一种具有预拉伸型柔性连接系统的悬浮背包技术方案

本发明专利技术公开一种具有预拉伸型柔性连接系统的悬浮背包，包括携带负载的背包本体、连接身体的身体侧装置以及连接背包本体和身体侧装置的柔性连接系统，背包本体能够通过柔性连接系统实现相对身体侧装置的滑动。柔性连接系统为预拉伸型系统，其中的弹性组件至少包括旋转转盘、预拉伸弹性元件和连接绳。预拉伸弹性元件能够带动所述旋转转盘转动，在有限空间内增加所述弹性组件的总拉伸量和减少所述弹性组件的总摩擦力。本发明专利技术为柔性连接系统带来了大的预拉伸量和小的摩擦力，使得减负悬浮背包可以承重小负荷(5kg以下)和大负荷(5kg以上)，适用于全频率行走，而且减负效果明显。

A kind of suspended knapsack with pretensioned flexible connection system

【技术实现步骤摘要】
一种具有预拉伸型柔性连接系统的悬浮背包
本专利技术涉及一种符合人体工程学的背包，更具体地说，涉及一种悬浮背包。
技术介绍
当背着普通背包行走或跑步时，背包作用在身体上的力除了背包的重力外，还会有背包的加速度力。加速度力最大可以比重力大2-3倍。因此行走或跑步时关节会比静止时承受更大的力，肌肉和关节更容易受到损伤。加速度力与臀部的起伏运动有关。步行过程中臀部的起伏运动会导致背包的竖直运动。加速度力的峰值与背包竖直运动的幅度有关。因此，可以通过减少背包的竖直运动幅度来减少作用在背负者的加速度力。减少加速度力可以减少关节的受力和避免肌肉的损伤，并且减少行走时背负者的能量消耗，为背负者减负。国外学者Rome开发了利用弹力绳和滑轮作为柔性连接系统的减负悬浮背包(Rome,L.C.,Rubberbandsreducethecostofcarryingloads.Nature,444(7122),1023-1024,2006)。相关成果已经被LIGHTNINGPACKS公司于2007年申请了专利技术专利(US2008185411A1)。该减负悬浮背包适用于20kg以上的负荷。由于采用的是弹力绳和滑轮，因此在小负荷下会出现绕在滑轮上的弹力绳一段被拉伸，一段没有被拉伸的情况，进而导致减负悬浮背包的固有频率增大，减负效果下降。在小负荷下还会因为小负荷无法克服柔性连接系统的摩擦力而出现柔性连接系统被卡住的情况，即减负悬浮背包退化为普通背包。在大负荷下，由于弹性组件拉伸空间不够，因此在低频下行走不容易得到好的减负效果。>国内方面，华南理工大学申请了几项具有类似结构的减负背包或装置的专利技术专利(CN107588312A、CN107594857A、CN107616617A、CN108887863A)，它们和美国专利技术专利US2008185411A1采用的原理基本一致，采用的柔性连接系统结构十分相似，因此它们不仅存在美国专利技术专利US2008185411A1中出现的不足，还存在一些其他的问题。例如，静止时弹簧拉伸长度过长，背包会从背部的位置掉到臀部的位置，或者拉绳和拉伸弹簧拉伸后总长最多和背板一样长，因此拉伸空间有限，根本达不到良好的减负效果。本申请人的在先申请CN110150840A中采用预压缩式的压缩弹簧作为弹性元件，节省了空间，可以达到很好的悬浮效果。然而压缩弹簧的压并状态仍会占用一定空间，因此作为弹性元件的压缩弹簧的伸缩量有限，所以在慢走下较难实现很好的悬浮效果。尽管避免了定滑轮的使用，减少了一部分摩擦力，但是压缩弹簧与支撑杆之间会有摩擦，不能很好地适用于小负荷情况。针对上述现有技术中减负背包的多项不足，如仅能承重大负荷，仅适用于高频快步行走，占用空间大，减负效果不佳。本专利技术设计了一种减负悬浮背包，为柔性连接系统带来了大的预拉伸量和小的摩擦力，使得减负悬浮背包可以承重小负荷(5kg以下)和大负荷(5kg以上)，适用于全频率行走，而且减负效果明显。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种具有预拉伸型柔性连接系统的悬浮背包，采用旋转转盘和预拉伸弹性元件作为预拉伸型柔性连接系统，解决了现有的减负悬浮背包仅能承重小负荷，仅适用于高频率，占用空间大，减负效果不佳的技术问题。为实现上述目的，采用了如下技术方案：一种具有预拉伸型柔性连接系统的悬浮背包,包括携带负载的背包本体、连接身体的身体侧装置以及连接背包本体和身体侧装置的柔性连接系统，所述背包本体通过所述柔性连接系统能够实现相对所述身体侧装置的滑动，所述柔性连接系统包括弹性组件，其特征在于：所述弹性组件至少包括旋转转盘、弹性元件和连接绳；所述连接绳缠绕在所述旋转转盘上，所述连接绳一端固定于所述旋转转盘上，另一端连接于所述背包本体，所述旋转转盘固定于所述身体侧装置，所述弹性元件为预拉伸弹性元件，为初始具有预拉力的蓄力结构，所述弹性元件连接所述旋转转盘，能够带动所述旋转转盘转动，在有限空间内增加所述弹性组件的总拉伸量和减少所述弹性组件的总摩擦力。进一步地，所述旋转转盘包括旋转转盘内环和旋转转盘外环。进一步地，所述弹性元件通过拉绳与所述旋转转盘内环连接，所述拉绳缠绕并固定在所述旋转转盘内环上。进一步地，所述弹性元件为拉伸弹簧或弹力绳,优选地，所述弹性元件为并联的多个弹性元件。进一步地，所述柔性连接系统还包括滑轨组件，所述滑轨组件包括滑轨和适配的滑动件，所述滑动件能够在所述滑轨上滑动，所述滑轨组件为两组，分别位于所述弹性组件的左右两侧，所述连接绳另一端具体地与所述滑动件连接。进一步地，所述滑动件的顶端与所述背包本体连接，使得所述连接绳另一端通过所述滑动件与所述背包本体连接，所述滑轨组件与所述身体侧装置固定连接。进一步地，所述弹性组件还包括至少一个定滑轮，用于改变所述连接绳的拉伸方向，所述连接绳通过绕设在所述定滑轮上，连接所述旋转转盘和所述滑动件，优选地，所述连接绳为钢丝绳，更优选地，所述定滑轮为两个。进一步地，所述柔性连接系统还包括锁止机构，实现所述背包的悬浮功能的开启和关闭。进一步地，所述背包本体包括包体、连接板和衬条，所述衬条设置在所述包体的内部，所述连接板置于所述包体的外部，所述连接板和所述衬条将包体内面夹设，将包体固定在连接板上。进一步地，所述身体侧装置包括背带、背板和衬垫，优选地包括腰带。进一步地，所述减负悬浮背包适于承重5kg以下的小负荷，适用于全频率行走。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：一、本专利技术的柔性连接系统为预拉伸型系统，弹性组件的核心是旋转转盘和预拉伸弹性元件，弹性组件的总拉伸量决定了减负悬浮背包的减负效果。现有技术主要采用弹力绳和滑轮作为柔性连接系统，弹性绳作为其中的弹性元件，需要来来回回绕在多个滑轮上，因此其总拉伸量受到了滑轮数量和减负悬浮背包整体尺寸的限制。本申请巧妙的采用了具有内环和外环的旋转转盘结构，其不仅可以缠绕无数圈连接绳，还起到杠杆的作用，以放大弹性元件的总拉伸量，因此相比于现有技术旋转转盘可以在有限空间内大幅度增加弹性组件的总拉伸量。二、现有技术主要采用弹力绳和滑轮作为柔性连接系统，基本需要3个以上的滑轮才能实现功能，随着滑轮个数的增多，摩擦力也会增大。本专利技术的柔性连接系统还采用了预拉伸弹性元件，具体为拉伸弹簧，使得该柔性连接系统仅需少量滑轮(1-2个)便可实现功能，使得滑轮个数明显减少，再尤其是连接绳采用钢丝绳时，钢丝绳与滑轮之间的摩擦力要明显小于弹力绳与滑轮之间的摩擦力，因此能够有效减小柔性连接系统总的摩擦力。三、现有技术中的减负悬浮背包没有明确提及适用载荷，从文献中可知一般适用于20kg以上的负荷。由于现有技术主要采用弹力绳和滑轮作为柔性连接系统，因此会出现绕在滑轮上的弹力绳一段被拉伸，一段没有被拉伸的情况，进而导致减负悬浮背包的固有频率增大，减负效果下降，这种情况在小负荷(5kg以下)下更加明显。在小负荷下还会因为小负荷无法克服柔性连接系统的摩擦力而出现柔性连接系统被卡住的情况，即减负悬浮背包退化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有预拉伸型柔性连接系统的悬浮背包,包括携带负载的背包本体(101)、连接身体的身体侧装置(103)以及连接背包本体(101)和身体侧装置(103)的柔性连接系统(102)，所述背包本体(101)通过所述柔性连接系统(102)能够实现相对所述身体侧装置(103)的滑动，所述柔性连接系统(102)包括弹性组件，/n其特征在于：所述弹性组件至少包括旋转转盘(8)、弹性元件和连接绳(7)；所述连接绳(7)缠绕在所述旋转转盘(8)上，所述连接绳(7)一端固定于所述旋转转盘(8)上，另一端连接于所述背包本体(101)，所述旋转转盘固定于所述身体侧装置(103)，所述弹性元件为预拉伸弹性元件，为初始具有预拉力的蓄力结构，所述弹性元件连接所述旋转转盘，能够带动所述旋转转盘转动，在有限空间内增加所述弹性组件的总拉伸量和减少所述弹性组件的总摩擦力。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有预拉伸型柔性连接系统的悬浮背包,包括携带负载的背包本体(101)、连接身体的身体侧装置(103)以及连接背包本体(101)和身体侧装置(103)的柔性连接系统(102)，所述背包本体(101)通过所述柔性连接系统(102)能够实现相对所述身体侧装置(103)的滑动，所述柔性连接系统(102)包括弹性组件，
其特征在于：所述弹性组件至少包括旋转转盘(8)、弹性元件和连接绳(7)；所述连接绳(7)缠绕在所述旋转转盘(8)上，所述连接绳(7)一端固定于所述旋转转盘(8)上，另一端连接于所述背包本体(101)，所述旋转转盘固定于所述身体侧装置(103)，所述弹性元件为预拉伸弹性元件，为初始具有预拉力的蓄力结构，所述弹性元件连接所述旋转转盘，能够带动所述旋转转盘转动，在有限空间内增加所述弹性组件的总拉伸量和减少所述弹性组件的总摩擦力。


2.根据权利要求1所述的一种具有预拉伸型柔性连接系统的悬浮背包,其特征在于：所述旋转转盘(8)包括旋转转盘内环和旋转转盘外环。


3.根据权利要求2所述的一种具有预拉伸型柔性连接系统的悬浮背包,其特征在于：所述弹性元件通过拉绳(18)与所述旋转转盘内环(8)连接，所述拉绳(18)缠绕并固定在所述旋转转盘内环上。


4.根据权利要求1所述的一种具有预拉伸型柔性连接系统的悬浮背包,其特征在于：所述弹性元件为拉伸弹簧(15)或弹力绳,优选地，所述弹性元件为并联的多个弹性元件。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种具有预拉伸型柔性连接系统的悬浮背包,其特征在于：所述柔性连接系统(102)还包括滑轨组件，所述滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏业旺，张懋熠，郭亮，魏延鹏，
申请(专利权)人：中科携行北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11