户外背包论文

户外背包论文（通用3篇）

户外背包论文 篇1

户外背包因其使用功能、制造工艺和材料选择的独特之处而一直被户外运动者所关注。根据户外运动种类的不同,消费者对户外运动背包的专业性及功能性提出了越来越高的要求。

在户外运动背包的特点上,有强调轻量化的、结实耐用的,还有强调背负舒适的。功能上,有登山的、徒步的、探洞的,还有骑车专用的等。

现今的户外背包已不再仅仅是背负装备的工具之一,在某些特殊的情境下,它甚至可以变为保暖的睡袋或是用来救死扶伤的担架。

户外产品的精髓就是满足人们在户外活动中的需要,而这种把需要转化为设计的工作,正是户外研究者所极为关注的。

1 常规功能

1.1防水性

背包不仅在材料上须注重防水性,同时设计上还应考虑到雨天的实际情况。专业运动背包一般应有防雨罩或其他一些专业的防水功能。

现在市场上常见的防水面料是Cordura尼龙面料。根据其密度的不同,这种面料的防水程度也会有所不同。也可采用改性、复合等方法来获得防水性: 一是从织造上采用防水的纱线; 二是在后整理时采用防水的助剂; 三是从材料组合上采用复合防水材料。

除了面料的防水处理,在背包的工艺制作中也会采取双倍线缝合和外层压胶的方式,达到更好的防水功效。

防雨罩的设计需要比背包大一点,这样可以保护外挂的帐篷或防潮垫。

目前有专为游泳或潜水运动设计的一种防水背包,可将湿衣物与干衣物分开放置,避免干衣物发潮。湿层部分设置有透气孔,可以让湿气由内向外散出。如现有产品中由防水材质( 如PVC) 制成的背包本体,背包本体内部的相对扇面上设置有隔层,可以将背包内的容纳空间分割为2部分［1］。

1. 2 透气性

设计中主要考虑背部的空间,提高其舒适度的同时,也考虑到背负的透气性。做好这一点主要考虑结构、设计2 方面。

一般将人体第3、第4 腰椎处作为背负系统的主要支撑点,凹下去的部分就形成了空气流通的通道,使运动中产生的热量和汗气及时散发和排出。比如在背包的肩带部分,利用凹下去的部分形成空气对流,在炎热的天气里,不会让使用者感到背包贴身所带来的不适感,见图1。

1. 3 安全性

运动过程中,人们往往将注意力放在享受大自然和体验运动所带来的快乐之中,而疏于对财物的看管,给出行带来极大安全隐患。所以考虑到安全性,人们对运动背包的防盗、报鸣等功能有了更高的要求。例如,有的旅行包内设有金属安全盒,即使包身被割破了,小偷也拿不走钱和一些贵重物品,并且底部设置铰链,旅途中可以锁在行李架上,不易被他人拿走或拿错［2］。

( 1) 密码锁

最常见的防盗安全装置是密码锁。密码锁在结构上看起来很简单,但使用方便,防卫也比较隐蔽、安全保险。

密码锁主要由锁销、锁体、固定片、转轴等部件组成。设计户外包的时候,可以考虑在端头底部的侧面处安装固定片,转轴的一端与固定片轴接,另一端与锁体固接,锁体在户外背包端头底部的内侧面,与锁体相邻的户外背包的底部和侧面设置有相应的锁孔和钥匙孔,它的优点是防盗性好、使用携带方便。见图2、图3。

( 2) 反光条

反光条一般应用在背包外部的中间部位,主要是为人们在夜晚行走中提供视觉提醒。反光条不仅在户外运动背包中使用,在儿童书包中也有使用,其目的是提高儿童夜间行走的安全性。

( 3) 报鸣器

报鸣器类似汽车的报鸣系统,配有相应的感应器。在设计背包报鸣器时,可借鉴保险柜、重要库房等的报警传感器原理,并在此基础上进行改造性设计,使之方便应用于户外背包上,但报鸣器成本较高。

( 4) GPS定位

GPS定位系统可以满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要［3］。

对于户外爱好者来说,尤其是登山者,在运动中遇到迷失、迷路等突发状况时,GPS系统的定位可以方便其他人给予救助,在一定程度上保障了户外运动爱好者的人身安全。

除此之外,有些户外背包通过在包身上内置前后摄像头,可在徒步旅行、跑步、滑板、攀岩、骑行等情况下,多角度、多视角的记录运动画面。在独自远足爬山的情况下,将背包取下置于前方,可以控制摄像头自拍。也可以通过内置计步器,记录负重跑步运动时消耗的卡路里。

1. 4 装载性

背包的基本功能就是作为各种装备的移动载体。因此,对于一些外形奇特的物品,就需要有专门的装载包体。为了方便携带各类特殊物品,通常在背包宽大的包体上,还可以看到的各种各样的扣袋和兜网。根据位置的不同,这些多兜结构的设计大多分布在包顶、包身、包底和睡袋仓等4 个重要位置。其中包身和睡袋仓外部的多兜结构,可以用来捆扎各类大型装备( 如防潮垫、帐篷等) 和放置专业器材( 冰镐、头盔等) 。

户外背包的多兜设计决定了它可放物品的多样性,并且方便拿取。其主要优点在于,可以将物品分门别类的存放。如: 内置的软垫,用来放置贵重物品或高档电子产品; 小兜放化妆品,可以方便女士们的出行。除此之外,还有文具袋、手机袋、大容量附袋、暗袋、零钱夹等。

背包左右2 侧分别有1 个可以放水壶的放置袋,主隔间附有水袋层设计与水袋孔洞。

外挂套或外挂带的设计,前者可以增加背包的容量,后者可以将帐篷防潮垫等固定在背包上。见图4。

2 新型功能

2. 1 保健

运动的目的是健身,若背包随身体的摆动本就具有按摩、健身的作用,那对于运动者来说是一举两得的事。可在背包背面设计按摩垫、气垫或按摩豆等。将按摩健身性同背包的功能性结合起来,会很受广大消费者的欢迎。

在背包体靠近肩部部位装有较硬的且不易变形的后背衬板,衬板上设置有通过手柄可以调节充气量的后背气垫,并在双肩背包带上设置有背带气垫。它通过加在背带上和背带侧部的可充放气的热垫的作用,将整个背包的重量分散开来,使背包者在背负时感到舒适,紧贴。既有利于青少年的健康成长,又满足成年人的健康保健要求。同时可充放气的手柄,可以握在手里随时随地的捏动,具有娱乐性,也可以达到锻炼手部肌肉的作用。

还有1 款包和坐垫组合装置,除了装东西,它还可与椅子相结合组成椅子的靠垫和坐垫,满足人们随时休闲按摩的欲望。见图5［4］。

2. 2 背负可调及平衡重心

背包的使用主要在于舒适性,面对个体之间的差异,需使用调节装置进行调试,以达到背负的舒适自在。与此同时,重心的平衡性也是不可忽略的。利用可调节性胸扣、腰扣或滑轮达到减负的目的,并通过调节重心来提升整体背负的稳定性。比如1 种可平衡重心的背包就具有以下的结构设计: 背包主体的底部或临近底部,设置1 个通过左右肩带的调节来使背包平衡重心的滑移装置,该滑移装置包括1 个设在背包主体底部或近底部处的通道,1 条连接带穿过通道,两端部分分别与左、右肩带的末端相连。当使用者的肩膀上、下、左、右活动时,肩带可带动连接带在通道内左右滑动,及时调节左、右肩带的长度,从而调整背包的重心,使背包的负荷始终都能平均的分配到双肩上,解决了活动时引起的肩膀负荷不均的问题［5］。例如国外1 款背包,叫做“自稳定背包”,无论背包的人做任何运动,这个背包都会根据运动者状态的不同来自动调节,始终保持人体本身的垂直,防止因自身位置改变给背包者带来的重心不稳定［6］。

2. 3 其他功能

虽是附属功能,但创新设计点相当独特,是其他背包所无法比拟的。如以下附属功能。

( 1) 播放器

背包在2 个背带的上缘分别设有喇叭,并于喇叭的位置设有网孔,喇叭的下方分别设有袋体,背包的内缘设有袋体,放大器放置于该袋体［7］。此种结构构造新颖、简单。在背包内部设置有喇叭和供放置音箱设备、扩音器的袋体,使背包具有收听及播放音乐、安放手提电脑的功能,给旅途中的背包族增添了不少乐趣,从而大大增加了背包的实用性。

( 2) 防护帽

在郊外旅游戴着防护帽,可防止一些意外事件对头部造成伤害,起到保护人体安全的目的。

包体造型是在背包本体的顶部附近,配装上防护帽与披肩罩,或配装防护帽与斗篷。不用时可折叠,收藏于背包内。

( 3) 伞套或雨衣

附带雨伞或雨衣给予出行者在雨天行走的方便。

内藏雨衣式背包,是将雨衣与肩负式背包结合为一体的结构。主体为以软质塑料布制成的具有1 对背带的肩负式背包。该背包内里缝合有1 件雨衣,且该雨衣可完全收纳于内扇面与次内扇面之间［8］。穿上雨衣时,除了可以像正常状态一样背负背包外,雨衣背部也设置有容置袋,可将背包收纳于该容置袋内,特别适合于登山爱好者使用。

由背包和折叠伞共同组成的带雨伞的背包,在背包的背带上,设置有1个开有拉链缝的伞套,在伞套内设置有一根支撑杆,起到支撑作用,折叠伞装在伞套内。这种设计不影响背包的功能,又方便人们携带和使用雨伞,而且结构紧凑,易于实现。

( 4) 两用运动鞋

是用于携带行走、滚动滑行两用运动鞋的背包。

带有背带、内外均设置有袋囊的包体,其特点是背包体的背面设置有2 层夹层,其中1 个装有拉手架,在拉手架上面固定1 块硬质板,硬质板背面,装有两用运动鞋底的前掌和后掌,并固定在硬板上,在前、后掌上安装可脱卸的滚轮装置。背包的2 侧各设置1 个袋囊,方便携带滚轮装置和两用鞋等用品［9］。

( 5) 其它特殊功能

睡袋背包: 打开背包可变成一个睡袋,卷起来后方便携带,可做枕头用,可背、可拎［10］。

增强户外活动效率的背包: 根据人体而设定,减缓肩带压力,减小分布在人体重心和腰部位置的压力,使人感到更舒服,从而更快、更高效的完成工作［11］。

太阳能背包: 与光伏组件结合,旅客在行走时可利用太阳能发电,所发的电可用于手机充电等［12］。

求生背包: 在落水时可通过多元件的组合,转化为个人漂浮装备,用于求生［13］。

束衣收缩结构背包: 方便户外运动中的打包。在打包前充分放松包体,填充满物品后,全方位的收紧拉伸带,对包内物品施以压力,以达到对物品固定紧缩的效果。增加活动中的稳定性,避免因包内物品晃动而产生的重心不稳等现象。

即时取放设计背包: 方便在户外活动中快速准确的找到所需物品。例如,花岗岩( Granito Gear) 品牌背包采用双向双拉链的前扇面,内部是由2个侧翼和几根固定带组成。取放物品时,只需将前脸打开,松开包内的固定带,就可以方便快捷地找到自己所需物品。

3 结束语

为了满足广大户外背包者对背包使用的安全性、舒适性等方面的需求,为使用者创造了更多的便利条件,设计者应在在户外背包结构功能等方面进行不断的改进:

( 1) 功能性强: 针对不同的户外运动,每款背包有着其不同的特色功能。既在安全性、透气性、防水性等各种基本功能上要求到位,同时具有强大的专业性能。

( 2) 耐用: 面料、里料和辅料等材料选择严格,保证背包所需要的强度与牢度。

( 3) 舒适: 设计上符合人体工学,在注重透气性的前提下,尽可能地符合人体生理曲线,便于负重行走。可调节的设计应用在户外背包中,男女老幼、高矮胖瘦都适用,又增加了它的稳定性和贴合性,从而提高了背包的整体舒适性。

( 4) 轻量化: 注重轻量化设计,重量分散,避免在背负背包时,压力过于集中在局部而引起某些潜在的病痛。

基于人性化设计的户外背包,在功能结构方面将会有更多的突破,值得广大户外运动爱好者期待。

户外背包论文 篇2

1、旅行包

大旅行包与登山包相似但包体形状不同，旅行包的正面可以通过拉链全部打开，非常利于取放东西，不象登山包通常是从包顶的顶盖将物品放入包内的。小旅行包种类繁多，一定要选择背着舒适的，而不要只注意外观。

2、自行车专用包

分为挂包式和背包式两类。挂包式既可背着，也可将包挂在自行车前把或后货架上。背包式主要用于需要高速度骑行的自行车旅行。自行车包上都带有可反射灯光的反光条，以保证夜间骑行时的安全。

3、背架包

这类包由包体和外置的铝合金架子组成。用来背负体积较大，不易装入背包的物品，如摄影箱、煤气罐等。另外，许多背包在标牌上也往往注明适合于哪些运动。

4、登山包

两类：一类是体积在5080升之间的大背包;另一类是体积在2035升之间的小背包，也称“突击包”。大登山包主要用于登山中运输登山物资，小登山包一般用于高海拔攀登或突击顶峰。登山专用背包是为应付极端环境的，制作考究而独特，一般包体瘦长，包的背部按人体自然曲线而设计，使包体紧贴人的背，以减轻背带对双肩的压力。这类包都经过防水处理，即使在大雨中也不会漏水。此外，登山包除用于登山，在其它探险运动和长途旅行是也被广泛使用。

户外背包的特征

1、背包的背带宽而厚，并且有分担背包重量的腰带。

2、背包使用的材料经过防水处理，而且十分耐磨。

3、背包在标牌上往往写明用途，如“MADEFORADVENTURE”、“OUTDOORPRODUCTS”等。

户外背包论文 篇3

户外运动的盛行,使得背包旅行成为当今的一种时尚。合理的压力分散、轻量化的背负系统,是舒适性背包设计的发展趋势,也成为很多户外运动爱好者选择背包的标准。

性能卓越的背包,在设计上,注重符合人机工程学、人体工效学等原理,注重运用人体运动科学的理念,在运动过程中,实现人体与背包的完美结合。一款舒适的背包,可以合理的分配背负重力,减轻局部压力的过于集中,进而提高背包的背负舒适性,并具有良好的通风性[1]。

1 国内外研究现状

目前,背负系统结构设计的不合理主要体现在以下几个方面:

(1)腰带和肩带的设计不能兼顾不同身高和体重的人,在不同负重条件下的调节功能;

(2)减负效果不够理想,背包的压力过于集中,没有合理的重力传递,达不到最科学的减负效果;

(3)背包的透气通风性能有待提高,背负舒适感一般[2]。

国外的户外运动起步比较早,背包的消费市场相对比较成熟,高端市场上绝大多数的背包产品,均为国外品牌。国外企业在背包的设计上,敢于创新,用料精良,工艺精细,但以销量为主导的定位思想,使它们在基于人机工程学的产品舒适性研究方面的投入非常有限[3]。

2 背负系统的相关参数设计

现代背负系统在结构上包括“5带3装置”,即肩带、胸带、腰带、肩部受力带、包底受力带、支撑装置、通风装置和调节装置。其中5带的设计,对背负系统的舒适程度起到重要作用[4]。

首先,需要对于人体各个指标参数进行测量,比如躯干长的测量:从颈后隆起的椎骨开始,沿脊椎拉皮尺至与髋骨上缘等高的后腰部[5],见图1。

消费者最好根据个体背部长度的不同,选择不同型号的背包。其次,髋围的测量:在髋骨顶部开始画一个圆,这就是髋围,见图2。髋围的长度和位置决定了背包腰带的位置和长度。

最后,确认负重带是否完全放松,然后把肩带收紧到前、后、上3个部位,直到没有空隙[6]。若不符合以上的参数,可以通过调节负重带与肩带的结合部、胸带与肩带的结合部,来实现最佳舒适度。

除此之外,背负系统的中心线也是一个不容忽视的部分。背包时,重心线愈接近脊柱,则背负感觉愈轻松,因为耗费在维持身体平衡上的力气会少一些[7]。

打包时,将最为沉重的物品放置在最贴近背包内侧的中上部,并且保持包的2侧、前后、上下重量均衡。这些沉重物品的放置,是带来良好背负感觉的关键。

大的背包通过横向、纵向的织带结构,来实现压缩,在压缩过程中,背包内部结构的设计,就显得尤为重要。

对于不同重量的物品,进行合理的放置,同时将背包压紧,可以减小体积,并防止里面的物品晃动,保证在背负背包过程中,身体的重心不会偏移,增加身体稳定性。

3 后幅的相关设计

3.1 散热系统

人体是一个开放的系统,与外界环境存在着各种复杂的关系。其中人体与外界环境的热交换,即人体散热的稳定与否,是关系到人体生命活动能否正常运转的关键[8]。

人体在不断地进行新陈代谢,同时不断地产生热量,在进行人体自身生理调节的同时,必须改善外界环境温度,保证人体产生的热量及时散发到外界环境,维持正常的生命活动及良好的人机工效[9]。

当环境温度较高时,人体以对流辐射方式,向环境的散热逐渐减少,以致为负值,人体需大量排汗,以增加蒸发散热,用来抵销其热量的传入和人体的产热,以达到新的热平衡。但这样会导致机体脱水,影响人体正常的生理机能,同时身体要承受一定的热负荷,造成一定量的积热,导致核心温度升高。

人体的生理耐受核心温度最高为39.5℃。因此,在实际应用中,一般采用降低气温、增加风速等,来增加传导—对流—辐射热换率,以形成新的平衡,这种状态称为相对稳定状态。这种状态的出现,可以在较长时间内,抑制体温升高,保持一定的工作效率[10]。

环境温度是人体散热稳定度最重要的影响因素。适宜的环境温度可以调整不同散热方式的概率分布,从而提高人体散热稳定度。

在户外运动中,因为人们所选择的运动方式以及地点的不同,外界环境的温度也就不同,不同的温度,对于人们活动过程中机体的疲劳程度的影响是不同的,这就要求人们根据温度的不同,对自己进行机体的散热调节。针对上述情况,背包后幅设计中,可以采用几种不同的散热方式,见图3。

3.2 通风系统

通风要解决的是散热问题。人在运动中会产生大量的热量,尤其是在炎热季节,散热不好会很难受,因此需要通风排气散热。

随着科学技术的迅猛发展,行为性调节对人体散热稳定度起着越来越重要的作用,航天器座舱的温、湿度控制,就是行为性调节的典型代表。背包背负系统中通风的调节,应该是可以根据外部因素和人体内部散热系统来双向操作的。

因为人体皮肤每时每刻在进行呼吸,与外界进行气体的交换,人体才不会感到闷气和不舒适,同时具有良好透气性的背包面料材质,有利于体热的发散。

影响背包面料材质的透气性因素有很多,如纤维的性状(纤维的截面形态、细度)、纱线的性状(纱线的线密度)、织物的性状(织物的密度、厚度、组织结构等)、背包的加工工艺等因素[11]。

背负系统通风装置是保证背负舒适性的重要装置[12],制造商通常采用柔软的透气材料隆起、双肩部设计成造型软垫、腰支点处装一个可调的透气软垫,使背部纵向、横向形成鞍部,从而为背包背负过程中提供良好的通风性,见图4。

3.3 压力分散设计

当人们使用背包时,如果背包重量不均匀地压在人体上,会使人体的脊柱变形,椎骨之间的受力不均匀,加剧椎骨之间的磨损,从而引起脊柱的病变。而如果背包的设计符合人机工程学,就可以使得肩部和腰部受力均匀,脊柱的每节椎骨受力均匀,椎骨之间的磨损就会减小[13],见图5。

一个符合人机工程学的背包,既可以缓解背包重量对身体造成的局部挤压等不利影响,又可以增加运动时尚与绿色环保的理念,因此人机工程学在户外背包中的应用越来越广泛。

人机工程学中常常将“人—机—境”作为一个统一的整体来研究,对于背包设计中的应用,则把“人—背包—环境”作为一个整体,使这个整体相互协调和统一,让旅行者获得一个安全、舒适的户外体验。

皮肤受到触或压等机械刺激时,所引起的感觉叫触压觉。根据外界刺激作用的强度(绝对强度或相对强度)可以分为触觉和压觉2种皮肤感觉,外界刺激作用于皮肤表面,使皮肤发生轻微变形而形成的皮肤感觉,叫触觉;外界刺激作用于皮肤,使皮肤发生明显变形,则会产生压觉[14]。

人体在负重以后,肩部受约束,肩部的皮肤甚至肌肉、骨骼感受到的压感(也叫束缚感),叫肩压(肩部受压)。

一般认为,包带的压力舒适性不仅与包带和人体肩部之间相互的机械作用有关,而且与包带的力学性能及其表面性能等基本属性也有关。只有当这些因素各自处于适当的范围,并加以适当的协调,才能拥有良好的压力舒适感[15]。同时,包带的压力舒适性也会受个体生理、心理以及所处的活动状态、环境条件等因素的影响。

背包背负系统的压力设计,也可以借鉴高跟鞋的足底压力舒适性设计。随着鞋跟高度的增大,足前端压力、足底冲击力及行走过程中的不适程度也会增大。而在鞋里加上一定硬度的内置辅具,如内置后跟杯和足弓支撑垫,会有效减少后跟压力冲击力和前掌压力,提高鞋的穿着舒适性。这些辅具的造型设计,分散了足底因穿着高跟鞋而引起的局部高压,使足弓部位也分担部分压力,从而改善了压力舒适性。同时,一定硬度辅具的加入,能够缓冲地面对足部的冲击力,这在一定程度上,也提高穿着舒适性[16]。对于背负系统来说,辅具也是有着不容忽视的地位。

依据人体结构,进行辅具设计,可以为背部的不同区域提供良好的支撑,如加厚肩垫、肩胛骨垫、腰垫、胸带及腰带,见图6。同时在整个系统中采用尼龙带魔术贴、无硬质扣件设计,防止发生意外事故时对人体造成损伤。

肩部辅具主要是起到辅助受力和稳定重心的作用。如在肩带设计上,常采用“S”型,可以避免因肩窝软组织受力过于集中而出现的肩痛等不良反应,见图7。

除此之外,肩胛骨垫的设计应考虑到与背包背架的结合,防止背架对人体造成伤害,依据人体结构进行加厚保护设计,避免人体脊柱碰到背架,同时空开部位的设计,可以提供良好的透气性。而对于腰垫设计,因考虑到人体背负时腰部为主要受力区,在行进过程中,腰部与整个背负结构需要紧密贴合。因此,采用半活动式的设计,可以达到保护腰部的作用,同时采用凹凸结构,靠近尾椎和骶骨的部位均空开,只利用2侧的髋骨,作为支撑点,可以提高它的散热功能。腰带和胸带的设计上,采用尼龙质地的魔术贴,可根据个人体型大小自行调节,确保设备背负稳定,同时保证使用者的正常呼吸[17]。

4 展望