[发明专利]具有高强度背包支架的背负装备及其背包支架的制作工艺

说明书

技术领域

本发明属于背包支架技术领域，具体涉及一种具有高强度背包支架的背负装备及其背包支架的制作工艺。

背景技术

人体背部负重行走，往往发生在军事行军、野外生存、登山训练、儿童背包以及劳动搬运等方面。这种行走方式，从外部施加载荷作用于人体，改变了身体重心的位置，为了对抗这种外加阻力作用，保持身体的平衡及稳定，人的步态和身体姿势必然也会做出相应调整。人体如若背负重物过重，或长时间地承担重量，则容易导致一系列的损伤问题。相关医学调查研究已经证明，在负重条件下长时间的行走,容易导致脚起水泡、应力性骨折、下肢关节疼痛和背部肌肉拉伤、腰间盘突出等损伤一。因此，越来越多的学者们开始致力于研究不同负重对人体行进运动带来的影响，负重后身体姿势的变化，步态的调整与能量消耗，背包的舒适性能，鞋类的缓冲能力等方面的问题，以期不断地改进行进姿态，提高人体的负重能力，减少疲劳，降低损伤风险，并且设计和开发相关的防护装备。

在所有的军事行动中，士兵都要携带各式各样的武器装备，但大量的武器装备也影响到了士兵的行动，因此，如何提高士兵在战场上的机动能力，是各国军事训练的重点。在我国，士兵的机动性一直是我军战斗力的核心，以机动能力获得局部的兵力优势，是我军战术的精髓。典型的步兵作战模式，就是在快速机动过程中，完成阻击、包围、追击的任务，而这期间的机动,基本就是快速徒步行军。目前在各兵种、民兵、预备役甚至大学生军事体育训练中，负重行军是必须完成的项目之一，也是最艰苦的训练科目，这种行军方式往往要求战士携带大量的武器负荷进行长时间高强度的行走。有时为了保证突击火力，作战部队不得不给士兵配给超出标准的武器装备，致使士兵负荷大大高于标准。如果是在山地或是丛林这样的复杂地形，加上要隐藏行踪，士兵的体力早在作战机动过程中就消耗的差不多了，常常不能保证在最后的战斗过程中，体能处于良好的状况，更不要提持续作战的能力。

研究表明，轻负重时，士兵步态运动学特征变化较小，而中等负重和大负重条件下士兵步态特征为单支撑时间显著性的减小，双支撑时间显著性增大，骸关节、膝关节以及躯干前倾角度活动幅度显著。

中等负重和大负重时，步宽值显著性增加，单步长值在行军过程中下降显著。而步频受行军时间的影响比较小，受负重量的影响也比较小，因此中等负重和大负重情况下步速的下降更多是由于步长值下降所造成的。

士兵通过调整躯干角度，来维持身体的平衡通过摆动腿快速地前摆着地，增大双支撑时间同时增大支撑面积，提高行军的稳定性步宽增加，提高了行军时在横向的稳定性。

士兵足—地垂直反作用力与负重量有显著性关系。中等负重和大负重下，碰撞力峰值显著性增大，同时碰撞力峰值出现时间提前，蹬地力峰值也随着负重量的增加而增大制动力、推动力均随着负重量的增大而增大，制动力与推动力净差值随着负重量的增大也呈增加趋势内外侧力值升高表明士兵在大负重情况下稳定性显著性降低。

外骨骼作为近年来新兴的热门研究对象，通过模拟人体的模拟人体的骨骼、关节和肌肉，为人体装备额外的外骨骼及动力源，主要起增强人体承载的功能。外骨骼的结构承载系统的研究是其开发过程的第一步。结构承载系统作为外载荷的传输媒介，能实现外骨骼的根本功能。外骨骼承载结构的强度决定外骨骼能否实现其承载要求，其动力学参数亦是与之相连接的液压系统的重要设计参数。

因此，设计一种构思巧妙，符合人体工程学，人体负重中心下移，减少疲劳，适合背负大量物品并快速行走的具有高强度背包支架的背负装备，背包支架具有超低电阻、高刚性且稳定性能强等优点，同时，其抗压抗拉性能、抗弯曲和抗拉伸强度高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供结构新颖，构思巧妙，符合人体工程学，人体负重中心下移，减少疲劳，适合背负大量物品并快速行走的具有肩负效果的背包支架。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

具有高强度背包支架的背负装备，包括背包支架、肩带组件模块、腰部支撑组件和背包，所述背包支架的顶部和所述肩带组件模块可拆卸连接，所述背包支架的底部和所述腰部支撑组件可拆卸连接，所述背包支架的一侧和所述背包可拆卸连接，其中，所述背包支架为弧形状，弧度为20～50°，所述背包支架前后两侧均设有深度相同的凹槽，所述凹槽底部设有固定连接的连接板，所述背包支架左右两侧结构相对称，所述背包支架从上至下依次包括肩带组件连接模块、背包连接模块和腰部支撑组件连接模块，所述肩带组件连接模块、背包连接模块和腰部支撑组件连接模块依次固定连接；