专利名称：背包悬挂系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及背包和其它载重系统，更具体地，本发明涉及将负荷动态地分布到穿戴者的身体的背包和载重系统。
背景技术：
背包一般用于娱乐活动中，如徒步旅行、攀登和滑雪，以携带衣服、食物、水、遮蔽物、设备和各种其它物品，背包还用于日常活动中以携带物品如书、文件和计算机。传统的背包通常与环绕穿戴者的腰部的腰带一起采用肩带，肩带在穿戴者的肩部之一或两个肩部上延伸。肩带和腰带允许背包(和其内容物)的负荷分布在穿戴者的肩部和腰部上。
背包穿戴者的不同运动可能导致背包的负荷不希望地转移到身体的一侧或另一侧。例如，在步行或徒步旅行期间(由于穿戴者的自然步态)穿戴者臀部的摇摆可能导致背包和/或负荷相对于穿戴者的身体转移，不希望地加重臀部之一上的负荷，和/或肩部之一或两个肩部上的负荷。在穿戴者正在上山、下山或横越偏心拱形的、粗糙的和/或不平坦的地形的场合中，该转移常常被加重。
已经研制出了许多背包悬挂系统以减小负荷在穿戴者的身体上的转移。例如，已经研制出具有半刚性框架的背包，半刚性框架连同穿戴者的身体一起弯曲以减小负荷的转移。另外，已经研制出具有枢转臀带的背包，臀带枢转以补偿穿戴者臀部相对于他们身体其它部分的运动。然而，这些包不能充分地补偿负荷的转移，因而，在本领域中需要一种背包悬挂系统，其能在身体的各种运动和移动中始终将背包的负荷均匀地分布在穿戴者的身体上。
发明内容
本发明针对背包的悬挂系统，它包括枢转地连接到背包的摇臂、第一臀部拉条和第二臀部拉条，第一臀部拉条具有连接到摇臂的第一端的第一端和与第一端相对的第二端，第二臀部拉条具有连接到摇臂的第二端的第一端和与第一端相对的第二端，第一臀部拉条的第一端可以柔性地或基本上刚性地连接到摇臂的第一端，第二臀部拉条的第一端可以相似地连接到摇臂的第二端，腰带连接到第一和第二臀部拉条的第二端。背包和其内容物的负荷可以通过第一和第二臀部拉条从背包动态地传递到腰带，第一臀部拉条的第一端可以通过第一弹性件柔性地连接到摇臂的第一端，第二臀部拉条的第一端可以通过第二弹性件柔性地连接到摇臂的第二端，在基本上邻近穿戴者的臀部的相对侧的点处，臀部拉条的第二端可以连接到腰带，结果，背包可以在穿戴者身上呈现向下力，该向下力集中在穿戴者骨架的中央区域内。
悬挂系统还可以包括安装板，摇臂枢转地连接到该安装板。尾拉条可以在第一臀部拉条和第二臀部拉条中间从安装板延伸到腰带，并用来使背包和腰带之间的运动稳定。
背包可以包括与腰带隔开一垂直距离的肩带，其中第一和第二臀部拉条允许肩带和腰带之间的垂直距离增加或减小以补偿在弯腰运动期间穿戴者的脊骨的长度的变化。
本发明还针对包含该悬挂系统的背包。
将结合附图更好地理解详细说明，其中同样的附图标记表示同样的元件，在如下附图中图1是包含本发明的悬挂系统的背包的一个说明性实施例的透视图；图2是图1的背包的背部的正视图，其中以虚线表示悬挂系统的一些部分；图3是图2的悬挂系统的正视图，表示其被从背包上拆下；图4是图3的悬挂系统的放大局部视图；图5是图1的背包的一部分的侧视图；和图6是表示为被人体模型穿戴的本发明的悬挂系统的透视图。
具体实施例方式
参考图1，示出了包含本发明悬挂系统的背包的说明性实施例。背包10总体地包括用于储存所携带物品的包袋12，和可移去地接附到包袋12上以提供接近包袋12的内部的盖子14。背包10还可以包括各种其它的带子和附件，如压缩带16和/或松紧绳18。然而，应该注意，本发明的原理不局限于任何特定类型的背包构造，本发明的悬挂系统可以与本领域普通技术人员已知的具有任何形状、尺寸或构造的背包或其它载重装置一起使用，例如，背包10可以具有拉链式的开口而不是图1中所示的可移动的盖子14。
如图2中所示，悬挂系统20与背包10的后壁22相关联，并将腰带24连接到包袋12上。腰带24成形和构造成穿戴在穿戴者的腰部周围，并支承穿戴者身体上的背包10(和其内容物)的负荷的全部或一部分。在本领域中已知许多不同形状、材料和构造的腰带，本发明的悬挂系统不局限于与任何特定类型的腰带一起使用。
还是如图2中所示，背包10可以包括一个或更多可调节的肩带26(或吊带系统)，如果提供了肩带26，则肩带26与腰带24协力工作以支承穿戴者的身体上的背包10(和其内容物)的负荷。肩带26可以从背包10的上部区域伸展并在穿戴者的肩部上成环形且与背包10的下部区域相连，例如，肩带26可以通过与背包10的后壁22相关联的可调节框架片67(图6中所示)连接到背包10的上部区域，并通过后壁22连接到背包10的下部区域。另一种方式，肩带26也可以通过后壁22直接连接到背包10的上部区域。然而，本领域普通技术人员将知道并理解，本发明不局限于肩带26和背包10之间的任何特定的连接。而且，在本领域中已知许多不同类型的肩带和吊带系统，且本发明的悬挂系统不局限于与任何特定类型的肩带或吊带系统一起使用，也完全不局限于与肩带或吊带系统一起使用。
参考图3和4，悬挂系统20包括接附到包袋12的后壁22的安装板28，安装板28可以由刚性或半刚性的材料形成，如ABS塑料、聚乙烯、尼龙、迭尔林、强化热固塑料(如环氧树脂和玻璃纤维)、铝或钛，然而也可以使用本领域普通技术人员已知的任何其它合适的材料。安装板28可以通过织物带30(图2中所示)以及通过接附到后壁22上的卡扣连接器34接附到包袋12的后壁22上，编织带30被缝到后壁22上且延伸过在安装板28上形成的突片32。另外或可选地，安装板28也可以通过铆接、缝纫、粘接、钉接、缝合或本领域普通技术人员已知的任何其它技术接附到后壁22。
悬挂系统20还包括枢转地连接到安装板28上且绕枢轴线P枢转的摇臂36，螺栓38沿着枢轴线P贯穿安装板28和摇臂36中的对准孔，并导致这两个部分之间的枢转连接。用于摇臂36的合适材料例如包括尼龙、强化尼龙、聚缩醛、片状模制混合物、整体模制混合物、复合物和金属。
为了使安装板28和摇臂36之间的枢转动作平滑，摇臂36可以具有围绕螺栓38的轴承40(如筒式滚动轴承)，如图4中所示。可选地，衬套或其它元件也可以围绕螺栓38，以给摇臂36相对于安装板28的枢转提供一些阻力，和给悬挂系统20提供一定程度的阻尼。安装板28可以包括凸起区域，如凸起区域28a和28b，其可以接合摇臂36以防止摇臂36的过度旋转。
仍然参考图3和4，悬挂系统20还包括第一和第二臀部拉条50、52，每个臀部拉条分别具有第一端50a、52a，第一端50a、52a连接到摇臂36的相对的第一和第二端36a、36b。如图4中所示，第一臀部拉条50的第一端50a可以通过弹性件54柔性地连接到摇臂36的第一端36a，相似地，第二臀部拉条52的第一端52a可以通过弹性件56柔性地连接到摇臂36的第二端36b。用于弹性件54、56的合适材料例如可以包括聚氨酯或丁腈橡胶，或本领域普通技术人员已知的任何其它弹性材料。仍然参考图4，弹性件54的端部54a可以容纳在位于摇臂36的第一端36a中的孔58中，另一个端部54b可以位于第一臀部拉条50的第一端50a中的孔60中，弹性件54的中央部分54c暴露出来以提供柔性连接。可以用相同的方式将弹性件56接附到摇臂36的第二端36b和第二臀部拉条52的第一端52a。可以用共同模制、粘接、压配合、销连接、螺纹连接或本领域普通技术人员已知的其它技术来将弹性件54、56固定在相应的孔中。可选地，摇臂36的第一和第二端36a、36b与第一和第二臀部拉条50、52之间的柔性连接也可以由球窝接头或枢转连接(如上面关于摇臂36所述的)提供，然而优选地，对于臀部拉条50、52和摇臂36的端部36a、36b之间的运动有一定量的阻力，以防止悬挂系统20过度柔软或在重负荷下毁坏。根据另一个可选实施例，摇臂36与第一和第二臀部拉条50、52可以被整体地形成，柔性连接由部件中的变薄区域提供，其例如一般称为“活性铰链”。根据又一个可选实施例，第一和第二臀部拉条50、52的第一端50a、52a可以分别基本上刚性地附加到摇臂36的第一和第二端36a、36b，这例如可以通过将摇臂36与第一和第二臀部拉条50、52形成为单件结构或可选地通过本领域普通技术人员已知的任何刚性联接方法来实现。
第一和第二背拉条64、66可以连接到安装板28，如图3中所示，并沿着穿戴者的背部的路径向上延伸。第一和第二背拉条64、66起增强和/或加强包袋12的后壁22的作用。可以将刚性或半刚性材料制成的框架片67(图6中所示)放置在背拉条64、66之上以进一步增强和/或加强后壁22，和/或防止储存在包袋12中的物体戳到穿戴者的背部。如果提供了框架片67，则框架片67也可以充当可选的肩带26的锚固点，如图6中所示。尾拉条68可以从安装板28向下延伸，如将在下面更详细讨论的。背拉条64、66和尾拉条68可以通过铆接、螺纹连接、钉接、缝纫、粘接或本领域普通技术人员已知的其它技术连接到安装板28上；可选地，背拉条64、66和尾拉条68可以与安装板28整体地形成。
用于第一和第二臀部拉条50、52，背拉条64、66和尾拉条68的合适材料例如可以包括复合物，如玻璃纤维、碳纤维或其它强化纤维连同环氧树脂、丙烯酸树脂和尼龙，以及金属如铝和钛一起的复合物，尽管可以改为使用其它材料。
往回参考图2，第一和第二臀部拉条50、52的第二端50b、52b分别在第一和第二接附点70、72处连接到腰带24。优选地，当穿上腰带24时，接附点70、72的位置基本上邻近穿戴者臀部的相对的右和左侧，从而将背包(和其内容物)的负荷传递到穿戴者臀部的侧面，并从那儿均匀地分配该负荷。与第一和第二臀部拉条50、52一起的摇臂36在包袋12和腰带24之间提供悬挂，通过该悬挂，包袋12的负荷动态地被传递到腰带24。该系统在穿戴者身体的各种运动和移动中始终将负荷均衡地传递到身体的两侧(例如，到右和左臀)，且防止负荷被推到不稳定的位置中。结果，背包的运动与穿戴者的运动相匹配，基本上防止了从腰带24到一个或多个肩带26的不希望的重量转移，并与运动无关地将负荷保持在穿戴者的臀部的两侧上。背包10还可以包括可选的背垫73(图2中的暗灰色的)，背垫73在安装板28、摇臂36和第一与第二臀部拉条50、52的至少一部分上方延伸以在穿戴者的背部和悬挂系统20之间提供一个衬垫层。如图2中所示，该背垫73可以与肩带26整体地形成，以形成整体的背垫/肩带组件。如果提供背垫/肩带组件，则其在包袋12的后壁22上的垂直位置可以通过带扣74进行调节，以调节肩带26和腰带24之间的垂直距离，进而适应有不同躯干长度的穿戴者。
仍然参考图2，尾拉条68的端部在位于第一和第二接附点70、72中间的第三接附点76接附到腰带24上。尾拉条68起使包袋12和腰带24之间的运动稳定的作用(例如，在迅速或过激运动期间控制或衰减包袋12相对于腰带24的摇摆)，尾拉条68可以是零力元件，这意味着几乎很少或没有背包(和其内容物)的负荷通过尾拉条68从包袋12被引向腰带24。这可以由于将在下面更详细描述的尾拉条68和腰带24之间的可滑动连接来实现。
参考图2、5和6，示出了第一和第二臀部拉条50、52与腰带24之间的相互联系(或对接部位)。第一和第二臀部拉条50、52的第二端50b、52b可以分别在第一和第二接附点70、72可滑动地连接到腰带24，以允许在腰带24与第一和第二臀部拉条50、52之间的大体上垂直的运动。例如，如图2、5和6中所示，第一和第二袋80、82可以在第一和第二接附点70、72处形成于腰带24上，用于分别可滑动地接纳第一和第二臀部拉条50、52的第二端50b、52b。可以通过在第一和第二接附点70、72处将若干段尼龙带子缝到腰带24上来形成袋80、82，尽管本发明不局限于袋80、82的任何特定构造。第一和第二袋80、82可以具有端部80a、82a，端部80a、82a被封闭(例如，通过缝线)以防止第一和第二臀部拉条50、52的第二端50b、52b滑过，或可选地，端部80a、82a可以打开以允许第一和第二臀部拉条50、52的第二端50b、52b滑过。如图2和6中所示，尾拉条68可以在第三接附点76处通过第三袋86(用以上述的第一和第二袋80、82相同或相似的方式构造)相似地接附到腰带24上。优选地，第三袋86的端部86a充分地打开以允许尾拉条68自由地滑过，所以几乎很少或没有背包的负荷通过尾拉条68从包袋12被引向腰带24。
第一和第二臀部拉条50、52和尾拉条68与腰带24的可滑动连接允许背包在长度上增大或减小，以适应发生在弯腰运动期间的脊骨(和躯干)的有效伸长(例如，当穿戴者向前俯身时，穿戴者的脊骨的有效长度增大)。也就是说，第一和第二臀部拉条50、52和尾拉条68能相对于袋80、82、86滑动以允许从肩带26上的预定点到腰带24上的预定点的垂直距离Y(在图2中示出)改变，以便适应穿戴者的脊骨的有效长度的变化。这有助于消除在弯腰运动期间腰带24在穿戴者的臀部上向上拱，这在传统的背包设计中是常见的。
参考图5和6，臀部拉条50、52可以朝着穿戴者的前方向前弯曲，以便第一和第二接附点70、72(在臀部拉条50、52接附到腰带24上的场合)基本上邻近穿戴者的臀部的侧面，这使得背包10的向下力或负荷在他或她的臀部的侧面施加给穿戴者，与集中在朝着穿戴者的躯干的背面偏移的点处相反，导致向下力或负荷集中在穿戴者的骨架的中央区域上(例如，朝着确定穿戴者的腰部的圆的中心)，其中所述集中在朝着穿戴者的躯干的背面偏移的点将导致朝骨架偏心的力矩。
尽管前面的说明和附图描述了本发明的优选实施例，但应该懂得，在不背离如在所附的权利要求中定义的本发明的精神和范围的情况下，可以作出各种增加、更改和替换。因而，目前披露的实施例在所有的方面都认为是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附的权利要求表明，不局限于前述说明。
权利要求
1.一种用于背包的悬挂系统，它包括枢转地连接到所述背包的摇臂，所述摇臂具有第一端和第二端；第一臀部拉条，其具有连接到所述摇臂的第一端的第一端和与所述第一端相对的第二端；第二臀部拉条，其具有连接到所述摇臂的第二端的第一端和与所述第一端相对的第二端；和连接到所述第一臀部拉条的第二端和所述第二臀部拉条的第二端的腰带。
2.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，所述第一臀部拉条的所述第一端柔性地连接到所述摇臂的所述第一端，和所述第二臀部拉条的所述第一端柔性地连接到所述摇臂的所述第二端。
3.如权利要求2所述的悬挂系统，其特征在于，所述第一臀部拉条的所述第一端通过第一弹性件柔性地连接到所述摇臂的所述第一端，和所述第二臀部拉条的所述第一端通过第二弹性件柔性地连接到所述摇臂的所述第二端。
4.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，所述第一臀部拉条的所述第一端基本上刚性地连接到所述摇臂的所述第一端，和所述第二臀部拉条的所述第一端基本上刚性地连接到所述摇臂的所述第二端。
5.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，所述第一臀部拉条的所述第二端在第一点处连接到所述腰带；和所述第二臀部拉条的所述第二端在第二点处连到所述腰带；其中，所述第一点和所述第二点基本上邻近穿戴者的臀部的相对侧。
6.如权利要求5所述的悬挂系统，其特征在于，所述背包呈现向下力，和所述第一和第二臀部拉条将所述向下力集中在穿戴者的骨架的中央区域内。
7.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，其还包括安装板，其中，所述摇臂枢转地连接到所述安装板。
8.如权利要求7所述的悬挂系统，其特征在于，其还包括在所述第一臀部拉条和第二臀部拉条中间从所述安装板延伸到所述腰带的尾拉条，其中，所述尾拉条使所述背包和所述腰带之间的运动稳定。
9.如权利要求8所述的悬挂系统，其特征在于，所述尾拉条基本上是零力部件。
10.如权利要求8所述的悬挂系统，其特征在于，其还包括与所述背包相关联且与所述腰带隔开一垂直距离的肩带，其中，所述尾拉条可滑动地连接到所述腰带，以允许所述肩带和所述腰带之间的垂直距离增大或减小，以便补偿在弯腰运动期间穿戴者的脊骨的长度的变化。
11.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，负荷通过所述第一和第二臀部拉条从所述背包动态地传递到所述腰带。
12.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，所述摇臂可绕着位于所述摇臂的第一和第二端中间的枢轴点枢转。
13.一种用于背包的悬挂系统，它包括安装板；第一臀部拉条，其具有连接到所述安装板的第一端和与所述第一端相对的第二端；第二臀部拉条，其具有连接到所述安装板的第一端和与所述第一端相对的第二端；和在第一点处连接到所述第一臀部拉条的所述第二端和在第二点处连接到所述第二臀部拉条的所述第二端的腰带；其中，所述第一和第二臀部拉条形成这样的轮廓，即所述第一和第二点基本上邻近穿戴者的臀部的侧面。
14.如权利要求13所述的悬挂系统，其特征在于，所述第一和第二臀部拉条将所述背包的向下力集中在穿戴者的骨架的中央区域内。
15.如权利要求13所述的悬挂系统，其特征在于，其还包括枢转地连接到所述安装板且具有第一和第二端的摇臂，其中，所述第一臀部拉条的所述第一端连接到所述摇臂的所述第一端，且所述第二臀部拉条的所述第一端连接到所述摇臂的所述第二端。
16.如权利要求15所述的悬挂系统，其特征在于，所述第一臀部拉条的所述第一端柔性地连接到所述摇臂的所述第一端，和所述第二臀部拉条的所述第一端柔性地连接到所述摇臂的所述第二端。
17.如权利要求15所述的悬挂系统，其特征在于，所述第一臀部拉条的所述第一端基本上刚性地连接到所述摇臂的所述第一端，和所述第二臀部拉条的所述第一端基本上刚性地连接到所述摇臂的所述第二端。
18.如权利要求13所述的悬挂系统，其特征在于，其还包括与所述背包相关联的肩带。
19.一种背包，它包括用于携带负荷的包袋；与所述包袋的一部分相关联的安装板；枢转地连接到所述安装板的摇臂，所述摇臂具有第一端和第二端；连接到所述摇臂的所述第一端的第一臀部拉条；连接到所述摇臂的所述第二端的第二臀部拉条；和在第一点处连接到所述第一臀部拉条和在第二点处连接到所述第二臀部拉条的腰带；其中，所述负荷至少通过所述第一和第二臀部拉条传递到所述腰带。
20.如权利要求19所述的背包，其特征在于，所述第一和第二臀部拉条允许所述腰带相对于所述安装板枢转。
21.如权利要求19所述的背包，其特征在于，所述第一和第二臀部拉条将负荷分布在穿戴者的左臀和穿戴者的右臀之间。
22.如权利要求19所述的背包，其特征在于，所述第一和第二臀部拉条将负荷均衡地分布在穿戴者的左臀和穿戴者的右臀之间。
23.如权利要求19所述的背包，其特征在于，其还包括肩带。
24.一种背包，它包括用于携带负荷的包袋；与所述包袋的上部相关联的肩带；第一臀部拉条，其具有连接到所述包袋的第一端和与所述第一端相对的第二端；第二臀部拉条，其具有连接到所述包袋的第一端和与所述第一端相对的第二端；和腰带，其与所述第一臀部拉条的所述第二端和所述第二臀部拉条的所述第二端相关联且与所述肩带隔开一垂直距离，其中，所述腰带可相对于所述第一和第二臀部拉条移动，以使所述肩带和所述腰带之间的垂直距离改变，以补偿在弯腰运动期间穿戴者的脊骨的缩短或伸长。
25.如权利要求24所述的背包，其特征在于，所述腰带可滑动地连接到所述第一臀部拉条的所述第二端和所述第二臀部拉条的所述第二端。
26.如权利要求25所述的背包，其特征在于，所述腰带确定用于接纳所述第一臀部拉条的所述第二端的第一袋和用于接纳所述第二臀部拉条的所述第二端的第二袋。
全文摘要
一种用于背包(10)的悬挂系统(20)，它包括枢转地连接到背包的摇臂(36)，第一臀部拉条(50)具有连接到所述摇臂的第一端(36a)的第一端(50a)和与第一端相对的第二端，第二臀部拉条(52)具有连接到所述摇臂的第二端(36b)的第一端(52a)和与第一端相对的第二端。腰带(24)连接到第一臀部拉条的第二端(70)和第二臀部拉条的第二端(72)，第一和第二臀部拉条将背包的负荷分布在穿戴者的左臀和右臀之间。还披露了一种包含该悬挂系统的背包。
文档编号A45F3/12GK1787761SQ200480013048
公开日2006年6月14日 申请日期2004年3月12日 优先权日2003年3月14日
发明者L·C·雷德 申请人:北方表面装饰公司