CN107616617A - 一种可调节的背包负重减负装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节的背包负重减负装置，包括背包、背板、连接在所述背板外侧的肩带，所述背板内侧安装有可调式弹簧阻尼减负装置，所述背包与所述可调式弹簧阻尼减负装置相连接，所述可调式弹簧阻尼减负装置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。本发明利用可调式弹簧阻尼减负装置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；有效减轻人体背负重物步行所受到的重物压力，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

一种可调节的背包负重减负装置

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可调节的背包负重减负装置。

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，提出了一种可调节的背包负重减负装置，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。

本发明通过以下技术方案实现：

一种可调节的背包负重减负装置，包括背包、背板、连接在所述背板外侧的肩带，所述背板内侧安装有可调式弹簧阻尼减负装置，所述背包与所述可调式弹簧阻尼减负装置相连接，所述可调式弹簧阻尼减负装置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。

本方案利用重物与可调式弹簧阻尼减负装置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，装有重物的背包与弹簧拉绳组成振荡系统并随着人体躯干的活动而沿着导轨做低摩擦的上下运动。当由重物和可调式弹簧阻尼减负装置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，所述的可调式弹簧阻尼减负装置包括上安装梁、下安装梁、两根导轨、H型连接架、若干弹簧拉绳，所述上安装梁和下安装梁上下平行地设置在所述背板内侧面，两根导轨对称地竖直安装在上安装梁和下安装梁之间；所述H型连接架左右两侧分别与两根导轨滑动连接，所述H型连接架中部通过弹簧拉绳与上安装梁相连接。各部分在空间上竖直平行安装，使得整个装置结构紧凑，占用空间少。同时，弹簧拉绳工作长度可调节，以满足弹簧阻尼的频率调节。

进一步地，所述的H型连接架中部的横梁上沿长度方向均匀地设置有若干弹簧拉绳安装梳。

进一步地，所述H型连接架的四角对称地设置有与所述导轨滑动配合的直线轴承，大大减少与导轨之间的摩擦力。

进一步地，所述的H型连接架的左右两侧设置有用于连接背包的背包夹持座，实现与背包的快速连接。

进一步地，所述的弹簧拉绳安装梳上设置有限制所述弹簧拉绳摆动的导向槽。

进一步地，所述肩带的两端通过设置在背板内侧的肩带固定夹固定在背板上。

进一步地，所述上安装梁中间沿长度方向对称分布有两排圆孔，一排用于固定弹簧拉绳，另一排为弹簧拉绳伸出孔，所述弹簧拉绳穿过伸出孔后与弹簧拉绳安装梳相连接。

进一步地，所述弹簧拉绳安装梳的各个安装工位都与上安装梁上对应的所述弹簧拉绳伸出孔上下对齐，以便对弹簧拉绳进行夹持并保持各弹簧拉绳相互竖直平行。

进一步地，所述的背板上设置两对竖直对称的肩带安装槽及上用于连接上安装梁、下安装梁的安装孔；所述的上安装梁、下安装梁上均设置有与背板连接的安装接口。

相比现有技术，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；可有效减轻人体背负重物步行所受到的重物压力，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是本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例的可调式弹簧阻尼减负装置结构示意图。

1-弹簧拉绳；2-上安装梁；3-直线轴承；4-肩带；5-导轨；6-H型连接架；7-弹簧拉绳安装梳；8-背包夹持座；9-背板；10-下安装梁；11-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，一种可调节的背包负重减负装置，包括背包11、背板9、连接在所述背板9外侧的肩带4，所述肩带4的两端通过设置在背板9内侧的肩带固定夹固定在背板9上。所述背板9内侧安装有可调式弹簧阻尼减负装置，所述背包11与所述可调式弹簧阻尼减负装置相连接，所述可调式弹簧阻尼减负装置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。

本实施例利用重物与可调式弹簧阻尼减负装置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，装有重物的背包与弹簧拉绳组成振荡系统并随着人体躯干的活动而沿着导轨做低摩擦的上下运动。当由重物和可调式弹簧阻尼减负装置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。

如图2所示，所述的可调式弹簧阻尼减负装置包括上安装梁2、下安装梁10、两根导轨10、H型连接架6、若干弹簧拉绳1，所述上安装梁2和下安装梁10上下平行地设置在所述背板9内侧面，所述的背板9上设置两对竖直对称的肩带安装槽及上用于连接上安装梁2、下安装梁10的安装孔；所述的上安装梁2、下安装梁10上均设置有与背板9连接的安装接口。两根导轨5对称地竖直安装在上安装梁2和下安装梁10之间；所述H型连接架6左右两侧分别与两根导轨5滑动连接，所述H型连接架6中部通过弹簧拉绳1与上安装梁2相连接。各部分在空间上竖直平行安装，使得整个装置结构紧凑，占用空间少。

具体而言，所述的H型连接架中部的横梁上沿长度方向均匀地设置有若干弹簧拉绳安装梳7。所述H型连接架的四角对称地设置有与所述导轨5滑动配合的直线轴承3。

具体而言，所述的H型连接架的左右两侧还设置有用于连接背包11的背包夹持座8，可方便的与背包11上对应设置的连接部件实现连接和拆卸。由此，背包中的重物、H型连接架6和弹簧拉绳1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、H型连接架6和弹簧拉绳1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。

具体而言，所述的弹簧拉绳安装梳7上设置有限制所述弹簧拉绳4摆动的导向槽。

另外，所述上安装梁2中间沿长度方向对称分布有两排圆孔，一排用于固定弹簧拉绳1，另一排为弹簧拉绳伸出孔，所述弹簧拉绳穿过伸出孔后与弹簧拉绳安装梳7相连接。所述弹簧拉绳安装梳7的各个安装工位都与上安装梁2上对应的所述弹簧拉绳伸出孔上下对齐，以便对弹簧拉绳进行夹持并保持各弹簧拉绳相互竖直平行。

可见，所述的若干条弹簧拉绳4竖直平行地连接在上安装梁2和H型连接架6的弹簧拉绳安装梳7之间，相互平行且间隔均匀，H型连接架6则能够沿所述导轨5上下往复移动，从而使与H型连接架6连接的背包11形成阻尼质量的振动。

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、H型连接架6和弹簧拉绳1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。

本实施例利用一种特殊滑轨机构将人所背负的重物转换为阻尼振荡质量，并和弹簧拉绳1构成一个拥有低固有频率的弹簧阻尼系统。利用该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。上述机构由背板9、上安装梁2、下安装梁10、导轨5和H型连接架6依次平行安装而成，组成一个紧凑的平板型机构。

所述的背板具有两对竖直对阵的肩带安装槽及上、下安装梁的安装孔。通过肩带安装槽，可以配合肩带固定夹将两根肩带对称安装在背板上，供给人体穿戴。通过上、下梁安装孔，可以将背板与上、下安装梁进行固接。

所述的导轨5为竖直对称安装在上、下安装梁两端。四个直线轴承3分为两对，两两对称地安装在导轨5中，为H型连接架6提供安装接口。

上述机构中的弹簧阻尼系统，利用弹簧阻尼系统固有频率与人体走动频率的差异，当由重物、导轨和弹簧拉绳组成弹簧阻尼系统固有频率与人体走动频率的频率比达到既定数值后，大大减小重物施加到人体躯干的压力，达到减负的目的。

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 (10)

1.一种可调节的背包负重减负装置，其特征在于：包括背包(11)、背板(9)、连接在所述背板(9)外侧的肩带(4)，所述背板(9)内侧安装有可调式弹簧阻尼减负装置，所述背包(11)与所述可调式弹簧阻尼减负装置相连接，所述可调式弹簧阻尼减负装置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。

2.根据权利要求1所述的可调节的背包负重减负装置，其特征在于：所述的可调式弹簧阻尼减负装置包括上安装梁(2)、下安装梁(10)、两根导轨(5)、H型连接架(6)、若干弹簧拉绳(1)，所述上安装梁(2)和下安装梁(10)上下平行地设置在所述背板(9)内侧面，两根导轨(10)对称地竖直安装在上安装梁(2)和下安装梁(12)之间；所述H型连接架(6)左右两侧分别与两根导轨(10)滑动连接，所述H型连接架(6)中部通过弹簧拉绳(1)与上安装梁(2)相连接。

3.根据权利要求2所述的可调节的背包负重减负装置，其特征在于：所述的H型连接架中部的横梁上沿长度方向均匀地设置有若干弹簧拉绳安装梳(7)。

4.根据权利要求2所述的可调节的背包负重减负装置，其特征在于：所述H型连接架的四角对称地设置有与所述导轨(5)滑动配合的直线轴承(3)。

5.根据权利要求2所述的可调节的背包负重减负装置，其特征在于：所述的H型连接架的左右两侧设置有用于连接背包(11)的背包夹持座(8)。

6.根据权利要求3所述的可调节的背包负重减负装置，其特征在于：所述的弹簧拉绳安装梳(7)上设置有限制所述弹簧拉绳(4)摆动的导向槽。

7.根据权利要求1所述的可调节的背包负重减负装置，其特征在于：所述肩带(1)的两端通过设置在背板(9)内侧的肩带固定夹固定在背板(9)上。

8.根据权利要求2所述的可调节的背包负重减负装置，其特征在于：所述上安装梁(2)中间沿长度方向对称分布有两排圆孔，一排用于固定弹簧拉绳(1)，另一排为弹簧拉绳伸出孔，所述弹簧拉绳穿过伸出孔后与弹簧拉绳安装梳(7)相连接。

9.根据权利要求8所述的可调节的背包负重减负装置，其特征在于：所述弹簧拉绳安装梳7的各个安装工位都与上安装梁2上对应的所述弹簧拉绳伸出孔上下对齐，以便对弹簧拉绳进行夹持。

10.根据权利要求2所述的可调节的背包负重减负装置，其特征在于：所述的背板(9)上设置两对竖直对称的肩带安装槽及上用于连接上安装梁(2)、下安装梁(10)的安装孔；所述的上安装梁(2)、下安装梁(10)上均设置有与背板(9)连接的安装接口。