一种悬浮减负背包装置的制作方法

本发明涉及一种背包装置，具体涉及一种悬浮减负背包装置。

背景技术：

随着科技发展的不断进步，人民生活水平的不断提高，拥有一款可以减负的背包装置成为迫切需求，目前人体在背负很重的负载的时候，一般是将背包紧紧与身体贴合尽可能减少背包由于上下振荡而产生的惯性冲击，但是由于背包是靠背带或者锁扣与人体相连，其减负效果并不理想。

技术实现要素：

本发明为克服现有技术不足，提供一种悬浮减负背包装置，该装置结构紧凑，能减少惯性力对人体的冲击，减负效果好。

本发明的技术方案是：

一种悬浮减负背包装置，它包括背板、背部连接板和两套传力机构，两套传力机构布置在背板的两侧；每个所述传力机构包括凸轮、圆盘、弹簧和柔性绳；凸轮与圆盘设置在背板两侧，且凸轮和圆盘固定在同一根轴上，所述轴转动安装在背板上，弹簧的一端固接在背板底部，弹簧的另一端通过柔性绳与凸轮相连，圆盘上绕有柔性绳，该柔性绳固接在挂有负载的背包连接板上，背包连接板滑动安装在背板上。

进一步地，所述悬浮减负背包还包括滑轮和滑轨；滑轮带有轮槽，背部连接板上转动安装有滑轮，背板上沿竖向开有两条长孔，位于每个长孔边缘的背板上固定有滑轨，滑轮的轮槽贴于滑轨上。

进一步地，所述悬浮减负背包还包括滑轨挡板，滑轨挡板布置在滑轨的外侧，且滑轨挡板与背板和滑轨固接。

本发明与现有技术相比具有以下技术效果：

本发明采用传力机构，结构紧凑，十分轻便耐用，整体为被动式结构，且满足人体各种频率下的运动，都保证背包相对地面静止，减少惯性力对人体的冲击。使人体在远距离奔跑或行走不会感到十分疲惫。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明。

附图说明

图1为包含滑轨挡板的本发明的立体结构图；

图2为去掉滑轨挡板后的本发明的立体结构图；

图3为从背部连接板方向看的本发明立体结构图；

图4为本发明工作原理图；

图5为本发明实施例的凸轮曲线示意图。

具体实施方式

如图1-图3所示，一种悬浮减负背包装置，它包括背板3、背部连接板6和两套传力机构，两套传力机构布置在背板3的两侧；

每个所述传力机构包括凸轮1、圆盘2、弹簧11和柔性绳12；凸轮1与圆盘2设置在背板3两侧，且凸轮1和圆盘2固定在同一根轴上，所述轴转动安装在背板3上，弹簧11的一端固接在背板3底部，弹簧11的另一端通过柔性绳12与凸轮1相连，圆盘2上绕有柔性绳12，该柔性绳12固接在挂有负载的背包连接板6上，背包连接板6滑动安装在背板3上。

本实施方式采用传力机构，设计在背板3的两端，弹簧11通过柔性绳12与凸轮1相连，凸轮1与圆盘2固定在同一根轴上，圆盘2上绕有柔性绳12，柔性绳12连接挂有负载的背包连接板6，随着人体重心的上下运动，弹簧11产生形变，带动凸轮1和圆盘2旋转，使得背包连接板6上下运动，但是相对地面是静止的，减少了对人体的惯性冲击。

为了可靠地实现背部连接板6在背板3上的滑动，如图2所示，采用滑轮和滑轨的定位导向的方式实现，所述悬浮减负背包还包括滑轮4和滑轨5；滑轮4带有轮槽，背部连接板6上转动安装有滑轮4，背板3上沿竖向开有两条长孔3-1，位于每个长孔3-1边缘的背板3上固定有滑轨5，滑轮4的轮槽贴于滑轨5上。图2中，每条长孔内或每个滑轨5对应设置2个滑轮4，以确保背部连接板6能稳定可靠地在滑轨5上滑动。

为了防止滑轮4滑动过程中脱离滑轨5，本实施方式采取挡板方式避免滑轮4脱轨，如图1所示，所述悬浮减负背包还包括滑轨挡板7，滑轨挡板7布置在滑轨5的外侧，且滑轨挡板7与背板3和滑轨5固接。进一步为了保证滑轮4的顺利运行，所述滑轨挡板7为u形挡板。如此设置，滑轮4能容纳在u形挡板的槽内。进一步来说，所述滑轨挡板7和滑轨5一体制成。如此设置，加工组装便携，使用方便。

为了保证背部连接板6一直在滑轨5上运动，在上下两侧均固定有挡销8，保证在背部连接板6运动的时候不会飞出滑轨5。所述悬浮减负背包还包括挡销8，背板3的上下端分别固接有限制背部连接板6上下移动的挡销8。

所述背板3、背部连接板6、滑轨挡板7的材料为碳纤维材料。材料轻、不易变形。所述凸轮1和圆盘2的材料为铝合金。强度高，材料轻。达到了单人即可穿戴的效果。如此设置本发明申请整体重量仅不到1.8kg。

具体来说，本装置通过传力机构使负载尽可能与地面保持静止，随着人体快速行走或者奔跑时重心的变化，弹簧11被拉伸和缩短，弹簧11通过柔性绳12与凸轮1相连，带动凸轮1做旋转运动，凸轮1与圆盘2固连在同一根轴上，圆盘2绕有柔性绳12，柔性绳12连接背部连接板6，带动背部连接板6做上下运动，滑轮4和滑轨5起到定位导向的作用。为了保证背部连接板6一直在滑轨5上运动，在上下两端均固定有挡销8，保证在背部连接板6运动的时候不会飞出滑轨5。挡销8上固定有背包带，方便人体穿戴。原理简图如图4所示。

本装置更适合背负25kg的负载，在人体行走或奔跑时，重心上下变化，带动弹簧被拉伸和缩短，进而带动凸轮1旋转，凸轮1上绕有柔性绳12，通过计算可以计算出当负载25kg时，凸轮1的曲线应该是如图5所示，在弹簧11被拉伸的过程中拉力不断增大，但是拉力到轴的距离在不断减小，整体的力矩保持不变，由于圆盘2的力臂是恒定的，所以输出力也是恒定的，恒等于25kg，最终效果即为，背部连接板6与人体一起上下运动，负载与地面却是相对静止的，保证了负载不会跟随人体一起上下运动，造成惯性力对人体产生冲击使人体感到疲惫。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。

技术特征：

1.一种悬浮减负背包装置，其特征在于：它包括背板(3)、背部连接板(6)和两套传力机构，两套传力机构布置在背板(3)的两侧；

每个所述传力机构包括凸轮(1)、圆盘(2)、弹簧(11)和柔性绳(12)；凸轮(1)与圆盘(2)设置在背板(3)两侧，且凸轮(1)和圆盘(2)固定在同一根轴上，所述轴转动安装在背板(3)上，弹簧(11)的一端固接在背板(3)底部，弹簧(11)的另一端通过柔性绳(12)与凸轮(1)相连，圆盘(2)上绕有柔性绳(12)，该柔性绳(12)固接在挂有负载的背包连接板(6)上，背包连接板(6)滑动安装在背板(3)上。

2.根据权利要求1所述一种悬浮减负背包装置，其特征在于：所述悬浮减负背包还包括滑轮(4)和滑轨(5)；滑轮(4)带有轮槽，背部连接板(6)上转动安装有滑轮(4)，背板(3)上沿竖向开有两条长孔(3-1)，位于每个长孔(3-1)边缘的背板(3)上固定有滑轨(5)，滑轮(4)的轮槽贴于滑轨(5)上。

3.根据权利要求2所述一种悬浮减负背包装置，其特征在于：所述悬浮减负背包还包括滑轨挡板(7)，滑轨挡板(7)布置在滑轨(5)的外侧，且滑轨挡板(7)与背板(3)和滑轨(5)固接。

4.根据权利要求3所述一种悬浮减负背包装置，其特征在于：所述悬浮减负背包还包括挡销(8)，背板(3)的上下端分别固接有限制背部连接板(6)上下移动的挡销(8)。

5.根据权利要求3或4所述一种悬浮减负背包装置，其特征在于：所述滑轨挡板(7)为u形挡板。

6.根据权利要求5所述一种悬浮减负背包装置，其特征在于：所述滑轨挡板(7)和滑轨(5)一体制成。

7.根据权利要求3或6所述一种悬浮减负背包装置，其特征在于：所述背板(3)、背部连接板(6)、滑轨挡板(7)的材料为碳纤维材料。

8.根据权利要求7所述一种悬浮减负背包装置，其特征在于：所述凸轮(1)和圆盘(2)的材料为铝合金。

技术总结
一种悬浮减负背包装置，它涉及一种背包装置，它包括背板、背部连接板和两套传力机构，两套传力机构布置在背板的两侧；每个所述传力机构包括凸轮、圆盘、弹簧和柔性绳；凸轮与圆盘设置在背板两侧，且凸轮和圆盘固定在同一根轴上，所述轴转动安装在背板上，弹簧的一端固接在背板底部，弹簧的另一端通过柔性绳与凸轮相连，圆盘上绕有柔性绳，该柔性绳固接在挂有负载的背包连接板上，背包连接板滑动安装在背板上。本发明结构紧凑，能减少惯性力对人体的冲击，减负效果好。

技术研发人员：朱延河;巨浩天;纪胜昊;赵杰
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2019.10.29
技术公布日：2019.12.13