本實(shí)用新型屬于背包支架技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有減負(fù)效果的背包支架及其肩帶組件模塊和腰部支撐組件。

背景技術(shù)：

人體背部負(fù)重行走，往往發(fā)生在軍事行軍、野外生存、登山訓(xùn)練、兒童背包以及勞動(dòng)搬運(yùn)等方面。這種行走方式，從外部施加載荷作用于人體，改變了身體重心的位置，為了對(duì)抗這種外加阻力作用，保持身體的平衡及穩(wěn)定，人的步態(tài)和身體姿勢(shì)必然也會(huì)做出相應(yīng)調(diào)整。人體如若背負(fù)重物過(guò)重，或長(zhǎng)時(shí)間地承擔(dān)重量，則容易導(dǎo)致一系列的損傷問(wèn)題。相關(guān)醫(yī)學(xué)調(diào)查研究已經(jīng)證明，在負(fù)重條件下長(zhǎng)時(shí)間的行走,容易導(dǎo)致腳起水泡、應(yīng)力性骨折、下肢關(guān)節(jié)疼痛和背部肌肉拉傷、腰間盤突出等損傷一。因此，越來(lái)越多的學(xué)者們開(kāi)始致力于研究不同負(fù)重對(duì)人體行進(jìn)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的影響，負(fù)重后身體姿勢(shì)的變化，步態(tài)的調(diào)整與能量消耗，背包的舒適性能，鞋類的緩沖能力等方面的問(wèn)題，以期不斷地改進(jìn)行進(jìn)姿態(tài)，提高人體的負(fù)重能力，減少疲勞，降低損傷風(fēng)險(xiǎn)，并且設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)相關(guān)的防護(hù)裝備。

在所有的軍事行動(dòng)中，士兵都要攜帶各式各樣的武器裝備，但大量的武器裝備也影響到了士兵的行動(dòng)，因此，如何提高士兵在戰(zhàn)場(chǎng)上的機(jī)動(dòng)能力，是各國(guó)軍事訓(xùn)練的重點(diǎn)。在我國(guó)，士兵的機(jī)動(dòng)性一直是我軍戰(zhàn)斗力的核心，以機(jī)動(dòng)能力獲得局部的兵力優(yōu)勢(shì)，是我軍戰(zhàn)術(shù)的精髓。典型的步兵作戰(zhàn)模式，就是在快速機(jī)動(dòng)過(guò)程中，完成阻擊、包圍、追擊的任務(wù)，而這期間的機(jī)動(dòng),基本就是快速徒步行軍。目前在各兵種、民兵、預(yù)備役甚至大學(xué)生軍事體育訓(xùn)練中，負(fù)重行軍是必須完成的項(xiàng)目之一，也是最艱苦的訓(xùn)練科目，這種行軍方式往往要求戰(zhàn)士攜帶大量的武器負(fù)荷進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的行走。有時(shí)為了保證突擊火力，作戰(zhàn)部隊(duì)不得不給士兵配給超出標(biāo)準(zhǔn)的武器裝備，致使士兵負(fù)荷大大高于標(biāo)準(zhǔn)。如果是在山地或是叢林這樣的復(fù)雜地形，加上要隱藏行蹤，士兵的體力早在作戰(zhàn)機(jī)動(dòng)過(guò)程中就消耗的差不多了，常常不能保證在最后的戰(zhàn)斗過(guò)程中，體能處于良好的狀況，更不要提持續(xù)作戰(zhàn)的能力。

研究表明，輕負(fù)重時(shí)，士兵步態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征變化較小，而中等負(fù)重和大負(fù)重條件下士兵步態(tài)特征為單支撐時(shí)間顯著性的減小，雙支撐時(shí)間顯著性增大，骸關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)以及軀干前傾角度活動(dòng)幅度顯著。

中等負(fù)重和大負(fù)重時(shí)，步寬值顯著性增加，單步長(zhǎng)值在行軍過(guò)程中下降顯著。而步頻受行軍時(shí)間的影響比較小，受負(fù)重量的影響也比較小，因此中等負(fù)重和大負(fù)重情況下步速的下降更多是由于步長(zhǎng)值下降所造成的。

士兵通過(guò)調(diào)整軀干角度，來(lái)維持身體的平衡通過(guò)擺動(dòng)腿快速地前擺著地，增大雙支撐時(shí)間同時(shí)增大支撐面積，提高行軍的穩(wěn)定性步寬增加，提高了行軍時(shí)在橫向的穩(wěn)定性。

士兵足—地垂直反作用力與負(fù)重量有顯著性關(guān)系。中等負(fù)重和大負(fù)重下，碰撞力峰值顯著性增大，同時(shí)碰撞力峰值出現(xiàn)時(shí)間提前，蹬地力峰值也隨著負(fù)重量的增加而增大制動(dòng)力、推動(dòng)力均隨著負(fù)重量的增大而增大，制動(dòng)力與推動(dòng)力凈差值隨著負(fù)重量的增大也呈增加趨勢(shì)內(nèi)外側(cè)力值升高表明士兵在大負(fù)重情況下穩(wěn)定性顯著性降低。

外骨骼作為近年來(lái)新興的熱門研究對(duì)象，通過(guò)模擬人體的模擬人體的骨骼、關(guān)節(jié)和肌肉，為人體裝備額外的外骨骼及動(dòng)力源，主要起增強(qiáng)人體承載的功能。外骨骼的結(jié)構(gòu)承載系統(tǒng)的研究是其開(kāi)發(fā)過(guò)程的第一步。結(jié)構(gòu)承載系統(tǒng)作為外載荷的傳輸媒介，能實(shí)現(xiàn)外骨骼的根本功能。外骨骼承載結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度決定外骨骼能否實(shí)現(xiàn)其承載要求，其動(dòng)力學(xué)參數(shù)亦是與之相連接的液壓系統(tǒng)的重要設(shè)計(jì)參數(shù)。

因此，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)新穎，構(gòu)思巧妙，符合人體工程學(xué)，人體負(fù)重中心下移，減少疲勞，適合背負(fù)大量物品并快速行走的具有肩負(fù)效果的背包支架及其肩帶組件模塊和腰部支撐組件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供結(jié)構(gòu)新穎，構(gòu)思巧妙，符合人體工程學(xué)，人體負(fù)重中心下移，減少疲勞，適合背負(fù)大量物品并快速行走的具有肩負(fù)效果的背包支架及其肩帶組件模塊和腰部支撐組件。

本實(shí)用新型可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

具有減負(fù)效果的背包支架，所述背包支架為弧形狀，弧度為20~50°，所述背包支架前后兩側(cè)均設(shè)有深度相同的凹槽，所述凹槽底部設(shè)有固定連接的連接板，所述背包支架左右兩側(cè)結(jié)構(gòu)相對(duì)稱，所述背包支架從上至下依次包括肩帶連接模塊、背包連接模塊和腰部支撐組件連接模塊，所述肩帶連接模塊、背包連接模塊和腰部支撐組件連接模塊依次固定連接；

所述肩帶連接模塊兩側(cè)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)肩帶支帶連接孔，所述肩帶連接模塊的底部?jī)蓚?cè)設(shè)有弧形第一卡板，所述第一卡板的弧度為靠近所述背包支架背面方向20~60°，所述肩帶連接模塊設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第一減負(fù)孔；

位于所述背包連接模塊的連接板設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)背包支帶連接孔，所述背包連接模塊中部設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第二減負(fù)孔；

所述腰部支撐組件連接模塊設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)腰部支撐組件連接孔，所述腰部支撐組件連接模塊的兩側(cè)設(shè)有弧形第二卡板，所述第二卡板的弧度為靠近所述背包支架正面方向20~60°，所述腰部支撐組件連接模塊中部設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第三減負(fù)孔，所述腰部支撐組件連接模塊底部的兩側(cè)均設(shè)有支撐板，所述支撐板的弧度為靠近所述背包支架正面方向20~60°。

進(jìn)一步的，位于所述背包連接模塊的連接板的兩側(cè)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)固定連接的固定板。

進(jìn)一步的，所述背包連接模塊的兩側(cè)設(shè)有2~3個(gè)環(huán)形第一卡板。

進(jìn)一步的，所述背包支架為弧形狀，弧度為35°所述第一卡板的弧度為35°，所述第二卡板的弧度為35°，所述支撐板的弧度為35°。

肩帶組件模塊，包括肩帶和連接塊，所述肩帶的底部和所述連接塊固定連接，所述肩帶上設(shè)有支帶，所述連接塊的頂部?jī)蓚?cè)設(shè)有縱向支帶，所述縱向支帶和所述的肩帶支帶連接孔可拆卸連接，所述連接塊的底部設(shè)有橫向支帶，所述橫向支帶和所述的肩帶支帶連接孔可拆卸連接。

腰部支撐組件上設(shè)有橫向支帶，所述橫向支帶和所述的腰部支撐組件連接孔可拆卸連接。

進(jìn)一步的，所述肩帶組件模塊內(nèi)部填充有EVA。

進(jìn)一步的，所述腰部支撐組件內(nèi)部填充有EVA。

將所述具有減負(fù)效果的背包支架、所述肩帶組件模塊和所述腰部支撐組件組裝后為具有減負(fù)效果的背負(fù)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：

第一、本實(shí)用新型的具有減負(fù)效果的背包支架為弧形狀，符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，且肩帶組件模塊和腰部支撐組件內(nèi)部均有EVA材料，避免了人體和背包支架直接接觸，且腰部支撐組件位置處分擔(dān)了大部分的承受力，減輕了肩膀和背部的受力，提高了使用時(shí)的舒適感；

第二、背包支架上在相同位置均設(shè)有多個(gè)支帶連接孔，使用者可以根據(jù)自己身材的不同，選擇適合自己的支帶連接孔，減少肩膀和背部的受力；

第三、位于所述背包連接模塊的所述連接板的兩側(cè)設(shè)有固定連接的固定板，可以加強(qiáng)該處連接板的強(qiáng)度，延長(zhǎng)背包支架的使用壽命；

第四、背包支架前后兩側(cè)設(shè)有凹槽，所述凹槽底部設(shè)有連接板，且背包支架設(shè)有多處的減負(fù)孔，不僅減輕背包支架的重量，而且有效的分配了受力點(diǎn)，方便使用者背負(fù)；

第五、使用者的背包由背包支架底部的支撐板支撐，背包絕大部分的重量移至腰部，使用者整體中心下移，減少了使用者上半身的承受力，有利于保持使用者的平衡，減少疲勞，方便行走。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型具有減負(fù)效果的背包支架的主視圖；

圖2為本實(shí)用新型具有減負(fù)效果的背包支架的后視圖；

圖3為本實(shí)用新型具有減負(fù)效果的背包支架的左視圖；

圖4為本實(shí)用新型肩帶組件模塊的主視圖；

圖5為本實(shí)用新型肩帶組件模塊的后視圖；

圖6為本實(shí)用新型腰部支撐組件的主視圖；

圖7為本實(shí)用新型腰部支撐組件的后視圖；

其中，1、肩帶連接模塊；2、背包連接模塊；3、腰部支撐組件連接模塊；4、肩帶支帶連接孔；5、第一卡板；6、第一減負(fù)孔；7、背包支帶連接孔；8、第二減負(fù)孔；9、第二卡板；10、第三減負(fù)孔；11、肩帶；12、連接塊；13、固定板；14、腰部支撐組件連接孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。

實(shí)施例1

如圖1~圖7所示，本實(shí)用新型的具有減負(fù)效果的背包支架，所述背包支架為弧形狀，弧度為20°，所述背包支架前后兩側(cè)均設(shè)有深度相同的凹槽，所述凹槽底部設(shè)有固定連接的連接板，所述背包支架左右兩側(cè)結(jié)構(gòu)相對(duì)稱，所述背包支架從上至下依次包括肩帶連接模塊1、背包連接模塊2和腰部支撐組件連接模塊3，所述肩帶連接模塊1、背包連接模塊2和腰部支撐組件連接模塊3依次固定連接；

所述肩帶連接模塊1兩側(cè)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)肩帶支帶連接孔4，所述肩帶連接模塊1的底部?jī)蓚?cè)設(shè)有弧形第一卡板5，所述第一卡板5的弧度為靠近所述背包支架背面方向20°，所述肩帶連接模塊1設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第一減負(fù)孔6，位于所述背包連接模塊2的連接板的兩側(cè)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)固定連接的固定板13；

位于所述背包連接模塊2的連接板設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)背包支帶連接孔7，所述背包連接模塊2中部設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第二減負(fù)孔8；

所述腰部支撐組件連接模塊3設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)腰部支撐組件連接孔14，所述腰部支撐組件連接模塊3的兩側(cè)設(shè)有弧形第二卡板9，所述第二卡板9的弧度為靠近所述背包支架正面方向20°，所述腰部支撐組件連接模塊3中部設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第三減負(fù)孔10，所述腰部支撐組件連接模塊3底部的兩側(cè)均設(shè)有支撐板15，所述支撐板15的弧度為靠近所述背包支架正面方向20°。

肩帶組件模塊，包括肩帶11和連接塊12，所述肩帶11的底部和所述連接塊12固定連接，所述肩帶11上設(shè)有支帶，所述連接塊12的頂部?jī)蓚?cè)設(shè)有縱向支帶，所述縱向支帶和所述肩帶支帶連接孔4可拆卸連接，所述連接塊12的底部設(shè)有橫向支帶，所述橫向支帶和所述的肩帶支帶連接孔4可拆卸連接，所述肩帶組件模塊內(nèi)部填充有EVA。

腰部支撐組件上設(shè)有橫向支帶，所述橫向支帶和所述腰部支撐組件連接孔14可拆卸連接，所述腰部支撐組件內(nèi)部填充有EVA。

將所述具有減負(fù)效果的背包支架、所述肩帶組件模塊和所述腰部支撐組件組裝后為具有減負(fù)效果的背負(fù)系統(tǒng)。

其中，本實(shí)用新型的具有減負(fù)效果的背包支架為符合骨骼結(jié)構(gòu)承載系統(tǒng)的弧行狀。

實(shí)施例2

本實(shí)用新型還可以按照如下方式進(jìn)行實(shí)施：

本實(shí)用新型的具有減負(fù)效果的背包支架，所述背包支架為弧形狀，弧度為35°，所述背包支架前后兩側(cè)均設(shè)有深度相同的凹槽，所述凹槽底部設(shè)有固定連接的連接板，所述背包支架左右兩側(cè)結(jié)構(gòu)相對(duì)稱，所述背包支架從上至下依次包括肩帶連接模塊1、背包連接模塊2和腰部支撐組件連接模塊3，所述肩帶連接模塊1、背包連接模塊2和腰部支撐組件連接模塊3依次固定連接。

所述肩帶連接模塊1兩側(cè)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)肩帶支帶連接孔4，所述肩帶連接模塊1的底部?jī)蓚?cè)設(shè)有弧形第一卡板5，所述第一卡板5的弧度為靠近所述背包支架背面方向35°，所述肩帶連接模塊1設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第一減負(fù)孔6，位于所述背包連接模塊2的連接板的兩側(cè)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)固定連接的固定板13。

位于所述背包連接模塊2的連接板設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)背包支帶連接孔7，所述背包連接模塊2中部設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第二減負(fù)孔8, 所述背包連接模塊2的兩側(cè)設(shè)有2~3個(gè)環(huán)形第一卡板5。

所述腰部支撐組件連接模塊3設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)腰部支撐組件連接孔14，所述腰部支撐組件連接模塊3的兩側(cè)設(shè)有弧形第二卡板9，所述第二卡板9的弧度為靠近所述背包支架正面方向35°，所述腰部支撐組件連接模塊3中部設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第三減負(fù)孔10，所述腰部支撐組件連接模塊3底部的兩側(cè)均設(shè)有支撐板15，所述支撐板15的弧度為靠近所述背包支架正面方向35°。

肩帶組件模塊，包括肩帶11和連接塊12，所述肩帶11的底部和所述連接塊12固定連接，所述肩帶11上設(shè)有支帶，所述連接塊12的頂部?jī)蓚?cè)設(shè)有縱向支帶，所述縱向支帶和所述肩帶支帶連接孔4可拆卸連接，所述連接塊12的底部設(shè)有橫向支帶，所述橫向支帶和所述肩帶支帶連接孔4可拆卸連接，所述肩帶組件模塊內(nèi)部填充有EVA。

腰部支撐組件上設(shè)有橫向支帶，所述橫向支帶和所述腰部支撐組件連接孔14可拆卸連接，所述腰部支撐組件內(nèi)部填充有EVA。

將所述具有減負(fù)效果的背包支架、所述肩帶組件模塊和所述腰部支撐組件組裝后為具有減負(fù)效果的背負(fù)系統(tǒng)。

其中，本實(shí)用新型的具有減負(fù)效果的背包支架為符合骨骼結(jié)構(gòu)承載系統(tǒng)的弧行狀。

實(shí)施例3

本實(shí)用新型還可以按照如下方式進(jìn)行實(shí)施：

本實(shí)用新型的具有減負(fù)效果的背包支架，所述背包支架為弧形狀，弧度為50°，所述背包支架前后兩側(cè)均設(shè)有深度相同的凹槽，所述凹槽底部設(shè)有固定連接的連接板，所述背包支架左右兩側(cè)結(jié)構(gòu)相對(duì)稱，所述背包支架從上至下依次包括肩帶連接模塊1、背包連接模塊2和腰部支撐組件連接模塊3，所述肩帶連接模塊1、背包連接模塊2和腰部支撐組件連接模塊3依次固定連接。

所述肩帶連接模塊1兩側(cè)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)肩帶支帶連接孔4，所述肩帶連接模塊1的底部?jī)蓚?cè)設(shè)有弧形第一卡板5，所述第一卡板5的弧度為靠近所述背包支架背面方向60°，所述肩帶連接模塊1設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第一減負(fù)孔6，位于所述背包連接模塊2的連接板的兩側(cè)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)固定連接的固定板13。

位于所述背包連接模塊2的連接板設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)背包支帶連接孔7，所述背包連接模塊2中部設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第二減負(fù)孔8, 所述背包連接模塊2的兩側(cè)設(shè)有2~3個(gè)環(huán)形第一卡板5。

所述腰部支撐組件連接模塊3設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)腰部支撐組件連接孔14，所述腰部支撐組件連接模塊3的兩側(cè)設(shè)有弧形第二卡板9，所述第二卡板9的弧度為靠近所述背包支架正面方向60°，所述腰部支撐組件連接模塊3中部設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第三減負(fù)孔10，所述腰部支撐組件連接模塊3底部的兩側(cè)均設(shè)有支撐板15，所述支撐板15的弧度為靠近所述背包支架正面方向60°。

肩帶組件模塊，包括肩帶11和連接塊12，所述肩帶11的底部和所述連接塊12固定連接，所述肩帶11上設(shè)有支帶，所述連接塊12的頂部?jī)蓚?cè)設(shè)有縱向支帶，所述縱向支帶和所述肩帶支帶連接孔4可拆卸連接，所述連接塊12的底部設(shè)有橫向支帶，所述橫向支帶和所述肩帶支帶連接孔4可拆卸連接，所述肩帶組件模塊內(nèi)部填充有EVA。

腰部支撐組件上設(shè)有橫向支帶，所述橫向支帶和所述腰部支撐組件連接孔14可拆卸連接，所述腰部支撐組件內(nèi)部填充有EVA。

將所述具有減負(fù)效果的背包支架、所述肩帶組件模塊和所述腰部支撐組件組裝后為具有減負(fù)效果的背負(fù)系統(tǒng)。

其中，所述的具有減負(fù)效果的背包支架為符合骨骼結(jié)構(gòu)承載系統(tǒng)的弧行狀。

眾所周知，外骨骼作為近年來(lái)新興的熱門研究對(duì)象，通過(guò)模擬人體的模擬人體的骨骼、關(guān)節(jié)和肌肉，為人體裝備額外的外骨骼及動(dòng)力源，主要起增強(qiáng)人體承載的功能。通過(guò)對(duì)人體的骨骼結(jié)構(gòu)承載系統(tǒng)的研究而設(shè)計(jì)出的本實(shí)用新型的具有減負(fù)效果的背包支架，通過(guò)其外形的設(shè)計(jì)，使其具有外骨骼的功能，且在使用時(shí)的用戶體驗(yàn)更優(yōu)異。

使用者將背包上的支帶和本實(shí)用新型的背包支架上的背包連接模塊緊密連接，肩帶組件模塊和背包支架上的肩帶連接模塊緊密連接，腰部支撐組件和背包支架上的腰部支撐組件連接模塊緊密連接，四個(gè)結(jié)構(gòu)緊密連接成一體，其中，背包底部可由背包支架底部的支撐板支撐，承受背包的重量，使用者的不用直接和背包接觸，只需要背負(fù)肩帶組件模塊上的肩帶即可，整體的重量由腰部支撐組件傳遞到人體腰部，使得中心下移至使用者腰部，減輕使用者上半身尤其是肩膀、脊椎的承受力，使用者不易感到疲勞，減少發(fā)生安全事故的幾率，同時(shí)，適合背負(fù)大量物品并快速行走，整體設(shè)計(jì)符合人體工程學(xué)理論，適宜大范圍推廣使用。

本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。