[实用新型]基于气动人工肌肉智能减负柔性悬浮背包

说明书

本实用新型公开一种基于气动人工肌肉智能减负柔性悬浮背包，包括承载重物的背包本体、与身体连接的身体背带装置以及用来连接两者的PAM智能柔性连接系统，背包本体通过PAM智能柔性连接系统能够实现相对于身体背带装置的旋转和上下滑动，在有限空间内，在可变换的负载增量下，当背包本体相对身体背带装置滑动和旋转时，PAM智能柔性连接系统能够自行检测负载和人行动的加速度，分析后自动调整气动人工肌肉伸缩量，使PAM元件伸缩反方向运动达到背包本体和身体背带装置相位频率差，达到智能减负效果。本实用新型可以在人体行走、跑步和转弯等不同时段通过智能调节PAM元件伸缩达到智能减负效果。

技术领域

本实用新型涉及一种智能减负背包，更具体地说，涉及一种基于气动人工肌肉智能减负柔性悬浮背包。

背景技术

随着科学技术的不断发展，人们对可穿戴设备的舒适性和安全性有了更多的要求。背包作为一种普遍的穿戴设备服务于人类各个方面，有民用的家庭背包，有军用的特种背包。无论是哪种背包在装载较重负载的时候由于人体在行走或奔跑时重心上下移动导致背包无法与人体十分地贴合而产生相对运动。这种相对运动产生的惯性冲击对人体本身造成了额外的耗能。

当背着普通背包行走或跑步或转弯时，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以及质心不在同一点。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，人们在长时间背包行走时会非常乏力。

如何有效减轻背包对人体的各个关节损伤，已成为各国研究的重点课题。

目前不管是国内还是国外研究的悬浮减负背包采用的原理基本一致，利用弹力绳和滑轮或类似的结构作为柔性连接系统，存在结构复杂、占用空间大、减负效果有限的缺陷。

气动人工肌肉是种功率重量比大，柔性好，制造使用都很简便的新型执行器，在国外的许多机器人研究中得到成功应用。气动人工肌肉结构其内部是弹性很好的橡胶管，外部为层高强度的纤维编制网。当充气体时，气动人工肌肉径向膨胀，同时引起轴向收缩。如果气动人工肌肉使其一端连接负载，就可以靠收缩产生的力驱动负载。

针对上述现有技术中拉伸连接系统结构复杂、占用空间大、减负效果有限的缺点结合气动人工肌肉，本实用新型设计了一种基于气动人工肌肉智能减负柔性悬浮背包，能根据人体行走或者跑步或者转弯时背包负载引起相位频率来智能调整背包的相位频率达到最佳的减负效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于气动人工肌肉智能减负柔性悬浮背包，以解决现有技术的不足。

本实用新型采用以下技术方案：

一种基于气动人工肌肉智能减负柔性悬浮背包，包括承载重物的背包本体、与身体连接的身体背带装置以及用来连接两者的PAM智能柔性连接系统，背包本体通过PAM智能柔性连接系统能够实现相对于身体背带装置的旋转和上下滑动；

所述背包本体包括包体、软衬条和连接板，软衬条设于包体内侧和连接板之间，软衬条为左右两侧各一条，包体内侧、软衬条、连接板三者固定连接；连接板与PAM智能柔性连接系统的平面旋转轴承的前端固定连接；

所述身体背带装置包括背带、衬垫和交叉支撑杆，衬垫包括上衬垫和下衬垫，分别设于交叉支撑杆的上端和下端，背带设置在衬垫上或者设置在交叉支撑杆上；