Китайські вчені з Хуачжунського науково-технологічного університету розробили моторизований рюкзак, який знижує навантаження на людину при ходьбі.
Не секрет, що при ходьбі людина рухається не тільки вперед, але і вгору-вниз – це неминуче обумовлено процесом ходьби. Якщо на спині у неї при цьому висить рюкзак, то вона отримує вертикальні прискорення, тому реальне навантаження на тіло складається не тільки з ваги рюкзака, але і інерційної складової. Щоб зменшити навантаження, китайські інженери змайстрували «активний» рюкзак, який практично повністю усуває інерційну складову сили. Конструкцію моторизованого рюкзака можна розділити на кілька частин.
Одну з них надягає людина за допомогою лямок і пояса. Ззаду на ній є пластина, на якій в центрі розташовано рухоме кріплення для основної частини рюкзака, а з боків встановлені два еластичних троси. Зверху кожен з тросів жорстко прикріплений до пластини, далі він проходить через два блоки, а на іншому кінці закріплений на рухомому кріпленні. Всі ці елементи забезпечують пасивне гасіння коливань. Активна система складається з кулько-гвинтової передачі, в центрі якої знаходиться рухоме кріплення з датчиком прискорення, а знизу – електромотор. Під час ходьби система аналізує навантаження і зміщує кріплення щодо пластини рюкзака, щоб вертикальне прискорення досягло нуля.
Розробники рюкзака провели з ним два види випробувань. В ході першого вони порівнювали вертикальне прискорення рюкзака в нормальному режимі та з зафіксованим рухомим кріпленням: з’ясувалося, що активна і пасивна система знижують прискорення на 98,5%. У другому випробуванні порівнювалися метаболічні витрати на ходьбу між активним і заблокованим рюкзаком, а також звичайним. Для цього добровольці ходили по біговій доріжці з рюкзаком і вантажем масою 19,4 кілограма, а їх витрати на рух вимірювалися по повітрю, що видихається. Виявилося, що при однаковій масі вантажу з активним рюкзаком людина витрачає на 8% менше енергії, ніж із заблокованим, і на 11% менше, ніж зі звичайним.
Натхнення: www.popmech.ru