一种背负式灭火装置减负悬挂系统

摘要

本发明一种背负式灭火装置减负悬挂系统通过轨道内缓冲弹簧和减速模块对联结于滑动模块的上/下限位轴承的协同作用，使背负式灭火装置相对背负者身体竖直方向位移的加速度变小，幅度变小，频率变小，可相对悬浮。大幅度减小了作用在背负者的峰值力，能量消耗，从而解决了灭火人员大负重山内急行军时的能量消耗，避免过大的峰值力导致肌肉损伤甚至关节受伤，可提高森林灭火人员战斗力。本发明结构简单，占有空间小，重量轻，减负效果好，可直接在背负式灭火装置的本体和背板机构间加装，成本低，便于推广应用。

说明书

技术领域

本发明涉及森林灭火技术领域，具体涉及一种背负式灭火装置减负悬挂系统。

背景技术

森林火灾是一种突发性强、破坏性大、救援处置较为困难的自然灾害。森林灭火队员要背负30KG重的风力灭火机或高压细水雾灭火机等背负式灭火装置快速到达指定火线位置灭火，如此大负重山内急行军，这种刚性物体更大的峰值力(通常行走时施加在身体上的峰值力比静力大2-3倍)会对关节施加非常大的力，从而导致肌肉损伤甚至关节受伤。

研究表明，峰值力与身体起伏运动的加速度、频率和幅度相关。行进期间身体的起伏运动会导致背包的竖直运动。而背包竖直运动的动力，正是身体给予的。反过来，背包也会给肩部和身体上施加一个向下的力。这个向下的力会在脚和地面接触时使地面对脚的反作用力比静止时更大，从而增加了关节的受力。这还会加大背负者行走时的能量消耗，大大增加身体负担。

针对森林灭火人员大负重山内急行军和灭火时间长，背负式灭火装置形状、体积和重量确定统一，以及刚性物体的特点，现有的依靠弹性体伸缩致使负重物悬浮减负系统不仅结构复杂大大增加了背负重量，而且过大负重山内急行军在特殊环境下可能导致拉伸的弹性体(使用范围5KG-25KG)不能正常恢复，从而导致悬浮机构失效，无法实现悬浮减负的目的。由于现有的涡卷弹簧主要采用手工完成，涡卷弹簧的紧密度、两侧的平整度等都依赖操作者的经验，无法保证涡卷弹簧质量一致性，直接影响悬浮机构的减负效果。因此，研究背负式灭火装置减负悬挂系统，解决灭火人员大负重山内急行军时的能量消耗，避免过大的峰值力导致肌肉损伤甚至关节受伤，提高森林灭火人员战斗力十分必要。

发明内容

本发明针对森林灭火人员需背负灭火装置大负重山内急行军，公开一种背负式灭火装置减负悬挂系统。本发明是在森林灭火人员背负灭火装置大负重山内急行军时通过减小背负式灭火装置相对背负者身体竖直方向位移幅度、加速度和频率，实现大幅度减小作用在背负者的峰值力，减小能量消耗，为背负者减负，从而解决灭火人员大负重山内急行军时的能量消耗，避免过大的峰值力导致肌肉损伤甚至关节受伤。

为实现上述目的，本发明的技术方案是先取下背负式灭火装置的背板机构，将减负悬挂系统的滑动模块固定在背负式灭火装置本体上，再将减负悬挂系统的轨道架固定在所述取下的背板机构上；减负悬挂系统的轨道内下部安装有缓冲弹簧，上部有减速模块，中间设置有联结于滑动模块的上限位轴承和下限位轴承，行进时背负式灭火装置能够通过所述减负悬挂系统实现相对背负者背部上下滑动；下压缓冲弹簧较拉伸弹性体能够承载更大的负荷，在减速模块的协同作用下，使背负式灭火装置相对背负者身体竖直方向位移的加速度变小，幅度变小，频率变小，可相对悬浮，实现大幅度减小作用在背负者的峰值力，减小能量消耗，为背负者减负，从而解决灭火人员大负重山内急行军时的能量消耗，避免过大的峰值力导致肌肉损伤甚至关节受伤。根据背负者身高和上/下坡情况，可通过调节丝杆手动调节缓冲弹簧在轨道内竖直方向位置来调整重心，将一定的肩部压力分配给胯部来减少肩部所承受的载荷，以获得最佳减负效果。

进一步地，所述减负悬挂系统材料除轴承外均采用铝合金、工程塑料或碳纤维，以进一步减轻减负悬挂系统重量。

进一步地，所述轨道架为框状，上下板留有减重通气孔，以降低背负者的背部温度和减负悬挂系统重量。

进一步地，所述轨道内减速模块为弹簧、弹性体或减速条，以减小加速度和冲击力。

采用上述技术方案的有益效果是：

1.背负式灭火装置减负悬挂系统通过轨道内缓冲弹簧和减速模块对联结于滑动模块的限位轴承的协同作用，使背负式灭火装置相对背负者身体竖直方向位移的加速度变小，幅度变小，频率变小，可相对悬浮。大幅度减小了作用在背负者的峰值力，能量消耗，从而解决了灭火人员大负重山内急行军时的能量消耗，避免过大的峰值力导致肌肉损伤甚至关节受伤。

2.可根据背负者身高和上/下坡情况，通过调节丝杆手动调节缓冲弹簧在轨道内竖直方向位置来调整重心，将一定的肩部压力分配给胯部来减少肩部所承受的载荷，以获得最佳减负效果。

3.减负悬挂系统结构简单，材料除轴承外均采用铝合金、工程塑料或碳纤维，进一步减轻了减负悬挂系统重量。

4.减负悬挂系统轨道架上下留有减重通气孔，以降低背负者的背部温度和减负悬挂系统重量。

5.背负式灭火装置减负悬挂系统可直接在风力灭火机或高压细水雾灭火机等背负式灭火装置的本体和背板机构间加装，无需新的背板机构，便于推广应用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1为本发明背负式灭火装置减负悬挂系统结构示意图；

图2为本发明在背负式灭火装置加装结构示意图；

图中：1-滑动模块，2-减速模块，3-上限位轴承，4-轨道，5-轨道架，6-减重通气孔，7-下限位轴承，8-缓冲弹簧，9-调节丝杆，101-背负式灭火装置本体，102-减负悬挂系统，103-背负式灭火装置背板机构

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本发明具体实施方式，所述具体实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的具体实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1和图2，本发明具体实施方式中，一种背负式灭火装置减负悬挂系统由滑动模块，减速模块，上限位轴承，轨道，轨道架，减重通气孔，下限位轴承，缓冲弹簧，调节丝杆组成。

取下背负式灭火装置的背板机构103，将减负悬挂系统102的轨道架5固定在所述取下的背板机构103上，再将减负悬挂系统102的滑动模块1固定在背负式灭火装置本体101上；减负悬挂系统102的轨道4内下部安装有缓冲弹簧8，上部有减速模块2，中间设置有联结于滑动模块1的上限位轴承3和下限位轴承7，行进时背负式灭火装置本体101能够通过所述减负悬挂系统102实现相对背负者背部上下滑动；背负式灭火装置本体101经下限位轴承7在缓冲弹簧8作用下缓冲回弹，且与上限位轴承3在减速模块2的协同作用下，使背负式灭火装置相对背负者身体竖直方向位移的加速度变小，幅度变小，频率变小，可相对悬浮；根据背负者身高和上/下坡情况，可通过调节丝杆9手动调节缓冲弹簧8在轨道4内竖直方向位置来调整重心，将一定的肩部压力分配给胯部来减少肩部所承受的载荷，以获得最佳减负效果。

减负悬挂系统102材料除上限位轴承3和下限位轴承7外均采用工程塑料，减速模块采用弹簧。

以上所述，仅为本发明的原理和技术方案，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上技术方案所作的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明原理和技术方案的保护范围之内。