自适应肩带双肩背包及其方法
【专利摘要】本发明涉及一种自适应肩带双肩背包及其方法，包括包袋、左肩带、右肩带、左受力传感器、右受力传感器、左电源/信号总线、右电源/信号总线、中央控制芯片、左旋转马达、右旋转马达、可充电电源模块。它是通过肩带上的受力传感器实时检测背戴者肩部受力情况，并将检测结果反馈给中央控制器，中央控制器根据受力情况判断左、右肩带的长短并发出信号控制左、右旋转马达的转动，从而使两侧肩带的长短发生调整直至相等并使背戴者体感最适。
【专利说明】
自适应肩带双肩背包及其方法
技术领域
[0001]本发明涉及自适应肩带双肩背包及其方法，能减轻背戴者的肩部和颈部负担。
【背景技术】
[0002]目前市场上销售的双肩背包，大都是依靠一个简单的塑料背包扣，通过手动拉紧或放松肩带，来实现肩带长度的调整。由于肩带长度的固定完全依靠肩带和背包扣之间的摩擦力，因此人在行进过程中的抖动，会逐渐放松肩带，从而导致肩带的长度自行伸长，经常会造成双肩背包一边的肩带长于另一边。肩带长短不一会使得背戴者双肩受力不均，不仅会增加背包带来的疲劳感，长期背戴也会对人体的颈部、肩部造成损伤，特别是对于发育期的青少年，容易诱发高低肩的疾病。传统双肩背包，人手动调整肩带长度很难做到两边长度一致，并且操作上也存在很大的不便。
【发明内容】
[0003]为了克服现存双肩背包肩带很难调整并保持长短一致的问题，本发明提供一种双肩背包，该背包不仅能实时自动调整双肩肩带的长短并使其保持一致，而且可以自行根据肩部受力情况调整肩带至最佳长度，使背戴者体感最适。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]本发明公开了一种自适应肩带双肩背包，包括包袋、中央控制芯片、右肩带、右受力传感器、右电源/信号总线、可充电电源模块充电口、可充电电源模块、左背包扣、左受力传感器、左电源/信号总线、左肩带、左旋转马达、左肩带阻塞段、左背包扣固定横杆、左背包扣可转动横杆、右背包扣、右背包扣可转动横杆、右肩带阻塞段、右旋转马达和右背包扣固定横杆；
[0006]中央控制芯片、可充电电源模块、可充电电源模块充电口集成于一块电路板上，电路板缝接在包袋顶部，电路板表面除插口和开关处，涂有环氧树脂，左受力传感器和右受力传感器分别粘接在左肩带和右肩带的顶部内侧，左电源/信号总线和右电源/信号总线分别粘接在左肩带和右肩带的外侧，左受力传感器和右受力传感器分别通过左信号总线和右信号总线与中央控制芯片相连，中央控制芯片与可充电电源模块相连，可充电电源模块通过左电源总线和右电源总线分别与左旋转马达和右旋转马达相连，提供PWM电压，可充电电源模块与中央控制芯片直接相连，提供电能；与左受力传感器和右受力传感器分别通过左电源总线和右电源总线相连，提供电能，
[0007]所述的左背包扣上设置有左背包扣固定横杆和左背包扣可转动横杆，所述的左肩带通过左背包扣固定横杆固定，所述的左旋转马达与左背包扣可转动横杆连接，左肩带阻塞段通过左背包扣可转动横杆固定；
[0008]所述的右背包扣上设置有右背包扣固定横杆和右背包扣可转动横杆，所述的右肩带通过右背包扣固定横杆固定，所述的右旋转马达与右背包扣可转动横杆连接，右肩带阻塞段通过右背包扣可转动横杆固定。
[0009]所述的自适应肩带双肩背包还包括电源开关，所述的电源开关集成于电路板，可通过开启或闭合所述的电源开关来控制自适应肩带双肩背包的工作。
[0010]优选的，所述的左背包扣可转动横杆和右背包扣可转动横杆上均布有凸点，以加大摩擦。
[0011]优选的，所述的左肩带阻塞段和右肩带阻塞段的末端加厚加粗，用以防止两肩带脱落。
[0012]所述自适应肩带双肩背包的肩带调整方法是:
[0013]当电源开关开启后，可充电电源模块供给电源，左受力传感器和右受力传感器实时检测背戴者左右肩的受力情况，并将检测数据反馈给中央控制芯片，中央控制芯片根据受力情况，控制可充电电源模块产生PWM电压，驱动左旋转马达或右旋转马达转动，左旋转马达或右旋转马达转动分别带动左背包扣可转动横杆和右背包扣可转动横杆的选择，从而调节左右肩带的长度，直至两肩带长度相等。
[0014]本发明的有益效果是，可以自行调正背包左、右肩带的长短，使其保持一致，并能使背戴者的体感最适。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0016]图1是本发明的整体结构示意图；
[0017]图2是本发明的后视不意图；
[0018]图3是本发明的右背包扣局部放大图。
[0019]图中1.包袋，2.拉链，3.电源开关，4.中央控制芯片，5.右肩带，6.右受力传感器，
7.右电源/信号总线，8.可充电电源模块充电口，9.可充电电源模块，10.左受力传感器，11.左电源/信号总线，12.左肩带，13.左背包扣，14.左旋转马达，15.左肩带阻塞段，16.左背包扣固定横杆，17.左背包扣可转动横杆，18.右背包扣，19.右背包扣可转动横杆，20.右肩带阻塞段，21.右旋转马达，22.右背包扣固定横杆。
【具体实施方式】
[0020]在图1、图2中，拉链2缝接于包袋I表面。中央控制芯片4、可充电电源模块9、电源开关3、可充电电源模块充电口8集成于一块电路板，电路板缝接在包袋I顶部，电路板表面除插口和开关处，涂有环氧树脂，用以绝缘。左受力传感器10和右受力传感器6分别粘接在左肩带12和右肩带5的顶部内侧。左电源/信号总线11和右电源/信号总线7分别粘接在左肩带12和右肩带5的外侧。左肩带阻塞段15和右肩带阻塞段20加厚加粗，用以防止两肩带脱落。关于电路连接，该发明总系统又分为控制系统和电源系统两个子系统。在控制子系统中，左受力传感器10和右受力传感器6分别通过左信号总线11和右信号总线7与中央控制芯片4相连，中央控制芯片4与可充电电源模块9相连，可充电电源模块9通过左电源总线11和右电源总线7分别与左旋转马达14和右旋转马达21相连，提供PffM电压。在电源子系统中，可充电电源模块9可提供多种电压源，与中央控制芯片4直接相连，提供电能;与左受力传感器10和右受力传感器6分别通过左电源总线11和右电源总线7相连，提供电能。
[0021]本发明中的中央控制芯片4可以采用msp430系列或stm32系列的单片机。
[0022]在图3中，由于该发明左右结构完全对称，故只画出右背包扣18局部放大图。右背包扣18上有右背包扣固定横杆22和右背包扣可转动横杆19两个横杆。右背包扣可转动横杆19与右旋转马达21相连，并由其带动旋转。右背包扣可转动横杆19表面布有大量的凸点，以增大与右肩带5之间的摩擦。
[0023]当电源开关3开启后，可充电电源模块9给系统各部分供给电源。左受力传感器10和右受力传感器6实时检测背戴者左右肩的受力情况，并将检测数据反馈给中央控制芯片
4。中央控制芯片4根据受力情况，控制可充电电源模块9产生PffM电压，驱动左旋转马达14和右旋转马达21转动，调节肩带长度，直至两肩带长度相等且使背戴者体感最适。
【主权项】
1.一种自适应肩带双肩背包，其特征在于包括包袋(I)、中央控制芯片(4)、右肩带(5)、右受力传感器(6)、右电源/信号总线(7)、可充电电源模块充电口(8)、可充电电源模块(9)、左受力传感器(10)、左电源/信号总线(11)、左肩带(12)、左背包扣(13)、左旋转马达(14)、左肩带阻塞段(15)、左背包扣固定横杆(16)、左背包扣可转动横杆(17)、右背包扣(18)、右背包扣可转动横杆(19)、右肩带阻塞段(20)、右旋转马达(21)和右背包扣固定横杆(22); 中央控制芯片(4)、可充电电源模块(9)、可充电电源模块充电口(8)集成于一块电路板上，电路板缝接在包袋(I)顶部，电路板表面除插口和开关处，涂有环氧树脂，左受力传感器(10)和右受力传感器(6)分别粘接在左肩带(12)和右肩带(5)的顶部内侧，左电源/信号总线(11)和右电源/信号总线(7)分别粘接在左肩带(12)和右肩带(5)的外侧，左受力传感器(10)和右受力传感器(6)分别通过左信号总线(11)和右信号总线(7)与中央控制芯片(4)相连，中央控制芯片(4)与可充电电源模块(9)相连，可充电电源模块(9)通过左电源总线(11)和右电源总线(7)分别与左旋转马达(14)和右旋转马达(21)相连，提供PWM电压，可充电电源模块(9)与中央控制芯片(4)直接相连，提供电能；与左受力传感器(10)和右受力传感器(6)分别通过左电源总线(11)和右电源总线(7)相连，提供电能， 所述的左背包扣(13)上设置有左背包扣固定横杆(16)和左背包扣可转动横杆(17)，所述的左肩带(12)通过左背包扣固定横杆(16)固定，所述的左旋转马达(14)与左背包扣可转动横杆(17)连接，左肩带阻塞段(15)通过左背包扣可转动横杆(17)固定； 所述的右背包扣(18)上设置有右背包扣固定横杆(22)和右背包扣可转动横杆(19)，所述的右肩带(18)通过右背包扣固定横杆(22)固定，所述的右旋转马达(21)与右背包扣可转动横杆(19)连接，右肩带阻塞段(20)通过右背包扣可转动横杆(19)固定。2.根据权利要求1所述的自适应肩带双肩背包，其特征在于还包括电源开关(3)，所述的电源开关(3)集成于电路板，可通过开启或闭合所述的电源开关(3)来控制自适应肩带双肩背包的工作。3.根据权利要求1所述的自适应肩带双肩背包，其特征在于所述的左背包扣可转动横杆(17)和右背包扣可转动横杆(19)上均布有凸点，以加大摩擦。4.根据权利要求1所述的自适应肩带双肩背包，其特征在于所述的左肩带阻塞段(15)和右肩带阻塞段(20)的末端加厚加粗，用以防止两肩带脱落。5.—种如权利要求1所述自适应肩带双肩背包的肩带调整方法，其特征在于: 当电源开关开启后，可充电电源模块供给电源，左受力传感器(10)和右受力传感器(6)实时检测背戴者左右肩的受力情况，并将检测数据反馈给中央控制芯片(4)，中央控制芯片(4)根据受力情况，控制可充电电源模块(9)产生PWM电压，驱动左旋转马达(14)或右旋转马达(21)转动，左旋转马达(14)或右旋转马达(21)转动分别带动左背包扣可转动横杆和右背包扣可转动横杆的选择，从而调节左右肩带的长度，直至两肩带长度相等。
【文档编号】A45F3/04GK105901895SQ201610230619
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】朱嘉麒
【申请人】浙江大学