CN105795689A - 背包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背包，包括背包主体外层、背包带、滑动支架单元和背包主体内层；其中，所述滑动支架单元设置在背包主体外层和背包主体内层之间，滑动支架单元固定在背包主体外层的底部，背包主体内层的底部固定在滑动支架单元上；所述背包主体外层与背包带缝纫连接。本发明通过在重物负载与主框架之间设置弹性的弹簧连接，可以改善重物与人体的交互情况，减轻在人走路时重物对人体的冲击。可以根据计算调整重物和弹簧刚度匹配时，可以减轻人携带重物的能量消耗。采用弹簧相比以往的海绵材料的简易设计更具有参数可控性，可以更精确的根据需要选用适当的弹簧。

Description

背包

技术领域

本发明涉及一种背包，尤其涉及能使负载与人柔性接触，减小冲击的背包。

背景技术

背包在人们的生活中使用非常普遍，学生、上班族、旅行者等需要携带一些如办公用品、书籍、笔记本电脑、食物等物品。当物品很多时，重量也就显著增加了。这时候背着背包走路久了就会感觉到非常劳累，双肩因为一直受力而酸痛。

从生物力学方面的研究可以知道，人在走路时，由于腿的交替摆动、支撑，人的上身并非按照物理学上的匀速运动向前运动。人体的运动类似一个倒立摆，在竖直方向上有波动，水平方向的运动速度也伴随在双腿的着地离地而波动。

通常使用的背包一般包括一个两条带子将包固定在人的背上，重物放在背包中。当人走起来后，背包也就与人的运动完全一致，有前后和上下的波动，不停的加速减速，因此人与背包之间的会有一个周期性变化的相互作用力。

以前的研究和设计中，一般只关注了背包对人的竖直方向的力，有一些减弱肩膀压力的专利如“省力背包架”(CN200983943Y),“一种省力保健背包”(CN202335506U)等。但很少会从力学角度考虑人和背包在水平前进方向的交互。

常见的背包会在背包与人的后背接触的地方设置一些海绵类的弹性物体，以期减弱人与背包的作用力，让人体更舒服一些。但是由于这种方法只能在一定程度上削弱作用力，背包携带的重物仍然会有前后方向的速度波动，效果不明显。

发明内容

为了改善人与背包的相互作用，减轻背包对人的冲击，并尽量降低人携带背包的能量消耗，本发明提出一种背包，通过弹性装置，利用隔震原理，更符合人机工程学。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种背包，包括背包主体外层、背包带、滑动支架单元和背包主体内层；其中，所述滑动支架单元设置在背包主体外层和背包主体内层之间，滑动支架单元固定在背包主体外层的底部，背包主体内层的底部固定在滑动支架单元上；所述背包主体外层与背包带缝纫连接。

进一步地，所述滑动支架单元包括主框架、左滑动导轨、弹簧导轨、右滑动导轨、右滑块、弹簧挡块、支撑板、弹性体、左滑块；其中，所述主框架固定在背包主体外层底部；所述弹簧导轨的两端固定在主框架上，所述弹簧挡块活动套装在弹簧导轨上；弹性体的一端与弹簧挡块相连，另一端与主框架相连；所述左滑动导轨和右滑动导轨均固定在主框架上；所述左滑动导轨上活动套装左滑块，所述右滑动导轨上活动套装右滑块；所述弹簧导轨、左滑动导轨和右滑动导轨所在的轴向相互平行；所述左滑块和右滑块以及弹簧挡块均固定在支撑板上；所述背包主体内层的底部固定在支撑板上。

进一步地，所述弹性体为弹簧；弹簧活动套装在弹簧导轨上；弹簧的一端与弹簧挡块相连，另一端与主框架相连。

进一步地，所述左滑动导轨设置在弹簧导轨的左边，所述右滑动导轨设置在弹簧导轨的右边。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在重物负载与主框架之间设置弹性的弹簧连接，可以改善重物与人体的交互情况，减轻在人走路时重物对人体的冲击。可以根据计算调整重物和弹簧刚度匹配时，可以减轻人携带重物的能量消耗。采用弹簧相比以往的海绵材料的简易设计更具有参数可控性，可以更精确的根据需要选用适当的弹簧。

附图说明

图1是本发明的背包的整体示意图；

图2是本发明的背包的爆炸分解示意图；

图3为本发明的背包的滑动支架单元的示意图；

图中，背包本体外层1、背包带2、滑动支架单元3、背包主体内层4、主框架5、左滑动导轨6、弹簧导轨7、右滑动导轨8、右滑块9、弹簧挡块10、支撑板11、弹簧12、左滑块13。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细地说明。

本发明所述的背包如图1所示，主要包括图2中所示的背包主体外层1、背包带2、滑动支架单元3以及背包主体内层4；滑动支架单元3设置在背包主体外层1和背包主体内层4之间，滑动支架单元3固定在背包主体外层1的底部，同时背包主体内层4的底部固定在滑动支架单元3上；所述背包主体外层1与背包带2缝纫连接。

图3所示，滑动支架单元3包括主框架5、左滑动导轨6、弹簧导轨7、右滑动导轨8、右滑块9、弹簧挡块10、支撑板11、弹簧12、左滑块13；其中，所述主框架5被固定在背包主体外层1底部；所述弹簧导轨7的两端固定在主框架5上，所述弹簧挡块10和弹簧12均活动套装在弹簧导轨7上，弹簧12的一端与弹簧挡块10相连，另一端与主框架5相连；所述左滑动导轨6和右滑动导轨8的两端均固定在主框架5上；所述左滑动导轨6设置在弹簧导轨7的左边，所述右滑动导轨8设置在弹簧导轨7的右边；所述左滑动导轨6上活动套装左滑块9，所述右滑动导轨8上活动套装右滑块13；所述弹簧导轨7、左滑动导轨6和右滑动导轨8所在的轴向相互平行；所述左滑块9和右滑块13以及弹簧挡块10均固定在支撑板11上。所述背包主体内层4的底部固定在支撑板11上，放置在背包主体内层4内的重物跟随支撑板11一起运动。

本发明的工作过程及原理如下：

使用者通过背包带2将背包背在后背上，拉紧背包带，背包主体外层1以及固定在其上的滑动支架单元3就与使用者固定在一起，需要携带的物品相当于负载放在背包主体内层4中。当使用者走路时，身体的向前的速度会有一定程度的波动，也就会导致背包主体外层1和滑动支架单元3的向前的运动速度波动。这时主框架5就会频繁的加速减速，从而导致弹簧12固定在主框架5上的一段被频繁的拉伸放松。弹簧12的另一端固定在弹簧挡块10上，而弹簧挡块10固定在支撑板11上，背包主体内层4以及使用者放在里面的物品固定在支撑板11上，因此也就等效于负载部分固定在弹簧挡块10上。根据机械振动学的理论知识，支撑板11和背包主体内层4会和负载一起在人体运动的激励下产生振动，而振动的幅值和相位与弹簧系数和负载质量有关，调整合适的走路速度以及弹簧系数可以降低人与负载运动的耦合程度，在一定程度上可以减轻行走过程中的冲击并降低所需要的能量消耗。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (4)

1.一种背包，其特征在于，包括背包主体外层(1)、背包带(2)、滑动支架单元(3)和背包主体内层(4)；其中，所述滑动支架单元(3)设置在背包主体外层(1)和背包主体内层(4)之间，滑动支架单元(3)固定在背包主体外层(1)的底部，背包主体内层(4)的底部固定在滑动支架单元(3)上；所述背包主体外层(1)与背包带(2)缝纫连接。

2.根据权利要求1所述的背包，其特征在于，所述滑动支架单元(3)包括主框架(5)、左滑动导轨(6)、弹簧导轨(7)、右滑动导轨(8)、右滑块(9)、弹簧挡块(10)、支撑板(11)、弹性体、左滑块(13)；其中，所述主框架(5)固定在背包主体外层(1)底部；所述弹簧导轨(7)的两端固定在主框架(5)上，所述弹簧挡块(10)活动套装在弹簧导轨(7)上；弹性体的一端与弹簧挡块(10)相连，另一端与主框架(5)相连；所述左滑动导轨(6)和右滑动导轨(8)均固定在主框架(5)上；所述左滑动导轨(6)上活动套装左滑块(9)，所述右滑动导轨(8)上活动套装右滑块(13)；所述弹簧导轨(7)、左滑动导轨(6)和右滑动导轨(8)所在的轴向相互平行；所述左滑块(9)和右滑块(13)以及弹簧挡块(10)均固定在支撑板(11)上；所述背包主体内层(4)的底部固定在支撑板(11)上。

3.根据权利要求2所述的背包，其特征在于，所述弹性体为弹簧(12)；弹簧(12)活动套装在弹簧导轨(7)上；弹簧(12)的一端与弹簧挡块(10)相连，另一端与主框架(5)相连。

4.根据权利要求2或3所述的背包，其特征在于，所述左滑动导轨(6)设置在弹簧导轨(7)的左边，所述右滑动导轨(8)设置在弹簧导轨(7)的右边。