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题名一种保护青少年脊柱健康的减重背包设计与研究
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作者
秦榕
涂细凯
甘畅
李肖
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机构
湖北工业大学工业设计学院
湖北工业大学机械工程学院
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出处
《图学学报》
CSCD
北大核心
2022年第5期948-956,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(52005169)
武汉市科技计划项目(2020020602012087)。
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文摘
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。
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关键词
保护脊柱
腰背部疼痛
减重背包
重力传递
青少年
臀部带
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Keywords
spine protection
low back pain
weight-reducing backpack
gravity transmission
adolescents
hip belt
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分类号
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
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