为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。 需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。 当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
则在用户背负背包行走运动的过程中，仅需通过脚轮与地面接触，便可通过包腿与支撑板将背包可沿地面移动地支撑于地面上，则在竖直方向上对负载有重物的背包起到良好的支撑作用，不仅可降低背包在竖直方向上产生上下往复晃动的幅度，还可使背包负载的一部分重量直接通过轮腿结构传递至地面。 这样，便可有效减轻用户肩部的负载重量，提高用户背负背包行走的舒适度，使用户可轻松自如地背负背包行走运动。 进一步地，在本申请的实施例二中，，请一并参阅图4，轮腿结构3还包括设于脚轮33与包腿32的连接处的减震机构34。 通过采用上述方案，在脚轮33与包腿32的连接处设置减震机构34，可以减小轮腿结构3对背包支撑力的波动变化，使轮腿结构3能够稳定地支撑背包1，并使背包1可跟随人体的行走运动沿地面进行稳定的移动，使用户可轻松自如地背负背包行走运动。
进一步地，在本申请的实施例一中，轮腿式负重背负装置还包括用于监测并反馈用户的步态相位的惯性测量单元(图中未示出)和与惯性测量单元电性连接的控制器(图中未示出)。 控制器与第一驱动装置4电性连接，控制器用于接收惯性测量单元反馈的步态相位信息，并发送控制指令控制第一驱动装置4工作。 进一步地，在本申请的实施例一中，轮腿式负重背负装置还包括用于获取背包1对轮腿结构3的压力大小的压力检测器(图中未示出)和与压力检测器电性连接的控制器(图中未示出)，控制器接收压力检测器反馈的压力信息后，根据压力检测器反馈的压力信息，发送相应控制指令控制第一驱动装置4工作。 包腿 轮腿结构，用于将所述背包可沿地面移动地支撑于地面上，以使所述背包可跟随人体行走运动；所述轮腿结构包括支撑板、包腿和脚轮，所述背包支撑并固定于所述支撑板上，所述包腿与所述支撑板相连，所述脚轮安装于所述包腿的底端。 7.如权利要求1至6任一项所述的轮腿式负重背负装置，其特征在于，所述包腿包括第一支撑腿、第二支撑腿和将所述第二支撑腿的第一端可转动地连接于所述第一支撑腿的第一端的枢轴，所述轮腿式负重背负装置还包括驱动所述第二支撑腿绕所述枢轴转动的第二驱动装置，所述第一支撑腿的第二端与所述支撑板相连，所述脚轮安装于所述第二支撑腿的第二端。
进一步地，在本申请的实施例二中，轮腿式负重背负装置还包括用于监测并反馈用户的步态相位的惯性测量单元(图中未示出)和与惯性测量单元电性连接的控制器(图中未示出)。 控制器与第二驱动装置6电性连接，控制器用于接收惯性测量单元反馈的步态相位信息，并发送控制指令控制第二驱动装置6工作。 通过采用上述方案，将脚轮33设置为三角轮，利用三个轮子335分别绕相应轮轴334进行自转和三角架333带动三个轮子335绕轮架轴332进行公转的原理，减缓轮子335对楼梯台阶垂直面的撞击力，使三角轮能够稳定地在楼梯上进行滚动行走。 这样，通过在包腿32的底端安装三角轮，便可以在用户背着背包爬楼梯的过程中，也能实现轮腿结构3对背包1的支撑，有效减轻用户肩部的负载重量，提高用户背负背包爬楼梯的舒适度，使用户可轻松自如地背负背包进行爬楼梯。 该实例中的三角架333为等边三角形形状，以使三角轮能够较稳定地在楼梯上进行滚动行走。
通过采用上述方案，第一驱动装置4包括支撑座41、丝杠42、电机43、螺母44、滑台45和线性导轨46，支撑座41与支撑板31相连，线性导轨46安装于支撑座41上，滑台45滑动安装于线性导轨46上，丝杠42转动安装于支撑座41上，螺母44安装于丝杠42上，滑台45与螺母44相连，包腿32与滑台45固定相连。 则在使用时，通过电机43驱动丝杠42转动，安装于丝杠42上的螺母44带动滑台45沿线性导轨46作往复直线运动。 在路况较好时，滑台45沿线性导轨46作往复直线运动的过程中，便可带动轮腿和安装于轮腿的底端的脚轮33一起发生上下升降移动，使脚轮33能够与地面形成良好的接触，实现对背包1的有效支撑，并可调节轮腿结构3对背包1的支撑力的大小，使用户肩部的承受的压力与轮腿结构3的支撑力达到平衡。 而在路况较差或遇到高度较高的障碍物时，则可滑台45沿线性导轨46作往复直线运动的过程中，便可带动轮腿和安装于轮腿的底端的脚轮33上升相应距离，避免轮腿和安装于轮腿的底端的脚轮33与障碍物发生碰撞，对用户背负背包1行走运动造成干涉。
- 控制器与第二驱动装置6电性连接，控制器用于接收惯性测量单元反馈的步态相位信息，并发送控制指令控制第二驱动装置6工作。
- 可以理解地，背包1可以是但不限于日常应用的普通背包，例如背包1还可以采用背架、背框或背袋等可负载重物以供人体背负的物件替换。
- 本申请实施例一提供的轮腿式负重背负装置，与现有技术相比，通过设置将背包1背负于用户肩部的背带2和将背包1可沿地面移动地支撑于地面上的轮腿结构3，轮腿结构3包括支撑背包1的支撑板31、与支撑板31相连的包腿32和安装于包腿32的底端的脚轮33。
- 6.如权利要求1所述的轮腿式负重背负装置，其特征在于，所述脚轮为三角轮，所述三角轮包括脚轮架、轮架轴、三角架、轮轴和三个轮子，所述脚轮架与所述包腿的底端相连，所述三角架通过所述轮架轴转动安装于所述脚轮架上，三个所述轮子分别通过所述轮轴转动安装于所述三角架上，且三个所述轮子分别对应设于所述三角架的三个角部。
- 进一步地，在本申请的实施例一中，轮腿式负重背负装置还包括用于获取背包1对轮腿结构3的压力大小的压力检测器(图中未示出)和与压力检测器电性连接的控制器(图中未示出)，控制器接收压力检测器反馈的压力信息后，根据压力检测器反馈的压力信息，发送相应控制指令控制第一驱动装置4工作。
- 可选地，所述轮腿式负重背负装置还包括驱动所述包腿上下移动的第一驱动装置，所述第一驱动装置与所述支撑板相连，所述包腿与所述第一驱动装置的输出端相连。
- 通过采用上述方案，在脚轮33与包腿32的连接处设置减震机构34，可以减小轮腿结构3对背包支撑力的波动变化，使轮腿结构3能够稳定地支撑背包1，并使背包1可跟随人体的行走运动沿地面进行稳定的移动，使用户可轻松自如地背负背包行走运动。
5.如权利要求4所述的轮腿式负重背负装置，其特征在于，所述轮腿式负重背负装置还包括将所述包腿与所述滑台相连的连接座，所述连接座包括水平设置的水平板、与所述水平板相连的竖直板和设于所述竖直板一侧的加强板，所述加强板分别与所述水平板与所述竖直板相连。 2.如权利要求1所述的轮腿式负重背负装置，其特征在于，所述轮腿式负重背负装置还包括驱动所述包腿上下移动的第一驱动装置，所述第一驱动装置与所述支撑板相连，所述包腿与所述第一驱动装置的输出端相连。 当人体背着负载重物的背包时，背包的重量主要通过背带传递至人体的肩部，容易导致肩部肌肉酸痛。 尤其是人体背着负载重物的背包行走时，由于惯性的作用，背包通常还会在竖直方向产生较大幅度的上下往复晃动，导致肩部承受较大的冲击力和压迫力，增加人体的负重感，降低人体背负背包行走的舒适度，造成背负背包行走困难。 在本申请的实施例二中，请一并参阅图8至图9，脚轮33为三角轮，三角轮包括脚轮架331、轮架轴332、三角架333、轮轴334和三个轮子335，脚轮架331与包腿32的底端相连，三角架333通过轮架轴332转动安装于脚轮架331上，三个轮子335分别通过轮轴334转动安装于三角架333上，且三个轮子335分别对应设于三角架333的三个角部。 可选地，所述轮腿式负重背负装置还包括将所述包腿与所述滑台相连的连接座，所述连接座包括水平设置的水平板、与所述水平板相连的竖直板和设于所述竖直板一侧的加强板，所述加强板分别与所述水平板与所述竖直板相连。
可以理解地，在本申请另一个实施例中，第一驱动装置4还可以采用液压缸、电缸、齿轮齿条机构和直线电机43等中的一种，具体可根据实际使用需要而选取设置，在此不作唯一限定。 通过采用上述方案，设置有驱动包腿32上下移动的第一驱动装置4，可以通过第一驱动装置4驱动包腿32在竖直方向发生上下移动，包腿32带动脚轮33发生升降移动，使该轮腿式负重背负装置能够适应不同身高的用户的使用需求，通用性较好。 并且，通过第一驱动装置4驱动包腿32在竖直方向发生上下移动，对包腿32伸出的长度进行微调，增大或减小包腿32伸出的长度。
可选地，所述轮腿式负重背负装置还包括驱动所述包腿上下移动的第一驱动装置，所述第一驱动装置与所述支撑板相连，所述包腿与所述第一驱动装置的输出端相连。 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。 10.如权利要求1至6任一项所述的轮腿式负重背负装置，其特征在于，所述轮腿结构还包括设于所述脚轮与所述包腿的连接处的减震机构。 在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。 可选地，所述脚轮为三角轮，所述三角轮包括脚轮架、轮架轴、三角架、轮轴和三个轮子，所述脚轮架与所述包腿的底端相连，所述三角架通过所述轮架轴转动安装于所述脚轮架上，三个所述轮子分别通过所述轮轴转动安装于所述三角架上，且三个所述轮子分别对应设于所述三角架的三个角部。 需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
这样，在背包1沿竖直方向上产生上下往复晃动的幅度允许的前提下，结合背包1内负载重物的重量不同，包腿32带动脚轮33发生小距离的升降移动，使脚轮33能够与地面形成良好的接触，并可调节轮腿结构3对背包1的支撑力的大小，使用户肩部的承受的压力与轮腿结构3的支撑力达到平衡，提高用户背负背包行走的舒适度，并且使用户可轻松自如地背负背包行走运动。 此外，在遇到复杂地形或路况坎坷不平的情况下，可以通过第一驱动装置4驱动包腿32沿竖直方向上升移动，包腿32便可快速、自动地带动脚轮33上升，避免轮腿结构3与障碍物发生强烈碰撞而对用户背负背包1行走运动造成干涉。 包腿 包腿 本申请提供了一种轮腿式负重背负装置，该轮腿式负重背负装置包括背包、与背包相连的背带和将背包可沿地面移动地支撑于地面上的包腿结构，轮腿结构包括支撑并固定背包的支撑板、与支撑板相连的包腿和安装于包腿的底端的脚轮。
则在用户背负背包行走运动的过程中，仅需通过脚轮与地面接触，便可通过包腿与支撑板，在竖直方向上对负载有重物的背包起到良好的支撑作用，不仅可降低背包在竖直方向上产生上下往复晃动的幅度，减轻用户肩部所承受的冲击力和压迫力，还可使背包负载的一部分重量直接通过轮腿结构传递至地面。 通过采用上述方案，包腿32包括第一支撑腿321和第二支撑腿322，通过枢轴333将第二支撑腿322第一端可转动地连接于第一支撑腿321的第一端，使包腿32构成具有类似人体膝关节的腿部结构。 请结合参阅图8，则在用户背着背包下楼梯的过程中，可以通过第二驱动装置6驱动第二支撑腿322绕枢轴333转动，使第二支撑腿322带动脚轮33向上翘起，可避免安装于第二支撑腿322的第二端脚轮33与楼梯台阶的水平面发生强烈碰触或者撞击，进而对用户背着背包下楼梯的行走运动造成干涉。 可以理解地，在本申请的实施例一中，请结合参阅图3，丝杠42的两端分别通过轴承和轴承座47转动安装于支撑座41上，丝杠42的一端通过联轴器49连接于电机43的输出轴上，以增强丝杠42带动安装于丝杠42上的螺母44移动的稳定性，进而提高腿式背包装置工作的稳定性。 可以理解地，为了减小摩擦，提高滑台45沿线性导轨46直线往复运动的稳定性，滑台45上对应设有与线性导轨46滑动配合的滑块48，滑台45通过滑块48滑动安装于线性导轨46上。
- 通过采用上述方案，设置有驱动包腿32上下移动的第一驱动装置4，可以通过第一驱动装置4驱动包腿32在竖直方向发生上下移动，包腿32带动脚轮33发生升降移动，使该轮腿式负重背负装置能够适应不同身高的用户的使用需求，通用性较好。
- 在本申请的实施例二中，请一并参阅图8至图9，脚轮33为三角轮，三角轮包括脚轮架331、轮架轴332、三角架333、轮轴334和三个轮子335，脚轮架331与包腿32的底端相连，三角架333通过轮架轴332转动安装于脚轮架331上，三个轮子335分别通过轮轴334转动安装于三角架333上，且三个轮子335分别对应设于三角架333的三个角部。
- 轮腿结构，用于将所述背包可沿地面移动地支撑于地面上，以使所述背包可跟随人体行走运动；所述轮腿结构包括支撑板、包腿和脚轮，所述背包支撑并固定于所述支撑板上，所述包腿与所述支撑板相连，所述脚轮安装于所述包腿的底端。
- 并且，在竖直板52的背离滑台45的一侧设置加强板53，加强板53分别与水平板51与竖直板52相连，则可进一步增强连接座5连接包腿32与滑台45的稳固性，进而增强包腿32与安装于包腿32底端的脚轮33对背包1支撑的稳定可靠性。
请结合参阅图1，轮腿结构3包括支撑板31、包腿32和脚轮33，背包1支撑并固定于支撑板31上。 包腿 可以理解地，背包1的底部可以通过螺栓、螺钉等紧固件或卡扣结构固定连接于支撑板31上，以增强支撑板31对背包1支撑的稳固性。 包腿32与支撑板31相连，脚轮33安装于包腿32的底端，则可通过包腿32对支撑板31上的背包1起到支撑作用，并可通过安装于包腿32的底端的脚轮33，实现背包1能够跟随用户的行走运动而沿着地面滚动移动。 通过采用上述方案，通过惯性测量单元获取人体行走状态与特征，如步态周期、脚落地时刻、脚离地时刻等步态相位信息，控制器接收惯性测量单元反馈的步态相位信息，控制器内储存的控制算法利用在步态周期的预迈步期从惯性测量单元中获得的运动学步态参数确定实时路况。 如果控制器根据惯性测量单元获取人体行走状态与特征，判定用户在路况较好的地面行走运动时，控制器自动控制第一驱动装置4驱动轮腿带动脚轮33上下升降移动，使脚轮33能够与地面形成良好的接触，实现对背包1的有效支撑。 若当控制器根据惯性测量单元获取人体行走状态与特征，判定用户在路况较差或具有高度较高的障碍物的地面行走运动时，控制器自动控制第一驱动装置4驱动包腿32沿竖直方向上升移动，包腿32便可快速、自动地带动脚轮33上升，避免轮腿结构3与障碍物发生强烈碰撞而对用户背负背包1行走运动造成干涉。
由于弹簧减震机构、液压式减震器或充气式减震器的具体结构与工作原理为本领域技术人员所公知，在此不作赘述。 进一步地，在本申请的实施例二中，惯性测量单元包括用于布置于用户的一条腿的足部位置的第一惯性传感器(图中未示出)和用于布置于用户另的一条腿的足部位置的第二惯性传感器(图中未示出)。 通过采用上述方案，可通过第一惯性传感器和第二惯性传感器获取人体双腿的迈步行走状态与特征，控制器接收惯性测量单元反馈的步态相位信息，以更加准确地判定用户行走的实时路况，从而有利于控制器能够对第一驱动装置4或第二驱动装置6进行科学合理地控制。
进一步地，在本申请的实施例一中，请一并参阅图1和图2，轮腿式负重背负装置还包括驱动包腿32上下移动的第一驱动装置4，第一驱动装置4与支撑板31相连，包腿32与第一驱动装置4的输出端相连。 本申请实施例的目的在于提供一种轮腿式负重背负装置，以解决现有技术中存在的在人体背着背包行走时，背包在竖直方向产生较大幅度的晃动，增加人体负重的技术问题。 6.如权利要求1所述的轮腿式负重背负装置，其特征在于，所述脚轮为三角轮，所述三角轮包括脚轮架、轮架轴、三角架、轮轴和三个轮子，所述脚轮架与所述包腿的底端相连，所述三角架通过所述轮架轴转动安装于所述脚轮架上，三个所述轮子分别通过所述轮轴转动安装于所述三角架上，且三个所述轮子分别对应设于所述三角架的三个角部。
并且，在竖直板52的背离滑台45的一侧设置加强板53，加强板53分别与水平板51与竖直板52相连，则可进一步增强连接座5连接包腿32与滑台45的稳固性，进而增强包腿32与安装于包腿32底端的脚轮33对背包1支撑的稳定可靠性。 加强板53的具体设置数量，可以根据连接座5所需要的强度进行合理设置，在此不作唯一限定。 可选地，所述第一驱动装置包括支撑座、转动安装于所述支撑座上的丝杠、驱动所述丝杠转动的电机、安装于所述丝杠上的螺母、带动所述包腿上下移动的滑台和引导所述滑台移动的线性导轨，所述支撑座与所述支撑板相连，所述线性导轨安装于所述支撑座上，所述滑台滑动安装于所述线性导轨上，所述滑台与所述螺母相连，所述包腿与所述滑台固定相连。 可选地，所述包腿包括第一支撑腿、第二支撑腿和将所述第二支撑腿的第一端可转动地连接于所述第一支撑腿的第一端的枢轴，所述轮腿式负重背负装置还包括驱动所述第二支撑腿绕所述枢轴转动的第二驱动装置，所述第一支撑腿的第二端与所述支撑板相连，所述脚轮安装于所述第二支撑腿的第二端。 进一步地，在本申请的实施例一中，请一并参阅图2，轮腿式负重背负装置还包括将包腿32与滑台45相连的连接座5，连接座5包括水平设置的水平板51、与水平板51相连的竖直板52和设于竖直板52的一侧的加强板53，加强板53分别与水平板51与竖直板52相连。
如果控制器根据惯性测量单元获取人体行走状态与特征判定用户在爬楼梯，控制器自动控制第二驱动装置6驱动第二支撑腿322绕枢轴333转动，使第二支撑腿322带动脚轮33向上翘起，可避免安装于第二支撑腿322的第二端脚轮33与楼梯台阶的水平面发生强烈碰触或者撞击，进而对用户背着背包下楼梯的行走运动造成干涉。 可以理解地，本实施例中的压力检测器也可以采用拉力检测器，或者，在轮腿结构3上同时设置压力检测器和拉力检测器，以进一步提高轮腿结构3对背包1支撑力大小的准确性，有利于控制器准确、高效地控制第一驱动装置4工作。 本申请实施例一提供的轮腿式负重背负装置，与现有技术相比，通过设置将背包1背负于用户肩部的背带2和将背包1可沿地面移动地支撑于地面上的轮腿结构3，轮腿结构3包括支撑背包1的支撑板31、与支撑板31相连的包腿32和安装于包腿32的底端的脚轮33。
本申请实施例一提供的轮腿式负重背负装置，包括背包1、背带2和轮腿结构3，背包1用于收容携带的物品。 可以理解地，背包1可以是但不限于日常应用的普通背包，例如背包1还可以采用背架、背框或背袋等可负载重物以供人体背负的物件替换。 包腿 轮腿结构3用于承托并滚动支撑背包1，通过轮腿结构3将背负于用户双肩上的背包1支撑于地面上，并使背包1能够沿着地面移动，进而使背包1在轮腿结构3的滚动支撑作用下可跟随人体行走运动。
则在用户背负背包1行走运动的过程中，仅需通过脚轮33与地面接触，便可通过包腿32与支撑板31，在竖直方向上对负载有重物的背包1起到良好的支撑作用，不仅可降低背包1在竖直方向上产生上下往复晃动的幅度，减轻用户肩部所承受的冲击力和压迫力，还可使背包1负载的一部分重量直接通过轮腿结构3传递至地面。 这样，便可有效减轻用户肩部的负载重量，避免肩部肌肉造成疲劳损伤，提高用户背负背包行走的舒适度，并且使用户可轻松自如地背负背包行走运动。 本申请实施例提供的轮腿式负重背负装置，通过设置将背包背负于用户肩部的背带和将背包可沿地面移动地支撑于地面上的轮腿结构，轮腿结构包括支撑背包的支撑板、与支撑板相连的包腿和安装于包腿的底端的脚轮。