动态背负系统漫谈(占个坑,未完成的讨论版) - 装备天下 - 8264户外手机版

本帖最后由 梧桐的灰烬 于 2009-2-6 08:51 编辑

　　背包是户外常规装备中，技术最全面最复杂的装备之一。大型专业背包昂贵的价格中人体工程学占了很大的因素。任何工程设计和产品很重要的因素就是如何提出一个合理的问题。背包的发展就是一个不段解决问题的过程。
　　一、背篓和背架的结构分析
　　李雨凡的帖子里详细的说明过在现代解剖学出现之前，先民们用经验和智慧所创造的背篓，背架已经具备许多现代背包的特点。与躯干同高，底部狭窄支撑点靠近骶骨，上身前倾时，部分重量被骶骨和骨盆负担，减少对椎间盘的压力。顶部宽阔，盛满物品时重心靠上利于平衡和负重。山民们所用背架甚至与外架包极为相似。
　　虽然如此，但是先民传统的背篓，背架仍然存在极的的弊病。绝大部分重量完全由肩部的背带传递到脊椎，再传递到下肢。脆弱而柔软的脊椎长期受到过度压迫就会产生病变，椎间盘受损。

　　背篓，背架是劳动人民经验智慧的产物
　　二、腰带和骨架构成了静态背负系统的核心
　　如何才能长期背负更多的东西并且不会对人体造成永久伤害
　　但是，对于狩猎，战争，采集等野外活动需要更合理的，更先进背负设备。
　　负重腰带是现代背包出现的标志
　　现代解剖学研究对骨骼研究的结果促成了重型腰带的出现。这一设计将背包的大部分重量通过骨架传递给腰带，并最终传递到骨盆和下肢。早期的外骨架背包，其实就是古代背架与经过现代解剖学（人体工程学）改造的结果。这样的设计减少了因为长期过度负重而造成的身体伤害。背负者也不需要进行长期的专项身体锻炼和技能学习过程。早期的骨架背包多用于军队，采矿等活动。
　　kelte 创造了第一个外架包，腰带第一次开始出现在背包的设计中。这个革命性的创新将背包的重量，从肩转移到了骨盆。
　　它遵循了先民们的设计，重心更高，骨架更贴合身体曲线。合理的肩带设计，它甚至有头窝。

　　体解剖学表明，躯干与下肢连接的部分是脆弱的脊椎

腰椎，骶骨，骨盆的连接

长期的压迫和负重将导致椎间盘的病变

　　外骨架背包的创始者
　　外骨架背包太重了，有没有办法减轻背包的自重？
　　外骨架包太重了，也非常不舒服，制作的成本也很高。于是内骨架背包—就是将简单的金属条，金属杆与背包缝合在一起，通过背包内部简单的金属骨架将重量传递到腰带。
　　简易骨架背包背负系统
　　CR，APS，以及其他由一根，两根，多根金属条/管与包体结合而成的，形式异。各种基础内骨架构成了内架包背负系统的基础。下图为我见过的（摸过）的几种背负系统骨架。其中BP的CR系统是目前最常见的。
　　这里要提一句，这个时代的背包往往非常遵循3点接触。也就是由骶骨和两侧肩胛骨来与身体接触这几部分都有非常大面积的发泡材料。虽然骨架也经过弯曲，但是并不是现在常说的贴合。

　　骶骨和两侧肩胛骨是躯干上最大平面的骨骼，承受力量更大，运动变形更小。背板出现之前的背包承重主要由这3点。

几种内架包的背负系统

Lowe alpine内架包的背负系统

猛犸象的背负系统

　　三、动态背负系统

　　简易骨架的内架包成功的将重量转移到了腰带上。如果说人是静态的站立不动的情况下，这种设计无疑的最出色的。但是人在山地中是不停移动的，此时所有的重量都通过腰带传递到了骨盆中。问题来了。
　　在行走过程中，骨盆会随着每一步移动而上下摆动。这种摆动虽然只有几厘米，但是，背包会随着骨盆的移动而摆动和扭曲，随着负重越来越大，腰带逐渐变硬。这种背包的摆动和扭曲就更明显。人体的一部分体力就在这种摆动下消耗掉。
　　通常大家说说的，某某包晃，或者说某某包吱吱叫的原因就在于此。
　　你不相信有这种情况？咱们可以做个实验，在你的腰包中放入500毫升水，然后把腰包转到身体侧面，骨盆（胯骨）上，然后走几步感觉一下。

　　CR背负骨架与腰带是固定连接

　　全身骨骼肌带动骨骼运动，图中可看到骨盆的运动状态
　　TCS背负是被动解决动态负重的方法。让腰带与背包紧密连接，骨盆动，腰带不动，背包不动
　　如何解决这个问题？一种解决方法是，让背包不再摆动和变形。于是一些设计者开始在基本的骨架上增加侧面的支撑杆。纤维管，铝管，甚至钛管都被应用在这上面。这个时期最明显的背负系统就是TCS，也包括OSPREY目前所用的。这种侧面称杆的原理是利用金属杆，将背包与腰带连接成一体，制止胯骨运动连带的腰带运动。这种方法其实并不是一种出色的方法。因为背包的晃动虽然被制止了，但是胯骨的运动是不可避免的。造成的问题就是背包出现腰带磨胯骨的情况。于是，为了解决这个矛盾，多层复合腰带，开缝腰带，A字腰带，镂空腰带，甚至热定型腰带都出现了。虽然背包晃动问题解决了，但是背包非常阻碍人身体的扭转和运动。

　　OSPREY的背负。注意铝杆的下端与腰带相连接。

　　四、腰带与背包可自由转动的连接，是解决动态背负系统的关键 　　有没有更好的解决办法，能否让胯骨自由运动，而背包完全不动？
　　今天我们看到许多GG，DD花岗岩的背负系统和腰带都有了特别的变化，原本紧密固定腰带都变得可以运动了。更多的一些品牌都在广告中加入了动态背负系统这个观念。下图是GG的一张背负系统说明书。上面很明显的可以看到，当人体胯骨运动的时候，腰带会随之而运动，包括肩带也可以。

四　腰带与背包可自由转动的连接，是解决动态背负系统的关键

有没有更好的解决办法，能否让胯骨自由运动，而背包完全不动？

今天我们看到许多GG，DD花岗岩的背负系统和腰带都有了特别的变化，原本紧密固定腰带都变得可以运动了。更多的一些品牌都在广告中加入了动态背负系统这个观念。下图是GG的一张背负系统说明书。上面很明显的可以看到，当人体胯骨运动的时候，腰带会随之而运动，包括肩带也可以。
胯骨上下运动，腰带上下运动，但是背包并不随之而动。

当人体胯骨运动的时候，腰带会随之而运动

花岗岩，使用一个螺钉解决了这个问题。
格里高利将腰带分成三段，使用了两个螺钉。
而丹那干脆不用连接件。

在这里，必须要说明一个问题。背板的出现，是动态背负系统可以应用的基础。在背板出现之前，所有的内架背包都在使用由简单的金属支架构成的骨架。　其有限的支撑面要求用更多的发泡材料和织物才能均匀的将整个受力转移到身体上而不至于积压皮肤和肌肉。更多的背包将肩胛骨和骶骨作为承重的３个热点。而且这些金属支架会在腰带运动的过程中变形，一些早期的背包金属骨架会磨破面料。

最重要的，这些骨架结构将背包重量传递给腰带的时候很难让腰带与背包成可旋转连接。

所以，背板出现了。花岗岩恐怕是将背板贯彻的最彻底的一个品牌，在他的背负系统中，使用模压成型的Ｙ型槽来代替金属骨架（北纬之光，ＯＺ的背板没有Ｙ槽）。ＧＧ使用的是一片田字格的背板＋腰部增强金属条。
花岗岩4500的背板

VAUDE的背板,严格的说,VAUED的并不能称为背板
ＧＧ的背板

另一种ＧＧ背板
OSPREY　的背板
OSPREY　的背板头窝

连续占坑

连续占坑

好贴..顶上去.

腰部运动的关键点就是俗称的“腰眼”，大概在骶骨顶端向上数1～2个腰椎周围。

而且人的脊柱并不是以腰眼为顶点做圆锥摆动。因为人的脊椎每一节都会与邻近的两节有相对位移，就像小时候用竹节做的假蛇。所以仅仅把着眼点放在腰眼周围也是不科学的，针对整条脊柱全长范围内的“动态”才是根本。

先想到这么多，慢慢补。

好文章，科学的分析，堪称黑带级作品！顶！

MHW分析的不错，整条脊柱的每一个关节都是灵活的，弯曲是由每个关节相对位移而累积起来的。现在的背包正在逐步改善，我想将来我们的背包也会有一条和人体一样的脊柱，作为主支撑，完全贴合着背部，任意弯曲，却又能像脊柱一样承受极大的负重，这就是仿生学！我们要多向大自然请教学习！

我觉得,应该还是把参考点放在骨盆的运动上,而不是考虑脊椎.

因为腰带的原因,所有的重量是负载在骨盆上的.所以骨盆的运动是关键, 这样比较容易简化问题. 因为人体工程学本来就是非常复杂.除了专业人员,这种业余讨论可能讨论不出太多结果来. 所以我建议简化问题.

当然,我所见到的所有动态背负系统的着力点,也都放在骨盆的运动上了.  当然,真实的骨盆运动绝不仅仅是左右摆动这么简单,而是摆动和旋转.至少两个轴向在运动. 实际上如同MHW所说, 除了沿双轴摆动外,还有因脊椎而产生的位移.(实际上因为腿骨头是着力点.所以摆动的是上身).

当然,具体的摆动情况, 偶个人建议夏天搬一小板凳到步行购物街观察 :lol :lol

无言,好贴留名~~ :lol