CN104703508A - 背包的压缩系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种符合人体工程学的背包压缩系统。这种背包包括顶面，底面，两个侧面，背面，正面及两个肩带。在该实施例中，每个肩带被连接至背包的顶面和背面的连接区域，然后在对应侧面延伸，穿过一个D型环，末端在正面和侧面的连接区域连接至背包主体。本发明还包括可选的背面板及可选的背部支撑装置，固定在所述背面。该背面板及背部支撑装置可用例如凝胶，泡沫，橡胶，流体或类似物的填充物填充。当使用者收紧两个肩带时，背包会自动压缩并移近使用者的背部。这种系统使用类似普通背包，可让使用者在携带较重的物品较长的时间后，感到较少的疲劳。

Description

背包的压缩系统

优先权

本申请基于两个临时申请，其一是2012年8月17日提交的61/742,728申请，其二是2012年6月29日提交的61/690,445,并根据35USC 119节要求其优先权。

发明背景

技术领域

本发明通常涉及背包，更具体地，涉及具有压缩背包内容物的压缩系统的符合人体工程学的背包。这种操作类似一般普通背包的系统可让使用者携带较重的负载较长的时间，但感到较少的疲劳和不适。

背景技术

背包用来携带各种物品为大众所熟知。近年来，背包作为日常用品更加流行。例如，学生用背包携带学习用品。登山者用背包携带登山用品、食物及用水。年轻的专业人士用背包携带他们的资料及计算机，等等。

然而常用的背包适于携带物品，但不适于携带较重的物品。即便如此，为了携带必要的学习用品及书本，学生还是每天用背包携带相对他们体重较重的物品去学校。

学生使用的普通背包的一种严重缺陷是，当学生用背包携带较重的物品时，他们的背的下部会不舒服，以至于可能导致身体受损。理论上，背包的负重的最佳放置是稍微高于人体骨盆(pelvis)中心，如图2B所示，显示了一种人体工程学的背包，其载荷靠近用户的背部，且具有稍高的重心(CG)。然而，常用的普通背包在携带物品后会下垂，这种下垂导致载荷不仅远离用户后背，而且将背包的重心转移到低于人体骨盆的中心，如图2A所示。由于背包的这种下垂作用，会产生较强的向下的力矩，使用户觉得背包更重。同时，背包的下垂导致用户背部失去正确且舒适的支撑。因此，这样负重一段时间后，使用者不能保持正确的背部位置，只好弯腰前倾。在校园里，人们会经常看到背包下垂作用对学生这种走路姿势的负面影响。一旦人体的脊椎处于错位的状态，会导致肌肉拉紧，用户会感觉不舒适，疲劳以及疼痛，甚至可能导致背部受伤。对于小学生危害更严重，因为每天携带重的背包引起的经常性脊椎错位可能会导致姿势不良。

因此，非常有必要设计一种改进的背包，其被设置成在携带相对较重的物品时，比较舒服。然而，大量精力都集中在制造背包的新技术上，只有很少有关改进背包下垂方面的研究。Gausling等在美国专利号6，164，509中公开了一种具有压缩系统以及可选的背部支撑装置的背包。这种系统用背带将背包拉向使用者的身体从而减少背包的下垂作用。然而，复杂的结构增加了加工成本，降低了实用性。Michael Coller等在美国专利号7，204，399中公开了另外一种用背带的压缩系统。然而若将Coller的系统用在常用的背包上，该系统是限制的，因为它不仅不容易背，而且也不能有效防止载荷远离用户背部的移动，这种移动会产生较强的向下力矩。

减少背包的下垂作用力并不会自动给用户背部带来足够的支撑。上述的两个发明及现有技术中的许多其他相关的技术,都没有提供一种同时解决背包下垂及背部支撑不足两个问题的简单有效的方式。

本发明提供了一种解决现有技术中背包的上述缺陷的方法。

发明内容

本发明实施方案的主要目的是提供一种改进的背包，其可以携带较重的物品，而又可以减少不适。实现这一目的和其它相关目的是通过采用一种简单的背包压缩系统。该背包包括背包主体，具有顶面，底面，两个侧面，背面，正面及两条背带。在实施例中，每个背带连接至顶面和背面的连接区域，顺着对应的侧面向下延伸，末端穿过D型环，然后在背包的正面和侧面的连接区域连接至背包主体。

当使用者简单地拉紧这两个背带时，背包会自动压缩并移向其背部。若可选地附加背部支撑物，当使用者拉紧背带时，其被压向用户背部，在压缩后用户会感觉更强的背部支撑。这种系统可以让使用者携带较多的物品较长的时间而感觉相对较少的疲劳，因此减少不适，不良姿势，减少骨骼错位及受伤的机率。

附图说明

为了更好的理解本发明及其特点，结合附图参考下列说明，其中：

图1所示为现有技术中普通背包的透视图；

图2A所示为背好的普通背包的侧面图；

图2B所示为背好的人体工程学背包的侧面图；

图3所示为根据本发明实施例的背包的透视图；

图4所示为根据本发明另一种实施方案的背包的正面图，其具有可选的背部支撑装置；

图5所示为根据本发明另一种实施方案的背包的正面图；

图6所示为根据本发明另一种实施方案的背包的正面图；

图7所示为本发明的D环；

图8所示为根据本发明另一种实施方案的背包的正面图，带有可选的背面板及口袋；

图9所示为根据本发明另一种实施方案的背包的正面图；

图10所示为本发明的D环；

图11所示为根据本发明另一种实施方案的背包的正面图，其具有可选的背部板及口袋。

具体实施方式

图1所示为现有技术中的普通背包的主体10，其由顶面或顶面区域101，两个侧面或侧面区域102，正面或正面区域103，背面或背面区域105，底面104及两个背带110形成。连接后的这六个面或区域限定内部空间，被称为主体，可用来装书，食物等物品。可以理解，可将这个空间进一步分割出或补充更多的小空间或区域，用于独立保存不同的物品。分开两个面或区域的为连接区域或接缝。下文中的三个连接区域分别定义如下。第一连接区域215限定在顶面101和背面105之间。第二连接区域223限定在侧面102和正面103之间。第三连接区域225限定在侧面102和背面105之间。定义这三个连接区域便于读者了解讨论的在主体上的相对部位。本发明的压缩系统，操作上类似常见的双肩包，允许用户携带较重载荷较长的时间，而不会疲劳，从而减少了不舒适，不良姿势，甚至减少肌肉骨骼疾病和受伤。

虽然讨论了六面配置的背包10，但背包主体可以具有更少的面或区域，以及对应较少的连接区域或接缝，其仍然落入本发明的范围内。本文描述的具体的六面配置和连接区域仅是协助读者理解本发明的实施例。

连接区域的描述也是为了限定一般的过渡区域。例如，可以从第一连接区域225向正面或侧面或沿着该连接区域所限定的图中所示的线任何位置偏离几英寸，其仍然落入本发明的范围内。

图3中，具有本发明的实施例的压缩系统的背包100，由诸如塑料，帆布，布料及其它适当的材料的软质或硬质的材料形成，且由顶面或顶面区域101，两个处于相对位置的侧面或侧面区域102，正面或正面区域103，背面或背面区域105，底面104和两条背带110形成。顶面可以连接两个侧面102，正面103和背面105。底面104可以连接两个侧面102，正面103和背面105。两个侧面102可以连接顶面101，底面104，背面105和正面103。背面105可以连接两个侧面102，顶面101，底面104，和正面103相对。正面103可以连接两个侧面102，顶面101，底面104及和背面105相对。

当连接起来后，这六个面或区域组成一个可以容纳书本，食物及其它物品的内部空间，被称为主体。可以理解这个空间可进一步分隔成或补充若干个小空间或区域，用于放置不同物品。分开两个面或区域的是连接区域或接缝。下文中使用的三个连接区域定义如下。第一个连接区域215位于顶面101和背面105之间。第二个连接区域223位于侧面102和正面103之间。第三个连接区域225位于侧面102和背面105之间。定义连接区域便于读者明确所讨论的在背包的相对位置。

虽然讨论了六面配置的背包100，但背包主体可以具有更少的面或区域，以及对应较少的连接区域或接缝，其仍然落入本发明的范围内。本文描述的具体的六面配置和连接区域仅是协助读者理解本发明的实施例。

连接区域215,223,225的描述也是为了限定一般的过渡区域。例如，可以从第一连接区域225向正面或侧面或沿着该连接区域所限定的图中所示的线任何位置偏离几英寸，其仍然落入本发明的范围内。

每条背带110被连接在顶面101和背面105的连接区域215，顺着对应的侧面102延伸，穿过低位D环325(相对于用户所背的背包)，再通过背面105和另一个D环326，此D环326可比325位置高。这个背带110可以顺着侧面102向上延伸，背带末端323在侧面102和正面103的连接区域223被连接在背包主体而终止。该连接位置可以高于D环326。当使用者通过背带扣111拉紧两个背带110时，背包100自动压缩并移向使用者的背部。

由于重力作用在背带的末端323及D环325上，因此连接点设计成耐用且可以负重是重要的。

虽然在图3上D环325位于连接区域225，背带末端323位于连接区域223，它们的位置可根据需要而有所变动。然而，背带末端323的位置优选高于D环325，以便在拉紧背带时增强该压缩系统的有效性。当然，D环325可用不同材料(例如塑料)的其它设备替代，其作用一致。所有类似上述的一些结构的变化，都属于本发明的范围。当然，重要的是这些装置被制成具有耐用，可承受重力，具有光滑的圆形边缘以减少背带的磨损，而且同时保持美观。

发明的另一个可替换的实施例见图4。每个背带110被连接至顶面101和背面105的连接区域215，沿对应的侧面102延伸，穿过第一D环335，通过背包主体的外部，再穿过在另一个侧面102上的第二D环336，背带末端323在侧面102和正面103的连接区域225连接至背包主体。背部支撑装置425放在两背带110的外面，利用与背包材料相配的一块材料覆盖，以便美观。

当使用者拉紧背带并压缩背包的内容物时，背部支撑装置425可对使用者的背部提供舒适的支撑，在没有其它特殊装置的情况(例如下文讨论的设计的背面板)保持背包不变形。可选的背部支撑装置425可采用填充物或衬垫的形式，可以填充例如，凝胶，泡沫，橡胶，流体或类似物。本领域中熟知的任何形式的填充物或支撑装置均可。

图5所示发明的实施方案包括可选的背面板625。这种可选的背面板至少有一层，在该背面板的内部可有一硬层，硬层的外面再有一软层，在该软层上面的另外一层用以增加美观。

当使用者拉紧背带，压缩背包的内容物时，硬层具有两种功能。其一，硬层可以保持背包的形状，不会走形。其二，由于其柔韧性，可以使背包的背面朝向用户的背部稍微弯曲，从而更适于使用者的背部。硬层可以用泡沫、塑料、橡胶及类似的材料。本领域中熟知的任何类似的填充物或支撑装置，只要能满足功能需要的都可使用。诸如上文所述的结构上的所有变化都属于本发明涵盖的范围。

软层是让使用者在背背包时舒适。带有凹槽635的特殊图案设计，有助于空气流通，降低温度，以减少使用者背部出汗。在该实施例中，背面板625可以直接从外面缝到背包的背面105上。可选的背面板625的软层可用填充物或衬垫的形式，可以填充例如，凝胶，泡沫，橡胶，流体及类似物。本领域中熟知的任何形式的填充物或支撑装置，只要合适均可使用。诸如上文所述的结构上的所有变化都属于本发明涵盖的范围

图5所示可选的背面板625，该背面板可放在两条背带110的外面，而背带110又附接在背包100的外侧103。当通过背包扣111拉紧背带时，压缩系统使背包靠近使用者的背部。通过在这种背面板625的外侧加上背部支撑装置425(简洁起见，未图示)，可以将可选的背部支撑装置425添加到该结构上。这种设计也可以达到本发明的目的。

这些变化包括对第一实施例(图3)进行的改变。将第二D环326装在背包的里面而不是外面，固定在背包侧面102和背面105的连接区域225。每条背带穿过第一D环335，然后穿过第二D环336，然后末端323从里侧在背包的正面103和侧面102的连接区域225处固定到背包主体100上。

实施例的变化包括对实施方案(图4)进行的改变。将背部支撑装置425放在背包的里面，而把背面板625放在背包100的外面。在该实施例中，背部支撑装置425被直接从内部缝在背包的背面105。然后，这两个背带穿过第一D环336和第二D环335附接到背部支撑装置425上。

结构上的所有变化，包括上文所述的核心的压缩系统的变化，都属于本发明的涵盖范围。

在图6-8中，具有本发明的实施例的压缩系统的背包100，由诸如塑料，帆布，布料及其它适当的材料的软质或硬质的材料形成，且由顶面或顶面区域101，两个处于相对位置的侧面或侧面区域102，正面或正面区域103，背面或背面区域105，底面104和两条背带110形成。顶面可以连接两个侧面102，正面103和背面105。底面104可以连接两个侧面102，正面103和背面105。两个侧面102可以连接顶面101，底面104，背面105和正面103。背面105可以连接两个侧面102，顶面101，底面104，和正面103相对。正面103可以连接两个侧面102，顶面101，底面104及和背面105相对。

图6所示的带子1005可以在侧面102上附接到背包100，其定位可以基本为竖直的。每个背带110被连接至顶面101和背面105的连接区域215，顺着对应的侧面102延伸穿过D环326或孔，再穿过背包背面105的外侧，穿过相对侧的D环1007。背带110可以沿侧面102延伸，且背带110的末端323可以在背包侧面102和正面103的连接区域223高于D环1007的位置处被连接到背包主体上而终止。当拉紧背带110时，背包100会被压缩并移近使用者的背部，从而起到背部支撑的作用。

图7所示连接在带子1005上的单个D环1007，并图示背带110穿过单个D环1007。由于D环所受较大的重力，连接点被设计为耐用的且承重是重要的。此外，由于D环可位于近底部的侧面102，所以使用者更容易背上背包。

图8所示本发明的另一实施方案，包括可选的背面板625以及口袋1100。清楚起见，一些标号及特征没有图示。

口袋1100可以是网状或与背包颜色、材料及款式相匹配的其他的材料。口袋1100设计可起两个主要作用。一是可以携带小物件，例如水瓶，等等。另一个是可以盖住背带，增加美观。

图9-11中，具有本发明实施例的压缩系统的背包100，由诸如塑料，帆布，布料及其它适当的材料的软质或硬质的材料形成，且由顶面或顶面区域101，两个处于相对位置的侧面或侧面区域102，正面或正面区域103，背面或背面区域105，底面104和两条背带110形成。顶面可以连接两个侧面102，正面103和背面105。底面104可以连接两个侧面102，正面103和背面105。两个侧面102可以连接顶面101，底面104，背面105和正面103。背面105可以连接两个侧面102，顶面101，底面104，和正面103相对。正面103可以连接两个侧面102，顶面101，底面104及和背面105相对。

图9所示背带110从每个侧面延伸，进入背包100的内部。带子1005可以在侧面102附接到背包100，其可以基本是竖直定位。每个背带110被连接至顶面101和背面105的连接区域215，顺着对应的侧面102延伸，穿过D环1007，再穿过背包背面105的内侧，穿过相对侧的D环1007。背带110可以沿侧面102延伸，且背带110的末端323可以在背包侧面102和正面103的连接区域223高于D环1007的位置处被连接到背包主体上而终止。当拉紧背带110时，背包100会被压缩并移近使用者的背部，从而起到背部支撑的作用。

图10图示一条背带110，延伸穿过单个D环1007，另一条背带110穿过该D环1007，背带110的末端可以在侧面102和外面103的连接区域223高于D环的位置被连接到背包主体上。

图11所示本发明的实施例，包括可选的背面板625以及口袋1100。

做为常识，所有背带穿过背包的主体时留下的开口，应选用适当的背包材料加以覆盖，以保证背包的功能和美观。

上述所述的实施方案的变化，包括可将两个背带的末端323连在一起以便增加该设计的耐用性，为清楚起见未图示。这些变化也包括增加可选的背部支撑装置。结构上的所有变化，包括上文所述的核心的压缩系统的变化，都属于本发明的涵盖范围。

尽管本文描述了本发明的优选的实施例，在不脱离本发明精神及所附权利要求的范围内，可以做一些修改和其它实施方案。

Claims (9)

1.一种具有压缩系统的背包，包括：

背包主体，其具有顶面，底面，两个侧面，背面和正面，

至少有两个背带，每条背带被连接至顶面和背面的连接区域，顺着对应侧面向下延伸，穿过D环，末端连在背包的正面和侧面的连接区域。

2.根据权利要求1所述的背包，还包括背包支撑装置，其被附接在所述背面，以支撑使用者的背部。

3.根据权利要求1所述的背包，其中，所述背部支撑装置填充有填充材料。

4.根据权利要求1所述的背包，其中，D环被设置在所述背包的侧面，以便在拉紧所述背带时具有承重及支撑的功能。

5.根据权利要求1所述的背包，其中，所述D环位于所述侧面的底部附近，以便使用者更容易背背包。

6.根据权利要求1所述的背包，还包括背面板，所述背面板被成形，使得在压缩所述背包时，所述背包的背部的形状能够被维持并具有柔性，以向使用者背部轻微弯曲并适合于使用者背部。

7.根据权利要求1所述的背包，还包括背面板，所述背面板被成形，使得所述背面板内的空间提供背部支撑，并有助于在使用者的背部和所述背面之间的空气流通。

8.根据权利要求1所述的背包，其中，所述背面板被附接到所述背包的背面。

9.根据权利要求1所述的背包，其中，当拉紧所述背包的两个背带时，背包被压缩并移近使用者的背部。