一种背负装置的制作方法

本发明涉及人体工效学装置技术领域，特别是涉及一种背负装置。

背景技术：

背负装置是一种用来方便人在背部背负各种设备或物品的运载平台，背负装置通常由背架和套装在背架上的背带构成，将设备或物品安放在背架中，背负人员的胳膊穿过背带使背带被承载在背负人员的肩膀上，背架中的设备或物品被运走。比如，包含有发动机、油箱、液压泵以及散热风扇的多功能快速救援抢修装备就是一种需要人工背负到达作业地域的设备，通常采用背负装置来背负该设备。

但是现有的背负装置没有充分考虑人体工效学，主要存在以下几个问题：一是通用性问题，现有的背负装置的尺寸结构是固定的，而人的身形不相同，所以能够使用该背负装置的的人有限；二是安全性的问题，现有的背负装置与人的背部的接触面积较小，容易出现背部局部疲劳或摩擦受损的问题；三是舒适性的问题，现有的背负装置不具有散热的特征，在长时间背负该装置时，背负人员容易因为流汗过多而不舒适。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种背负装置，该背负装置能够适合不同身形的人使用，且人在背负该装置时更加舒适、安全。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种背负装置，包括背架和套装在该背架上的背带，该背架包括由可调节的金属管件组成的背负部和承载部，该背负部设置有与成人肩背的生理结构相适配的弧形背板。

在本发明背负装置的另一个实施例中，该背负部包括由4根金属管件组合成的“口”字型框架，该弧形背板固定在该背负部左右两侧的金属管件上，且与该背负部上下两侧的金属管件留有间隙；该承载部包括对称设置的左承载架和右承载架，该左承载架与该背负部左侧金属管件组合成“门”字型框架，该右承载架与该背负部右侧金属管件也组合成“门”字型框架，该左承载架和右承载架的下方安装有承载底座。

在本发明背负装置的另一个实施例中，该背负部上下两侧的金属管件为可伸缩管件。

在本发明背负装置的另一个实施例中，该弧形背板可左右移动式安装在该背负部左右两侧的金属管件上。

在本发明背负装置的另一个实施例中，该背负部左右两侧的金属管件上设置供该弧形背板的左右两个侧边穿过的长条形孔，且该弧形背板的左右两侧边缘均设有沿厚度方向延伸的凸缘。

在本发明背负装置的另一个实施例中，该背负部左右两侧的金属管件为可伸缩管件，且该左承载架和右承载架的竖向的金属管件也为可伸缩管件。

在本发明背负装置的另一个实施例中，该弧形背板上设置有多个散热孔。

在本发明背负装置的另一个实施例中，该弧形背板靠上的部位设有两个与成人肩胛骨相匹配的凹陷部。

在本发明背负装置的另一个实施例中，该弧形背板的圆弧半径在450mm-470mm之间、弧度在45°-55°之间、高度在200mm-220mm之间，且该弧形背板中部的最大凹陷深度为40mm。

在本发明背负装置的另一个实施例中，该背负装置还包括竖直装配在该弧形背板左右两侧的背纱带，以及水平装配在该弧形背板下边缘的护腰带。

本发明的有益效果是：本发明提供的背负装置包括背架和套装在该背架上的背带，背架包括由可调节的金属管件组成的背负部和承载部，背负部设置有与成人肩背的生理结构相适配的弧形背板。该背架的背负部充分考虑了人体工效学，设计的弧形背板与背负人员的背部相匹配，使背负人员在背负该装置时更加舒适。该背负装置的弧形背板上还装配有背纱带和护腰带，背纱带能够保护背负人员的背部不受损伤，而护腰带能够保护背负人员的腰部不受损伤。

附图说明

图1是本发明背负装置一实施例中背架的结构示意图；

图2是本发明背负装置另一实施例中能够调节宽度的背架的结构示意图；

图3是本发明背负装置另一实施例中能够调节高度的背架的结构示意图；

图4是本发明背负装置另一实施例中背板的结构示意图；

图5是图4中背板的俯视图；

图6是本发明背负装置另一实施例中背纱带的示意图；

图7是本发明背负装置另一实施例中护腰带的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

图1是本发明背负装置一实施例中背架的结构示意图。本发明背负装置包括背架和套装在背架上的背带，背架包括由可调节的金属管件组成的背负部100和承载部200，背负部100设置有与成人肩背的生理结构相适配的弧形背板2，弧形背板2朝向人体背部呈弧形弯曲，使得该弧形背板2与人体背部的生理弯曲相匹配，设置弧形背板2可以避免该背负装置装载的设备直接与背负人员的背部接触，致使背负人员背部不舒服，甚至背部受伤，比如，如果该背负装置装载的设备表面凸凹不平且是硬质表面，这种设备直接与人背部接触施加压力很容易造成人的背部受伤。

背负部100还包括由4根金属管件1组合成的“口”字型框架，弧形背板2固定在背负部100左右两侧的金属管件1上，且与背负部100上下两侧的金属管件1留有间隙；承载部200包括对称设置的左承载架3和右承载架4，左承载架3与背负部100左侧金属管件1组合成“门”字型框架，右承载架4与背负部100右侧金属管件1也组合成“门”字型框架，左承载架3和右承载架4的下方安装有承载底座5，该背架的尺寸可以改变从而适合不同身形的人使用。

弧形背板2的上下边缘与背负部100的上下两根金属管件1之间留间隙，这是为了方便在弧形背板2与人的背部之间绑上纱带，纱带用来保护人的背部不受损伤。左承载架3和右承载架4是呈L形的金属管件，左承载架3和右承载架4的竖向部分的金属管件的底端设有安装块6，背负部的左右两根金属管件1的底端也设有安装块6，承载底座5通过螺栓7固定在安装块6上，该背负装置由承载底座5承载物品或者各种设备。这里的物品包括各种能够装载在该背负装置中的货物，设备包括各种能够装载在该背负装置中的工具，比如前文中所提到的多功能快速救援抢修设备。

图2是本发明背负装置另一实施例中能够调节宽度的背架的结构示意图。在图2中，背负部上下两侧的金属管件1为可伸缩管件。优选的，背负部上下两侧的金属管件1设置为由两根金属分管组成，包括外金属分管104和内金属分管105，在两根金属分管上均钻有相对应的螺钉孔，这里的相对应是指每根金属分管上均设有个数相同的螺钉孔102，每根金属分管上的螺钉孔102的间距相同，当两根金属分管在连接处101左右移动套设在一起后，用螺钉103穿过金属分管上的螺钉孔102将两根金属分管连接在一起，这样，上下两侧的金属管件1的长度就可以做伸缩改变，然后螺栓7变换一个螺栓孔8再将承载底座5重新安装在背架上。

当然，也可以仅仅在套设在外金属分管104上钻螺钉孔102，当两根金属分管之间相互移动使金属管件1的长度设定好之后，用螺钉103穿过外金属分管104上的螺钉孔102并抵止接触内金属分管105的外壁，这样也能起到固定两根金属分管的作用。

在背负部上下两侧的金属管件1的长度做伸缩改变的同时，为了保证整个背负装置结构的稳定性，承载底座5也需要向左或者向右移动并重新安装在背负装置的底部。在安装块6上沿左右移动的方向至少开设两个螺栓孔8，承载底座5是通过螺栓穿过螺栓孔8连接在该背负装置上，当背负部上下两侧的金属管件1的长度做伸缩改变后，再换一个位置接近的螺栓孔8将承载底座5安装在该背负装置上。

将背负部上下两侧的金属管件1设置为可伸缩管件的目的是增大该背负装置的适用范围，不同身形的人背部的宽度不相同，宽度固定的背负装置仅仅适合背部宽度与其相接近的人群使用，如果背负人员的背部的宽度与背负装置的宽度相差太大，则背负时会非常不舒适。

优选的，弧形背板2可左右移动式安装在背负部左右两侧的金属管件1上，这里，可左右移动是指弧形背板2不是固定设置在背负部左右两侧的金属管件1之间，当改变背负部上下两侧金属管件1的长度时，弧形背板2在背负部左右两侧的金属管件1之间左右移动即可，而不需要将弧形背板拆卸后重新安装。

进一步优选的，为了便于弧形背板2在背负部左右两侧的金属管件1上左右移动，背负部左右两侧的金属管件1上设置供弧形背板2的左右两个侧边穿过的长条形孔204，且弧形背板2的左右两侧边缘均设有沿厚度方向延伸的凸缘201。这里，弧形背板2的宽度稍大于背负部上下两侧的金属管件1的最大伸长长度，当背负部上下两侧的金属管件1做缩短变化时，弧形背板2的左右两侧沿背负部左右两侧的金属管件1中的长条形孔204移动即可。凸缘201的宽度大于背负部左右两侧的金属管件1上的长条形孔204的宽度，防止弧形背板2从金属管件1之间掉落。优选的，背架的尺寸调整好之后，采用绳或带将弧形背板2绑定在背架上。

当然，也可以在弧形背板2的左右两侧开设多个绑定孔，将弧形背板2绑设在背负部左右两侧的金属管件1上，当改变背负部上下两侧的金属管件的长度时，先将弧形背板2从背负部左右两侧的金属管件1上拆卸后重新绑设即可。

图3是本发明背负装置另一实施例中能够调节高度的背架的结构示意图。由图3可知，背负部左右两侧的金属管件1为可伸缩管件，且左承载架3和右承载架4的竖向的金属管件也为可伸缩管件。优选的，背负部左右两侧的金属管件1由两根金属分管连接而成，在两根金属分管上均钻有相对应的螺钉孔，这里的相对应是指每根金属分管上均设有个数相同的螺钉孔102，每根金属分管上的螺钉孔102的间距相同，当两根金属分管在连接处101左右移动套设在一起后，用螺钉103穿过金属分管上的螺钉孔102将两根金属分管连接在一起，这样，背负部左右两侧的金属管件1的长度就可以做伸缩改变。

因为背架是一个整体的刚性结构，所以在背负部左右两侧的金属管件1的长度改变的同时，左承载架3和右承载架4的竖向的金属管件的长度也必须做相应的改变。优选的，如图3所示，左承载架3和右承载架4的竖向的金属管件由两根金属分管连接而成，包括上金属分管205和下金属分管206，在两根金属分管上均钻有相对应的螺钉孔102，这里的相对应是指每根金属分管上均设有个数相同的螺钉孔102，每根金属分管上的螺钉孔102的间距相同，当两根金属分管在连接处101上下移动套设在一起后，用螺钉103穿过金属分管上的螺钉孔102将两根金属分管连接在一起，这样，背负部上下两侧的金属管件1的长度就可以做伸缩改变。

当然，对于背负部左右两侧的金属管件1或者左承载架3和右承载架4的竖向的金属管件，也可以仅仅在上外金属分管205上钻螺钉孔102，当两根金属分管之间相互移动使金属管件1的长度设定好之后，用螺钉103穿过上金属分管205上的螺钉孔102并抵止接触下金属分管206的外表面，这样也能起到固定金属分管的作用。

将背负部左右两侧的金属管件1或者左承载架3和右承载架4的竖向的金属管件设置为可以伸缩的金属管件，目的是使该背负装置能够适合不同身高的人使用，身体高的人的背部较长，身体矮的人的背部较短，通过调节背架的高度增大该背负装置的适用范围，适合不同的人使用。

上下两侧的金属管件1的外金属分管104和内金属分管105之间也可以伸缩，所以整个背架的尺寸的变化范围更大。在改变上下两侧的金属管件1的长度后，螺栓7变换一个螺栓孔8再重新固定安装在背架上。

图4是本发明背负装置另一实施例中背板的结构示意图，图5是图4中背板的俯视图。由图4可知，弧形背板2上设置有多个散热孔202，背负人员在背负物品或者其他设备时，体力消耗较大，出汗较多，如果不及时排汗，极易造成背负人员的身体不适，考虑到背负人员背部透气性的需要，所以在弧形背板上设计多个散热孔202。设计散热孔202不但方便散热排汗，同时还可在一定程度上降低弧形背板2的重量。

优选的，弧形背板2靠上的部位设有两个与成人肩胛骨相匹配的凹陷部203。人在背运物品或设备时，背部会稍微向前弯曲，人的肩胛骨会向外凸出抵触在弧形背板2上，造成肩胛骨处的肌肉或皮肤不舒服甚至受损伤，在弧形背板上设置两个与成人肩胛骨相匹配的凹陷部203，人的背部弯曲时，肩胛骨部位刚好被容纳在凹陷部203中，从而肩胛骨部位被保护。

进一步优选的，弧形背板2的圆弧半径r在450mm-470mm之间、弧度α在45°-55°之间、高度H0在200mm-220mm之间，且弧形背板2中部的最大凹陷深度H1为40mm。

在设计该背负装置时，经过人体测量，发现弧形背板2中部最大凹陷深度为40mm时最符合人体工效学。如果弧形背板2中部的凹陷深度太小，则使得弧形背板2容易顶住人的脊柱骨，背负时很不舒服，而如果弧形背板2中部的凹陷深度太大，则该背负装置装载的物品或设备距离人的背部较远，人在背负时就很吃力。

当弧形背板2的圆弧半径r在450mm-470mm之间、弧度α在45°-55°之间时，弧形背板2的内面接近与人的背部相匹配。相反，如果弧形背板2的圆弧半径太大且弧度较小，那么弧形背板2过于平整，人在背负时会十分不舒适；如果弧形背板2的圆弧半径太小且弧度较大，那么弧形背板2过于弯曲，会夹在人的背部，造成背部很不舒服。

国家标准中统计的人的背部的高度约为649mm，而人的背部的宽度约为375mm。根据人体工效学计算发现，弧形背板2的高度H0应为人背部高度的1/3最合适，所以将弧形背板2的高度H0设计为210mm左右，并将弧形背板2的宽度D0设计为395mm左右，使弧形背板2的宽度能够与人的背部相匹配。

图6是本发明背负装置另一实施例中背纱带的示意图。本发明背负装置还包括竖直装配在弧形背板左右两侧的背纱带9，由图6可知，背纱带9的下端设置绑定带901，并在背纱带9的上端设置日字扣10，将背纱带9装配在弧形背板上时，背纱带9先从弧形背板的上边缘至下边缘围绕一圈，然后绑定带901的下端连接在日字扣10上，并将背纱带9设置在人的背部与弧形背板之间，这样，人的背部不是直接与弧形背板接触，二是通过背纱带9与弧形背板接触，由于背纱带较柔软，所以人的背部比较舒适。

优选的，背纱带9的宽度为100mm，长度为200mm。国家标准中统计的中国男性人员的背部宽度约为375mm，在弧形背板的两侧各设置一个背纱带9，两个背纱带9的宽度约占人背部宽度的60％，这样，人的背部与背纱带9有较大的接触面积，同时背纱带9也不会过多覆盖人的背部而使背部聚集较多热量。将背纱带9的长度设置为200mm，刚好与弧形背板的高度相接近。

人在背负设备时，身体会向前倾，时间越长，人的身体向前倾的角度就越大，这样，人的脊背受力就越大，由于弧形背板是刚性的，长时间背负设备，不但使人产生不适，也会对其脊椎造成不同程度的损伤，在人的背部与弧形背板之间加装的背纱带9所选用的材料具备足够高的强度、韧性与耐磨性，并且背纱带9具备一定的弹性，使背负人员的背部更加舒适。

图7是本发明背负装置另一实施例中护腰带的示意图。在弧形背板的下边缘水平装配有护腰带11，护腰带11的左端设置左绑定带1101，并在左绑定带1101的左端设置日字扣10，护腰带11的右端设置右绑定带1102，将右绑定带1102的右端穿过弧形背板与背负部下侧的金属管件之间的间隙并绕过弧形背板右侧的金属管件，相同的，将左绑定带1101的左端穿过弧形背板与背负部下侧的金属管件之间的间隙，并绕过弧形背板左侧的金属管件，然后将右绑定带1102连接在左绑定带1101左端的日字扣10上，护腰带11设置在弧形背板与背负人员之间。护腰带11的长度L1为340mm，这与弧形背板的宽度相接近。

在人背负设备行进过程中，设备的重量有一部分靠腰部承担，这部分重量是通过弧形背板的下边缘对背负人员的腰部施加作用力，如果不在弧形背板下边缘设置护腰带11，刚性的弧形背板不但使背负人员背负困难，还可能对背负人员的腰部造成较大损害，背负人员健康就得不到有效保证，因此，增加护腰带11会对背负人员的腰部施加保护，能有效对行进过程中产生的力进行缓冲，有效保护背负人员的腰部。

考虑到散热与透气性的需要，将护腰带的宽度D1设置为100mm，这样不至于使护腰带11太宽而透气性不好。护腰带11的表面用帆布制作，护腰带11的内部填充海绵材料，表面由帆布缝合使护腰带11的可以减震提高舒适性，也不容易滑动和变形，能有效提高护腰带11的使用寿命。

通过以上实施例，本发明背负装置提供的背负装置包括背架和套装在该背架上的背带，背架包括由可调节的金属管件组成的背负部和承载部，背负部设置有与成人肩背的生理结构相适配的弧形背板。该背架的背负部充分考虑了人体工效学，设计的弧形背板与背负人员的背部相匹配，使背负人员在背负该装置时更加舒适。该背负装置的弧形背板上还装配有背纱带和护腰带，背纱带能够保护背负人员的背部不受损伤，而护腰带能够保护背负人员的腰部不受损伤。

在上述实施例中，仅对本发明实施例进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。