CN111595773A - 一种背包舒适性检测装置、系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背包舒适性检测装置及其方法，包括根据被试者的外形特征，调整多个压力传感器的分布位置，使压力测试区与身体相应部位对应,在被试者进行活动过程中，并对背包进行逐渐加载复荷,连续测试采集所述背包舒适性检测装置的压力值，分别计算每个区的压力峰值和平均值，以及分布情况和变化趋势，计算背包对腰背部压强与肩部压强的比值，得出背包舒适性评价结果。本发明通过固定机构和检测机构之间的配合工作，实现了对背带压力承受度进行检测，从而得到真实有效的测量结构，为使用者选择不同背包提供一定的参考价值。
Description
技术领域
本发明涉及背包技术领域，尤其涉及一种背包舒适性检测装置、 系统及其方法。
背景技术
现有测试背包背负压力主要使用单点压力垫测量背带或背部单 点压力，或片状压力垫测量背包背部一个区域的压力，然后计算各点 的压力值，分析背带和背部的压力分布。由于背包压力测试过程中， 背负者处于运动状态，由使用者的使用习惯调试位置，背带的弹性、 柔软度和透气性均能影响使用者的舒适性，压力垫容易松脱走位，造 成测试数据不准确；压力垫的布置位置比较随意，而且两次测试中， 测点的位置很难统一，造成数据分析困难；另外，多个压力传感器或 压力垫同时使用时，安装复杂，数据协同困难，导致实验难度增加， 提高实验成本。现有的测试方法无法直接评价背包的舒适性，只能根 据实验员的经验或主观判断，评价背包背负舒适性，在此，采取背带 的压力性为指标来检测书包的舒适性，为此，提出一种背包舒适性检 测装置及其方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中现阶段的背包压力承压性 检测不准确，没有有效的检测手段的缺点，而提出的一种背包舒适性 检测装，为背包压力测试提供一定的参考价值。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
A被试者穿戴上背包舒适性检测装置，根据被试者的外形特征， 调整多个压力传感器的分布位置，使压力测试区与身体相应部位对 应；
B在被试者进行活动过程中，并对背包进行逐渐加载复荷；
C连续测试采集所述背包舒适性检测装置8个区的压力值，分别 计算每个区的压力峰值和平均值，以及分布情况和变化趋势，计算背 包对腰背部压强与肩部压强的比值；
D按照腰背部和肩部2压强比值关系为4：1作为背负舒适性评 价因子，对背包压力测试系统采集的数据进行计算分析，得出背包舒 适性评价结果。
进一步地，所述压力传感器为压电薄膜传感器。
进一步地，所述背包舒适性检测装置包括背包式测试座和多条背 带，所述背带分布在被试者的外形上用以固定背包防止滑动，所述背 包式测试座的上固定连接有水平的安装杆，所述安装杆的侧面通过多 个固定机构安装有背带，所述背包式测试座的上连接有安装框架，所 述安装框架的上开设有安装槽，所述安装槽的上滑动连接有连接块， 所述连接块的上固定连接有压力传感器，所述压力传感器的检测端位 于背带的侧面，所述安装框架上连接有调节机构。
进一步地，所述安装框架的侧面固定连接有多个安装板，所述安 装板通过多个螺栓与背包式测试座的上连接。
进一步地，所述固定机构包括固定连接在安装杆侧面的弹性带， 所述弹性带的一端的侧面设有圆毛层，所述弹性带另一端的另一侧设 有卷毛层，所述圆毛层和卷毛层倒勾卡接。
进一步地，所述调节机构包括滑动连接在安装框架内部的限位 杆，所述安装框架的内部开设有连接腔，所述限位杆的外侧壁固定套 接有位于连接腔内部的固定环，所述限位杆的外侧壁套接有弹簧，所 述弹簧的两端分别与固定环和连接腔固定连接，所述连接块的侧面开 设有多个与限位杆对应的调节口。
进一步地，所述限位杆远离调节口的一端固定连接有拉环。
一种背包舒适性检测系统，包括背包舒适性检测装置、信号处理 模块和主控模块，所述电源模块分别与所述舒适度采集模块、所述信 号处理模块以及所述主控模块的电源输入端连接，所述舒适度采集 模块、所述信号处理模块和所述主控模块依次连接，所述舒适度采 集模块包括压力传感器，所述主控模块包括微控制器和所述无线发送 模块；所述压力传感器的输出端与所述信号处理电路的输入端连接， 所述信号处理电路的输出端与所述微控制器的输入端连接，所述微控 制器的输出端与所述无线发送模块的信号输入端连接。
舒适度采集单元，通过多组检测装置分别采集肩部、前胸和腰背 部的压力值
无线传输单元，用于传输肩部、前胸和腰背部的压力值到主控单 元。
主控单元用于对多点采集的数据进行加权评价得出舒适值。
进一步地，所述舒适度采集模块至少1分钟采集1次，连续采集 20分钟或测量值稳定。
进一步地，所述无线发送模块为蓝牙发送模块、Wifi发送模块 和RFID发送模块
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、通过固定机构和检测机构之间的配合工作，实现了对背带承 压性进行检测，从而得到真实有效的测量结构，为使用者选择不同背 包提供一定的参考价值。
2、可以根据背包大小和被试者体形随意调节，测量位置固定方 便，测量数据协同输出，数据处理简单高效，通过固定机构之间的配 合工作，使多个弹性带将背带安装在安装杆的侧面，保证待检测背带 的稳定性，进一步的弹性带的设置满足了不同大小粗细的背带。
3、测量背包对肩部、背部和腰部的压力分布情况，可以定量评 价背包的背负舒适性，为企业改进背包设计提供科学依据，本发明适 用于测试和评价背包等背负类产品的舒适性，为背负类产品设计和评 价提供科学数据和方法
附图说明
图1为本发明提出一种背包舒适性检测方法的流程图；
图2为本发明提出的背包舒适性检测装置的测试安装图；
图3为本发明提出的一种背包舒适性检测装置的结构示意图；
图4为图3中A处的放大图；
图5为本发明提出的一种背包舒适性检测装置弹性带上的圆毛 层和刺毛层的结构示意图。
图中：1背包式测试座、2螺栓、3安装杆、4压力传感器、5安 装框架、6背带、8弹性带、11安装槽、12调节口、13限位杆、14 连接腔、15固定环、16连接块、17弹簧。
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。
如图1所示，本发明包括如下步骤：
A被试者穿戴上背包舒适性检测装置，根据被试者的外形特征， 调整多个压力传感器的分布位置，使压力测试区与身体相应部位对 应；
B在被试者进行活动过程中，并对背包进行逐渐加载复荷；
C连续测试采集所述背包舒适性检测装置8个区的压力值，分别 计算每个区的压力峰值和平均值，以及分布情况和变化趋势，计算背 包对腰背部压强与肩部压强的比值；
D按照腰背部和肩部2压强比值关系为4：1作为背负舒适性评 价因子，对背包压力测试系统采集的数据进行计算分析，得出背包舒 适性评价结果。
在本实施例子中，根据大量背包背负实验数据分析，背包对肩部 和腰背部的压力分布是影响背负舒适性的主要因素。在负重过程中负 重比例的合理分配应该是腰背部80％，肩部20％。肩部20％的重量 也不应全部落在肩部，而应分布在锁骨或肩胛骨上。本发明的背包压 力舒适性评价系统采用肩部压力分布、腰背部压力分布和背包对腰背 部压强与肩部压强的比值作为背负舒适性评价因子，利用通过大量实 验建立的背负舒适性评价方程，通过对背包压力测试系统采集的数据 进行处理分析，背包压力舒适性评价系统直接给出背包舒适性评价结 果，以及背包设计存在的问题和改进建议。
根据背包的目标用户特征，选择符合要求的被试者，被试者穿上 背包压力测试系统，根据背包款式和被试者的外形特征，调整压力测 试系统，使压力测试区与身体相应部位对应，被试者背负已加载荷的 背包进行活动，测试采集“压力背心”8个区的压力值，1分钟采集 1次，连续采集20分钟或测量值稳定，测量值通过蓝牙传到计算机 中的背包压力舒适性评价系统，分析8个区的测量值，分别计算每个 区的压力峰值和平均值，以及分布情况和变化趋势，计算背包对腰背 部压强与肩部压强的比值，利用背负舒适性评价方程，对背包压力测 试系统采集的数据进行计算分析，得出背包舒适性评价结果，以及背 包设计存在的问题和改进建议
参照图3-5，一种背包舒适性检测装置，包括背包式测试座1， 背包式测试座1的上固定连接有水平的安装杆3，安装杆3的侧面通 过多个固定机构安装有背带6，固定机构包括固定连接在安装杆3侧 面的弹性带8，弹性带8的一端的侧面设有圆毛层，弹性带8另一端的另一侧设有卷毛层，圆毛层和卷毛层倒勾卡接，背包式测试座1的 上连接有安装框架5，安装框架5的侧面固定连接有多个安装板，安 装板通过多个螺栓2与背包式测试座1的上连接，安装框架5的上开 设有安装槽11，安装槽11的上滑动连接有连接块16，连接块16的 上固定连接有压力传感器4，压力传感器4的检测端位于背带6的侧 面，通过固定机构之间的配合工作，使多个弹性带8将背带6安装在 安装杆3的侧面，保证待检测背带6的稳定性，进一步的弹性带8的 设置满足了不同大小粗细的背带6。
安装框架5上连接有调节机构，调节机构包括滑动连接在安装框 架5内部的限位杆13，安装框架5的内部开设有连接腔14，限位杆 13的外侧壁固定套接有位于连接腔14内部的固定环15，限位杆13 的外侧壁套接有弹簧17，弹簧17的两端分别与固定环15和连接腔14固定连接，连接块16的侧面开设有多个与限位杆13对应的调节 口12，限位杆13远离调节口12的一端固定连接有拉环，通过调节 机构之间的配合工作，使压力传感器4的高度可以自由的调节，以对 应对检测背带6不同位置的测量，多处测量取平均值，保证测量结果 的真实性。
本发明中，将压力传感器4底部的连接块16安装在安装槽11中， 接着将待检测的背包背带6放置到安装杆3的侧面，通过多个弹性带 8绕过待检测的背带6，使弹性带8上的圆毛层和卷毛层互相粘合将 背带6稳定安装在安装杆3的侧面，打开压力传感器4的开关，使压 力传感器4的输出端设置在背带上并记录各位置的压力值，可调节背 带6上的压力传感器4的检测位置再次记录压力值并记录取平均值， 调节过程：通过拉环拉动限位杆13，使限位杆13从调节口12上脱 离，然后移动连接块16控制压力传感器4的高度，压力传感器4移动到指位置后将限位杆13插入对应的调节口12中，对压力传感器4 高度进行限位。
同种方法继续检测其他背包背带6，得出多种背包背带6的不同 位置的承受力，来衡量不同背包的舒适性。具体使用时，可根据需求 进行选择。
在一个实施例中，所述压力传感器通过蓝牙传输技术将所述当前 环境数据发送至所述主控模块，采用蓝牙传输技术可以摆脱线缆的束 缚，具有安装周期短、维护方便、扩容能力强的优点。
在一个实施例中，所述压力传感器也可通过有线传输方式将所 述当前环境数据发送至主控模块，易能实现数据的交互。在实际使用 时，可根据需求进行选择。
将所述当前压力数据与预设压力舒适因子数据进行比对，比对方 式不限。在一个实施例中，将所述当前压力数据与预设压力舒适因 子数据进行比对，获得当前压力数据差值。
(1)使用本发明，可以方便、快捷地测量采集背包压力值等数 据，而现有背包压力测试技术，测试时压力垫容易松脱走位，压力测 点位置不一致，安装调试复杂，极易造成测试数据不准确、数据协同 和分析困难等问题；本发明中的背包压力测试系统——“压力背心” 穿脱方便，可以根据背包大小和被试者体形随意调节，测量位置固定 方便，测量数据协同输出，数据处理简单高效。
(2)使用本发明，可以直接给出背包舒适性评价结果，而现有 的背包压力测试技术，无法直接评价背包的舒适性，只能根据实验员 的经验或主观判断，评价背包背负舒适性。本发明的背包压力舒适性 评价系统采用肩部压力分布、前胸压力分布、腰背部压力分布和背包 对腰背部压强与肩部压强的比值作为背负舒适性评价因子，利用通过 大量实验建立的背负舒适性评价方程，通过对背包压力测试系统采集 的数据进行处理分析，背包压力舒适性评价系统直接给出背包舒适性 结果，以及背包设计存在的问题和改进建议。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范 围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技 术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改 变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种背包舒适性检测方法，其特征在于，
A被试者穿戴上背包舒适性检测装置，根据被试者的外形特征，调整多个压力传感器的分布位置，使压力测试区与身体相应部位对应；
B在被试者进行活动过程中，并对背包进行逐渐加载复荷；
C连续测试采集所述背包舒适性检测装置8个区的压力值，分别计算每个区的压力峰值和平均值，以及分布情况和变化趋势，计算背包对腰背部压强与肩部压强的比值；
D按照腰背部和肩部压强比值关系为4：1作为背负舒适性评价因子，对背包压力测试系统采集的数据进行计算分析，得出背包舒适性评价结果。
2.根据权利要求1所述的一种背包舒适性检测方法，其特征在于，所述压力传感器为压电薄膜传感器。
3.根据权利要求1所述的一种背包舒适性检测方法，其特征在于，所述背包舒适性检测装置包括背包式测试座和多条背带，所述背带分布在被试者的外形上用以固定背包防止滑动，所述背包式测试座的上固定连接有水平的安装杆，所述安装杆的侧面通过多个固定机构安装有背带，所述背包式测试座的上连接有安装框架，所述安装框架的上开设有安装槽，所述安装槽的上滑动连接有连接块，所述连接块的上固定连接有压力传感器，所述压力传感器的检测端位于背带的侧面，所述安装框架上连接有调节机构。
4.根据权利要求2所述的一种背包舒适性检测方法，其特征在于，所述安装框架的侧面固定连接有多个安装板，所述安装板通过多个螺栓与背包式测试座的上连接。
5.根据权利要求4所述的一种背包舒适性检测装置，其特征在于，所述固定机构包括固定连接在安装杆侧面的弹性带，所述弹性带的一端的侧面设有圆毛层，所述弹性带另一端的另一侧设有卷毛层，所述圆毛层和卷毛层倒勾卡接。
6.根据权利要求4所述的一种背包舒适性检测装置，其特征在于，所述调节机构包括滑动连接在安装框架内部的限位杆，所述安装框架的内部开设有连接腔，所述限位杆的外侧壁固定套接有位于连接腔内部的固定环，所述限位杆的外侧壁套接有弹簧，所述弹簧的两端分别与固定环和连接腔固定连接，所述连接块的侧面开设有多个与限位杆对应的调节口。
7.根据权利要求4所述的一种背包舒适性检测装置，其特征在于，所述限位杆远离调节口的一端固定连接有拉环。
8.一种背包舒适性检测系统，其特征在于，包括背包舒适性检测装置、信号处理模块和主控模块，所述电源模块分别与所述舒适度采集模块、所述信号处理模块以及所述主控模块的电源输入端连接，所述舒适度采集模块、所述信号处理模块和所述主控模块依次连接，所述舒适度采集模块包括压力传感器，所述主控模块包括微控制器和所述无线发送模块；所述压力传感器的输出端与所述信号处理电路的输入端连接，所述信号处理电路的输出端与所述微控制器的输入端连接，所述微控制器的输出端与所述无线发送模块的信号输入端连接。
舒适度采集单元，通过多组检测装置分别采集肩部、前胸和腰背部的压力值
无线传输单元，用于传输肩部、前胸和腰背部的压力值到主控单元。
主控单元用于对多点采集的数据进行加权评价得出舒适值。
9.根据权利要求4所述的一种背包舒适性检测系统，其特征在于，所述舒适度采集模块至少1分钟采集1次，连续采集20分钟或测量值稳定。
10.根据权利要求4所述的一种背包舒适性检测系统，其特征在于，所述无线发送模块为蓝牙发送模块、Wifi发送模块和RFID发送模块。
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