重力还能“消失”?我们用减压书包做了个测试

- 编辑:世纪娱乐-

重力还能“消失”?我们用减压书包做了个测试

这二三十年来,有一种学生的负担越变越重 它就是学生每天都要背的书包。据说,有一种黑科技能减轻它,被称作 减压书包 ,这种产品能行吗?我们联系到了安踏儿童,为我们提供实验设备,给它们来一次实测检验!

什么是减压?

对于这类产品,首先我们需要弄清:什么是减压?

只要学过初中物理就能明白,书包对你的压力来自它的重力,是不可能平白无故消失的,所以靠设计来减轻压力是一件不可完成的事,除非在背包底部加上两个推进器。

当然了,你完全可以通过合理规划需要携带的课本、书籍,直接减轻书包重量,这是减压的最好办法。

大家可能会说:你当我想带那么多书么?好多时候学生们也是身不由己,最终还是需要借助于书包的设计来科学减压。这里的减压,可以从两个方面着手操作。

一种是最简单的,增加受力面积,减小压强,从而缓解肩部的疲劳。


减压书包测试

目前大多数减压书包都会把肩带做宽,可惜,人的肩宽是有限的。

另一个方式是在背带上增加锁扣,来转移部分压力到身体的其他部位,变相增加受力面积。

但是,过多的锁扣会导致穿戴过程变得繁琐,背在身上也感觉比较紧绷。


减压书包测试

另一种思路则聚焦背包时最吃力的情景:

由于行走时人体的自然起伏,导致背包与肩部并不能一直在竖直方向上保持平衡,背包会在失重与超重的状态不断循环,肩部受到的压强也不断地变化。

这个由下到上的起伏过程,肩膀不得不克服背包的重力做功,这才是导致肩部疲劳不适的罪魁祸首。

我们相信大家可能都会有背着包追公交或者跑步的时候,背后那一颠一颠的感觉往往比正常行走时更加不适,背包也好像更沉了,这就是问题所在。

所以,新型的减压技术都把维持肩部压强的平衡,使得背包与人体处于近似平衡的状态 作为了自己的目标。

实验室压强测试

那这一类减压书包究竟能不能像它们宣称的那样起到明显的减压效果呢?

我们从网上购买了四款销量较好的减压书包,分别命名为小红、小蓝、小黑和小方。准备给它们来一次专业检测,横向比较它们的减压作用。

我们在北京找遍了实验室,结果要么是做不了相关测试,要么是临近春节已经放假,看来想在开学前完成这期内容是不可能的。

关键时刻,我们合作过的安踏儿童,表示愿意提供实验室给我们,只是这个实验室位于2000公里外的福建厦门。

当时已经是腊月二十五了,我们自己奔波就不提了,主要是感谢安踏儿童的老师,在已经放假的情况下,加班帮我们测试。


安踏运动科学实验室

测试的过程是这样的,我们准备了6.5kg负重的书本,应该和当下学生的书包差不多重。然后将分布式压力测试仪固定好,并将传感器放置在肩部。

之后背好背包,在测试台上,分别测试快走(5km/h)和小跑(7.5km/h)时肩部压强的周期性变化。

在快走的场景下,小方的双肩压强相当稳定,几乎维持在15kPa;小红表现也很出色,从15kPa到20kPa有小幅浮动;小蓝次之,在15到25kPa间摇摆;小黑的表现就有些羞于启齿了,浮动范围在25到35kPa,偶尔还冲上了40kPa。

时速加快到7.5千米,小方、小红都出现了较为明显的压强浮动,主要分布在15到28kPa之间;小蓝紧跟其后;小黑还是垫底,而且创下了50kPa的记录。

所以实测证明,使用这类减压设计的书包,确实有一定的减压效果。不过,不同款式的减压书包,效果差别还是有些大的,推荐家长们在选购的时候,还是尽量去选择国内有知名度、有品质保障的品牌。

技术解析

安踏儿童的技术人员给我们讲解了有效减压设计用到的具体技术,当然是以他们的产品为例,他们把这项技术称为:双螺旋弹簧减压技术2.0。

把整个背包拆开后,我们终于能一窥这减震减压结构的原理了。

首先,书包的内部设置有夹层,和用以固定夹层的弹力带,目的是使背包的中心稳固,减少内部的晃动。

第二点,也是最关键的,小蓝、小黑虽然也有弹簧结构,但本身是单弹簧,能够化解拉伸,却无法化解回弹,以至于跑步时,小黑总有砸到肩膀的感觉,反而更不舒适。

安踏儿童采用了双螺旋弹簧设计。弹簧上的承重模块与肩带相连接,当背包负重时,背包下沉,承重模块上移,压缩顶部的弹簧,当运动幅度变大或者负重变大使得顶部弹簧形变到一定程度时,底部弹簧受到拉伸产生形变。

在背着包运动的过程中,重力势能与弹性势能在背包的弹簧结构中相互转化,此时若把背包视为一个整体,它不会产生剧烈的上下浮动,与肩部几乎处于静止状态,双肩处的压强得到稳定,从而提升舒适感。这就是减压的真相。

还真没说错,后来安踏儿童的工程师透露给我们,这个设计的灵感真就来源于汽车的减震器结构。安踏两根背带更加独立的设计,我们觉得类似汽车的扭力梁悬架。而小蓝和小黑在背带上部仍然是硬性连接,更类似钢板弹簧悬架,两者仍然有高下之别。

这就是关于减压背包的真相了。减压的性能优劣源自厂家对细节设计的追求,我们也期待他们的研究能更加精进,更多的减轻学生开学要背上的负担。

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