CN213428871U - 一种智能减负背负装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能减负背负装置，属于智能化可穿戴设备领域。该装置包括一面两侧具有背带的背板，背板的另一面两侧分别固定有垂向滑轨并分别装有恒力阻尼装置；滑轨通过滚轮组件与负载滑板构成移动副，恒力阻尼装置含具有圆弧槽的固定板以及一端铰装于固定板、另一端与圆弧槽滑动配合的摆动件；摆动件的中部通过短连杆与推杆的伸出端铰接，推杆的插入端与固定于背板的套筒构成水平移动副并弹性趋于缩入套筒；摆动件与圆弧槽配合处与连接绳的上端连接，连接绳的下端与负载滑板连接。本实用新型有效抑制了行走时负载的冲击压力，显著减少疲劳和受伤风险。

Description

一种智能减负背负装置

技术领域

本实用新型涉及一种背负装置，尤其是一种自主可调的智能减负背负装置，属于智能化穿戴设备技术领域。

背景技术

实验研究表明，背上背包运动时容易感觉沉重的原因是运动过程中背包的上下抖动给人体产生的冲击。这种抖动冲击力最大可达到背负重量的3倍，所以在背包行走和跑动时会承受更大的压力，疲劳或受伤的风险更大。

据了解，现代战争中单兵负重不断增加，通常可达到几十公斤，巨大的负重不仅会严重影响单兵战斗力，而且长时间的冲击会极大增加运动过程中的负担，加速体能消耗，增加受伤风险。

检索可知，申请号为202010008902.5 的中国专利文献公开了一种自回复背负装置，包括缓冲装置、背夹、硬质弹性肩带和腰部支撑装置，背夹分别与腰部支撑装置和硬质弹性肩带的一端相连，硬质弹性肩带的另一端与缓冲装置相连；背夹、硬质弹性肩带和缓冲装置三者形成弹性拱形支撑结构。本技术方案虽能减轻背负载荷对穿戴者上身的压力，但缓冲装置实际上均为垂向弹簧，不仅结构复杂，而且弹性缓冲蓄能后的反弹将使加剧负载垂向振动，不利于抑制垂向冲击；此外，其受力汇集点在腰部，容易增加腰部受伤的风险。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的不足，提供一种可以有效消除垂向振幅、抑制负重冲击力、显著减少疲劳和受伤风险的智能减负背负装置。

为实现上述目的，本实用新型的智能减负背负装置基本技术方案为：包括一面两侧具有背带的背板，所述背板的另一面两侧分别固定有垂向滑轨并分别装有恒力阻尼装置；所述滑轨通过滚轮组件与负载滑板构成移动副，所述恒力阻尼装置含具有圆弧槽的固定板以及一端铰装于固定板、另一端与圆弧槽滑动配合的摆动件；所述摆动件的中部通过短连杆与推杆的伸出端铰接，所述推杆的插入端与固定于背板的套筒构成水平移动副并弹性趋于缩入套筒；所述摆动件与圆弧槽配合处与连接绳的上端连接，所述连接绳的下端与负载滑板连接。

本实用新型不仅使负载滑板通过恒力阻尼装置处于弹性浮动状态，而且由于借助恒力阻尼装置中的水平弹性移动副缓冲，因此不会因缓冲反弹增加振动位移，从而有效抑制了行走时负载的冲击压力，显著减少疲劳和受伤风险。

本实用新型进一步的完善是，所述背板装有无线通讯模块，所述背带装有信号输出端连接无线通讯模块的压力传感器。因此可以实时测量运动中的压力，并通过无线通讯模块与移动终端通讯，将该数据传输至移动终端，实现实时监测人体受力状况。

本实用新型更进一步的完善是，所述背板还装有直线式永磁发电机和充电电池，从而可以将行走时的机械能转化为电能，并通过充电电池存储，给无线通讯模块供电。

本实用新型还进一步的完善是，所述固定板呈矩形，所述圆弧槽以固定板内下角铰支孔为圆心、从固定板中上部延伸至外下部。

本实用新型又进一步的完善是，所述推杆的插入端通过端帽与固定在背板上的套筒构成水平移动副，所述端帽轴向限位于套筒邻近端头的缩径环，所述推杆套装位于缩径环内侧和端面之间的弹簧。

本实用新型仍进一步的完善是，所述摆动件两片一对，一端共同铰装于固定板的铰支孔，另一端夹持固定绳头件，中部孔夹持铰接短连杆的一端。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

图1是本实用新型一个实施例的立体结构示意图。

图2是图1的立体分解结构示意图。

图3是图1中的背板结构示意图。

图4是图1中的负载滑板结构示意图。

图5是图3中的恒力阻尼装置结构示意图。

图6是图5恒力阻尼装置的立体分解结构示意图。

图7是图3中的恒力阻尼装置的极限位置之一结构示意图。

图8是图3中的恒力阻尼装置的极限位置之二结构示意图。

具体实施方式

本实施例自主可调的智能减负背负装置如图1和图2所示，矩形背板2的一面两侧上部设有上下间隔分布的穿带孔6，可以根据压力和不同体型选择安装背带4。背带4上装有压力传感器20。背板2的另一面两侧分别固定有轨面朝外延伸的T字形截面垂向滑轨17，并分别在中上部装有恒力阻尼装置7（参见图3）。背板和负载滑板的材料均为强度高、质量轻的工程塑料。滚轮组件19的一对滚轮分别安装于滑轨17的轨面两侧，负载滑板1的两侧上下均装有滚轮组件19，从而使其通过垂向移动副与背板2垂向相对“浮动”，即人体在运动时，承担外载的负载滑板可相对背板上下滑移。

此外，背板2上装有无线通讯模块9以及直线式永磁发电机10和充电电池8。背带4上的压力传感器20信号输出端连接无线通讯模块9，可以实时测量运动中的压力数据，并发送给移动终端通讯，实现对人体受力状况的监测。直线式永磁发电机10的切割磁力线的运动件与负载滑板1相连，用于将行走时的机械能转化为电能存储于充电电池8，给无线通讯模块9供电。并且直线永磁发电机10在发电过程中也会产生一定阻尼，有助于增强减负效果。

负载滑板1如图4所示，具有多处日字形扣3，适应不同形式的外载，便于外载直接通过搭扣进行选择挂载，其下部两侧具有固定连接绳端头的绳头孔5。

恒力阻尼装置7如图5和图6所示，矩形固定板12具有以其内下角铰支孔A3为圆心、从中上部延伸至外下部的圆弧槽16，两片成对的摆动件15的一端共同铰装于固定板12的铰支孔A3、另一端A1夹持固定绳头件14’后与圆弧槽16构成滑动配合，可限制摆动件的摆动范围以及弹簧的压缩伸长量。两片摆动件15的中部孔A2通过夹持铰接的短连杆14与推杆18的伸出端连接，推杆18的插入端通过端帽18-1与固定在背板2上的套筒13构成水平移动副，并且端帽18-1轴向限位于套筒13邻近端头的缩径环13-1，推杆18套装位于缩径环13-1内侧和端面18-1之间的弹簧17，因此趋于缩入套筒13。摆动件15与圆弧槽配合处通过绳头件14’与连接绳11的上端连接，连接绳11的下端与负载滑板的绳头孔5连接。

使用时，负载滑板可通过连接绳在恒力阻尼装置的圆弧槽以及水平弹簧的约束缓冲作用下（参见图7、图8），相对背板上下滑动，从而有效抑制人在行走或奔跑时的外载的随动位移，显著减小垂向冲击力，大大减轻人体承受的压力。

试验表明，本实施例的智能减负背负装置明显减少了运动过程中来自外载的压力，降低了运动强度和受伤风险，还可自发电储能，有助于实现装备智能化、小型化、单兵化。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能减负背负装置，包括一面两侧具有背带（4）的背板（2），其特征在于：所述背板的另一面两侧分别固定有垂向滑轨（17）并分别装有恒力阻尼装置（7）；所述滑轨通过滚轮组件（19）与负载滑板（1）构成移动副，所述恒力阻尼装置含具有圆弧槽（16）的固定板（12）以及一端铰装于固定板、另一端与圆弧槽滑动配合的摆动件（15）；所述摆动件的中部通过短连杆（14）与推杆（18）的伸出端铰接，所述推杆的插入端与固定于背板的套筒（13）构成水平移动副并弹性趋于缩入套筒；所述摆动件与圆弧槽配合处与连接绳（11）的上端连接，所述连接绳的下端与负载滑板连接。

2.根据权利要求1所述的智能减负背负装置，其特征在于：所述背板装有无线通讯模块（9），所述背带装有信号输出端连接无线通讯模块的压力传感器（20）。

3.根据权利要求2所述的智能减负背负装置，其特征在于：所述背板还装有直线式永磁发电机（10）和充电电池（8）。

4.根据权利要求1或2或3所述的智能减负背负装置，其特征在于：所述固定板呈矩形，所述圆弧槽以固定板内下角铰支孔为圆心、从固定板中上部延伸至外下部。

5.根据权利要求4所述的智能减负背负装置，其特征在于：所述推杆的插入端通过端帽与固定在背板上的套筒构成水平移动副，所述端帽轴向限位于套筒邻近端头的缩径环，所述推杆套装位于缩径环内侧和端面之间的弹簧。

6.根据权利要求5所述的智能减负背负装置，其特征在于：所述摆动件两片一对，一端共同铰装于固定板的铰支孔，另一端夹持固定绳头件，中部孔夹持铰接短连杆的一端。

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