TWI842579B - 調壓背包 - Google Patents

Abstract

一種調壓背包，包含：一背包本體，具有二背帶、一第一腰帶及一第二腰帶連接於一容裝袋，該第一腰帶可拆地結合該第二腰帶；一控制單元，具有一資料庫；一量測模組，具有耦接該控制單元的一腰圍量測器及一測重器，該腰圍量測器設於該第一腰帶及該第二腰帶，用以量測使用者的腰圍值，該測重器設於該背包本體，用以感測整體調壓背包的重量值；及一提示器，耦接該控制單元；其中，該控制單元依據該腰圍值及該重量值比對該資料庫，並通過該提示器提示使用者應將該第一腰帶與該第二腰帶相對束緊或放鬆。

Description

調壓背包

本發明主要為一種背包，特別是有關於一種可降低使用者身體負擔的調壓背包。

按，日常生活中，人們常使用背包作為收納隨身攜帶物的工具；但當攜帶的物品較多或較重時，整體背包的重量往往會通過肩帶而作用在使用者的肩部，長期使用將易導致受力過於集中而肩膀酸痛。因此，為了減輕負重感，目前已有許多背包額外具有腰部束帶和胸口束帶之設計；藉由腰部束帶，以腰力輔助背起該背包，從而改善人體負重時的舒適度，並降低負重時的能量消耗與軀幹前傾角度。此外腰部束帶與胸口束帶皆具有降低步行時的身體晃動功能。

惟，目前的背包，其腰部束帶和胸口束帶都只能靠使用者自行感受及調整鬆緊度，故經常未能達到最省力、舒適的程度。

有鑑於此，有必要提供一種調壓背包，以解決上述之問題。

本發明的目的在於提供一種調壓背包，可依據使用者的腰圍及背包重量，輔助使用者將腰帶調整至最佳腰部束緊張力，以降低身體負擔。

本發明的次一目的在於提供一種調壓背包，在背包過重時可警示使用者。

為達成上述目的，本發明提供一種調壓背包，包含：一背包本體，具有二背帶、一第一腰帶及一第二腰帶連接於一容裝袋，該第一腰帶可拆地結合該第二腰帶；一控制單元，具有一資料庫，該資料庫具有不同腰圍值與整體調壓背包的重量值所對應的最佳腰部束緊張力；一量測模組，具有耦接該控制單元的一腰圍量測器及一測重器，該腰圍量測器設於該第一腰帶及該第二腰帶，用以量測使用者的腰圍值，該測重器設於該背包本體，用以感測整體調壓背包的重量值；及一提示器，耦接該控制單元；其中，該控制單元依據該腰圍值及該重量值比對該資料庫，並通過該提示器提示使用者應將該第一腰帶與該第二腰帶相對束緊或放鬆。

在一些實施例中，該測重器可以為一拉力感測器，該容裝袋的頂端可以具有一提把，該拉力感測器可以設於該提把。

在一些實施例中，該測重器可以為一壓力感測器，該壓力感測器可以設於該容裝袋的底端。

在一些實施例中，該第一腰帶可以由一第一定位部可拆地結合該第二腰帶的一第二定位部，該腰圍量測器可以具有一可變電阻，該可變電阻的連接端子可以設於該第一定位部，及可以由該第二定位部的不同部位對應至不同的電阻值。

在一些實施例中，該第一定位部可以為一定位柱，該第二定位部可以為數個定位孔，該第二腰帶的自由端可以與該第一腰帶的局部交疊，並可由該定位柱穿入其中一定位孔以形成固定。

在一些實施例中，該第一定位部與該第二定位部可以為魔鬼氈結構。

在一些實施例中，該量測模組可以具有耦接該控制單元的一感壓器，該感壓器可以設於該容裝袋的後側，用以感測該容裝袋與使用者後背之間的壓力值。

在一些實施例中，各該背帶的長度可調整，該量測模組可以具有耦接該控制單元的二調節感測器，該二調節感測器可以分別設於該二背帶，用以感測調整各該背帶長度時的調節方向及位置。

在一些實施例中，該控制單元可以為一MCU並可以設於該背包本體。

在一些實施例中，該二背帶之間可以具有一胸口束帶。

在一些實施例中，該提示器可以設於該背包本體，該提示器可以為一播音器或／及一顯示器。

在一些實施例中，該調壓背包另可以包含一無線通訊模組，該腰圍值及該重量值可以經由該控制單元儲存及運算後，可以由該無線通訊模組傳送至一行動裝置，並可以由該行動裝置之處理程式進行分析與判斷，再由該行動裝置的螢幕或喇叭播放提示內容。

在一些實施例中，該無線通訊模組可以為一藍芽無線通訊模組。

本發明的調壓背包具有下列特點：可以在不同使用者繫上腰帶時，藉由該腰圍量測器測得腰圍值，及藉由該測重器測得背包的重量值，並經該控制單元判斷後，通過該提示器提示使用者應將腰帶相對束緊或放鬆，以輔助使用者直覺性地將腰帶調整至最佳腰部束緊張力，以提高背負力、減少身體背負壓力及減少背負對於身體所造成之負擔。因此，本發明的調壓背包係可達到提升調整時的操作便利性與直覺性的功效，並有效輔助使用者以最省力、舒適且降低身體負擔的方式背負背包。

茲配合圖式將本發明實施例詳細說明如下，其所附圖式主要為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本發明之基本結構，因此在該等圖式中僅標示與本發明有關之元件，且所顯示之元件並非以實施時之數目、形狀、尺寸比例等加以繪製，其實際實施時之規格尺寸實為一種選擇性之設計，且其元件佈局形態有可能更為複雜。

以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可據以實施的特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本申請，而非用以限制本申請。另外，在說明書中，除非明確地描述為相反的，否則詞語“包含”將被理解為意指包含所述元件，但是不排除任何其它元件。

請參照圖1，其係本發明調壓背包的一較佳實施例，係包含一背包本體1、一控制單元2、一量測模組3及一提示器4，該量測模組3設於該背包本體1，該量測模組3及該提示器4耦接該控制單元2。

該背包本體1具有一容裝袋11及二背帶12，該二背帶12連接於該容裝袋11，該二背帶12可供背負於使用者的雙肩，使該容裝袋11可位於使用者的後背處。本發明不限制該背包本體1的型態，其係可依據不同的功能或外型設計而予以變更者，故不以本實施例圖式所揭示型態為限。其中，各該背帶12的長度可調整，使該容裝袋11能適當地貼接使用者的後背，以將整體調壓背包作用於使用者肩部的部分受力分散至背部及腰部位置，提高背負該調壓背包時的舒適感，惟各該背帶12的長度調整結構本發明不予限制。另，該二背帶12之間還可以具有一胸口束帶121，該胸口束帶121可輔助拉束該二背帶12，使該二背帶12不易從使用者的肩部外側脫落，且該胸口束帶121較佳也具有可調整長度的結構。

該背包本體1另具有一第一腰帶13a及一第二腰帶13b，該第一腰帶13a及該第二腰帶13b連接於該容裝袋11偏下方的位置並左右相對，該第一腰帶13a及該第二腰帶13b可相結合，以與該容裝袋11共同圈圍使用者的腰部。在本實施例中，該第一腰帶13a可以具有一第一定位部131，該第二腰帶13b可以具有一第二定位部132，該第一定位部131係可拆地結合該第二定位部132；舉例而言，該第一定位部131可以為一定位柱，該第二定位部132則可對應為數個定位孔，使該第二腰帶13b的自由端可以與該第一腰帶13a的局部交疊，並由該定位柱穿入其中一定位孔以形成固定。在其他實施例中，該第一定位部131與該第二定位部132亦可以為魔鬼氈結構，本發明並不加以限制。此外，該背包本體1還可以具有一提把14概位於該容裝袋11的頂端處。

請參照圖1、2，該控制單元2可例如為一MCU（Microcontroller Unit，微控制器單元），可負責做少量、簡單的資料運算與處理。該控制單元2可以設於該背包本體1的任意處，並耦接該量測模組3及該提示器4，以依據該量測模組3所量測到的使用者腰圍值與整體調壓背包的重量值，通過該提示器4提示使用者應將該第一腰帶13a與該第二腰帶13b相對束緊或放鬆。

詳言之，本實施例的量測模組3具有一腰圍量測器31，該腰圍量測器31設於該第一腰帶13a及該第二腰帶13b，並用以量測使用者的腰圍值。在本實施例中，該腰圍量測器31可例如但不限於為一歐姆電壓轉換電路（圖未繪示），該歐姆電壓轉換電路可以具有二TL082雙運算放大器、LM334三端可調電流源及一可變電阻，並將該可變電阻的連接端子設於該第一定位部131，及由該第二定位部132的不同部位對應至不同的電阻值。如此，即可利用該二TL082雙運算放大器與該LM334三端可調電流源搭配該可變電阻不同的電阻值，計算其輸出電壓（V），並帶入量測公式以計算出腰圍值。舉例而言，該公式可以為 ；亦即，預設腰圍為80cm，並依據該第一定位部131所接觸該可變電阻的電阻體部位，以該部位的電阻值搭配該TL082雙運算放大器輸出電壓，再帶入量測公式即可計算獲得一腰圍值。

該量測模組3另具有一測重器32，該測重器32設於該背包本體1，並用以感測整體調壓背包的重量值。舉例而言，該測重器32可以為一拉力感測器，該拉力感測器可以設於該提把14，以從該提把14提起整體調壓背包，並由該拉力感測器感測整體調壓背包的重量值。或者，當該測重器32為一壓力感測器時，可以選擇將該壓力感測器設於該容裝袋11的底端。其中，依該壓力感測器量測該調壓背包的重量時，可能忽視掉該二背帶12或其他不在該壓力感測器之重力方向上的物件重量，但好處是能夠即時監測該容裝袋11的載重變化；例如在未卸下該調壓背包的情況下，將物品從該容裝袋11中取出或置入時，可以讀取該重量值的變化而提醒使用者調整該第一腰帶13a與該第二腰帶13b的束緊張力。在一些的實施例中，可以同時設有前述的拉力感測器及壓力感測器，以整合其各自的優點。

此外，本實施例的量測模組3還可以具有一感壓器33，該感壓器33設於該容裝袋11的後側偏上方處，用以感測該容裝袋11與使用者後背之間的壓力值，藉以作為判斷該容裝袋11是否以適當力道貼接使用者的後背，即該二背帶12是否鬆緊適當之依據。其中，感壓器33可例如但不限制為壓力偵測可變電阻器、導電膠膜或感壓紙等。又，該二背帶12還可以分別設有一調節感測器34，用以感測調整各該背帶12長度時的調節方向及位置；舉例而言，該調節感測器34也可例如但不限於為前述的歐姆電壓轉換電路。

該提示器4可以設於該背包本體1的任意處；該提示器4可例如為一播音器或／及一顯示器，可由該控制單元2控制而以音訊或／及影像（或文字）播放提示內容，讓使用者可依照該提示內容來調整該第一腰帶13a與該第二腰帶13b的束緊張力，或該二背帶12的長度。

請參照圖4，在其他實施例中，該調壓背包可以另包含一無線通訊模組5，該腰圍量測器31所量測到的腰圍值及該測重器32所量測到的重量值經由該控制單元2儲存及運算後，可藉由該無線通訊模組5傳送至一行動裝置M。其中，該無線通訊模組5例如但不限於為一藍芽無線通訊模組，該行動裝置M則可例如為一智慧型手機、一智慧手錶或一平板裝置等，並可藉由該行動裝置M內部之處理程式進行分析與判斷，再由該行動裝置M的螢幕或喇叭(等同於該提示器4)播放前述之提示內容。

其中，該控制單元2另具有一資料庫21，該資料庫21具有不同腰圍值與整體調壓背包的重量值所對應的最佳腰部束緊張力。亦即，本發明的調壓背包通過肌電儀、測力板及動作分析系統量化不同負重下的最佳腰部束緊張力，並將研究結果轉化成該資料庫21，該資料庫21的部分資料如下表所示；請參照表一，其係不同X值(腰圍值，單位：cm)範圍與Y值(重量值，單位：kg)範圍的關係表，對照所得數值為依據該X值(腰圍值)所需要束緊的程度。

舉例而言，當腰圍值為73cm，整體調壓背包的重量值為13kg時，需將該第一腰帶13a與該第二腰帶13b相對束緊73cm＊8.8~9.3%≒6.4~6.8cm，以達到最佳的腰部束緊張力；原則上是重量越重束得越緊，重量減輕則可放鬆。

據此，請再參照圖1、2，本實施例的調壓背包，可以依據不同的使用者及背包重量，在使用者背上該調壓背包，且繫好該第一腰帶13a與該第二腰帶13b後，由該腰圍量測器31測得使用者的腰圍值，並對該控制單元2輸入該腰圍值。另依據該控制單元2所接收到來自該測重器32的重量值，由該控制單元2比對該資料庫21，並計算出該腰圍值需要調整的程度，再通過該提示器4播放需將該第一腰帶13a與該第二腰帶13b相對束緊或放鬆多少公分（或換算成需移動多少孔位）的提示內容，以輔助使用者直覺性地將該第一腰帶13a與該第二腰帶13b調整至最佳腰部束緊張力。在調整的過程中，還可以藉由該腰圍量測器31持續更新腰圍值的變化，使該控制單元2可持續通過該提示器4提示使用者應繼續將該第一腰帶13a與該第二腰帶13b相對束緊、放鬆或已調整至最佳腰部束緊張力狀態。

另一方面，當該測重器32偵測到該重量值過大時，也可以通過該提示器4提示使用者應減輕該容裝袋11的負重，避免對使用者造成傷害。又，當該感壓器33所感測到的壓力值為零或未落入一建議範圍時，則表示該二背帶12並未繫於正確的位置，該控制單元2可通過該提示器4提示使用者將該二背帶12調緊或放鬆；在該二背帶12分別設有該調節感測器34的實施例中，則可在調整該背帶12的過程中，藉由持續回傳至該控制單元2的電阻值變化，判斷該背帶12的調節方向是否正確，以及時通過該提示器4提示使用者，另於該感壓器33所感測到的壓力值落入該建議範圍後，通過該提示器4提示使用者可停止調節動作。

請參照圖3，圖中左側所示為使用者背負本實施例的調壓背包，且未繫上該第一腰帶13a與該第二腰帶13b時的受力情形；此時，重力（Fg）較向前力（Fa）的影響大。相對地，圖中右側所示則為使用者背負本實施例的調壓背包，且將該第一腰帶13a與該第二腰帶13b調整至最佳腰部束緊張力狀態時的受力情形；此時，向前力（Fa’）的影響明顯提升，故比較兩種狀態的合力（Fr、Fr’）可知，後者的可將整體調壓背包的作用力往前轉移，從而提高背負力、減少身體背負壓力及減少背負對於身體所造成之負擔。

承上所述，本發明的調壓背包，可以在不同使用者繫上腰帶時，藉由該腰圍量測器測得腰圍值，及藉由該測重器測得背包的重量值，並經該控制單元判斷後，通過該提示器提示使用者應將腰帶相對束緊或放鬆，以輔助使用者直覺性地將腰帶調整至最佳腰部束緊張力，以提高背負力、減少身體背負壓力及減少背負對於身體所造成之負擔。再者，在背包過重時也可提示使用者應減輕負重，避免對身體造成傷害。因此，本發明的調壓背包係可達到提升調整時的操作便利性與直覺性的功效，並有效輔助使用者以最省力、舒適且降低身體負擔的方式背負背包。

上述揭示的實施形態僅例示性說明本發明之原理、特點及其功效，並非用以限制本發明之可實施範疇，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。

1:背包本體 11:容裝袋 12:背帶 121:胸口束帶 13a:第一腰帶 13b:第二腰帶 131:第一定位部 132:第二定位部 14:提把 2:控制單元 21:資料庫 3:量測模組 31:腰圍量測器 32:測重器 33:感壓器 34:調節感測器 4:提示器 5:無線通訊模組 M:行動裝置

［圖1］係本發明一實施例的立體示意圖。 ［圖2］係本發明一實施例的系統架構圖。 ［圖3］係本發明一實施例與未繫腰帶的受力示意圖。 ［圖4］係本發明另一實施例系統架構圖。

1:背包本體

11:容裝袋

12:背帶

121:胸口束帶

13a:第一腰帶

13b:第二腰帶

131:第一定位部

132:第二定位部

14:提把

Claims (13)

1. 一種調壓背包，包含：一背包本體，具有二背帶、一第一腰帶及一第二腰帶連接於一容裝袋，該第一腰帶可拆地結合該第二腰帶；一控制單元，具有一資料庫，該資料庫具有不同腰圍值與整體調壓背包的重量值所對應的最佳腰部束緊張力；一量測模組，具有耦接該控制單元的一腰圍量測器及一測重器，該腰圍量測器設於該第一腰帶及該第二腰帶，用以量測使用者的腰圍值，該測重器設於該背包本體，用以感測整體調壓背包的重量值；及一提示器，耦接該控制單元；其中，該控制單元依據該腰圍值及該重量值比對該資料庫，並通過該提示器提示使用者應將該第一腰帶與該第二腰帶相對束緊或放鬆。
2. 如請求項1所述之調壓背包，其中，該測重器為一拉力感測器，該容裝袋的頂端具有一提把，該拉力感測器設於該提把。
3. 如請求項1所述之調壓背包，其中，該測重器為一壓力感測器，該壓力感測器設於該容裝袋的底端。
4. 如請求項1所述之調壓背包，其中，該第一腰帶由一第一定位部可拆地結合該第二腰帶的一第二定位部，該腰圍量測器具有一可變電阻，該可變電阻的連接端子設於該第一定位部，及由該第二定位部的不同部位對應至不同的電阻值。
5. 如請求項4所述之調壓背包，其中，該第一定位部為一定位柱，該第二定位部為數個定位孔，該第二腰帶的自由端與該第一腰帶的局部交疊，並由該定位柱穿入其中一定位孔以形成固定。
6. 如請求項4所述之調壓背包，其中，該第一定位部與該第二定位部為魔鬼氈結構。
7. 如請求項1所述之調壓背包，其中，該量測模組具有耦接該控制單元的一感壓器，該感壓器設於該容裝袋的後側，用以感測該容裝袋與使用者後背之間的壓力值。
8. 如請求項1所述之調壓背包，其中，各該背帶的長度可調整，該量測模組具有耦接該控制單元的二調節感測器，該二調節感測器分別設於該二背帶，用以感測調整各該背帶長度時的調節方向及位置。
9. 如請求項1所述之調壓背包，其中，該控制單元為一MCU並設於該背包本體。
10. 如請求項1所述之調壓背包，其中，該二背帶之間具有一胸口束帶。
11. 如請求項1所述之調壓背包，其中，該提示器設於該背包本體，該提示器為一播音器或/及一顯示器。
12. 如請求項1所述之調壓背包，另包含一無線通訊模組，該腰圍值及該重量值經由該控制單元儲存及運算後，由該無線通訊模組傳送至一行動裝置，並由該行動裝置之處理程式進行分析與判斷，再由該行動裝置的螢幕或喇叭播放提示內容。
13. 如請求項12所述之調壓背包，其中，該無線通訊模組為一藍芽無線通訊模組。