一种支撑减重装置的制作方法

本发明涉及背包附属装置的结构设计和应用技术领域，特别提供了一种支撑减重装置。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，参与户外旅行、徒步观光的驴友越来越多，这些驴友携行的装备重量往往超过15kg，个别驴友团队长距离徒步时，单人装备重量接近40kg的人体负重极限。

目前，驴友多背负60～90升的大容量户外专用背包，这些背包在设计时已经考虑到人体背负舒适度的问题，通过背包自带的内支撑或外支撑系统将背包重量分散在背负者的肩部、背部、腰部、臀部等不同部位，从而达到合理分布重量、避免背负者身体局部承受过多重量产生不适的目的。但是，无论背负系统设计得多么科学合理，都无法解决背包重量全部由人体承载的问题。长时间背负后，背负者肩背部依然会感觉疲惫不适，并且很多经常参加户外旅行的驴友膝部、踝部都会因长期背负过重造成不同程度的伤病。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的主要用于背包的支撑减重装置。

技术实现要素：

本发明的目是提供一种技术效果优良的主要用于背包的支撑减重装置。

一种支撑减重装置；其特征在于：其构成如下：背包承托架1、对地支撑杆2；其中：对地支撑杆2固定布置在背包承托架1上且向其下方伸出；所述对地支撑杆2具体为能够提供竖直向上承托力的结构。

所述支撑减重装置，其还要求保护下述内容：

所述对地支撑杆2主体部分具体为杆状结构件，其上端部固定布置在背包承托架1下部，下端部靠近地面布置，且下端部还设置有能够在地面滚动的滚轮5。

所述对地支撑杆2上端部为“U”型弹性弯曲段，其能在一定的弹性变形范围内改变对地支撑杆2相对于背包承托架1的相对位置和姿态；所述对地支撑杆2的主体部分与竖直方向夹角θ≤50°。进一步优选要求保护下述内容：所述对地支撑杆2的主体部分与竖直方向夹角5°≤θ≤35°。

所述对地支撑杆2依据下述原理减重：设为地面施加在对地支撑杆2上的竖直方向上的支反力，为地面施加在对地支撑杆2下端的水平方向的反力；分别为上下两处背带对背包的斜向上的作用力的合力；α、β为上下两处背带对背包的斜向上的作用力的合力分别与竖直方向所成的夹角角度；为背包的重力，C为背包重心，a为背包底部的前后水平方向距离，b为上下两处背带对背包的斜向上的作用力的合力作用在背包上两处作用点之间在竖直方向上的距离，h为对地支撑杆2布置在背包承托架1下部处与地面之间在竖直方向的距离；f为滑动摩擦因数，K为相对于的 比值；则有：

平衡方程

∑F_x＝0 F_d-F_T1sinα-F_T2sinβ＝0 ①

∑F_y＝0 F_T1cosα+F_T2cosβ+F_N-P＝0 ②

∑M_c＝0，即有

③

补充方程：

F_d＝fF_N ④

由公式①②③④联立可解得：

F_N＝KP

实际效果中，K即相对于的比值能够取值为0.3-0.9，减重的技术效果良好。

所述对地支撑杆2下端部设置的滚轮5为能够防反转的单向滚轮；所述对地支撑杆2具体是能够拆卸的复合功能结构件，其具体是下述结构件 之一或其某种组合：登山杖、相机独脚支架、铁锹、冰镐、鱼叉。

所述支撑减重装置中还设置有腰部支撑板3、水平承托机构4；其中：腰部支撑板3具体时布置在背包承托架1靠近背包使用者腰部一侧，其具体为分体式组合结构，其具体是下述结构件之一或其某种组合：雪鞋架；其加装树枝后，可实现雪地、沼泽地行走；

水平承托机构4具体固定在下方或者直接作为背包承托架1下部结构的一部分使用；水平承托机构4具体是下述结构件之一或其某种组合：折叠锹、手斧。

所述支撑减重装置中，背包承托架1竖直方向部分即靠近使用者腰部一侧设置有锹头护套11，锹头14布置在其中，连接锹头的锹把下段12变形弯折水平布置充当背包承托架1下部的水平部分使用；远离锹头14的锹把上段13充作对地支撑杆2使用，锹把上段13相对于锹把下段12之间的夹角为90°≤θ≤135°。进一步优选：锹把上段13相对于锹把下段12之间的夹角为90°≤θ≤115°。

本发明的优点是：其使用便携式结构分担部分甚至可能是大部分背包重量，且可以设计复合功能结构使其具有多种复合功能以便有效减重，减少携行其他装备；其具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为实施例1所述支撑减重装置结构原理示意简图；

图2为图1右下角处的局部放大图。

具体实施方式

附图标记含义如下：背包承托架1、对地支撑杆2、滚轮5、腰部支撑板3、水平承托机构4、锹头护套11，锹头14、锹把下段12、锹把上段13；

图2中：滚轮5为能够防反转的单向滚轮，其具体是采用棘轮结构以便限制其只能单向转动。

实施例1

一种支撑减重装置(参考图1、2)；其构成如下：背包承托架1、对地支撑杆2；其中：对地支撑杆2固定布置在背包承托架1上且向其下方伸出；所述对地支撑杆2具体为能够提供竖直向上承托力的结构。

所述对地支撑杆2主体部分具体为杆状结构件，其上端部固定布置在背包承托架1下部，下端部靠近地面布置，且下端部还设置有能够在地面滚动的滚轮5。

所述对地支撑杆2上端部为“U”型弹性弯曲段，其能在一定的弹性变形范围内改变对地支撑杆2相对于背包承托架1的相对位置和姿态；所述对地支撑杆2的主体部分与竖直方向夹角θ≤50°。

所述对地支撑杆2依据下述原理减重：设为地面施加在对地支撑杆2上的竖直方向上的支反力，为地面施加在对地支撑杆2下端的水平方向的反力；分别为上下两处背带对背包的斜向上的作用力的合力；α、β为上下两处背带对背包的斜向上的作用力的合力分别与竖直方向所成的 夹角角度；为背包的重力，C为背包重心，α为背包底部的前后水平方向距离，b为上下两处背带对背包的斜向上的作用力的合力作用在背包上两处作用点之间在竖直方向上的距离，h为对地支撑杆2布置在背包承托架1下部处与地面之间在竖直方向的距离；f为滑动摩擦因数，K为相对于的比值；则有：

平衡方程

∑F_x＝0 F_d-F_T1sinα-F_T2sinβ＝0 ①

∑F_y＝0 F_T1cosα+F_T2cosβ+F_N-P＝0 ②

∑M_c＝0，即有

③

补充方程：

F_d＝fF_N ④

由公式①②③④联立可解得：

F_N＝KP

实际效果中，K即相对于的比值能够取值为0.3-0.9，减重的技术效果 良好。

所述对地支撑杆2下端部设置的滚轮5为能够防反转的单向滚轮(参见图2)；单向滚轮可以保证其具有较好的技术效果。

本实施例使用便携式结构分担部分甚至可能是大部分背包重量，且可以设计复合功能结构使其具有多种复合功能以便有效减重，减少携行其他装备；其具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

实施例2

一种支撑减重装置；其构成如下：背包承托架1、对地支撑杆2；其中：对地支撑杆2固定布置在背包承托架1上且向其下方伸出；所述对地支撑杆2具体为能够提供竖直向上承托力的结构。

所述对地支撑杆2主体部分具体为杆状结构件，其上端部固定布置在背包承托架1下部，下端部靠近地面布置，且下端部还设置有能够在地面滚动的滚轮5。

所述对地支撑杆2的主体部分与竖直方向夹角5°≤θ≤35°。

所述对地支撑杆2依据下述原理减重：设为地面施加在对地支撑杆2上的竖直方向上的支反力，为地面施加在对地支撑杆2下端的水平方向的反力；分别为上下两处背带对背包的斜向上的作用力的合力；α、β为上下两处背带对背包的斜向上的作用力的合力分别与竖直方向所成的夹角角度；为背包的重力，C为背包重心，a为背包底部的前后水平方向 距离，b为上下两处背带对背包的斜向上的作用力的合力作用在背包上两处作用点之间在竖直方向上的距离，h为对地支撑杆2布置在背包承托架1下部处与地面之间在竖直方向的距离；f为滑动摩擦因数，K为相对于的比值；则有：

平衡方程

∑F_x＝0 F_d-F_T1sinα-F_T2sinβ＝0 ①

∑F_y＝0 F_T1cosα+F_T2cosβ+F_N-P＝0 ②

∑M_c＝0，即有

③

补充方程：

F_d＝fF_N ④

由公式①②③④联立可解得：

F_N＝KP

实际效果中，K即相对于的比值能够取值为0.3-0.9，减重的技术效果良好。

所述对地支撑杆2下端部设置的滚轮5为能够防反转的单向滚轮，单向滚轮的具体结构可以参照图2对应理解。

所述支撑减重装置中，背包承托架1竖直方向部分即靠近使用者腰部一侧设置有锹头护套11，锹头14布置在其中，连接锹头的锹把下段12变形弯折水平布置充当背包承托架1下部的水平部分使用；远离锹头14的锹把上段13充作对地支撑杆2使用，锹把上段13相对于锹把下段12之间的夹角为90°≤θ≤115°。

本实施例相关图形从略，对地支撑杆2随文字部分的描述和限定而定；基本原理可以参照图1、实施例1对应理解，但是其与其他登山远行的用具的复合形式灵活多样，可以根据需要灵活搭配使用。尤其是对地支撑杆2以及其与背包承托架1之间的结合关系和限位关系更为灵活；特此说明。

实施例3

本实施例内容与实施例1基本相同，其不同之处主要是：

1)所述对地支撑杆2下端部设置的滚轮5为能够防反转的单向滚轮；所述对地支撑杆2具体是能够拆卸的复合功能结构件，其具体是下述结构件之一或其某种组合：登山杖、相机独脚支架、铁锹、冰镐、鱼叉。

2)所述支撑减重装置中还设置有腰部支撑板3、水平承托机构4；其中：腰部支撑板3具体时布置在背包承托架1靠近背包使用者腰部一侧，其具体为分体式组合结构，其具体是雪鞋架，其加装树枝后，可实现雪地、沼泽地行走；

水平承托机构4具体固定在下方或者直接作为背包承托架1下部结构的一部分使用；水平承托机构4具体是下述结构件之一或其某种组合：折叠锹、手斧。