模式可选择的悬浮背负系统及带有该悬浮背负系统的背包的制作方法

1.本技术涉及一种背负装置，具体涉及一种模式可选择的悬浮背负系统及带有该悬浮背负系统的背包。


背景技术：

2.背负作为一种普遍的负载运输方式，常用于野外求生、军警执勤、应急救援以及登山等户外活动，背包静置不动时，背包施加在身体上的力等于背包的重量，担当背着背包行走或奔跑时，背包会随着人体重心的移动上下震动，震动过程中施加在身体上的峰值力相对于静止不动时显著增加，增加人体的负重，不利于户外的负重行走。悬浮背负系统包括背带载体、负载载体和连接背带载体和负载载体的悬浮连接模块，背带载体连接背带，负载载体连接背囊，在悬浮连接模块的作用下，背囊可随负载载体可沿背带载体上下震动，可有效缓冲行走过程中负重对人体的压力。
3.例如，公开号为cn 110720737a的中国发明专利申请文献公开了一种可调式悬浮减压背负机构，包括背负板、搭载板、减振悬挂机构和减振调节机构，背负板与搭载板滑动连接，背负板通过减振悬挂机构与搭载板连接，减振调节机构固定于背负板上，减振调节机构与减振悬挂机构连接，搭载板用于搭载背包或负重，背负板连接有背带；减振悬挂机构包括弹性带和多个滚轴机构，多个滚轴机构分别设置于背负板和/或搭载板的上端和下端，布置于背负板和搭载板之间，弹性带的一端与搭载板连接，弹性带的另一端依次绕过多个滚轴机构与减振调节机构连接，减振调节机构固设于背负板上。但现有的悬浮背负系统大多模式单一。


技术实现要素：

4.本技术提供一种模式可选择的悬浮背负系统，悬浮或不悬浮可自由选择。
5.模式可选择的悬浮背负系统，包括滑动配合的背带载体和负载载体以及设置于负载载体与背带载体之间的悬浮连接模块；还包括模式选择模块；所述模式选择模块包括伸缩轴和限位孔，所述限位孔和伸缩轴分别设置于背带载体和负载载体上，所述伸缩轴具有插入限位孔内的第一状态和脱离限位孔的第二状态且可在第一状态和第二状态之间转换。
6.本技术的背负系统在模式选择模块的作用下可实现悬浮或非悬浮的模式选择，伸缩轴轴向运动伸入限位孔内，将负载载体与背带载体锁定，背负系统进入非悬浮模式，伸缩轴反向运动脱离限位孔，解除负载载体与背带载体的锁定，背负系统进入悬浮模式。
7.以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
8.可选的，所述限位孔位于负载载体上，所述伸缩轴安装于背带载体上；所述伸缩轴贯穿所述背带载体并与所述限位孔同轴安装，所述伸缩轴的一端可插入或脱离所述限位孔、另一端为施力端。
9.负载载体与负载连接，背带载体与背带连接，负载在悬浮连接模块的作用下随负载载体上下浮动，弹力绳绕定滑轮多次弯折布置可延长弹力绳的路径，增强悬浮连接模块的缓冲能力。
10.伸缩轴要实现轴向运动，需向其施加动力，作为向伸缩轴施力的一种可选方案，所述模式选择模块还包括：
11.转动安装于所述背带载体上且轴向限位的旋钮，所述旋钮的内侧带有沿旋钮的周向呈斜面的斜面导轨，所述斜面导轨与所述伸缩轴的施力端抵接配合；
12.套设于所述伸缩轴上的复位弹簧，所述伸缩轴上且靠近施力端处设置弹簧挡片，所述复位弹簧的一端与弹簧挡片抵接、另一端与背带载体抵接。
13.正向转动旋钮过程中，旋钮内侧的斜面导轨与伸缩轴配合，向伸缩轴施力，将伸缩轴压入限位孔内，同时压缩复位弹簧，负载载体和背带载体锁定；反向转动旋钮，斜面导轨向伸缩轴的轴向释放空间，复位弹簧回弹，使伸缩轴脱离限位孔，锁定解除。
14.旋钮转动到位后需对旋钮进行周向限位，限制旋钮在无外力作用下自发旋转，可选的，所述斜面导轨的两端均设置周向限位槽所述斜面导轨的两端均设置周向限位槽或/和所述旋钮上及背带载体的对应位置处设置相互配合的周向限位件。伸缩轴的端部滑入周向限位槽内，实现旋钮与伸缩轴的周向限位；或/和旋钮与背带载体上的限位件配合进行限位。
15.伸缩轴贯穿背带载体安装，一种可选的安装方案，所述背带载体上设有相对于背带载体外表面向内凹陷的凹槽，所述伸缩轴贯通该凹槽底部安装，所述伸缩轴的施力端及弹簧挡片均位于该凹槽内，所述弹簧与背带载体抵接的一端抵接该凹槽底部。
16.旋钮与背带载体之间转动连接，转动旋钮的过程中，通过其斜面导轨向伸缩轴施力，一种可选的安装方案，所述背带载体上设置与背带载体固定连接的定位轴，所述旋钮同轴穿套于该定位轴上并以背带载体外表面为支撑面且与定位轴转动配合。
17.所述模式选择模块可设于背负系统的任一位置处，只要不妨碍其他部件即可，所述模式选择模块设置于靠近悬浮背负系统底部的侧边处。
18.可选的，所述悬浮连接模块包括弹力绳和多个定滑轮，所述多个定滑轮设置于负载载体和背带载体之间且安装于所述背带载体或负载载体上，所述多个定滑轮分别布置于沿背带载体和负载载体相对滑动方向的两端，所述弹力绳的一端为固定端且安装于背带载体上、另一端为悬浮端且依次绕过多个定滑轮后与所述负载载体相连。
19.可选的，所述背带载体上设置弹力调节模块，所述弹力绳的固定端与该弹力调节模块相连。通过该弹力调节模块对弹力绳的弹力进行调节。进一步地，弹力调节模块可选择步进式调节机构。
20.在其他的实施方式中，悬浮连接模块也可通过长弹簧实现。
21.本技术还提供一种包含所述悬浮背负系统的背包。
22.可选的，所述背包还包括背带或背囊，所述背带与悬浮背负系统的背带载体连接，所述背囊与悬浮背负系统的负载载体连接。
23.与现有技术相比，本技术至少具有如下有益效果之一：
24.(1)负载载体与背负载体之间的模式可自由选择。
25.(2)采用弹力绳和滑轮组的设计可延长弹力绳的长度，增强悬浮连接模块的缓冲
能力，提高背负系统的减压功能，进一步人体负重行走时的稳定性。
附图说明
26.图1和图3为本技术背负系统不同角度的整体结构示意图；
27.图2为图1所示角度的分体结构示意图；
28.图4为图3所示角度的分体结构示意图；
29.图5为图1所示角度去掉旋钮部分的结构示意图。
30.图6为图2中模式选择模块在背带载体及负载载体中的安装示意图；
31.图7为其中一种模式下伸缩轴与旋钮的配合示意图；
32.图8为旋钮的结构示意图。
33.图中所示附图标记如下：
34.10、背带载体；11、背带快拆接口；12、滑轨；13、限位器；
35.20、负载载体；21、弹力绳固定口；22、导向滑轮；23、负载快拆接口； 24、负载加强束缚点；
36.30、悬浮连接模块；31、定滑轮；32、弹力绳；
37.40、弹力调节模块；
38.50、模式选择模块；51、旋钮，51a、斜面导轨，51b、周向限位槽；52、伸缩轴；53、弹簧挡片；54、复位弹簧；55、限位孔；56、凹槽；57、定位孔。
具体实施方式
39.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
40.为了更好地描述和说明本技术的实施例，可参考一幅或多幅附图，但用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对本技术的发明创造、目前所描述的实施例或优选方式中任何一者的范围的限制。
41.需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
42.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术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，不是旨在于限制本技术。
43.如图1～图8所示，一种模式可选择的悬浮背负系统，包括背带载体10、负载载体20、悬浮连接模块30和模式选择模块50，负载载体与背带载体滑动配合，悬浮连接模块30设置于负载载体和背带载体之间，用于使负载载体在行走过程中上下浮动，模式选择模块用于锁定负载载体与背带载体或解除负载载体与背带载体之间的锁定。模式选择模块50包括伸缩轴52和限位孔55，限位孔和伸缩轴分别设置于背带载体和负载载体上，伸缩轴具有插入限位孔的第一状态和脱离限位孔的第二状态且可在第一状态和第二状态之间切换。
44.限位孔和伸缩轴分别设置于背带载体和负载载体上，即限位孔设置于负载载体上、伸缩轴设置于背带载体上，或者限位孔设置于背带载体上、伸缩轴设置于负载载体上均可。一种实施方式中，限位孔位于负载载体上，限位孔55的轴向垂直于负载载体的滑动方向，负载载体可沿背带载体上下滑动，因此也可以理解为限位孔水平设置，伸缩轴52安装于背带载体10上，伸缩轴52安装于背带载体上，一种实施方式中，伸缩轴52贯穿背带载体10且与限位孔55同轴安装，伸缩轴52的一端可插入或脱离限位孔55，伸缩轴52的另一端为施力端。
45.伸缩轴在外力作用下轴向运动以插入或脱离限位孔，实现负载载体与背带载体的锁定或解除锁定。伸缩轴要实现轴向运动，需向其施加动力，作为向伸缩轴施力的一种实施方式，模式选择模块还包括旋钮51和复位弹簧54，旋钮 51转动安装于背带载体上并在轴向上限位，即旋钮可转动但不发生轴向位移，旋钮51的内侧带有沿旋钮的周向呈斜面的斜面导轨51a，斜面导轨与伸缩轴的施力端抵接配合；伸缩轴上且靠近施力端处设置弹簧挡片53，复位弹簧54套于伸缩轴上，复位弹簧的一端与弹簧挡片53抵接、另一端与背带载体20抵接。
46.正向转动旋钮51过程中，由于旋钮轴向不动，旋钮内侧的斜面导轨与伸缩轴配合以向伸缩轴施力，将伸缩轴51压入限位孔55内，同时压缩复位弹簧54，负载载体和背带载体锁定，该模式下负载载体和背带载体之间呈相对固定模式；反向转动旋钮51，斜面导轨51a向伸缩轴的轴向释放空间，复位弹簧54回弹，使伸缩轴52脱离限位孔55，锁定解除，该模式下负载载体和背带载体之间呈悬浮滑动模式。
47.斜面导轨在旋钮内侧沿旋钮周向由浅至深(即导轨表面距离旋钮内侧边缘所在平面的高度由低至高)分布(参见图8)，顺时针或逆时针转动旋钮时，斜面导轨的不同深度处与伸缩轴的施力端配合。作为斜面导轨的一种具体实施方式，当顺时针转动旋钮51时，由于旋钮轴向不动，斜面导轨51a由深至浅与伸缩轴52抵接配合，迫使伸缩轴52向负载载体侧轴向位移，插入限位孔55内，伸缩轴52处于第一状态(如图2和图7所示)；逆时针转动旋钮时，斜面导轨 51a由浅至深与伸缩轴52抵接配合，斜面导轨51a向伸缩轴52的轴向释放一定空间，复位弹簧54回弹，使伸缩轴52脱离限位孔55，锁定解除，伸缩轴52切换至第二状态。在其他的实施方式中，斜面导轨与图7和图8中所示的深浅分布方向相反，此时，逆时针转动旋钮，压迫伸缩轴进入限位孔内，顺时针转动旋钮时，伸缩轴在弹簧回弹下脱离限位孔。
48.旋钮转动到位后需对旋钮进行周向限位，限制旋钮在无外力作用下自发旋转，一种优选的限定方式，斜面导轨51a的两端设置周向限位槽51b。伸缩轴 52的施力端端部滑入周向限位槽51b内，实现旋钮51与伸缩轴52的周向限位。在其他的实施方式中，旋钮也可通过其他方式进行周向限位，例如在旋钮上及背带载体外表面的对应位置上设置相互配合的限位件，通过旋钮和背带载体上限位件的配合进行周向限位；也可将两种限位方式配合使用。伸缩轴52贯穿背带载体安装，一种实施方式中，背带载体20上设有凹槽56(参见图5)，该凹槽相对于背带载体的外表面向内凹陷，伸缩轴52贯通该凹槽底部安装，伸缩轴的施力端及带有弹簧挡片的部分位于该凹槽56内，复位弹簧54的一端与弹簧挡片53抵接、另一端与该凹槽56底部抵接。
49.旋钮与背带载体之间转动连接，转动旋钮的过程中，旋钮以背带载体表面为支撑，通过其斜面导轨向伸缩轴施力，一种实施方式中，背带载体10上且靠近凹槽56处设置定位
孔27，定位轴(图中未标识)通过该定位孔与背带载体固定连接，旋钮51同轴穿套于该定位轴上并与定位轴转动配合，旋钮内侧边缘以背带载体表面为支撑，定位轴上带有轴向限位帽以限制旋钮轴向运动。
50.模式选择模块50可设置于背负系统竖向边框处的任一高度处，一种实施方式中，模式选择模块50设置于靠近悬浮背负系统底部的侧边处。
51.悬浮连接模块30用于使负载载体及背囊在人行走或奔跑过程中上下震动，减小负重对人体肩部的压力，一种实施方式中，悬浮连接模块30包括弹力绳32 和多个定滑轮31，多个定滑轮31设置于负载载体20和背带载体10之间，定滑轮31可分别安装于背带载体10或负载载体20上，也可均安装于背带载体10，多个定滑轮分别布置于背带载体上沿背带载体和负载载体滑动方向的两端，背负系统处于使用状态中时负载载体沿背带载体上下滑动，因此，也可理解为多个定滑轮分别安装于背带载体的上端和下端，位于上端的定滑轮与位于下端的定滑轮交错布置，弹力绳32的一端为固定端，固定端安装于背带载体上，弹力绳32的另一端为悬浮端，悬浮端依次绕过多个定滑轮31后安装于负载载体上。
52.悬浮连接的减压原理：
53.人在行走或奔跑时，重心位移曲线可近似于正玄曲线，当负重向下移动时，人体对负重做功，同时负重将对人体肩部产生极大冲击载荷。悬浮背负系统可使与负载载体连接的负载产生的振幅始终小于人体重心的振幅，相当于减小负载相对于地面的上下运动，近似于负载悬浮在地面上跟随人体移动，以减小人体对负载所做的机械功，同时也可缓和行走时背带给人体肩部的冲击载荷。采用弹力绳和滑轮组的设计可延长弹力绳的长度，增强悬浮连接模块的缓冲能力，提高背负系统的减压功能，进一步提高人体负重行走时的稳定性。
54.定滑轮分布于背带载体和负载载体之间并安装于背带载体或负载载体上，一种实施方式中，定滑轮设置3个且均安装于背带载体上，沿弹力绳固定端至悬浮端路径上，定滑轮依次为第一定滑轮、第二定滑轮和第三定滑轮，其中第一和第三两个定滑轮位于背带载体上靠近顶端处、第二定滑轮位于背带载体上靠近底端处，第二定滑轮位于第一和第三两个定滑轮中间。弹力绳的固定端安装于第二定滑轮边上；负载载体上靠近底端处设置弹力绳固定口21，弹力绳的悬浮端与该弹力绳固定口固定连接。
55.弹力绳的固定端安装于背带载体上，可直接固定安装也可通过调节机构安装，一种实施方式中，背带载体上设置弹力调节模块40，弹力绳的固定端安装于该弹力调节模块相连。
56.作为弹力调节模块40的一种优选实施方式，弹力调节模块可选择步进式调节机构，给弹力绳提供固定点的同时还可用于调节弹力绳的弹力。
57.步进式调节机构本身可选择现有设备，一种实施方式中，步进式调节机构选择棘轮调节机构。棘轮调节机构包括双向棘轮机构和由双向棘轮机构同步带动的卡盘，卡盘上带有供弹力绳绕置的环形槽，弹力绳绕过该环形槽与卡盘卡合连接于环形槽内，弹力绳与环形槽之间为紧配合，即操作悬浮调节模块调节弹力绳弹力时，弹力绳可随卡盘转动卡入或脱离环形槽，当调节完成后，不动作悬浮调节模块时，弹力绳与环形卡槽之间不会相对滑动。
58.在其他的实施方式中，悬浮调节模块50也可采用如cn 110720737a中的减震调节
机构。
59.背带载体与滑动载体之间滑动配合，背带载体与负载载体之间设有相互配合的滑动组件，滑动组件可通过多种方式实现，一种实施方式中，滑动组件包括设置于背带载体上的滑轨12和设置于负载载体上且与滑轨滑动配合的若干导向滑轮22。导向滑轮22成对设置，滑轨卡入两个导向滑轮之间可沿滑轨滑动，滑轨设置于背带载体两个竖向侧边上，负载载体上对应的两个侧边以包边的形式从背带载体的两侧与滑轨连接，导向滑轮成对布置于负载载体的侧边内侧，滑轨卡入导向滑轮对之间，实现背带载体与滑动载体的滑动配合。
60.为进一步加强负载载体和背负载体的强度，背带载体上设置辅助滑轨，辅助滑轨位于背带载体的内表面上，竖向布置，负载载体内表面上且与该辅助滑轨对应处间隔布置导向滑轮对，该导向滑轮对的轴向垂直于背带载体的内表面，辅助滑轨卡入导向滑轮对之间，进一步加强负载载体与背负载体的滑动稳定性。
61.负载载体沿导轨上下滑动，一种实施方式中，在背带载体内侧的底端设置限位器13(参见图4)，限位器用于对负载载体的下滑行程进行限位，限位器可以设置为相对于背带载体的内表面向外突出的凸块。
62.为了方便背带及负载在背负系统上的安装，背带载体上设置背带快拆接口 11；负载载体上设置负载快拆接口23。进一步地，负载载体上还设置负载加强束缚点24，用于加强负载的固定连接。
63.为减轻整个背负系统的重量，在确保背负系统承载力的前提下，背带载体和负载载体上均设置减重孔。
64.一种包括上述悬浮背负系统的背包，包括背带、背囊和上述如图1～8所示的悬浮背负系统，背带与背带载体10连接，背囊与负载载体20连接。
65.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
66.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。