CN107588312B - 一种背包载荷减负装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背包载荷减负装置，包括背部镂空的背包、与所述背包四周相连接形成封闭空间的背板、肩带，所述的肩带下端背板，上端穿过背板与设置在所述背板内侧的弹簧阻尼机构相连接，所述弹簧阻尼机构在人体在负重走动时，使背包重物的振动与人体振动存在相位差而减少人体躯干承受的重物压力。本发明巧妙利用人体背负重物的重物作为阻尼质量，构成弹簧阻尼系统，利用该弹簧阻尼系统的固有频率与人体步行振动频率差异，使得重物的振动与人体振动产生一定的相位差，实现减负的目的；结构紧凑，体积小、重量轻，方便加工制造，成本低廉，特别适合在野外作业时背负大量装备，有效缓解了需要背负大量重物和人体体力有限的矛盾。

Description

一种背包载荷减负装置

技术领域

本发明涉及人体穿戴设备领域，具体涉及一种有效减轻人体背负重物时人体躯干所受压力的装置。

背景技术

随着国防的现代化和科研的需求，士兵、科考人员等在野外作业都需要随身携带多种设备，例如：一系列电子设备，蓄电池等。繁重的设备让士兵、科考人员的体力面临着严峻的考验，不利于作业的顺利进行。因此，寻找一种能够减轻设备重物背负者负担的装置是十分有必要和有意义的。根据网络查新，目前还没有与本发明类似的方法或者装置用于减轻人体背负重物时人体躯干所受的压力。

发明内容

为解决上述问题，提出了一种背包载荷减负装置，利用阻尼质量与人体躯干振动时两者频率及相位的差异，实现减负的目的。分析表明本捕获装置可有效减轻人体背负重物步行所受到的重物压力，该机构特别适合在野外作业用于背负大量的重物，提高作业的效率，减轻野外作业人员的负担。

本发明采用如下技术方案实现：

一种背包载荷减负装置，包括背部镂空的背包、与所述背包四周相连接形成封闭空间的背板、肩带，所述的肩带下端连接背板，上端穿过背板与设置在所述背板内侧的弹簧阻尼机构相连接，所述弹簧阻尼机构在人体在负重走动时，使背包重物的振动与人体振动存在相位差而减少人体躯干承受的重物压力。

本方案利用重物与弹簧阻尼机构组成的弹簧阻尼系统的固有频率与人体步行振动频率的差异，减缓背包重物施加在人体躯干的压力，从而达到减负的目的。人体步行时，人通过穿戴肩带背负整个装置运动时，重物与弹簧阻尼机构组成振荡系统，并随着人体躯干的活动而上下运动。当由重物和弹簧阻尼机构固有频率与人体走动频率的频率比达到既定数值后，人体躯干受到的重物压力将会大大减少，从而减轻人体背负重物的负担。

进一步地，所述的弹簧阻尼机构包括两组设置在所述背板内侧的弹簧阻尼组件，每组弹簧阻尼组件均包括有弹簧拉绳、滚轮和弹簧拉绳夹板，所述的滚轮和弹簧拉绳夹板由上至下竖直设置在所述背板内侧，所述弹簧拉绳上端与对应的肩带固定连接，下端绕过滚轮后固定在弹簧拉绳夹板上。滚轮具有低摩擦系数及滚动阻力矩，减小系统的阻尼，提高装置的减负性能。

进一步地，所述的滚轮和弹簧拉绳夹板之间还设置有至少一个与滚轮和弹簧拉绳夹板在同一竖直直线上的导线梳，所述的弹簧拉绳从导线梳中穿过。

进一步地，所述的导线梳上设置有若干与所述弹簧拉绳的数量和宽度相匹配的导向槽，组成弹簧拉绳伸缩的走线通道，减少弹簧拉绳在工作时的摆动，提高机构的可靠性。

进一步地，所述的弹簧拉绳的上端通过肩带夹板与肩带固定连接，便于安装、拆卸和调整位置。

进一步地，两组所述的弹簧阻尼组件关于背板中心线中心对称安装，使负荷均匀分布在双肩上。

进一步地，所述的背包四周通过缝制、铆接或拉链与背板相连接形成封闭空间。

进一步地，所述的背板上设置有若干透气孔。

进一步地，所述的滚轮与弹簧拉绳的接触部材料为工程塑料，光滑、耐磨，可减小系统的阻尼，提高装置的减负性能。

本发明通过设置弹簧阻尼机构，使得由背包重物和弹簧拉绳组成的弹簧阻尼系统的固有频率与人体走动的频率有所差异，使得人体在负重走动时，背包重物的振动与人体振动存在相位差，从而使得人体躯干承受的重物压力大大减少；结构紧凑、体积小、重量轻，方便加工制造，成本低廉，特别适合在野外作业时背负大量装备，有效缓解了需要背负大量重物和人体体力有限的矛盾。

附图说明

图1是本发明实施例的爆炸结构示意图。

图2是本发明实施例的立体示意图。

图中：1-肩带；2-肩带夹板；3-弹簧拉绳；4-滚轮；5-导线梳；6-背板；7-弹簧拉绳夹板；8-背包。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。

如图1和图2所示，一种背包载荷减负装置，包括背部镂空的背包8、与所述背包8四周相连接形成封闭空间的背板6、肩带1，所述的肩带1下端连接背板6，上端穿过背板6与设置在所述背板6内侧的弹簧阻尼系统相连接，所述弹簧阻尼系统在人体在负重走动时，使背包重物的振动与人体振动存在相位差而减少人体躯干承受的重物压力。

本实施例提供的背包载荷减负装置利用该弹簧阻尼系统的固有频率与人体步行振动频率的差异，减缓背包重物施加在人体躯干的压力，从而达到减负的目的。人体步行时，人通过穿戴肩带背负整个装置运动时，重物与弹簧阻尼机构组成振荡系统，并随着人体躯干的活动而上下运动。当由重物和弹簧阻尼机构固有频率与人体走动频率的频率比达到既定数值后，人体躯干受到的重物压力将会大大减少，从而减轻人体背负重物的负担。

具体而言，所述的弹簧阻尼机构包括两组设置在所述背板6内侧的弹簧阻尼组件，每组弹簧阻尼组件均包括有弹簧拉绳3、滚轮4和弹簧拉绳夹板7，所述的滚轮4和弹簧拉绳夹板7由上至下竖直设置在所述背板6内侧，所述弹簧拉绳3上端与对应的肩带1固定连接，下端绕过滚轮4后固定在弹簧拉绳夹板7上。所述的滚轮4与弹簧拉绳3的接触部材料为工程塑料，具有低摩擦系数及滚动阻力矩，减小系统的阻尼，提高装置的减负性能。

具体而言，所述的滚轮4和弹簧拉绳夹板7之间还设置有三个与滚轮4和弹簧拉绳夹板7在同一竖直直线上的导线梳5，所述的弹簧拉绳3从导线梳5中穿过。所述的导线梳5上设置有若干与所述弹簧拉绳3的数量和宽度相匹配的导向槽，组成弹簧拉绳伸缩的走线通道，减少弹簧拉绳在工作时的摆动，提高机构的可靠性。

另外，所述的弹簧拉绳3的上端通过肩带夹板2与肩带1固定连接，便于安装、拆卸和调整位置。

两组所述的弹簧阻尼组件关于背板中心线中心对称安装，使负荷均匀分布在双肩上。

所述背包8与背板6相接触的一面是镂空的，所述的背包8四周通过缝制、铆接或拉链与背板6相连接形成封闭空间。对机械结构进行包覆，使得整个减负装置形成封闭的结构。

同时，所述的背板6上设置有若干透气孔，利于对背负者长时间背负时进行背部散热、透气。

当背包装载重物后，与弹簧拉绳构成了阻尼质量振荡系统。当人步行时，由于人的步行基本属于倒置的单摆形式，肩部在竖直方向上具有可观的位移，该上下的直线运动相当于由背包中的重物、弹簧拉绳构成了阻尼质量振荡系统的位移输入，从而引起阻尼质量的振动。当人体步行的频率与阻尼质量振荡系统的固有频率的频率比到达一定数值时，重物作用于人体的压力将会大大减小。

本发明巧妙利用人体背负重物的重物作为阻尼质量，构成弹簧阻尼系统，使得人体在负重走动时，利用该弹簧阻尼系统的固有频率与人体步行振动频率差异，使得重物的振动与人体振动产生一定的相位差，从而使得人体躯干承受的重物压力大大减少，实现减负的目的。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种背包载荷减负装置，其特征在于：包括背部镂空的背包(8)、与所述背包(8)四周相连接形成封闭空间的背板(6)、肩带(1)，所述的肩带(1)下端连接背板(6)，上端穿过背板(6)与设置在所述背板(6)内侧的弹簧阻尼机构相连接，所述弹簧阻尼机构在人体在负重走动时，使背包重物的振动与人体振动存在相位差而减少人体躯干承受的重物压力；所述的弹簧阻尼机构包括两组设置在所述背板(6)内侧的弹簧阻尼组件，每组弹簧阻尼组件均包括有弹簧拉绳(3)、滚轮(4)和弹簧拉绳夹板(7)，所述的滚轮(4)和弹簧拉绳夹板(7)由上至下竖直设置在所述背板(6)内侧，所述弹簧拉绳(3)上端与对应的肩带(1)固定连接，下端绕过滚轮(4)后固定在弹簧拉绳夹板(7)上；所述的滚轮(4)和弹簧拉绳夹板(7)之间还设置有至少一个与滚轮(4)和弹簧拉绳夹板(7)在同一竖直直线上的导线梳(5)，所述的弹簧拉绳(3)从导线梳(5)中穿过；所述的导线梳(5)上设置有若干与所述弹簧拉绳(3)的数量和宽度相匹配的导向槽；所述的弹簧拉绳(3)的上端通过肩带夹板(2)与肩带(1)固定连接；两组所述的弹簧阻尼组件关于背板中心线中心对称安装；所述的背包(8)四周通过缝制、铆接或拉链与背板(6)相连接形成封闭空间。

2.根据权利要求1所述的背包载荷减负装置，其特征在于：所述的背板(6)上设置有若干透气孔。

3.根据权利要求1所述的背包载荷减负装置，其特征在于：所述的滚轮(4)与弹簧拉绳(3)的接触部材料为工程塑料。