在过去的二三十年里,学生们的负担越来越重——学生们每天都要背的书包。据说有一种黑社会的技能可以降低它,叫做“减压书包”。这个产品能用吗?我们联系安踏儿童为我们提供实验设备,并给他们一个真正的测试!
什么是减压?
对于这样的产品,我们首先需要澄清:什么是减压?
只要你在初中学过物理,你就会明白书包给你的压力来自它的重力,它不会无缘无故消失,所以除非在背包底部增加两个推进器,否则不可能通过设计来降低压力。
当然,你可以通过合理规划你需要携带的课本和书籍,直接减轻书包的重量。这是减轻压力的最好方法。
人们可能会说:你觉得我想带这么多书吗?很多时候,学生也是不由自主地,最终需要利用书包的设计来科学地减压。这里的减压可以从两个方面进行操作。
一种是最简单的,增加应力面积,降低压力,从而缓解肩部疲劳。
减压书包测试
目前,大多数减压书包将使肩带变宽。不幸的是,人们的肩宽是有限的。
另一种方法是在安全带上增加一个扣,将部分压力转移到身体其他部位,并变相增加应力区域。
然而,过多的插销会导致繁琐的佩戴过程,并导致背部紧绷。
减压书包测试
另一个想法是在背包旅行时关注最困难的情况:
由于行走时人体的自然起伏,背包和肩膀不可能总是垂直的,方向上可以保持平衡,背包会在失重和超重的状态下继续循环,肩膀上的压力也会不断变化。
在这个自下而上的起伏过程中,肩部必须克服背包的重力才能工作,这是肩部疲劳和不适的罪魁祸首。
我们认为,当你在追赶公交车或背着包跑步时,背后的颠簸感觉往往比你正常走路时更不舒服,而且背包似乎更重。这就是问题所在。
所以新的减压技术以保持肩部压力的平衡,使背包和人体处于近似平衡状态为自己的目标。
实验室压力试验
这种减压书包能像他们所说的那样起到明显的减压效果吗?
我们从网上买了四个销量不错的压力包,分别是小红、小蓝、小黑和小方。准备给他们进行专业测试,并横向比较他们的减压效果。
我们搜索了北京所有的实验室,结果要么是我们无法进行相关测试,要么是春节附近有一个假期。在开学前完成这段时间似乎是不可能的。
在关键时刻,与我们合作的安踏儿童表示愿意为我们提供实验室,该实验室仅位于2000公里外的福建厦门。
当时是农历十二月初二十五。我们自己也没提过。我们主要感谢安踏儿童学校的老师们在我们放假时加班帮助我们考试。
安踏体育科学实验室
测试过程是这样的。我们准备了6.5公斤的重型书,应该和现在学生的书包一样重。然后固定分布式压力测试仪,并将传感器放在肩部。
然后背上背包,在测试台上测试快走(5km/h)和小跑(7.5km/h)期间肩部压力的周期性变化。
在快走场景中,小方的肩部压力相当稳定,几乎维持在15kpa;小红的表现也很好,在15千帕到20千帕之间有轻微波动;小蓝紧随其后,在15到25千帕之间摇摆;小黑的表现有点害羞,浮动范围在25到35千帕之间,偶尔也有40千帕。
当速度增加到每小时7.5公里时,小方和小红都表现出明显的压力波动,主要在15到28千帕之间;小蓝紧随其后;小黑仍然垫底,创造了50千帕的纪录。
所以实际测量表明,使用这种减压设计的书包确实有一定的减压效果。然而,不同类型的减压书包的效果仍然存在很大差异。建议家长在购买时尽量选择受欢迎且有质量保证的国产品牌。
技术分析
安踏儿童公司的技术人员向我们解释了有效减压设计中使用的具体技术。当然,以他们的产品为例,他们称这种技术为:双螺旋弹簧减压技术2.0。
把整个背包拆开后,我们终于可以瞥见这种减震减压结构的原理。
首先,书包内部设有夹层和用于固定夹层的松紧带。目的是稳定背包的中心,减少内部震动。
第二点也是最重要的一点是,虽然小蓝和小黑也有弹簧结构,但它们是单弹簧,可以化解张力,但不能化解反弹,所以小黑跑步时总感觉像撞到肩膀,但更不舒服。
安踏儿童采用双螺旋弹簧设计。弹簧上的承载模块与肩带连接。当背包被装载时,背包下沉,承重模块向上移动并压缩顶部的弹簧。当运动幅度变大或负载变重时,上弹簧会发生一定程度的变形,下弹簧会拉伸产生变形。
在携带背包的过程中,重力势能和弹性势能在背包的弹簧结构中相互转化。此时,如果将背包视为一个整体,它不会剧烈地上下浮动,与肩部几乎是静止的,肩部的压力得到稳定,从而提高舒适度。这就是减压的道理。
这是真的。后来,安踏儿童工程师向我们透露,这种设计的灵感确实来自汽车的减震器结构。安踏的两条吊带具有更独立的设计,我们认为这类似于汽车的扭力梁悬架。小蓝和小黑仍然牢固地连接在安全带的上部,这更类似于钢板弹簧悬架。他们仍然彼此不同。
这就是减压背包的真相。解压的性能来自制造商对细节设计的追求。我们还希望他们的研究能够更加完善,并在开学之初减轻学生的负担。