[发明专利]背负系统

说明书

背负系统，一种减负背包或背负式器具，在使用者的肩部没有负重，包括腰带、硬质件、肩带、包体。它通过腰带把背包的重量施加于人的腰胯部，且通过硬质件支撑包体、保持肩带和包体的连接高度，使肩带乃至背包对肩部不产生压力，无需肩部负重，提高使用者的舒适性，且结构简单，降低背包自重。

技术领域

本发明涉及一种背包、一种携带框架、和一种随身携带的包架；还涉及一种背负式器具，如背负式的灭火器、喷雾器、水处理器、吹雪机、液压泵、移动气象站、电台等。

背景技术

人肩部的所有负重都会完全传递到躯干(及腰胯部)，肩部不能为躯干分担任何负重，所以肩部负重是徒劳；而且由于肩部的负重能力远低于腰胯部，肩部负重明显影响人的舒适性。但是现有的背包都需要肩部负重，对肩部有不同程度的压力。没有腰带的背包完全由肩部负重。有的背包虽然有腰带，但是肩带和包体是柔性的，包体受重力作用自然塌缩下垂而向下拉动肩带，仍然造成肩部负重。有的背包有硬质支撑或背负系统，放松肩带时，背包就向后倒远离人体而摇晃不稳；收紧肩带时，包裹肩部的肩带就会不可避免地向下压迫肩部，依然造成肩部负重。有的背包设计欲利用贴合背部曲线的背板来分担背包的重量，然而人的背部虽然略有曲线但是基本是竖直的，并不能形成较大的竖直向上的托举力，无助于减轻肩部负重。有的背包设计欲利用背包上下振动来减轻对人体的压力，虽然弹性部件在每个振动周期内会有半个周期减轻压力，但是在另外半个周期反而加剧压力，总体上不会减轻对人体的压力。美国登山协会编著的《登山圣经》第八版(重庆出版社2012年ISBN9787229055448《Mountaineering: The Freedom of the Hills, 8th edition》)第19页写道肩带连接背包的地方应位于肩胛骨下方5至8厘米处，这个业界通行的设计就是利用肩带包裹整个肩部来分散局部压强，但是无法避免肩部负重。公知的有负载能力的背包产品的肩带都是包裹着肩部并且又宽又厚或附加肩垫，因其设计本身不得不需要使用者的肩部承受较大负重。同样，背负式器具直接沿用了背包的设计，造成肩部负重。目前尚未有公知技术能够真正免除肩部负重、且不需要额外动力和能源的背负系统。

所以需要一种符合物理学和人体工程学的新技术方案，把压力转移到合理部位，让肩部没有负重的背负系统。

发明内容

本发明提供了一种结构的背负系统，由腰胯部负重，肩部没有负重。

本发明的技术方案是：背包包括腰带、肩带、硬质件、包体，腰带连接包体的下部，硬质件的上下部分别连接包体的上下部，肩带的两端分别连接包体的上下部且上部的连接处高于使用者肩部，硬质件的顶部高于使用者肩部。

由于人体腰胯部的骨骼结构和围度差异，人体对束紧的腰带有向上的支撑力，因此由腰胯部承担背包负重。硬质件与包体相连可支撑包体使其不下垂或塌缩，且使肩带与包体的上部连接处保持高于肩部，因此肩带悬空经过肩上方而不接触肩上部从而不会向下压肩部，肩带还使包体贴合背部不会后倒。通过力学分析可知，背包的重量完全由腰胯部承担，肩带对人体各部没有向下的压力，肩部没有负重，本方案的舒适性显著提高。肩带可不加宽加厚、可无肩垫。经实验：在负重时收紧腰带和肩带后，肩带与包体上部连接处高于使用者肩的顶部时，肩部的负重感已经明显减小，越高负重越小，当所述高度到达一定时(具体数值因人而异且与着装多少有关)，肩带已经完全不接触肩上部和前部，此时肩部完全没有负重，可不再增大高度。因实际制造时包体与肩带的连接处不是一个点，所述连接处是指主连接区域的上沿。硬质件的顶部也需高于肩的顶部以支撑维持肩带的高度。

背架，包括携带框架或随身携带的包架，可等效为去掉全部或部分包体的背包，通过放置、挂、借助托布、或捆绑负载到架体(硬质件)上。同样的发明构思与原理，应用在背架上时，区别在于肩带不是连接包体而是连接硬质件。