本發(fā)明涉及背包附屬裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種支撐減重裝置。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高，參與戶外旅行、徒步觀光的驢友越來(lái)越多，這些驢友攜行的裝備重量往往超過(guò)15kg，個(gè)別驢友團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)距離徒步時(shí)，單人裝備重量接近40kg的人體負(fù)重極限。

目前，驢友多背負(fù)60～90升的大容量戶外專用背包，這些背包在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮到人體背負(fù)舒適度的問(wèn)題，通過(guò)背包自帶的內(nèi)支撐或外支撐系統(tǒng)將背包重量分散在背負(fù)者的肩部、背部、腰部、臀部等不同部位，從而達(dá)到合理分布重量、避免背負(fù)者身體局部承受過(guò)多重量產(chǎn)生不適的目的。但是，無(wú)論背負(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)得多么科學(xué)合理，都無(wú)法解決背包重量全部由人體承載的問(wèn)題。長(zhǎng)時(shí)間背負(fù)后，背負(fù)者肩背部依然會(huì)感覺(jué)疲憊不適，并且很多經(jīng)常參加戶外旅行的驢友膝部、踝部都會(huì)因長(zhǎng)期背負(fù)過(guò)重造成不同程度的傷病。

人們迫切希望獲得一種技術(shù)效果優(yōu)良的主要用于背包的支撐減重裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目是提供一種技術(shù)效果優(yōu)良的主要用于背包的支撐減重裝置。

一種支撐減重裝置；其特征在于：其構(gòu)成如下：背包承托架1、對(duì)地支撐桿2；其中：對(duì)地支撐桿2固定布置在背包承托架1上且向其下方伸出；所述對(duì)地支撐桿2具體為能夠提供豎直向上承托力的結(jié)構(gòu)。

所述支撐減重裝置，其還要求保護(hù)下述內(nèi)容：

所述對(duì)地支撐桿2主體部分具體為桿狀結(jié)構(gòu)件，其上端部固定布置在背包承托架1下部，下端部靠近地面布置，且下端部還設(shè)置有能夠在地面滾動(dòng)的滾輪5。

所述對(duì)地支撐桿2上端部為“U”型彈性彎曲段，其能在一定的彈性變形范圍內(nèi)改變對(duì)地支撐桿2相對(duì)于背包承托架1的相對(duì)位置和姿態(tài)；所述對(duì)地支撐桿2的主體部分與豎直方向夾角θ≤50°。進(jìn)一步優(yōu)選要求保護(hù)下述內(nèi)容：所述對(duì)地支撐桿2的主體部分與豎直方向夾角5°≤θ≤35°。

所述對(duì)地支撐桿2依據(jù)下述原理減重：設(shè)為地面施加在對(duì)地支撐桿2上的豎直方向上的支反力，為地面施加在對(duì)地支撐桿2下端的水平方向的反力；分別為上下兩處背帶對(duì)背包的斜向上的作用力的合力；α、β為上下兩處背帶對(duì)背包的斜向上的作用力的合力分別與豎直方向所成的夾角角度；為背包的重力，C為背包重心，a為背包底部的前后水平方向距離，b為上下兩處背帶對(duì)背包的斜向上的作用力的合力作用在背包上兩處作用點(diǎn)之間在豎直方向上的距離，h為對(duì)地支撐桿2布置在背包承托架1下部處與地面之間在豎直方向的距離；f為滑動(dòng)摩擦因數(shù)，K為相對(duì)于的 比值；則有：

平衡方程

∑F_x＝0 F_d-F_T1sinα-F_T2sinβ＝0 ①

∑F_y＝0 F_T1cosα+F_T2cosβ+F_N-P＝0 ②

∑M_c＝0，即有

③

補(bǔ)充方程：

F_d＝fF_N ④

由公式①②③④聯(lián)立可解得：

F_N＝KP

實(shí)際效果中，K即相對(duì)于的比值能夠取值為0.3-0.9，減重的技術(shù)效果良好。

所述對(duì)地支撐桿2下端部設(shè)置的滾輪5為能夠防反轉(zhuǎn)的單向滾輪；所述對(duì)地支撐桿2具體是能夠拆卸的復(fù)合功能結(jié)構(gòu)件，其具體是下述結(jié)構(gòu)件 之一或其某種組合：登山杖、相機(jī)獨(dú)腳支架、鐵鍬、冰鎬、魚(yú)叉。

所述支撐減重裝置中還設(shè)置有腰部支撐板3、水平承托機(jī)構(gòu)4；其中：腰部支撐板3具體時(shí)布置在背包承托架1靠近背包使用者腰部一側(cè)，其具體為分體式組合結(jié)構(gòu)，其具體是下述結(jié)構(gòu)件之一或其某種組合：雪鞋架；其加裝樹(shù)枝后，可實(shí)現(xiàn)雪地、沼澤地行走；

水平承托機(jī)構(gòu)4具體固定在下方或者直接作為背包承托架1下部結(jié)構(gòu)的一部分使用；水平承托機(jī)構(gòu)4具體是下述結(jié)構(gòu)件之一或其某種組合：折疊鍬、手斧。

所述支撐減重裝置中，背包承托架1豎直方向部分即靠近使用者腰部一側(cè)設(shè)置有鍬頭護(hù)套11，鍬頭14布置在其中，連接鍬頭的鍬把下段12變形彎折水平布置充當(dāng)背包承托架1下部的水平部分使用；遠(yuǎn)離鍬頭14的鍬把上段13充作對(duì)地支撐桿2使用，鍬把上段13相對(duì)于鍬把下段12之間的夾角為90°≤θ≤135°。進(jìn)一步優(yōu)選：鍬把上段13相對(duì)于鍬把下段12之間的夾角為90°≤θ≤115°。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：其使用便攜式結(jié)構(gòu)分擔(dān)部分甚至可能是大部分背包重量，且可以設(shè)計(jì)復(fù)合功能結(jié)構(gòu)使其具有多種復(fù)合功能以便有效減重，減少攜行其他裝備；其具有可預(yù)期的較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1所述支撐減重裝置結(jié)構(gòu)原理示意簡(jiǎn)圖；

圖2為圖1右下角處的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

附圖標(biāo)記含義如下：背包承托架1、對(duì)地支撐桿2、滾輪5、腰部支撐板3、水平承托機(jī)構(gòu)4、鍬頭護(hù)套11，鍬頭14、鍬把下段12、鍬把上段13；

圖2中：滾輪5為能夠防反轉(zhuǎn)的單向滾輪，其具體是采用棘輪結(jié)構(gòu)以便限制其只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)。

實(shí)施例1

一種支撐減重裝置(參考圖1、2)；其構(gòu)成如下：背包承托架1、對(duì)地支撐桿2；其中：對(duì)地支撐桿2固定布置在背包承托架1上且向其下方伸出；所述對(duì)地支撐桿2具體為能夠提供豎直向上承托力的結(jié)構(gòu)。

所述對(duì)地支撐桿2主體部分具體為桿狀結(jié)構(gòu)件，其上端部固定布置在背包承托架1下部，下端部靠近地面布置，且下端部還設(shè)置有能夠在地面滾動(dòng)的滾輪5。

所述對(duì)地支撐桿2上端部為“U”型彈性彎曲段，其能在一定的彈性變形范圍內(nèi)改變對(duì)地支撐桿2相對(duì)于背包承托架1的相對(duì)位置和姿態(tài)；所述對(duì)地支撐桿2的主體部分與豎直方向夾角θ≤50°。

所述對(duì)地支撐桿2依據(jù)下述原理減重：設(shè)為地面施加在對(duì)地支撐桿2上的豎直方向上的支反力，為地面施加在對(duì)地支撐桿2下端的水平方向的反力；分別為上下兩處背帶對(duì)背包的斜向上的作用力的合力；α、β為上下兩處背帶對(duì)背包的斜向上的作用力的合力分別與豎直方向所成的 夾角角度；為背包的重力，C為背包重心，α為背包底部的前后水平方向距離，b為上下兩處背帶對(duì)背包的斜向上的作用力的合力作用在背包上兩處作用點(diǎn)之間在豎直方向上的距離，h為對(duì)地支撐桿2布置在背包承托架1下部處與地面之間在豎直方向的距離；f為滑動(dòng)摩擦因數(shù)，K為相對(duì)于的比值；則有：

平衡方程

∑F_x＝0 F_d-F_T1sinα-F_T2sinβ＝0 ①

∑F_y＝0 F_T1cosα+F_T2cosβ+F_N-P＝0 ②

∑M_c＝0，即有

③

補(bǔ)充方程：

F_d＝fF_N ④

由公式①②③④聯(lián)立可解得：

F_N＝KP

實(shí)際效果中，K即相對(duì)于的比值能夠取值為0.3-0.9，減重的技術(shù)效果 良好。

所述對(duì)地支撐桿2下端部設(shè)置的滾輪5為能夠防反轉(zhuǎn)的單向滾輪(參見(jiàn)圖2)；單向滾輪可以保證其具有較好的技術(shù)效果。

本實(shí)施例使用便攜式結(jié)構(gòu)分擔(dān)部分甚至可能是大部分背包重量，且可以設(shè)計(jì)復(fù)合功能結(jié)構(gòu)使其具有多種復(fù)合功能以便有效減重，減少攜行其他裝備；其具有可預(yù)期的較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

實(shí)施例2

一種支撐減重裝置；其構(gòu)成如下：背包承托架1、對(duì)地支撐桿2；其中：對(duì)地支撐桿2固定布置在背包承托架1上且向其下方伸出；所述對(duì)地支撐桿2具體為能夠提供豎直向上承托力的結(jié)構(gòu)。

所述對(duì)地支撐桿2主體部分具體為桿狀結(jié)構(gòu)件，其上端部固定布置在背包承托架1下部，下端部靠近地面布置，且下端部還設(shè)置有能夠在地面滾動(dòng)的滾輪5。

所述對(duì)地支撐桿2的主體部分與豎直方向夾角5°≤θ≤35°。

所述對(duì)地支撐桿2依據(jù)下述原理減重：設(shè)為地面施加在對(duì)地支撐桿2上的豎直方向上的支反力，為地面施加在對(duì)地支撐桿2下端的水平方向的反力；分別為上下兩處背帶對(duì)背包的斜向上的作用力的合力；α、β為上下兩處背帶對(duì)背包的斜向上的作用力的合力分別與豎直方向所成的夾角角度；為背包的重力，C為背包重心，a為背包底部的前后水平方向 距離，b為上下兩處背帶對(duì)背包的斜向上的作用力的合力作用在背包上兩處作用點(diǎn)之間在豎直方向上的距離，h為對(duì)地支撐桿2布置在背包承托架1下部處與地面之間在豎直方向的距離；f為滑動(dòng)摩擦因數(shù)，K為相對(duì)于的比值；則有：

平衡方程

∑F_x＝0 F_d-F_T1sinα-F_T2sinβ＝0 ①

∑F_y＝0 F_T1cosα+F_T2cosβ+F_N-P＝0 ②

∑M_c＝0，即有

③

補(bǔ)充方程：

F_d＝fF_N ④

由公式①②③④聯(lián)立可解得：

F_N＝KP

實(shí)際效果中，K即相對(duì)于的比值能夠取值為0.3-0.9，減重的技術(shù)效果良好。

所述對(duì)地支撐桿2下端部設(shè)置的滾輪5為能夠防反轉(zhuǎn)的單向滾輪，單向滾輪的具體結(jié)構(gòu)可以參照?qǐng)D2對(duì)應(yīng)理解。

所述支撐減重裝置中，背包承托架1豎直方向部分即靠近使用者腰部一側(cè)設(shè)置有鍬頭護(hù)套11，鍬頭14布置在其中，連接鍬頭的鍬把下段12變形彎折水平布置充當(dāng)背包承托架1下部的水平部分使用；遠(yuǎn)離鍬頭14的鍬把上段13充作對(duì)地支撐桿2使用，鍬把上段13相對(duì)于鍬把下段12之間的夾角為90°≤θ≤115°。

本實(shí)施例相關(guān)圖形從略，對(duì)地支撐桿2隨文字部分的描述和限定而定；基本原理可以參照?qǐng)D1、實(shí)施例1對(duì)應(yīng)理解，但是其與其他登山遠(yuǎn)行的用具的復(fù)合形式靈活多樣，可以根據(jù)需要靈活搭配使用。尤其是對(duì)地支撐桿2以及其與背包承托架1之間的結(jié)合關(guān)系和限位關(guān)系更為靈活；特此說(shuō)明。

實(shí)施例3

本實(shí)施例內(nèi)容與實(shí)施例1基本相同，其不同之處主要是：

1)所述對(duì)地支撐桿2下端部設(shè)置的滾輪5為能夠防反轉(zhuǎn)的單向滾輪；所述對(duì)地支撐桿2具體是能夠拆卸的復(fù)合功能結(jié)構(gòu)件，其具體是下述結(jié)構(gòu)件之一或其某種組合：登山杖、相機(jī)獨(dú)腳支架、鐵鍬、冰鎬、魚(yú)叉。

2)所述支撐減重裝置中還設(shè)置有腰部支撐板3、水平承托機(jī)構(gòu)4；其中：腰部支撐板3具體時(shí)布置在背包承托架1靠近背包使用者腰部一側(cè)，其具體為分體式組合結(jié)構(gòu)，其具體是雪鞋架，其加裝樹(shù)枝后，可實(shí)現(xiàn)雪地、沼澤地行走；

水平承托機(jī)構(gòu)4具體固定在下方或者直接作為背包承托架1下部結(jié)構(gòu)的一部分使用；水平承托機(jī)構(gòu)4具體是下述結(jié)構(gòu)件之一或其某種組合：折疊鍬、手斧。