一种保护青少年脊柱健康的减重背包设计与研究

作     者：秦榕 涂细凯 甘畅 李肖 QIN Rong;TU Xi-kai;GAN Chang;LI Xiao

作者机构：湖北工业大学工业设计学院湖北武汉430068 湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 

基　　金：国家自然科学基金项目(52005169) 武汉市科技计划项目(2020020602012087) 

出 版 物：《图学学报》 (Journal of Graphics)

年 卷 期：2022年第43卷第5期

页      码：948-956页

摘      要：目前市面上的青少年背包主要通过肩部来进行载荷,而忽略了腰部载荷的作用。背包长期负重不当会影响脊柱生长。为了平衡肩部、腰部和臀部的载荷,设计一种通过臀部带和弹性杆结构改变重力传递方式的减重背包。首先对人体背包进行生物力学分析,提出设计方案;然后借助ADAMS对传统背包与减重背包在平地、上坡、下坡3种路况下进行人体肩部、腰部和臀部载荷的动力学仿真,并利用MATLAB对2种背包的肩部、腰部和臀部的力矩进行分析。结果表明减重背包减轻了肩部6.1%和腰部5.4%力矩;减重背包肩部力矩与腰臀部合力矩的比值是4.17,而传统背包的比值是6.58。减重背包减少了肩部和腰部的载荷,同时发现肩部力矩与腰、臀部合力矩的比值越小,转移到臀部的力矩越大,背包的平衡性越好,表明了减重背包优于传统背包。

主 题 词：保护脊柱 腰背部疼痛 减重背包 重力传递 青少年 臀部带 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.11996/JG.j.2095-302X.2022050948

馆 藏 号：203115452...