹性板1和第二弹性板2均呈弧形，并且第一弹性板1和第二弹性板2的开口均背离主架体8。第一弹性板1的顶端在使用者的弯腰过程中会继续沿主架体8向上运动，并带动滑动板3继续向上运动，直至第一摆件组运动到第二弯折形状。当使用者的腰部为最大弯曲的C形时，第一摆件组运动到第二弯折形状，滑动板3在第一弹性板1的带动下运动到第二位置。滑动板3向第二位置的运动过程中会通过推板4带动第三弹性板5发生弯曲，当滑动板3运动到第二位置时，第二摆件组处于第四弯折形状。在由第三弯折形状变化到第四弯折形状的过程中，第三弹性板5始终贴合在使用者肩部，分担使用者的压力。

在整个过程中，第一弹性板1和第三弹性板5始终和使用者的背部或肩部贴合并符合人体的生理弯曲，有效地分担了压力，提高了背负的稳定性。本实施例的自适应背负系统可弯曲幅度较现有技术中的自适应背负系统有较大的提升，可以更大限度地满足使用者的需求，而第一弹性板1和第三弹性板5始终与使用者贴合的设计会对使用者的肩部和腰部起到一定程度的支撑和辅助作用，从而减轻使用者在背负呼吸器时对腰部产生的负担，对腰部起到保护的作用，提高工作效率。

使用者在由弯腰过程变为直立过程时，自适应背负系统发生的运动为上述运动的逆过程，在此不再赘述。

本实施例中的主架体8，采用双立柱相对设置的结构，采用这种结构，可将滑动板3、第二弹性板2、部分的第三弹性板5设置在两个立柱之间，节省自适应背负系统的所占据的空间。优选地，在滑动板3上、第二弹性板2上、第三弹性板5上设置有套设在立柱外侧的套管。其中，滑动板3通过套管与立柱滑动相连，第二弹性板2和第三弹性板5通过套管与立柱固定相连。同时，为提高安全性，两个立柱的顶端通过连接杆相连。

本实施例中的托架9设置在主架体8的底端，除了对第一弹性板1和第二弹性板2进行阻挡外，托架9主要起到承托连接在自适应背负系统上的背负物的作用。背负物的上端通过连接部件连接在主架体8上，并且背负物的顶端抵顶在托架9的表面上，这样的设置可以使得背负物牢固地固定在主架体8上。托架9通过与连接在主架体8的不同的连接部件配合，可使托架9上承托有多样的背负物，扩大了自适应背负系统的使用范围，提高了自适应背负系统的通用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自适应背负系统，其特征在于，包括：主架体(8)，所述主架体(8)的底部设置有用于承托背负物的托架(9)；

背带组件，与所述主架体(8)相连，所述背带组件包括：

滑动板(3)，可动地连接在所述主架体(8)上，所述滑动板(3)在所述主架体(8)上具有位于低点的第一位置和位于高点的第二位置；

第一摆件组，连接在所述滑动板(3)的底端和所述主架体(8)的底端；

第二摆件组，连接在所述滑动板(3)的顶端和所述主架体(8)的顶端；

背带，所述背带的第一端与所述第一摆件组相连，所述背带的第二端与所述第二摆件组相连，

其中，所述第一摆件组为弹性组件，所述第一摆件组具有与所述第一位置相适配的第一弯折形状和与所述第二位置相适配的第二弯折形状，所述第一摆件组在处于所述第一弯折形状和所述第二弯折形状时均与使用者的背部贴合。

2.根据权利要求1所述的一种自适应背负系统，其特征在于，所述第一摆件组包括：

第一弹性板(1)，所述第一弹性板(1)的顶端与所述滑动板(3)的底端相连，所述第一弹性板(1)的底端为自由端；

第二弹性板(2)，所述第二弹性板(2)的顶端与所述主架体(8)固定相连，所述第二弹性板(2)的底端与所述第一弹性板(1)的底端铰接，

所述第一摆件组处于第一弯折形状时，所述第一弹性板(1)呈弧板状，所述第一弹性板(1)的开口朝向所述主架体(8)，所述第二弹性板(2)呈直板状，所述第二弹性板(2)的第二端抵顶在所述托架(9)的表面处；

所述第一摆件组处于第二弯折形状时，所述第一弹性板(1)呈弧板状，所述第一弹性板(1)的开口背离所述主架体(8)，所述第二弹性板(2)呈弧板状，并与所述第一弹性板(1)贴合。

3.根据权利要求2所述的一种自适应背负系统，其特征在于，所述第一摆件组还包括腰板(7)，所述腰板(7)连接在所述第一弹性板(1)背离所述主架体(8)的表面上，并位于所述第一弹性板(1)的底端，所述背带的第一端连接在所述腰板(7)上。

4.根据权利要求3所述的一种自适应背负系统，其特征在于，所述腰板(7)包括连接板和两个护板，所述连接板连接在所述第一弹性板(1)上，所述护板为弧形板，两个所述护板相对设置且两个所述护板的第一端均连接在所述连接板上，两个所述护板的第二端相对设置，所述连接板和两个所述护板围成与使用者腰部相适配的空间。

5.根据权利要求1所述的一种自适应背负系统，其特征在于，所述第二摆件组为弹性组件，所述第二摆件组具有与所述第一位置相适配的第三弯折形状和与所述第二位置相适配的第四弯折形状，所述第二摆件组在处于所述第三弯折形状和第四弯折形状时均与使用者的肩部贴合。

6.根据权利要求5所述的一种自适应背负系统，其特征在于，所述第二摆件组包括：

第三弹性板(5)，所述第三弹性板(5)的底端与所述主架体(8)固定相连并位于所述滑动板(3)的顶端，所述第三弹性板(5)的顶端形成自由端；

推板(4)，所述推板(4)的底端与所述滑动板(3)的顶端铰接，所述推板(4)的顶端与所述第三弹性板(5)的顶端铰接，

所述第二摆件组处于第三弯折形状和第四弯折形状时，所述第三弹性板(5)均呈弧板状且所述第三弹性板(5)的开口背离所述主架体(8)。

7.根据权利要求6所述的一种自适应背负系统，其特征在于，所述第三弹性板(5)的顶部连接有吊钩(6)，所述背带的第二端连与所述吊钩(6)相连。

8.根据权利要求1所述的一种自适应背负系统，其特征在于，所述主架体(8)包括两个相对设置的立柱，所述滑动板(3)位于两个所述立柱之间，所述滑动板(3)的两侧均设置有套管，所述套管套设在所述立柱外侧并可沿所述立柱滑动。

9.根据权利要求8所述的一种自适应背负系统，其特征在于，所述两个立柱的顶部通过连接杆相连。