具有高强度背包支架的背负装备的制作方法

本实用新型属于背包支架
技术领域：
，具体涉及一种具有高强度背包支架的背负装备。
背景技术：
：人体背部负重行走，往往发生在军事行军、野外生存、登山训练、儿童背包以及劳动搬运等方面。这种行走方式，从外部施加载荷作用于人体，改变了身体重心的位置，为了对抗这种外加阻力作用，保持身体的平衡及稳定，人的步态和身体姿势必然也会做出相应调整。人体如若背负重物过重，或长时间地承担重量，则容易导致一系列的损伤问题。相关医学调查研究已经证明，在负重条件下长时间的行走,容易导致脚起水泡、应力性骨折、下肢关节疼痛和背部肌肉拉伤、腰间盘突出等损伤一。因此，越来越多的学者们开始致力于研究不同负重对人体行进运动带来的影响，负重后身体姿势的变化，步态的调整与能量消耗，背包的舒适性能，鞋类的缓冲能力等方面的问题，以期不断地改进行进姿态，提高人体的负重能力，减少疲劳，降低损伤风险，并且设计和开发相关的防护装备。在所有的军事行动中，士兵都要携带各式各样的武器装备，但大量的武器装备也影响到了士兵的行动，因此，如何提高士兵在战场上的机动能力，是各国军事训练的重点。在我国，士兵的机动性一直是我军战斗力的核心，以机动能力获得局部的兵力优势，是我军战术的精髓。典型的步兵作战模式，就是在快速机动过程中，完成阻击、包围、追击的任务，而这期间的机动,基本就是快速徒步行军。目前在各兵种、民兵、预备役甚至大学生军事体育训练中，负重行军是必须完成的项目之一，也是最艰苦的训练科目，这种行军方式往往要求战士携带大量的武器负荷进行长时间高强度的行走。有时为了保证突击火力，作战部队不得不给士兵配给超出标准的武器装备，致使士兵负荷大大高于标准。如果是在山地或是丛林这样的复杂地形，加上要隐藏行踪，士兵的体力早在作战机动过程中就消耗的差不多了，常常不能保证在最后的战斗过程中，体能处于良好的状况，更不要提持续作战的能力。研究表明，轻负重时，士兵步态运动学特征变化较小，而中等负重和大负重条件下士兵步态特征为单支撑时间显著性的减小，双支撑时间显著性增大，骸关节、膝关节以及躯干前倾角度活动幅度显著。中等负重和大负重时，步宽值显著性增加，单步长值在行军过程中下降显著。而步频受行军时间的影响比较小，受负重量的影响也比较小，因此中等负重和大负重情况下步速的下降更多是由于步长值下降所造成的。士兵通过调整躯干角度，来维持身体的平衡通过摆动腿快速地前摆着地，增大双支撑时间同时增大支撑面积，提高行军的稳定性步宽增加，提高了行军时在横向的稳定性。士兵足—地垂直反作用力与负重量有显著性关系。中等负重和大负重下，碰撞力峰值显著性增大，同时碰撞力峰值出现时间提前，蹬地力峰值也随着负重量的增加而增大制动力、推动力均随着负重量的增大而增大，制动力与推动力净差值随着负重量的增大也呈增加趋势内外侧力值升高表明士兵在大负重情况下稳定性显著性降低。外骨骼作为近年来新兴的热门研究对象，通过模拟人体的模拟人体的骨骼、关节和肌肉，为人体装备额外的外骨骼及动力源，主要起增强人体承载的功能。外骨骼的结构承载系统的研究是其开发过程的第一步。结构承载系统作为外载荷的传输媒介，能实现外骨骼的根本功能。外骨骼承载结构的强度决定外骨骼能否实现其承载要求，其动力学参数亦是与之相连接的液压系统的重要设计参数。因此，设计一种构思巧妙，符合人体工程学，人体负重中心下移，减少疲劳，适合背负大量物品并快速行走的具有高强度背包支架的背负装备，背包支架具有超低电阻、高刚性且稳定性能强等优点，同时，其抗压抗拉性能、抗弯曲和抗拉伸强度高。技术实现要素：本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供结构新颖，构思巧妙，符合人体工程学，人体负重中心下移，减少疲劳，适合背负大量物品并快速行走的具有高强度背包支架的背负装备。本实用新型可以通过以下技术方案来实现：具有高强度背包支架的背负装备，包括背包支架、肩带组件模块、腰部支撑组件和背包，所述背包支架的顶部和所述肩带组件模块可拆卸连接，所述背包支架的底部和所述腰部支撑组件可拆卸连接，所述背包支架的一侧和所述背包可拆卸连接，其中，所述背包支架为弧形状，弧度为20～50°，所述背包支架前后两侧均设有深度相同的凹槽，所述凹槽底部设有固定连接的连接板，所述背包支架左右两侧结构相对称，所述背包支架从上至下依次包括肩带组件连接模块、背包连接模块和腰部支撑组件连接模块，所述肩带组件连接模块、背包连接模块和腰部支撑组件连接模块依次固定连接；所述肩带组件连接模块两侧设有复数个肩带支带连接孔，所述肩带组件连接模块的底部两侧设有弧形第一卡板，所述第一卡板的弧度为靠近所述背包支架背面方向20～60°，所述第一卡板上设有第一背包支带连接孔，所述肩带组件连接模块设有复数个第一减负孔,所述肩带组件连接模块上设有复数个第二背包支带连接孔；位于所述背包连接模块的连接板设有复数个第三背包支带连接孔，所述背包连接模块中部设有复数个第二减负孔；所述腰部支撑组件连接模块设有复数个腰部支撑组件连接孔，所述腰部支撑组件连接模块的两侧设有弧形第二卡板，所述第二卡板的弧度为靠近所述背包支架正面方向20～60°，所述腰部支撑组件连接模块中部设有复数个第三减负孔，所述腰部支撑组件连接模块底部的两侧均设有支撑板，所述腰部支撑组件连接模块的底部设有第四背包支带连接孔，所述支撑板的弧度为靠近所述背包支架正面方向20～60°；所述背包的一侧设有多个复数个背包支带，其中，所述背包顶部两侧设有第一背包支带，所述背包顶部设有第二背包支带，所述中部两侧设有第三背包支带，背包底部设有第四背包支带，所述肩带组件模块包括肩带和连接块，所述肩带的底部和所述连接块固定连接，所述肩带上设有支带，所述连接块的顶部两侧设有纵向支带，所述纵向支带和所述肩带支带连接孔可拆卸连接，所述连接块的底部设有横向支带，所述横向支带和所述肩带支带连接孔可拆卸连接；所述腰部支撑组件上设有横向支带，所述横向支带和所述腰部支撑组件连接孔可拆卸连接。进一步的，位于所述背包连接模块的连接板的两侧设有复数个固定连接的固定板。进一步的，所述背包连接模块的两侧设有2～3个环形第一卡板。进一步的，所述背包支架为弧形状，弧度为35°所述第一卡板的弧度为35°，所述第二卡板的弧度为35°，所述支撑板的弧度为35°。进一步的，所述肩带组件模块内部填充有EVA，所述腰部支撑组件内部填充有EVA。进一步的，将将所述背包支架、所述肩带组件模块、所述腰部支撑组件和背包组装后为具有高强度背包支架的背负装备。本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：第一、本实用新型的具有减负效果的背包支架为弧形状，符合人体工程学设计，且肩带组件模块和腰部支撑组件内部均有EVA材料，避免了人体和背包支架直接接触，且腰部支撑组件位置处分担了大部分的承受力，减轻了肩膀和背部的受力，提高了使用时的舒适感；第二、背包支架上在相同位置均设有多个支带连接孔，使用者可以根据自己身材的不同，选择适合自己的支带连接孔，减少肩膀和背部的受力；第三、位于所述背包连接模块的所述连接板的两侧设有固定连接的固定板，可以加强该处连接板的强度，延长背包支架的使用寿命；第四、背包支架前后两侧设有凹槽，所述凹槽底部设有连接板，且背包支架设有多处的减负孔，不仅减轻背包支架的重量，而且有效的分配了受力点，方便使用者背负；第五、使用者的背包由背包支架底部的支撑板支撑，背包绝大部分的重量移至腰部，使用者整体中心下移，减少了使用者上半身的承受力，有利于保持使用者的平衡，减少疲劳，方便行走；第六、本实用新型的背包支架具有超低电阻、高刚性且稳定性能强等优点，同时，其抗压抗拉性能、抗弯曲和抗拉伸强度高。附图说明图1为本实用新型具有减负效果的背包支架的主视图；图2为本实用新型具有减负效果的背包支架的后视图；图3为本实用新型具有减负效果的背包支架的左视图；图4为本实用新型肩带组件模块的主视图；图5为本实用新型肩带组件模块的后视图；图6为本实用新型腰部支撑组件的主视图；图7为本实用新型腰部支撑组件的后视图；图8为本实用新型背包的主视图；图9为本实用新型的背包支架第一卡板的连接示意图；图10为本实用新型的背包支架底部的连接示意图；图11位本实用新型的背包支架中部的连接示意图。其中，1、肩带组件连接模块；2、背包连接模块；3、腰部支撑组件连接模块；4、肩带支带连接孔；5、第一卡板；6、第一减负孔；7、第三背包支带连接孔；8、第二减负孔；9、第二卡板；10、第三减负孔；11、肩带；12、连接块；13、固定板；14、腰部支撑组件连接孔；15、第二背包支带连接孔；16、第一背包支带连接孔；17、第一背包支带连接孔；18、支撑板。具体实施方式下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。实施例1如图1～图11所示，本实用新型的具有高强度背包支架的背负装备，包括背包支架、肩带组件模块、腰部支撑组件和背包，所述背包支架的顶部和所述肩带组件模块可拆卸连接，所述背包支架的底部和所述腰部支撑组件可拆卸连接，所述背包支架的一侧和所述背包可拆卸连接，其中，所述背包支架为弧形状，弧度为20°，所述背包支架前后两侧均设有深度相同的凹槽，所述凹槽底部设有固定连接的连接板，所述背包支架左右两侧结构相对称，所述背包支架从上至下依次包括肩带组件连接模块1、背包连接模块2和腰部支撑组件连接模块3，所述肩带组件连接模块1、背包连接模块2和腰部支撑组件连接模块3依次固定连接；所述肩带组件连接模块1两侧设有复数个肩带支带连接孔4，所述肩带组件连接模块1的底部两侧设有弧形第一卡板5，所述第一卡板5的弧度为靠近所述背包支架背面方向20°，所述第一卡板5上设有第一背包支带连接孔16，所述肩带组件连接模块1设有复数个第一减负孔6,所述肩带组件连接模块1上设有复数个第二背包支带连接孔15；位于所述背包连接模块2的连接板设有复数个第三背包支带连接孔7，所述背包连接模块2中部设有复数个第二减负孔8；所述腰部支撑组件连接模块3设有复数个腰部支撑组件连接孔14，所述腰部支撑组件连接模块3的两侧设有弧形第二卡板9，所述第二卡板9的弧度为靠近所述背包支架正面方向20°，所述腰部支撑组件连接模块3中部设有复数个第三减负孔10，所述腰部支撑组件连接模块3底部的两侧均设有支撑板18，所述腰部支撑组件连接模块3的底部设有第四背包支带连接孔17，所述支撑板18的弧度为靠近所述背包支架正面方向20°；所述背包的一侧设有多个复数个背包支带，其中，所述背包顶部两侧设有第一背包支带，所述背包顶部设有第二背包支带，所述中部两侧设有第三背包支带，背包底部设有第四背包支带，所述肩带组件模块包括肩带11和连接块12，所述肩带11的底部和所述连接块12固定连接，所述肩带11上设有支带，所述连接块12的顶部两侧设有纵向支带，所述纵向支带和所述肩带支带连接孔4可拆卸连接，所述连接块12的底部设有横向支带，所述横向支带和所述肩带支带连接孔4可拆卸连接；所述腰部支撑组件上设有横向支带，所述横向支带和所述腰部支撑组件连接孔14可拆卸连接。其中，位于所述背包连接模块2的连接板的两侧设有复数个固定连接的固定板13。其中，所述背包连接模块2的两侧设有2个环形第一卡板5。其中，所述肩带组件模块内部填充有EVA，所述腰部支撑组件内部填充有EVA。其中，将所述背包支架、所述肩带组件模块、所述腰部支撑组件和背包组装后为具有高强度背包支架的背负装备。所述的背包支架的制作工艺，包括如下步骤：步骤一、混料熔融：将工程塑料和助剂混合均匀，然后升温熔融，得混合料液，其中，混料转速为400r/min，温度为180℃；步骤二、抽丝冷却：将步骤一所得混合料液进行抽丝过水冷却并进行一次烘干，然后切粒，得块料，其中，所述烘干温度为85℃；步骤三、注塑成型：将步骤二所得料块进行二次烘干，然后进行熔融得熔融液，将熔融液注入型腔成型，即得高强度背包支架，其中，烘干温度为85℃，熔融温度为180℃。其中，所述工程塑料包括按照质量份数计的如下组份：增强工程塑料580份、增韧工程塑料530份和耐热工程塑料500份，所述助剂包括按照质量份数计的如下组份：润滑剂45份，阻燃剂90份和增塑剂120份。其中，所述增强工程塑料为PC，所述增韧工程塑料为PA，所述耐热工程塑料为ABS或ABS碳纤维混合物中的一种，所述润滑剂为滑石粉或二硫化钼中的一种，所述阻燃剂为PPS，所述增塑剂包括如下比例的成份：脂肪酸甲酯:甲酸:过氧化氢＝1:0.1:0.6。实施例2本实用新型的具有高强度背包支架的背负装备，包括背包支架、肩带组件模块、腰部支撑组件和背包，所述背包支架的顶部和所述肩带组件模块可拆卸连接，所述背包支架的底部和所述腰部支撑组件可拆卸连接，所述背包支架的一侧和所述背包可拆卸连接，其中，所述背包支架为弧形状，弧度为35°，所述背包支架前后两侧均设有深度相同的凹槽，所述凹槽底部设有固定连接的连接板，所述背包支架左右两侧结构相对称，所述背包支架从上至下依次包括肩带组件连接模块1、背包连接模块2和腰部支撑组件连接模块3，所述肩带组件连接模块1、背包连接模块2和腰部支撑组件连接模块3依次固定连接；所述肩带组件连接模块1两侧设有复数个肩带支带连接孔4，所述肩带组件连接模块1的底部两侧设有弧形第一卡板5，所述第一卡板5的弧度为靠近所述背包支架背面方向35°，所述第一卡板5上设有第一背包支带连接孔16，所述肩带组件连接模块1设有复数个第一减负孔6,所述肩带组件连接模块1上设有复数个第二背包支带连接孔15；位于所述背包连接模块2的连接板设有复数个第三背包支带连接孔7，所述背包连接模块2中部设有复数个第二减负孔8；所述腰部支撑组件连接模块3设有复数个腰部支撑组件连接孔14，所述腰部支撑组件连接模块3的两侧设有弧形第二卡板9，所述第二卡板9的弧度为靠近所述背包支架正面方向35°，所述腰部支撑组件连接模块3中部设有复数个第三减负孔10，所述腰部支撑组件连接模块3底部的两侧均设有支撑板18，所述腰部支撑组件连接模块3的底部设有第四背包支带连接孔17，所述支撑板18的弧度为靠近所述背包支架正面方向35°；所述背包的一侧设有多个复数个背包支带，其中，所述背包顶部两侧设有第一背包支带，所述背包顶部设有第二背包支带，所述中部两侧设有第三背包支带，背包底部设有第四背包支带，所述肩带组件模块包括肩带11和连接块12，所述肩带11的底部和所述连接块12固定连接，所述肩带11上设有支带，所述连接块12的顶部两侧设有纵向支带，所述纵向支带和所述肩带支带连接孔4可拆卸连接，所述连接块12的底部设有横向支带，所述横向支带和所述肩带支带连接孔4可拆卸连接；所述腰部支撑组件上设有横向支带，所述横向支带和所述腰部支撑组件连接孔14可拆卸连接。其中，位于所述背包连接模块2的连接板的两侧设有复数个固定连接的固定板13。其中，所述背包连接模块2的两侧设有2个环形第一卡板5。其中，所述肩带组件模块内部填充有EVA，所述腰部支撑组件内部填充有EVA。其中，将所述背包支架、所述肩带组件模块、所述腰部支撑组件和背包组装后为具有高强度背包支架的背负装备。所述的背包支架的制作工艺，包括如下步骤：步骤一、混料熔融：将工程塑料和助剂混合均匀，然后升温熔融，得混合料液，其中，混料转速为430r/min，温度为200℃；步骤二、抽丝冷却：将步骤一所得混合料液进行抽丝过水冷却并进行一次烘干，然后切粒，得块料，其中，所述烘干温度为90℃；步骤三、注塑成型：将步骤二所得料块进行二次烘干，然后进行熔融得熔融液，将熔融液注入型腔成型，即得高强度背包支架，其中，烘干温度为90℃，熔融温度为200℃。其中，所述工程塑料包括按照质量份数计的如下组份：增强工程塑料596份、增韧工程塑料565份和耐热工程塑料510份，所述助剂包括按照质量份数计的如下组份：润滑剂50份，阻燃剂100份和增塑剂130份。优选的所述增强工程塑料为PC，所述增韧工程塑料为PA，所述耐热工程塑料为ABS或ABS碳纤维混合物中的一种，所述润滑剂为滑石粉或二硫化钼中的一种，所述阻燃剂为PPS，所述增塑剂包括如下比例的成份：脂肪酸甲酯:甲酸:过氧化氢＝1:0.1:0.7。实施例3本实用新型的具有高强度背包支架的背负装备，包括背包支架、肩带组件模块、腰部支撑组件和背包，所述背包支架的顶部和所述肩带组件模块可拆卸连接，所述背包支架的底部和所述腰部支撑组件可拆卸连接，所述背包支架的一侧和所述背包可拆卸连接，其中，所述背包支架为弧形状，弧度为50°，所述背包支架前后两侧均设有深度相同的凹槽，所述凹槽底部设有固定连接的连接板，所述背包支架左右两侧结构相对称，所述背包支架从上至下依次包括肩带组件连接模块1、背包连接模块2和腰部支撑组件连接模块3，所述肩带组件连接模块1、背包连接模块2和腰部支撑组件连接模块3依次固定连接；所述肩带组件连接模块1两侧设有复数个肩带支带连接孔4，所述肩带组件连接模块1的底部两侧设有弧形第一卡板5，所述第一卡板5的弧度为靠近所述背包支架背面方向60°，所述第一卡板5上设有第一背包支带连接孔16，所述肩带组件连接模块1设有复数个第一减负孔6,所述肩带组件连接模块1上设有复数个第二背包支带连接孔15；位于所述背包连接模块2的连接板设有复数个第三背包支带连接孔7，所述背包连接模块2中部设有复数个第二减负孔8；所述腰部支撑组件连接模块3设有复数个腰部支撑组件连接孔14，所述腰部支撑组件连接模块3的两侧设有弧形第二卡板9，所述第二卡板9的弧度为靠近所述背包支架正面方向60°，所述腰部支撑组件连接模块3中部设有复数个第三减负孔10，所述腰部支撑组件连接模块3底部的两侧均设有支撑板18，所述腰部支撑组件连接模块3的底部设有第四背包支带连接孔17，所述支撑板18的弧度为靠近所述背包支架正面方向60°；所述背包的一侧设有多个复数个背包支带，其中，所述背包顶部两侧设有第一背包支带，所述背包顶部设有第二背包支带，所述中部两侧设有第三背包支带，背包底部设有第四背包支带，所述肩带组件模块包括肩带11和连接块12，所述肩带11的底部和所述连接块12固定连接，所述肩带11上设有支带，所述连接块12的顶部两侧设有纵向支带，所述纵向支带和所述肩带支带连接孔4可拆卸连接，所述连接块12的底部设有横向支带，所述横向支带和所述肩带支带连接孔4可拆卸连接；所述腰部支撑组件上设有横向支带，所述横向支带和所述腰部支撑组件连接孔14可拆卸连接。其中，位于所述背包连接模块2的连接板的两侧设有复数个固定连接的固定板13。其中，所述背包连接模块2的两侧设有3个环形第一卡板5。其中，所述肩带组件模块内部填充有EVA，所述腰部支撑组件内部填充有EVA。其中，将所述背包支架、所述肩带组件模块、所述腰部支撑组件和背包组装后为具有高强度背包支架的背负装备。所述的背包支架的制作工艺，包括如下步骤：步骤一、混料熔融：将工程塑料和助剂混合均匀，然后升温熔融，得混合料液，其中，混料转速为450r/min，温度为240℃；步骤二、抽丝冷却：将步骤一所得混合料液进行抽丝过水冷却并进行一次烘干，然后切粒，得块料，其中，所述烘干温度为100℃；步骤三、注塑成型：将步骤二所得料块进行二次烘干，然后进行熔融得熔融液，将熔融液注入型腔成型，即得高强度背包支架，其中，烘干温度为100℃，熔融温度为240℃。其中，所述工程塑料包括按照质量份数计的如下组份：增强工程塑料610份、增韧工程塑料580份和耐热工程塑料520份，所述助剂包括按照质量份数计的如下组份：润滑剂55份，阻燃剂110份和增塑剂140份。其中，所述增强工程塑料为PC，所述增韧工程塑料为PA，所述耐热工程塑料为ABS或ABS碳纤维混合物中的一种，所述润滑剂为滑石粉或二硫化钼中的一种，所述阻燃剂为PPS，所述增塑剂包括如下比例的成份：脂肪酸甲酯:甲酸:过氧化氢＝1:0.2:0.8。众所周知，外骨骼作为近年来新兴的热门研究对象，通过模拟人体的模拟人体的骨骼、关节和肌肉，为人体装备额外的外骨骼及动力源，主要起增强人体承载的功能。通过对人体的骨骼结构承载系统的研究而设计出的本实用新型的具有减负效果的背包支架，通过其外形的设计，使其具有外骨骼的功能，且在使用时的用户体验更优异。使用者将背包上的支带和本实用新型的背包支架上的背包连接模块紧密连接，肩带组件模块和背包支架上的肩带连接模块紧密连接，腰部支撑组件和背包支架上的腰部支撑组件连接模块紧密连接，四个结构紧密连接成一体，其中，背包底部可由背包支架底部的支撑板18支撑，承受背包的重量，使用者的不用直接和背包接触，只需要背负肩带组件模块上的肩带即可，整体的重量由腰部支撑组件传递到人体腰部，使得中心下移至使用者腰部，减轻使用者上半身尤其是肩膀、脊椎的承受力，使用者不易感到疲劳，减少发生安全事故的几率，同时，适合背负大量物品并快速行走，整体设计符合人体工程学理论，适宜大范围推广使用。将本实用新型的实施例1～3的背包支架进行检测，检测结果如下：表1：实施例1～3的背包支架的检测结果检测项目实施例1实施例2实施例3拉伸强度/MPa646665弯曲模量/MPa610062006150弯曲强度(断裂)/MPa828382断裂伸长率/％676lzod缺口冲击强度(3.2mm)/Kgf/cm27.57.67.5热变形而温度(0.45MPa)/℃878987表面电阻率/ohm/sq<100<100<100由表1可知，本申请的的背包支架，其抗拉伸性能、抗弯曲性能、抗断裂性能和缺口抗冲击性能强，抗热变形温度高，抗静电性能强。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。当前第1页1 2 3