CN110786621B - 带有发电装置的负重可调式悬浮背囊 - Google Patents

Abstract

一种背囊领域的带有发电装置的负重可调节式悬浮背囊，包括背囊、背囊框架、背负系统、背负系统框架、发电系统；背囊与背囊框架固定在一起组成运动系统；背负系统与背负系统框架固定在一起组成静止系统；背囊框架上带有负重调节系统和悬浮控制系统，负重调节系统可以根据背囊内部的重量对背囊位置进行调节；背囊框架上带有滑轮轨道，背负系统框架上带有滑轮组，背负系统框架上的滑轮组布置在所述背囊框架的滑轮轨道内；通过悬浮控制系统，背囊与所述背囊框架可以一起沿背负系统框架上下运动。本发明利用了弹性元件缓冲无用的力的原理，使得人在背着背囊活动的时候，垂直方向的无用功就能被抵消大部分；同时，可以利用发电齿条的上下运动发电。

Description

带有发电装置的负重可调式悬浮背囊

技术领域

本发明涉及的是一种背囊技术领域的减重背囊，特别是一种通过滑轮组的带有发电装置的负重可调式悬浮背囊。

背景技术

人在背着背囊走路、奔跑过程中，左右两腿交替离地、弯曲、着地、伸直，带动躯干向前运动，同时为了保证身体平衡，双臂前后摆动，普通的背囊就会随着人体的运动而上下左右摆动，造成人体肩背部的负担；这很大一部分原因是背囊会跟着我们上下晃动，给肩背增添了许多不必要的负担；用物理的角度来说，就是人在垂直方向上都会为了克服重力和摩擦力做了很多无用功消耗了体力。我军士兵在进行长途奔袭时为更好的完成任务，通常做法是用绳将背囊与身体紧紧捆绑固定在一起，来减轻背囊对身体的冲击，但是这样会对士兵背部、颈部、膝盖和脚踝处带来较大的重量压力。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种带有发电装置的负重可调式悬浮背囊，利用外部设备缓冲无用力的原理，在背囊靠背的那一面布置了弹簧滑轮组结构，使得人在背着背囊活动的时候，垂直方向的无用功就能被抵消大部分，可以使身体承受的压力减少80％以上，尤其是在长途奔袭的过程中效果尤为显著，人也就感到轻松了。同时支持重量调节功能，根据负重情况人为调节来达到更广的悬浮效果，使得在比较广的重量范围内悬浮效果显著。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括背囊、背囊框架、背负系统、背负系统框架、发电系统；背囊与背囊框架固定连接在一起，组成运动系统；背负系统与背负系统框架固定连接在一起，组成静止系统；背囊框架上带有负重调节系统和悬浮控制系统；负重调节系统可以根据背囊内部的重量对背囊上下位置进行调节；背囊框架上带有滑轮轨道腔体和弹性部件腔体；背负系统框架上带有滑轮组，滑轮组固定连接在背负系统框架上；背负系统框架上的滑轮组两端的滑轮布置在背囊框架的滑轮轨道腔体内；背囊框架上的悬浮控制系统，一端与负重调节系统相连接，另一端通过拉钩与背负系统框架上的滑轮组相连接；通过悬浮控制系统，背囊与背囊框架可以一起沿背负系统框架上下运动；发电系统包括发电齿条与发电机，发电齿条通过固定杆与背囊框架的上下边框相连接，发电机固定连接在背负系统框架上，发电齿条的齿牙与发电机前端的齿轮相匹配；背囊框架沿背负系统框架上下运动时，发电齿条带动发电机发电。

进一步地，在本发明中，背负系统框架上的滑轮组包括上滑轮组、加强滑轮组和下滑轮组，三个滑轮组分别固定布置在背负系统框架的上部、中部和下部；发电机与加强滑轮组布置在一起。

更进一步地，在本发明中，上滑轮组和下滑轮组均包括深度方向限位滑轮和横向方向限位滑轮，深度方向限位滑轮布置在横向方向限位滑轮的上端。

更进一步地，在本发明中，背囊框架上的负重调节系统为蜗杆滚轮机构，且带有自锁功能。

更进一步地，在本发明中，蜗杆滚轮机构包括一个调节螺栓和三个调节齿轮，三个调节齿轮啮合在一起。

更进一步地，在本发明中，背囊框架上的悬浮控制系统包括弹性部件和钢丝绳，弹性部件布置在背囊框架上的弹性部件腔体内；弹性部件包括第一弹性部件和第二弹性部件，钢丝绳包括第一钢丝绳和第二钢丝绳；第一钢丝绳的一端与负重调节系统相连接，第一钢丝绳的另一端与第一弹性部件的上螺帽相连接；第二钢丝绳的一端与第一弹性部件的下螺帽相连接，第二钢丝绳的另一端绕过背囊框架下部的滚轮后与第二弹性部件的下螺帽相连接，第二弹性部件的上螺帽通过拉钩与背负系统框架的上滑轮组相连接。

更进一步地，在本发明中，弹性部件均为弹簧。

更进一步地，在本发明中，背负系统包括靠背、双肩带、腰托、拉扣，双肩带的一端与靠背的顶部相连接，双肩带的另一端与拉扣相连接，腰托的一端与靠背的下部相连接，腰托的另一端与拉扣相连接。

更进一步地，在本发明中，双肩带为斜拉双肩带，靠背为凹凸形靠背，腰托为掌形腰托，靠背与人体贴合处为网状设计。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果为：本发明设计合理，结构巧妙，背负系统按人体形态设计，与人体零间隙贴合，均分压力，能够让人体的腰部在负重状态下得到更好的保护，同时降低了对人体呼吸功能的限制，减轻了对心肺的压力。本发明利用了弹性元件缓冲无用的力的原理，使得人在背着背囊活动的时候，垂直方向的无用功就能被抵消大部分，可以使身体承受的压力减少80％以上，尤其是在长途奔袭的过程中效果尤为显著，人也就感到轻松了；同时支持重量调节功能，根据负重情况人为调节来达到更广的悬浮效果，使得在比较广的重量范围内悬浮效果显著；同时，背囊框架沿背负系统框架上下运动时，发电齿条可以带动发电机发电。

附图说明

图1为本发明实施例1中背囊的结构示意图；

图2为本发明实施例1中背囊框架的结构示意图；

图3为图2的上部放大图；

图4为图2的中部放大图；

图5为本发明实施例1中背囊框架的两侧框架横截面图；

图6为本发明实施例1中背负系统的结构示意图；

图7为本发明实施例1中背负系统框架的结构示意图；

图8为图7上部放大图；

图9为图7中部放大图；

图10为图7下部放大图；

图11为图10的局部放大图；

图12为本发明实施例1中背囊框架与背负系统框架内部连接结构示意图；

图13为图12上部放大图；

图14为图12中部放大图；

图15为图12下部放大图；

图16为本发明实施例1中背囊框架内部忽略弹性部件后的连接结构示意图；

图17为图16上部放大图；

图18为图16中部放大图；

图19为图16下部放大图；

图20为本发明实施例1中拉钩部分的连接结构示意图；

其中：1、背囊，2、背囊框架，3、螺杆滚轮机构，4、固定杆，5、发电齿条，6、第一弹簧腔体，7、第二弹簧腔体，8、滑轮轨道腔体，9、背负系统，10、背负系统框架，11、上滑轮组，12、加强滑轮组，13、下滑轮组，14、发电机，15、拉钩，16、深度方向限位滑轮，17、横向限位滑轮，18、第一钢丝绳，19、第一弹簧，20、第二弹簧， 21、第一弹簧上螺帽，22、第一弹簧下螺帽，23、第二弹簧上螺帽，24、第二弹簧下螺帽，25、第二钢丝绳，26、滚轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

具体实施例图1至图20所示，本发明包括背囊1、背囊框架2、螺杆滚轮机构3、固定杆4、发电齿条5、第一弹簧腔体6、第二弹簧腔体7、滑轮轨道腔体8、背负系统 9、背负系统框架10、上滑轮组11、加强滑轮组12、下滑轮组13、发电机14、拉钩15、深度方向限位滑轮16、横向限位滑轮17、第一钢丝绳18、第一弹簧19、第二弹簧20、第一弹簧上螺帽21、第一弹簧下螺帽22、第二弹簧上螺帽23、第二弹簧下螺帽24、第二钢丝绳25、滚轮26；背囊1与背囊框架2固定连接在一起，组成运动系统；背负系统9与背负系统框架10固定连接在一起，组成静止系统；背囊框架2上带有负重调节系统和悬浮控制系统；背囊框架2上部布置蜗杆滚轮机构3，蜗杆滚轮机构3为负重调节系统，且带有自锁功能，可以根据背囊1内部的重量对背囊上下位置进行调节；蜗杆滚轮机构3包括一个调节螺栓和三个调节齿轮，三个调节齿轮啮合在一起；背囊框架2 的两侧框架上均带有第一弹簧腔体6、第二弹簧腔体7、滑轮轨道腔体8；在背负系统框架10的上部、中部和下部分别固定布置上滑轮组11、加强滑轮组12和下滑轮组13，上滑轮组11和下滑轮组13两端的滑轮均包括深度方向限位滑轮16和横向方向限位滑轮17，深度方向限位滑轮16布置在横向方向限位滑轮17的上端；加强滑轮组12两端滑轮均为深度方向限位滑轮16；上滑轮组11、加强滑轮组12和下滑轮组13两端的滑轮均布置在背囊框架2上的滑轮轨道腔体8内；悬浮控制系统包括第一钢丝绳18、第一弹簧19、第二弹簧20、第二钢丝绳25，第一弹簧19、第二弹簧20分别布置在第一弹簧腔体6、第二弹簧腔体7内；第一钢丝绳18的一端与螺杆滚轮机构3相连接，第一钢丝绳18的另一端与第一弹簧上螺帽21相连接；第二钢丝绳25的一端与第一弹簧下螺帽22相连接，第二钢丝绳25的另一端绕过背囊框架下部的滚轮26后与第二弹簧下螺帽24相连接，第二弹簧上螺帽23通过拉钩15与上滑轮组11的两端相连接；发电齿条 5通过固定杆4与背囊框架2的上下边框相连接，发电机14与加强滑轮组12一起布置在背负系统框架10的中部，发电齿条5的齿牙与发电机14前端的齿轮相匹配；背囊框架2沿背负系统框架10上下运动时，发电齿条5带动发电机14发电。

在本发明中，背囊1与背囊框架2的连接方式，以及背负系统9与背负系统框架10的连接方式，包括但不限于螺纹、焊接、铆接、销键、拉钩、缝边锁紧等连接方式。

在本发明中，上滑轮组11、加强滑轮组12和下滑轮组13两端的滑轮均布置在背囊框架2上的滑轮轨道腔体8内。当人体运动时，在第一弹簧19、第二弹簧20的作用下，背囊1、背囊框架2一起沿着背负系统框架10上下运动。

在本发明中，第一弹簧腔体6、第二弹簧腔体7、滑轮轨道腔体8、上滑轮组11、加强滑轮组12、下滑轮组13、拉钩15、深度方向限位滑轮16、横向限位滑轮17、第一钢丝绳18、第一弹簧19、第二弹簧20、第一弹簧上螺帽21、第一弹簧下螺帽22、第二弹簧上螺帽23、第二弹簧下螺帽24、第二钢丝绳25、滚轮26均是左右对称布置。

在本发明的实施过程中，运动系统总成含有铝型材拉伸件，为滑轮轨道；静止系统总成含有横向及深度方向定位滑轮组；因运动系统总成随着人体的运动及运动系统内弹簧驱使而作上下(纵向)运动，可视作滑轮轨道在滑轮组上作纵向运动，即出现可视的悬浮效果。同时运动系统总成中蜗杆滚轮机构3，能够支持重量调节功能，即根据一定的负重调整蜗杆手柄，从而达到最佳的悬浮效果，可理解确保在比较广的重量范围内拥有显著的悬浮效果，即减重减压效果好。同时运动系统及固定系统总成中的发电齿条5 与发电机14的前端齿轮相对运动而实现发电功能。发电齿条5支撑柔性/刚性连接。同时运动系统中的弹性元件组带钢丝滚轮结构，实现弹簧的串联，从而等同于减小弹簧刚度，让悬浮效果更显著。运动系统总成含有密封挡尘结构，防止滑轮轨道进灰，密封条为高塑性硅胶或其它材质，密封条两端通过定滑轮固定。

在本发明中，可以通过蜗杆滚轮机构3的绳索滚轮机构，调节第一弹簧上螺帽21的位置，使在一定的负重下，拉钩15处于运动轨迹槽的中间位置，确保上下可运动行程相等，及保持运动最大化。

实施例2

在实施例1中，上滑轮组11、加强滑轮组12和下滑轮组13两端均为滚轮结构，在本实施例中滚轮可以更换为滚珠，同时滑轮轨道腔体8的结构改为滚珠轨道腔。

在实施例1中，两根第一钢丝绳18是独立的；在本实施例中两根第一钢丝绳18 可以连接成一根，中间部位缠绕在蜗杆滚轮机构3中。

在实施例1中，拉钩15与第二弹簧上螺帽23是硬连接；在本实施例中可以更换成软连接，例如连接部位再加弹性部件。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (1)

1.一种带有发电装置的负重可调式悬浮背囊，其特征在于，包括背囊、背囊框架、背负系统、背负系统框架、发电系统；

所述背囊与所述背囊框架固定连接在一起，组成运动系统；

所述背负系统与所述背负系统框架固定连接在一起，组成静止系统；

所述背囊框架上带有负重调节系统和悬浮控制系统；所述负重调节系统可以根据背囊内部的重量对背囊位置进行调节；

所述背囊框架上带有滑轮轨道腔体和弹性部件腔体；

所述背负系统框架上带有滑轮组，滑轮组固定连接在背负系统框架上；

所述背负系统框架上的滑轮组两端的滑轮布置在所述背囊框架的滑轮轨道腔体内；

所述背囊框架上的悬浮控制系统，一端与负重调节系统相连接，另一端通过拉钩与背负系统框架上的滑轮组相连接；通过所述悬浮控制系统，所述背囊与所述背囊框架可以一起沿背负系统框架上下运动；

所述发电系统包括发电齿条与发电机，发电齿条通过固定杆与背囊框架的上下边框相连接，发电机固定连接在背负系统框架上，发电齿条的齿牙与发电机前端的齿轮相匹配；所述背囊框架沿背负系统框架上下运动时，发电齿条带动发电机发电；

所述背负系统框架上的滑轮组包括上滑轮组、加强滑轮组和下滑轮组，三个滑轮组分别固定布置在背负系统框架的上部、中部和下部；发电机与加强滑轮组布置在一起；

所述上滑轮组和下滑轮组均包括深度方向限位滑轮和横向方向限位滑轮，深度方向限位滑轮布置在横向方向限位滑轮的上端；

所述背囊框架上的负重调节系统为蜗杆滚轮机构，且带有自锁功能；

所述蜗杆滚轮机构包括一个调节螺栓和三个调节齿轮，三个调节齿轮啮合在一起；

所述背囊框架上的悬浮控制系统包括弹性部件和钢丝绳，弹性部件布置在背囊框架上的弹性部件腔体内；弹性部件包括第一弹性部件和第二弹性部件，钢丝绳包括第一钢丝绳和第二钢丝绳；第一钢丝绳的一端与负重调节系统相连接，第一钢丝绳的另一端与第一弹性部件的上螺帽相连接；第二钢丝绳的一端与第一弹性部件的下螺帽相连接，第二钢丝绳的另一端绕过背囊框架下部的滚轮后与第二弹性部件的下螺帽相连接，第二弹性部件的上螺帽通过拉钩与背负系统框架的上滑轮组相连接；

所述弹性部件均为弹簧；

所述背负系统包括靠背、双肩带、腰托、拉扣，双肩带的一端与靠背的顶部相连接，双肩带的另一端与拉扣相连接，腰托的一端与靠背的下部相连接，腰托的另一端与拉扣相连接；

所述双肩带为斜拉双肩带，靠背为凹凸形靠背，腰托为掌形腰托，靠背与人体贴合处为网状设计。