[发明专利]一种具有预蓄力型柔性连接系统的悬浮背包

说明书

本发明公开一种具有预蓄力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。柔性连接系统其中的弹性组件至少包括旋转转盘、预蓄力弹性元件和连接绳。预蓄力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。本发明为柔性连接系统带来了大的总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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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.,Rubber bands reduce the cost of carrying loads.Nature,444(7122),1023-1024,2006)。相关成果已经被LIGHTNING PACKS公司于2007年申请了发明专利(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，并且弹力绳还存在材料容易老化的问题。

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发明专利(CN107588312A、CN107594857A、CN107616617A、CN108887863A)，它们和美国发明专利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发明专利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。本发明设计了一种减负悬浮背包，为柔性连接系统带来了大的预蓄力量和小的摩擦力，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。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有预蓄力型柔性连接系统的悬浮背包，采用旋转转盘和预蓄力弹性元件作为预蓄力型柔性连接系统，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：