振幅可调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，具体涉及一种振幅可调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。悬浮背负系统可有效缓冲行走过程中负重对人体的压力，但现有的悬浮背负系统大多采用抽屉导轨或长弹簧，缓冲效果有限或弹力调节不便。


技术实现要素：

3.本技术提供一种振幅可调的悬浮背负系统，悬浮减压效果好，弹力调节过程方便快捷。
4.振幅可调的悬浮背负系统，包括滑动配合的背带载体和负载载体；还包括悬浮连接模块和平衡调节模块；
5.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悬浮端并固定于负载载体上、另一端为固定端并依次绕过多个定滑轮后与所述平衡调节模块相连；
6.所述平衡调节模块包括安装于背带载体上的双向棘轮机构和由所述双向棘轮机构同步带动的卡盘，所述卡盘带有供所述弹力绳绕置的环形卡槽，所述弹力绳紧配合装入该卡盘的环形卡槽内。
7.本技术通过双向棘轮机构与与之配合的卡盘调节弹力绳的弹力，方便快捷。
8.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。
9.可选的，所述环形卡槽内相对的两个内侧壁上沿环形卡槽的周向交错布置卡块；所述卡块与弹力绳接触的面上带有与弹力绳适配的弧形槽。
10.可选的，所述双向棘轮机构包括：
11.固定于所述背带载体上的定位轴；
12.依次套设于所述定位轴上并与定位轴转动配合的调节扳手和棘轮，所述调节扳手包括扳手头和扳手手柄，所述扳手头安装于所述定位轴上，所述卡盘套设于定位轴上且与棘轮之间同轴并相对固定连接以同步转动；
13.转动安装于所述扳手头上的拨动棘爪，所述拨动棘爪的一端与所述棘轮的棘齿接
触配合；
14.转动安装于所述背带载体或扳手头上且与所述拨动棘爪的另一端相互配合的第一扭簧；
15.转动安装于所述扳手头上且与所述拨动棘爪间隔一定角度布置的限位棘爪，所述限位棘爪的一端与所述棘轮的棘齿接触配合；
16.转动安装于所述背带载体或扳手头上且与所述限位棘爪的另一端相配合的第二扭簧；
17.固定于所述扳手头上的调节柱，所述调节柱位于拨动棘爪和限位棘爪之间，用于在向其中一个方向拨动调节扳手时向所述限位棘爪施力以使限位棘爪脱离棘轮；
18.以及安装于所述定位轴上用于限定调节扳手、棘轮和卡盘轴向运动的紧固件。
19.弹力绳收紧过程：拨动调节扳手的手柄，使得拨动棘爪给棘轮施力以使棘轮转动，带动卡盘同步转动，收紧弹力绳；弹力绳放松过程：反方向拨动调节扳手的手柄，调节扳手转动至调节柱与限位棘爪抵接，继续转动以向限位棘爪施力，使限位棘爪脱离棘轮，棘轮在定滑轮端弹力绳的拉力作用下反向转动，带动卡盘同步反向转动，使弹力绳放松。
20.可选的，所述紧固件包括紧固环和紧固螺帽，所述紧固环套设于定位轴上且与所述卡盘抵接，所述紧固螺帽与定位轴端部可拆卸连接。
21.可选的，所述棘轮上与卡盘连接的一面设置定位孔，所述卡盘上与棘轮连接的一面设置与定位孔配合的轴柱；或所述棘轮与卡盘为一体结构。轴柱伸入定位孔内限制棘轮和卡盘相对运动。
22.可选的，所述背带载体上还设有弹力绳管，所述弹力绳的固定端绕过卡盘后穿入该弹力绳管内；所述背带载体上且沿弹力绳自卡盘穿入弹力绳管的路径上设置弹力绳导向卡扣。
23.可选的，所述背带载体的侧面带有供所述扳手手柄穿过的避让孔。扳手手柄穿过避让孔延伸处背带载体外，便于操作。
24.可选的，所述平衡调节模块设置于背带载体上的靠近底部处；所述弹力绳的悬浮端固定于负载载体上的靠近底部处。
25.可选的，所述定滑轮设置3个且均安装于背带载体上，沿弹力绳的固定端至悬浮端分别为第一定滑轮、第二定滑轮和第三定滑轮，所述第一定滑轮和第三定滑轮位于背带载体上靠近顶部处，所述第二定滑轮位于背带载体上靠近底部处且所述第二定滑轮位于第一定滑轮和第二定滑轮之间；所述平衡调节模块靠近第二定滑轮安装。
26.可选的，所述背带载体上设置背带快拆接口；所述负载载体上设置负载快拆接口；所述负载载体上还设置负载加强束缚点；所述背带载体和负载载体上均设置减重孔。
27.本技术还提供一种背包，包括背囊和背带，还包括所述振幅可调的悬浮背负系统，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相连。
28.与现有技术相比，本技术至少具有如下有益效果之一：
29.(1)本技术通过弹力绳与定滑轮配合的悬浮连接，减压效果好；
30.(2)本技术通过双向棘轮机构与与之配合的卡盘调节弹力绳的弹力，方便快捷。
附图说明
31.图1、图3和图5为本技术背负系统不同角度的整体结构示意图；
32.图2为图1所示角度的分体结构示意图；
33.图4为图3所示角度的分体结构示意图；
34.图6为图2和图4中所示平衡调节模块的分体结构示意图；
35.图7为图6中所示棘轮与卡盘另一个角度的分体示意图；
36.图8为图6所示平衡调节模块的组装结构示意图。
37.图9为图8中部分组件的组装结构示意图。
38.图10和图11为平衡调节模块在背带载体中的安装示意图。
39.图中所示附图标记如下：
40.10、背带载体；11、背带快拆接口；12、滑轨；13、避让孔；14、第二扭簧安装点；15、限位器；
41.20、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；
42.30、悬浮连接模块；31、定滑轮；32、弹力绳；33、弹力绳管；34、弹力绳导向卡扣；
43.40、平衡调节模块；41、调节扳手；42、棘轮，42a、定位孔；43、卡盘， 43a、轴柱，43b、环形卡槽，43c、卡块；44、紧固环；45、定位轴；46、紧固螺帽；47、拨动棘爪；48、第一扭簧；49、调节柱；410、限位棘爪；411、第二扭簧。
具体实施方式
44.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。
45.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。
46.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。
47.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。
48.如图1～图4所示，一种振幅便捷可调的悬浮背负系统，包括背带载体10、负载载体20、悬浮连接模块30和平衡调节模块40，负载载体20与背带载体10 之间通过滑动组件滑动配合，背带载体用于装载背带，负载载体用于装载负载如背囊。悬浮连接模块设置于负载载体20和背带载体10之间并连接负载载体 20和背带载体10，平衡调节模块40用于调节悬浮连接模块的悬浮缓冲能力。
49.悬浮连接模块30用于使负载载体及负载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，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，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或负载载体的上端和下端，位于上端的定滑轮与位于下端的定滑轮交错布置，多个定滑轮可分别安装于背带载体或负载载体上，也可均安装于背带载体上，弹力绳32的一端为悬浮端且悬浮端固定于负载载体20上，弹力绳32的另一端为固定端，且固定端依次绕过多个定滑轮31后与平衡调节模块40相连，平衡调节模块40用于调节弹力绳的弹力。
50.平衡调节模块40包括安装于背带载体10上的双向棘轮机构和由双向棘轮机构同步带动的卡盘，卡盘带有供弹力绳绕置的环形卡槽43b，弹力绳紧配合装入该卡盘的环形卡槽内。紧配合可理解为卡盘转动时弹力绳可随着卡盘的转动卡入或脱离环形卡槽，卡盘固定不动时弹力绳卡入环形卡槽内且与环形卡槽之间不会相对滑动。
51.悬浮连接的减压原理：
52.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性体的长度，增强悬浮效果，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。
53.本技术通过双向棘轮机构与与之配合的卡盘调节弹力绳的弹力，方便快捷。
54.作为双向棘轮机构的一种实施方式，双向棘轮机构如图6～图9所示，包括：调节扳手41、棘轮42、定位轴45、拨动棘爪47、第一扭簧48、调节柱49、限位棘爪410和第二扭簧411。定位轴45固定于背带载体10上，定位轴垂直于背带载体的内表面安装，调节扳手41、棘轮42和卡盘43依次套装于定位轴45上并与定位轴转动配合，调节扳手41包括扳手头和扳手手柄，扳手头安装于定位轴上，扳手手柄延伸出背带载体外以便于操作，通过安装于定位轴49上的紧固件限制调节扳手41、棘轮42和卡盘43沿定位轴轴向运动。
55.调节扳手、棘轮和卡盘依次安装，调节扳手41与棘轮42之间可相对转动，棘轮42与卡盘43之间相对固定，棘轮与卡盘同步转动，卡盘43内带有环绕卡盘周向的环形卡槽43b，弹力绳42绕过卡盘43并装入该环形卡槽内，与卡槽之间紧配合；拨动棘爪47转动安装于调节板手的扳手头上，拨动棘爪47的一端与棘轮42的棘齿接触配合，拨动棘爪47的另一端与第一扭簧抵接配合，第一扭簧48转动安装于扳手头或背带载体上上，该扭簧的其中一个端部与拨动棘爪的端部抵接配合、另一个端部固定于扳手头或背带载体上。如图6所示的实施方式中，第一扭簧安装于扳手头上，并与拨动棘爪配合给拨动棘爪提供受力点。限位棘爪410转动安装于扳手头上并以定位轴为圆心与拨动棘爪47间隔一定角度，限位棘爪的一端与棘轮的棘齿接触配合，限位棘爪410的另一端与第二扭簧抵接配合，第二扭簧转动安装于扳手头或背带载体上，第二扭簧的其中一个端部与限位棘爪端部抵接配合，如图8和图10所示的实施方式中，第二扭簧安装于背带载体上，即如图10所示的第二扭簧安装点14处。扳手头上且位于拨动棘爪与限位棘爪之间设置调节柱49，调节柱49垂直固定于扳手头上，当向其中一个方向拨动调节扳手，调节扳手转动至调节柱与限位棘爪抵接，继续施力使限位棘
爪脱离棘轮。
56.作为紧配合的一种具体实施方式，环形卡槽42b内相对的两个内侧壁上沿环形卡槽43b的周向交错布置卡块43c；卡块与弹力绳接触的面上带有与弹力绳适配的弧形槽。通过错位布置的卡块43c将弹力绳卡入环形卡槽43b内，实现弹力绳与环形卡槽之间的紧配合，使卡盘与弹力绳之间不相对运动。
57.弹力绳收紧过程：拨动调节扳手的手柄，使得拨动棘爪给棘轮施力以使棘轮转动，带动卡盘同步转动，收紧弹力绳；弹力绳放松过程：反方向拨动调节扳手的手柄，调节扳手转动至调节柱与限位棘爪抵接以向限位棘爪施力，使限位棘爪脱离棘轮，棘轮在定滑轮端弹力绳的拉力作用下反向转动，带动卡盘同步反向转动，使弹力绳放松。
58.紧固件用于限制调节板手、棘轮及卡盘的轴向运动，一种具体的实施方式中，紧固件包括紧固环44和紧固螺帽46，紧固环44套设于定位轴上且与卡盘 43抵接，紧固螺帽46与定位轴45端部可拆卸连接。
59.棘轮42转动带动卡盘43同步转动，作为棘轮与卡盘相对固定的一种具体实施方式，棘轮32上设置定位孔42a，卡盘43上设置与定位孔42a配合的轴柱 43a，轴柱43a伸入定位孔42a内以限制棘轮和卡盘相对运动。在其他的实施方式中，棘轮与卡盘之前也可一体设置。弹力绳32的固定端绕过卡盘后带有一段可自由调节的弹力绳段，一种实施方式中，为使该段弹力绳更好的收纳于背负系统中，背带载体上还设有弹力绳管33，弹力绳32绕过卡盘后穿入该弹力绳管 33内；背带载体上且沿弹力绳32自卡盘43穿入弹力绳管33的路径上设置弹力绳导向卡扣34，在调节过程中更好的对弹力绳进行导向。
60.调节弹力绳的弹力时，通过其扳手手柄进行操作，为方便对其扳手手柄进行操作，一种实施方式中，如图5所示，背带载体10的侧面带有供扳手手柄穿过的避让孔13。扳手手柄穿过避让孔延伸处背带载体外，便于操作。
61.为了更好的发挥悬浮连接模块的悬浮能力以及更好的调节弹力绳的弹力，一种实施方式中，平衡调节模块40设置于背带载体10上的靠近底部处；弹力绳的悬浮端固定于负载载体20上的靠近底部处，即弹力绳的固定端和悬浮端均安装于背负系统的靠近底部处。与之对应的，弹力绳管水平设置于背带载体上靠近顶部处，弹力绳的固定端绕过平衡调节模块的卡后竖向延伸至穿入弹力绳管中，弹力绳导向卡扣34分布于平衡调节模块与弹力绳套管入口之间的弹力绳段上。
62.定滑轮的数量设置若干个，一种实施方式中，定滑轮设置3个且均安装于背带载体10上，沿弹力绳的固定端至悬浮端路径上依次为第一定滑轮、第二定滑轮和第三定滑轮，其中，第一定滑轮和第三定滑轮位于背带载体上靠近顶部处且位于弹力绳管下方，第二定滑轮位于背带载体上靠近底部处且第二定滑轮位于第一定滑轮和第二定滑轮之间；平衡调节模块40靠近第二定滑轮安装，弹力绳的悬浮端固定于负载载体的靠近底部处，弹力绳的固定端依次绕过第三定滑轮、第二定滑轮和第一定滑轮后向下延伸与平衡调节模块相连。平衡调节模块40在背带载体10中的装配方式参见图2、图4、图10和图11。
63.背带载体10与滑动载体20之间滑动配合，一种实施方式中，背带载体与负载载体之间设有相互配合的滑动组件；滑动组件包括设置于背带载体上的滑轨12和设置于负载载体上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。
64.一种实施方式中，滑轨包括两个不同维度的滑轨，其中一个维度的第一滑轨位于背带载体的两个竖向侧边处，与之适配的第一导向滑轮从背带载体的两侧以包边的形式与该维度的滑轨配合，第一导向滑轮组的轴线平行于背带载体的内表面；另一个维度的第二滑轨位于背带载体内侧表面上且竖向设置，与该维度配合的第二导向滑轮的轴线垂直于背带载体的内表面。
65.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15(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。
66.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。
67.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。
68.一种背包，包含背带、背囊和如前所述的背负系统，背带与悬浮背负系统的背带载体10连接，背囊与悬浮背负系统的负载载体20相连。
69.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。
70.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。