自给式呼吸装置的人体工程学背板的制作方法

自给式呼吸装置的人体工程学背板的制作方法
【专利摘要】一种自给式呼吸装置。该自给式呼吸装置包括背板，该背板包括肩带负载部分和腰带负载部分，其中腰带负载部分围绕着由腰带负载部分与肩带负载部分的结合部所限定的延伸轴线旋转，连接到背板的肩带负载部分的肩带，连接到背板的腰带负载部分的腰带、和固定到背板的肩带负载部分的压缩可呼吸空气瓶。
【专利说明】自给式呼吸装置的人体工程学背板
[0001]相关申请的交叉引用 没有。
[0002]关于联邦政府资助的研究或开发的声明 不适用。
[0003]对微缩胶片附件的参考 不适用。
【背景技术】
[0004]自给式呼吸装置通常包括由消防员、营救工作人员、或其他人背负的压缩可呼吸空气储备以提供可呼吸空气。用户在执行工作时呼吸由该压缩可呼吸空气储备提供的空气。例如，在消防员的情况下，所述工作可能是艰苦的并且涉及各种弯曲和拉伸动作。例如，消防员可向前俯身而拾取物品。消防员可能向前俯身来使自己降低从而穿过洞。同样，消防员可向侧面倾身以清除障碍物或拾取物品。消防员可能穿戴着功能腰带或灭火腰带，所述腰带用于携带诸如锤子、一个或多个扳手、闪光灯、和/或其他工具等的工具。

【发明内容】

[0005]在一个实施例中，公开了一种自给式呼吸装置。该自给式呼吸装置包括背板，该背板包括肩带负载部分和腰带负载部分，其中腰带负载部分围绕着由腰带负载部分与肩带负载部分的结合部所限定的延伸轴线旋转，连接到背板的肩带负载部分的肩带，连接到背板的腰带负载部分的腰带、和固定到背板的肩带负载部分的压缩可呼吸空气瓶。
[0006]在一个实施例中，公开了一种自给式呼吸装置。该自给式呼吸装置包括背板，该背板包括肩带负载部分和腰带负载部分，其中腰带负载部分围绕着由腰带负载部分与肩带负载部分的结合部所限定的延伸轴线旋转，并且其中腰带负载部分包括在腰带负载部分的中心竖直轴线上的孔，在腰带负载部分的所述中心竖直轴线的左侧的第一弯曲狭缝，和在腰带负载部分的所述中心竖直轴线的右侧的第二弯曲狭缝。自给式呼吸装置还包括连接到背板的肩带负载部分的肩带。该自给式呼吸装置还包括腰带，其中腰带被连接到背板的腰带负载部分，其中第一销匹配到第一弯曲狭缝，第二销匹配到第二弯曲狭缝，且第三销匹配到在背板的腰带负载部分的中心竖直轴线上的孔，其中背板的腰带负载部分围绕着由所述孔限定的轴线相对于腰带旋转，并且其中第一销在第一弯曲狭缝内滑动且第二销在第二弯曲狭缝内滑动以使腰带负载部分能相对于腰旋转。自给式呼吸装置还包括固定到背板的肩带负载部分的压缩可呼吸空气瓶。
[0007]在一个实施例中，公开了一种自给式呼吸装置背板。自给式呼吸装置背板包括肩带负载背板部分和腰带负载背板部分，其中腰带负载部分围绕着由腰带负载部分和肩带负载部分的结合部限定的延伸轴线旋转。
[0008]结合附图和权利要求从下面的详细描述中能更清除地理解这些和其他的特征。【专利附图】

【附图说明】
[0009]为了对本公开有更完整的理解，现在参照下面的【专利附图】

【附图说明】，再结合附图和具体描述，其中相同的附图标记代表相同的部分。
[0010]图1说明的是根据本公开的一个实施例的自给式呼吸装置。
[0011]图2A说明的是根据本公开的一个实施例的自给式呼吸装置中使用的背板的正视图。
[0012]图2B说明的是根据本公开的一个实施例的自给式呼吸装置中使用的背板的侧视图。
[0013]图2C说明的是根据本公开的一个实施例的自给式呼吸装置中使用的背板的视图，其描述了所述背板的腰带负载部分相对于所述背板的肩带负载部分的旋转。
[0014]图3A说明的是消防员，其以直立姿态站立同时穿着根据本公开的一个实施例的自给式呼吸装置。
[0015]图3B说明的是消防员，其以部分俯身的姿态站立同时穿着根据本公开的一个实施例的自给式呼吸装置。
[0016]图4说明的是根据本公开的一个实施例的自给式呼吸装置中使用的背板的铰链元件。
[0017]图5说明的是连接到根据本公开的一个实施例的自给式呼吸装置中使用的背框架的腰带负载部分的腰带。
[0018]图6说明的是用于将腰带连接到根据本公开的一个实施例的自给式呼吸装置中使用的背框架的腰带负载部分的机构。
【具体实施方式】
[0019]一开始就应该理解，尽管下面示出了一个或多个实施例的说明性实施方式，但是所公开的系统和方法可使用任意数量的技术来实施，不论是当前已知的或还未存在的。本公开决不应该被限制到所述说明性实施方式、附图、和下面示出的技术，而是在所附权利要求以及它们的全部范围的等同方式的范围内可被改变。
[0020]图1示出了自给式呼吸装置100。在一个实施例中，自给式呼吸装置100包括背板102、两个肩带104、腰带106、和可呼吸空气储备108。应理解，自给式呼吸装置100可包括图1中未示出的其他元件，例如呼吸软管、呼吸调节器、用于使背板102更舒服地贴合自给式呼吸装置100的使用者的垫覆盖物或垫结构，以及其他特征。在一个实施例中，背板102提供了载荷承载结构来将可呼吸空气储备108的重量通过肩带104和通过腰带106转移给自给式呼吸装置100的使用者的身体。在一个实施例中，背板102被构造成当使用者在执行其工作中而移动时减少自给式呼吸装置100意外挂在障碍物或其他结构上，例如，减少自给式呼吸装置100挂在燃烧的商业办公建筑中的办公桌上。在一个实施例中，背板102被构造成促进使用者维持安全姿势并且至少部分地保护使用者不受伤，例如，不会在某一方向过分延伸而可能使使用者的背部受伤。在一个实施例中，背板102被构造成例如通过合适地顺应正俯身或向一侧倾身的使用者以及通过减少与在执行工作中通常穿戴的工具带的干涉而增加使用者的舒适度。本公开的背板102被认为提供了改善的人体工程学。
[0021]现在转向图2A、图2B和图2C，描述了背板102的细节。在一个实施例中，背板102包括肩带负载部分130和腰带负载部分132。肩带负载部分130被如此命名，是因为它将可呼吸空气储备108的载荷的至少一些转移给肩带104。腰带负载部分132被如此命名，是因为它将可呼吸空气储备108的载荷的至少一些转移给腰带106。在一个实施例中，可呼吸空气储备108被固定到肩带负载部分130。肩带负载部分130可被成形为在使用者执行其工作时减少背板102挂在障碍物上。例如，肩带负载部分130可在下端和上端逐渐变细以减少背板102挂在障碍物上的几率。肩带负载部分130可设有小孔，以减少背板102的重量并促进空气循环从而增加使用者的舒适度。如在图2B中所见，背板102的下端可被成形为远离使用者的腰背部地弯曲以提供了供使用者行走运动的间隙和供工具带和/或灭火带的间隙。
[0022]肩带负载部分130和腰带负载部分132可由多种不同的材料制造。在一个实施例中，肩带负载部分130和腰带负载部分132可包括热塑性材料，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或其他热塑性材料。在一个实施例中，肩带负载部分130和腰带负载部分132可包括ABS与尼龙的组合。在一个实施例中，肩带负载部分130和腰带负载部分132可包括ABS与尼龙和凯夫拉尔(Kevlar)的组合不过,在另一实施例中,肩带负载部分130和腰带负载部分132可由其他材料制成。
[0023]虽然肩带负载部分130和腰带负载部分132的材料可响应于使用者的运动而在一定程度上屈伸，但是一般而言肩带负载部分130和腰带负载部分132将保持其原始形状，并且使用者的运动将由腰带负载部分132相对于肩带负载部分130沿着由腰带负载部分132与肩带负载部分130的结合部134所限定的延伸轴线的旋转而适应。这种运动最佳地在图2C所见。在一些情况下，肩带负载部分130的特征可在于是半刚性的，并且腰带负载部分132的特征可在于是半刚性的。
[0024]在一个实施例中，肩带负载部分130和腰带负载部分132通过结合部134彼此连接。在一个实施例中，结合部134可基本上与背板102的竖直轴线正交。在一个实施例中，结合部134可由铰链提供。在另一实施例中，背板102可包括单片材料，并且结合部134可包括一条线，在该条线处所述材料的横截面厚度要薄于肩带负载部分130的相邻区域，并且横截面厚度要薄于腰带负载部分132的相邻区域。因此，这个横截面更薄的区域是具有更大可弯曲性或更弱的区域，并且限定了延伸的轴线，腰带负载部分132可绕着该轴线相对于肩带负载部分130旋转。
[0025]现在参照图3A和图3B，示出了穿着背板102的消防员。当屈身时，如在图3B中所示，腰带负载部分132沿着结合部134相对于肩带负载部分130旋转。可以意识到，背板102在其固定地支撑可呼吸空气储备108的重量的同时增加了运动自由度并且促进了使用者的安全姿势。
[0026]现在转向图4，描述了结合部134和腰带负载部分132的实施例的更多细节。在一个实施例中，结合部134由铰链提供。在一个实施例中，该铰链可被偏置到腰带负载部分132与肩带负载部分130对齐的位置，如在图2B中最佳所见。该偏置可由弹簧或其他机构提供。在一个实施例中，铰链可包括阻止绕着铰链的轴线旋转的止挡件。例如，第一止挡件可在顺时针旋转的限度处阻止腰带负载部分132相对于肩带负载部分130的旋转，而第二止挡件可在逆时针旋转的限度处阻止腰带负载部分132相对于肩带负载部分130的旋转。应该理解，经过认真考虑，多种止挡结构都可用于限制腰带负载部分132相对于肩带负载部分130的旋转范围。在一个实施例中，止挡件可由从铰链的一个部分上伸出的突片提供，所述突片在铰链的第二部分中的狭缝或切口形成的有限范围上自由行进，如在图4中所示。通过调节狭缝或切口的长度以及狭缝的端部的位置和突片的位置，可提供旋转范围。伸出的突片和狭缝可被定位在铰链结构中的一个位置处，或者定位在铰链结构中的多个位置处以在多个止挡结构中分布止挡应力。
[0027]在另一实施例中，止挡件可由在铰链的外侧上的伸出的唇部提供，使得当腰带负载部分132相对于肩带负载部分130旋转时，在与腰带负载部分132 —体的铰链部分的外侧上伸出的唇部由肩带负载部分130止挡，并且在与肩带负载部分130 —体的铰链部分的外侧上伸出的唇部由腰带负载部分132止挡。经过认真考虑，任何数量的伸出的唇部都可被采用以提供止挡件，单个伸出的唇部或多个伸出的唇部。多个伸出的唇部可促进在多个伸出的唇部中的止挡应力的分布。
[0028]止挡件可被构造成将腰带负载部分132相对于肩带负载部分130的旋转约束到预定的旋转范围上。例如，止挡件可将旋转约束到少于90度的旋转，约束到少于45度的旋转，约束到少于30度的旋转，或者约束到一些其他的旋转范围。另外，止挡件可被构造成在特定位置处停止腰带负载部分132相对于肩带负载部分130的旋转，从而促进自给式呼吸装置100的使用者的安全姿势，例如，以避免使用者的背部的过度弯曲。在一个实施例中，止挡件可被构造成在与肩带负载部分130对齐的位置上停止腰带负载部分132，如在图2B中最佳所示，并且在相对于肩带负载部分130旋转约45度的位置处停止腰带负载部分132，如在图2C中最佳所示。
[0029]在一个实施例中，腰带负载部分132包括第一弯曲狭缝150a和第二弯曲狭缝150b和孔154中的一个或多个以连接到腰带106。弯曲狭缝150用于实现腰带负载部分132相对于腰带106的旋转，如图5中最佳所示，而孔154用于将可呼吸空气储备108的载荷的至少一部分转移到腰带106。应该理解，经过认真考虑，弯曲狭缝150和孔154都可采用多种不同的形式。孔154可被定位在基本上位于背板102的中心竖直轴线上。如在图4中所示，弯曲狭缝150可具有肩部或者具有内部唇部或滚道。
[0030]现在转向图6，描述了用于将腰带106连接到腰带负载部分132上的机构的实施例的更多细节。第一销152a和保持盘可穿过第一弯曲狭缝150a,第二销152b和保持盘可穿过第二弯曲狭缝150b，并且第三销156和保持盘可穿过孔154。所述盘都可以是铆钉、螺钉头、螺栓头或其他已知的附接设备。销152的盘都可骑在弯曲狭缝150的肩部中并且将腰带106以如下方式固定到腰带负载部分132，使得销152可在弯曲狭缝150内滑动，从而允许腰带负载部分132绕着由第三销156限定的轴线相对于腰带106旋转。在一个实施例中，可呼吸空气储备108的载荷的一部分通过第三销156被从腰带负载部分132转移到腰带106。在第三销156可能断裂的情况中，例如因为在自给式呼吸装置100的延长使用之后，可能是在苛刻的和/或粗暴使用的状况下，这些状况有时可能发生在紧急情况下，销152可协作以承受从腰带负载部分132转移到腰带106的载荷，直到受损的自给式呼吸装置100可被更换和/或修理的时候。销152可还对维持自给式呼吸装置100的使用者的安全姿势有贡献。
[0031]然在本公开中已经提供了若干实施例，但是应该理解，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，所公开的系统和方法可体现在许多其他的具体形式中。目前的示例被认为是说明性的而非约束性的，并且本发明不被限制到本文给出的细节。例如，各种不同的元件或部件可在另一系统中被组合或集成，或者某些特征可被省略或不被实施。
[0032]而且,在各种实施例中被描述和说明为尚散的或分开的的技术、系统、子系统、和方法可与其他系统、模块、技术、或方法组合或集成，只要不脱离本公开的范围。被示出或讨论为彼此直接连接或通信的其他物品可通过某个界面、设备、或中间部件间接地连接或通信，无论是电地、机械地或其他方式。变化、替换、和改变的其他示例能由本领域技术人员确定并被做出，只要不脱离本文公开的精神和范围。
【权利要求】
1.一种自给式呼吸装置(100)，包括: 背板(102)，该背板包括肩带负载部分(130)和腰带负载部分(132)，其中腰带负载部分(132)围绕着由腰带负载部分(132)与肩带负载部分(130)的结合部(134)所限定的延伸轴线旋转，并且其中腰带负载部分(132)包括在腰带负载部分(132)的中心竖直轴线上的孔(154)，在腰带负载部分(132)的所述中心竖直轴线的左侧的第一弯曲狭缝(150a),和在腰带负载部分(132)的所述中心竖直轴线的右侧的第二弯曲狭缝(150b)； 肩带(104)，其被连接到背板(102)的肩带负载部分(130)上； 腰带(106)，其中腰带(106)被连接到背板(102)的腰带负载部分(132)，其中第一销(152a)匹配到第一弯曲狭缝(150a)，第二销(152b)匹配到第二弯曲狭缝(150b),且第三销(156)匹配到在背板(102)的腰带负载部分(132)的中心竖直轴线上的孔(154)，其中背板(102)的腰带负载部分(132)围绕 着由所述孔(154)限定的轴线相对于腰带(106)旋转，并且其中第一销(152a)在第一弯曲狭缝(150a)内滑动且第二销(152b)在第二弯曲狭缝(150b)内滑动以使腰带负载部分(132)能相对于腰带(106)旋转；以及 压缩可呼吸空气瓶(108)，其固定到背板(102)的肩带负载部分(130)。
2.如权利要求1所述的自给式呼吸装置(100)，其中背板(102)的肩带负载部分(130)和背板(102)的腰带负载部分(132)通过铰链连接在一起。
3.如权利要求2所述的自给式呼吸装置(100)，其中所述铰链包括止挡件，所述止挡件在旋转范围的端部阻止背板(102)的腰带负载部分(132)相对于背板(102)的肩带负载部分(130)的旋转。
4.如权利要求2所述的自给式呼吸装置(100)，其中所述铰链包括弹簧，所述弹簧将背板(102)的腰带负载部分(132)偏置到与背板(102)的肩带负载部分(130)对齐的位置。
5.如权利要求1所述的自给式呼吸装置(100)，其中背板(102)的肩带负载部分(130)和背板(102)的腰带负载部分(132)由单片材料形成，其中由背板(102)的腰带负载部分(132)和背板(102)的肩带负载部分(130)的结合部限定的所述延伸的轴线在横截面上薄于相邻的背板(102)的肩带负载部分(130)和相邻的背板(102)的腰带负载部分(132)，由此限定了弯曲线。
6.一种自给式呼吸装置(100)，包括: 背板(102)，其包括肩带负载部分(130)和腰带负载部分(132)，其中腰带负载部分(132)绕着由腰带负载部分(132)与肩带负载部分(130)的结合部(134)限定的延伸轴线旋转； 肩带，其被连接到背板(102)的肩带负载部分(130)上；腰带(106)，其被连接到背板(102)的腰带负载部分(132)上；和压缩可呼吸空气瓶(108)，其固定到背板(102)的肩带负载部分(130)。
7.如权利要求6所述的自给式呼吸装置(100)，其中背板(102)由单片热塑性材料组成，并且其中由背板(102)的腰带负载部分(132)和背板(102)的肩带负载部分(130)的结合部(134)限定的所述延伸轴线在横截面上薄于背板(102)的肩带负载部分(130)的相邻区域和背板(102)的腰带负载部分(132)的相邻区域，由此限定的弯曲线。
8.如权利要求6所述的自给式呼吸装置(100)， 其中背板(102)的腰带负载部分(132)包括在腰带负载部分(132)的中心竖直轴线上的孔，在腰带负载部分(132)的中心竖直轴线左侧的第一弯曲狭缝(150a)，和在中心竖直轴线右侧的第二弯曲狭缝(150b),并且其中腰带(106)被连接到腰带负载部分(132)， 其中第一销(152a)匹配第一弯曲狭缝(150a)，第二销(152b)匹配第二弯曲狭缝(150b),且第三销(156)匹配在腰带负载部分(132)的中心竖直轴线上的孔(154)，其中背板(102)的腰带负载部分(132)绕着由孔(154)限定的轴线相对于腰带(106)旋转，并且其中第一销(152a)在第一弯曲狭缝(150a)内滑动并且第二销(152b)在第二弯曲狭缝(150b)内滑动以使腰带负载部分(132)能相对于腰带(106)旋转。
9.一种自给式呼吸装置背板(102)，包括: 肩带负载背板部分(130);以及 腰带负载背板部分(132)，其中腰带负载部分(132)绕着由腰带负载部分(132)与肩带负载部分(130)的结合部(134)限定的延伸轴线旋转。
10.如权利要求9所述的自给式呼吸装置背板(102)，其中肩带负载背板部分(130)通过铰链连接到腰带负载背板部分(132)。
11.如权利要求10所述的自给式呼吸装置背板(102)，其中铰链包括弹簧，所述弹簧将腰带负载背板部分(132)偏压到与肩带负载背板部分(130)对齐。
12.如权利要求10所述的自给式呼吸装置背板(102)，其中铰链包括止挡件，所述止挡件限制腰带负载背板部分(132)相对于肩带负载背板部分(130)的旋转范围。
13.如权利要求12所述的自给式呼吸装置背板(102)，其中铰链止挡件在第一旋转方向上阻止腰带负载背板部分(132)旋转超过与肩带负载背板部分(130)的对齐。
14.如权利要求13所述的自给式呼吸装置背板(102)，其中铰链止挡件在第二旋转方向上在与肩带负载背板部分(130)不对齐时的小于90度处阻止腰带负载背板部分(132)的旋转。
15.如权利要求13所述的自给式呼吸装置背板(102)，其中铰链止挡件在第二旋转方向上在与肩带负载背板部分(130)不对齐时的小于45度处阻止腰带负载背板部分(132)的旋转。
【文档编号】A62B7/02GK104039397SQ201280067321
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年1月18日 优先权日:2012年1月18日
【发明者】L.王, Y-E.张, J.郑, P.马森, S.陈 申请人:霍尼韦尔国际公司