一种悬浮减负背包制造技术

本发明专利技术公开了一种悬浮减负背包，包括背板、设于所述背板的肩带、与所述背板滑动连接的背包、以及与所述背板和背包连接的隔振装置；所述隔振装置包括相连接的正刚度结构和负刚度结构，所述负刚度结构在水平位置产生摆动而提供负刚度，所述正刚度结构在竖直方向产生弹性形变而提供正刚度，且所述正刚度结构提供的正刚度值与所述负刚度结构提供的负刚度值在所述背包处于静平衡位置处相等，实现准零刚度特性。本发明专利技术提供的悬浮减负背包，通过设置准零刚度隔振装置，使其具有低频或超低频隔振功能，从而可以有效地减轻背包运动对人肩部的损伤。损伤。损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种悬浮减负背包


[0001]本专利技术涉及背包装置
，具体涉及一种悬浮减负背包。

技术介绍

[0002]背负双肩包进行远程徒步旅行或跑步时，由于背包运动产生的动载荷会对肩膀及身体其它支撑关节(如腰椎、膝盖等)产生较大损害，尤其是部队行军往往携带较大质量装备进行长途快速行军，其背负质量产生不适感较大。
[0003]目前，市面上的背包主要是通过肩带的位置添加柔软且有弹性的材料来实现对人体肩膀的保护。但是由于人们在运动的过程中，背包在身后上下抖动给人体产生的冲击，这种冲击加上背包本身的自重，会给人们增加非常大的负担，尤其是对于大容量背包在奔跑过程中对人体的损伤较大。现有柔性肩带、柔性垫等均只能起到缓冲作用，不能起到减小动载的作用。
[0004]中国专利技术专利“减震背包(CN109674187A)”、“减震背包及其省力垫(CN109674188A)”和中国专利技术专利“一种减压背包(CN209769426U)”基本都是在传统背包上加入辅助背板且在两者间加入简单弹性部件，让背包和背板间发生一定相对运动来减缓背包对人体的动载荷。这些悬浮结构基本都是采用弹簧、橡胶带等柔性结构来实现背包的运动约束，且要使得减负系统有减负效果就需要采用刚度较小的弹性部件，但对于载重较大背包，背包重力会产生较大的弹性元件静变形，不利于人体行走等运动。中国技术专利“一种悬浮减负背包(CN213428866U)”,中国专利技术专利“一种悬浮减负背包(CN113439925A)”和“一种悬浮减负背包装置(CN110558709)”针对背包减负问题，设计了柔性减负装置，其结构复杂，也存在大负重背包时背包静变形位移大的问题，且对于人体运动的低频振动载荷基本没有减振效果，不能有利的减缓人体所受载荷。另外，现有减负背包技术，对于不同的背包载重会导致其背包初始静变形不同，影响背包的使用舒适性和美观性。
[0005]鉴于此，有必要提供一种新的减负背包解决上述技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种悬浮减负背包，通过设置准零刚度隔振装置，使其具有低频或超低频隔振功能，从而可以有效地减轻背包运动对人肩部的损伤。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种悬浮减负背包，包括背板、与所述背板滑动连接的背包、以及与所述背板和背包连接的隔振装置；
[0009]所述隔振装置包括相连接的正刚度结构和负刚度结构，所述负刚度结构在水平位置产生摆动而提供负刚度，所述正刚度结构在竖直方向产生弹性形变而提供正刚度，且所述正刚度结构提供的正刚度值与所述负刚度结构提供的负刚度值在所述背包处于静平衡位置处相等。
[0010]进一步地，所述正刚度结构包括在竖直方向发生弹性形变且间隔设置的两组第一
弹簧装置、分别与所述第一弹簧装置两端悬挂连接的第一连接件和第二连接件。
[0011]进一步地，所述正刚度结构还包括用于调节所述第一弹簧装置拉伸量的调节装置。
[0012]进一步地，所述调节装置包括设于所述两组第一弹簧装置之间的棘轮、与所述棘轮啮合连接的棘爪、分别与所述棘轮和棘爪配合连接的第一转动轴和第二转动轴、分别与所述第一转动轴和第二转动轴配合且设于所述背板另一侧的第一旋钮和第二旋钮、一端与所述第一转动轴连接另一端绕对应的第一连接件设置的两组连接索，所述第一弹簧装置连接第一连接件的一端与对应的连接索连接。
[0013]进一步地，所述调节装置还包括设于所述背板且刻有第一刻度线的观察窗，用于确定对不同负载的背包是否调节到位。
[0014]进一步地，所述负刚度结构包括与所述背板铰接的两组横臂、设于所述背板且与所述横臂间隔设置的两组凸台、两端分别与所述横臂和凸台悬挂连接的两组第二弹簧装置，所述横臂与所述第二连接件连接，且所述第二弹簧装置在与所述横臂处于平行状态时应处于拉伸状态。
[0015]进一步地，所述负刚度结构包括还设于所述横臂的第一销钉，所述第二弹簧装置连接所述横臂的一端与所述第一销钉连接；所述横臂与所述背板通过第三销钉铰接，所述横臂与所述背板之间设置有凸块，且所述第三销钉贯穿所述凸块，所述横臂与所述第三销钉连接后，在所述第三销钉的端部设置一卡环。
[0016]进一步地，所述负刚度结构还包括与所述横臂连接的耳片、与所述耳片连接的连接杆，所述耳片与所述连接杆通过第四销钉铰接，所述连接杆的另一端通过第五销钉与所述背包铰接。
[0017]进一步地，所述正刚度结构还包括用于调节所述第一弹簧装置拉伸量的调节装置，所述调节装置还包括设于所述背板且刻有第一刻度线的观察窗，用于确定对不同负载的背包是否调节到位；所述横臂中间刻有与第一刻度线一一对应的第二刻度线，当第二刻度线与背板观察窗处的第一刻度线对应时，所述第二弹簧装置与横臂平行，所述背包处于静平衡状态；对于不同负载的背包，通过调节装置调节第一弹簧装置的变形量使得第二刻度线与背板观察窗上的第一刻度线对应。
[0018]进一步地，所述背板包括设于其两侧的滑槽、设于所述滑槽内的导向柱、设于所述滑槽两端部的限位块，所述背包的四个角设有与所述导向柱匹配连接的滚动滑轮。
[0019]与现有技术相比，本专利技术提供的悬浮减负背包，有益效果在于：
[0020]一、本专利技术提供的悬浮减负背包，负刚度结构在水平位置产生摆动而提供负刚度，正刚度结构在竖直方向产生弹性形变而提供正刚度，且正刚度结构提供的正刚度值与负刚度结构提供的负刚度值在背包处于静平衡位置处相等，使在静平衡位置附近动刚度为零或接近零，从而可实现在负重行走过程中对低频或超低频机械振动进行隔离，有效地减轻背包运动对人肩部的损伤。
[0021]二、本专利技术提供的悬浮减负背包，正刚度结构还包括调节装置，通过棘轮机构可调节竖直方向的第一弹簧装置的拉伸量，使不同背包负载条件下的隔振装置处于准零状态，因此本专利技术的悬浮减负背包可适用于不同背包负载的减负。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本专利技术提供的悬浮减负背包的结构示意图；
[0024]图2是图1所示悬浮减负背包的分解结构示意图；
[0025]图3是图1所示悬浮减负背包的部分结构示意图；
[0026]图4是图1所示的悬浮减负背包中背板与背包的连接关系示意图；
[0027]图5是图4中滚动滑轮与滑槽的配合关系示意图；
[0028]图6是图3中正刚度结构的调节装置的结构示意图；
[0029]图7是图6中调节装置的另一角度的结构示意图；
[0030]图8是图3中隔振装置的负刚度结构的结构示意图；
[0031]图9是图8中部分结构的另一角度的结构示意图；
[0032]图10是图9中横臂与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种悬浮减负背包，其特征在于，包括背板、与所述背板滑动连接的背包、以及与所述背板和背包连接的隔振装置；所述隔振装置包括相连接的正刚度结构和负刚度结构，所述负刚度结构在水平位置产生摆动而提供负刚度，所述正刚度结构在竖直方向产生弹性形变而提供正刚度，且所述正刚度结构提供的正刚度值与所述负刚度结构提供的负刚度值在所述背包处于静平衡位置处相等。2.根据权利要求1所述的悬浮减负背包，其特征在于，所述正刚度结构包括在竖直方向发生弹性形变且间隔设置的两组第一弹簧装置、分别与所述第一弹簧装置两端悬挂连接的第一连接件和第二连接件。3.根据权利要求2所述的悬浮减负背包，其特征在于，所述正刚度结构还包括用于调节所述第一弹簧装置拉伸量的调节装置。4.根据权利要求3所述的悬浮减负背包，其特征在于，所述调节装置包括设于所述两组第一弹簧装置之间的棘轮、与所述棘轮啮合连接的棘爪、分别与所述棘轮和棘爪配合连接的第一转动轴和第二转动轴、分别与所述第一转动轴和第二转动轴配合且设于所述背板另一侧的第一旋钮和第二旋钮、一端与所述第一转动轴连接另一端绕对应的第一连接件设置的两组连接索，所述第一弹簧装置连接第一连接件的一端与对应的连接索连接。5.根据权利要求4所述的悬浮减负背包，其特征在于，所述调节装置还包括设于所述背板且刻有第一刻度线的观察窗，用于确定对不同负载的背包是否调节到位。6.根据权利要求2所述的悬浮减负背包，其特征在于，所述负刚度结构包括与所述背板铰接的两组横臂、设于所述背板且与所述横臂间隔设置的两组凸台、两端...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海成，胡跃，方倚广，王凯，洪君婷，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：