具体实施方式

参见图1-图4所示，本实施方式的一种可调负载的恒力俘能发电背包，包括背包连接板2、带有背带1-1的背板1和镜像设置的两套平衡机构，背带1-1设置于背板1的一侧面，两套平衡机构设置在背板1的另一侧面，每套所述平衡机构包括丝杠副3、滑块4、第一导轮组5、弹簧组6、第二导轮组7、摆杆8和第一柔性绳9；滑块4与丝杠副3的丝杠螺母连接且能上下滑动，滑块4的两端分别安装有第一导轮组5，弹簧组6滑动设置在安装于背板1底部的弹簧保护套10内，第二导轮组7安装在背板1的上部，摆杆8的一端转动安装在背板1上，另一端设在背板1上的横架的滑槽内并能横向滑动，横架与背包连接板2连接，第一柔性绳9的一端固定在弹簧组6的上端，第一柔性绳9绕在第二导轮组7和第一导轮组5的导轮上，第一柔性绳9的另一端固定在摇杆8的另一端上，两根摆杆8倾斜布置，所述两根摆杆8的另一端远离设置，背包连接板2沿竖向可滑动地设置在背板1上；

还包括设置于背板1的另一侧面的且分别镜像布置的两个可调恒力机构和两个发电机构，每个所述可调恒力机构包括第二柔性绳13和第三导轮组14；所述两根摆杆8的一端邻近设置并布置在所述横架的下方；第三导轮组14设置在背板1的底部，第二柔性绳13的一端与滑块4固接，第二柔性绳13绕过第三导轮组14，第二柔性绳13的另一端与弹簧组6的下端连接；每个所述发电机构包含电机16、带轮一17-1、带轮二17-2和传动带，电机16安装在背板1的顶部，电机16的输出轴上安装有带轮一17-1，背板1上安装有带轮二17-2，带轮一17-1和带轮二17-2通过传动带传动，平直的传动带一点通过螺钉固定在背包连接板2上。

本实施方式在背板1和背包连接板2间隙装有可调平衡力大小的所述恒力机构，弹簧组6通过第一柔性绳9牵引，在第一导轮组5和第二导轮组7的作用下改变柔性绳9的方向。第一柔性绳9主要作用是调节好平衡负载后，人体在运动过程中，背板1与背包连接板2产生相对位移，拉动弹簧组6上下运动的。通过改变滑块4的高度进而改变平衡物体的重量，通过调节丝杠副3上的旋转螺母即可改变滑块4的位置。

在背板1上面固定有两个电机16，电机轴上固定有带轮一17-1，带轮一17-1通过传动带与背板1上的带轮二17-2套在一起，传动带中部一个点通过螺钉螺母固定在背包连接板2上，当背包主体21与人体产生相对运动时，将带动皮带运动，进而使电机16旋转，此时电机16处于发电模式，电机16在此有两个作用，一个作用是回收人体消耗的能量，另一个作用是作为阻尼器防止由于人体的突然运动导致背包连接板迅速运动而对整个机构造成冲击。电机16有两种工作状态，一种是短接状态，此时阻尼最大，一种是开路状态无阻尼，当背包连接板2触碰到上下的行程开关时，电机16将会进入短接状态，最大程度上减少负载对人体的突然冲击，当背包主体21在中间行程正常运转时，电机16处于开路状态，此时负载将与地面保持静止不动状态。

可选地，对于一套平衡机构来说：第一柔性绳9的一端通过三角连接板22与弹簧组6(如2根螺旋弹簧)连接，另一端绕过背板1上的第二导轮组7(如2个导轮)到丝杠副3上的第一导轮组5(如1个导轮)，最终连接在摆杆8的另一端处。当人体的重心随着人体走路或奔跑而上下运动时，四根螺旋弹簧产生拉伸形变，使背包主体21可以在人体运动的过程中保持相对地面静止，达到减少惯性力对人体冲击的目的。使人体舒适度和机动性都能够提高，动作过程中也不会被背包所干涉。

第二柔性绳13的作用是调节滑块4过程中，进而调节弹簧组6的初始拉伸长度，使其一直满足恒力平衡机构等式的要求，即弹簧组6净拉伸量。

可选地，如图3和图4所示，所述横架包括两个水平滑轨11；所述摇杆8的另一端安装有带槽的导轮15，导轮15设置于两个间隔布置的水平滑轨11的间隙内，且导轮15的轮槽贴于水平滑轨11上，背包连接板2安装在水平滑轨11上。

可选地，如图4和图5所示，所述背包连接板2通过设置于背板1另一侧面的滑轨组件滑动设置在背板1上，所述滑轨组件包括滑轮座18、竖向滑轨19和三个滑轮20；滑轮座18固定在背板1上，背包连接板2安装在竖向滑轨19上，竖向滑轨19由安装于滑轮座18上的三个滑轮20夹持滑动，其中一个滑轮20的外周侧面与竖向滑轨19的端面接触，另外两个滑轮20的外周侧面与竖向滑轨19的前后侧面接触。进一步地，竖向滑轨19与水平滑轨11一体制成。

进一步地，如图4所示，V形的导轮15在V形的水平滑轨11上滚动，实现摆杆8的摆动，进而带动背包连接板2上下运动，背包连接板2通过三个滑轮20夹持竖向滑轨19，实现相对背板1竖向运动，定位准确，降低了摩擦力，大大提高了运动精度，背板1的另一侧面两边分别装有两组刚度系数较大的弹簧组6(螺旋拉伸弹簧)，弹簧组6外侧装有弹簧保护罩10，保证弹簧组6在拉动过程中始终保持竖直状态。两根摆杆8分别在摆杆轴上通过轴承和卡簧装配一起在背板1上，使其可以自由旋转，第一柔性绳9通过第二导轮组7约束改变方向，弹簧组6与三角连接板22连接一起，左右形成对称的平衡机构。

作为一个示例：丝杠副3通过螺钉螺母固连在背板1上，第二导轮组7和第三导轮组14通过其自带的螺杆安装在背板1上，第一导轮组5与滑块4通过销轴和卡簧装配，第一导轮组5、第二导轮组7和第三导轮组14上导向轮都可以自由旋转。

进一步地，在上述实施方式的方案中，所述背板1和背包连接板2的材质均为碳纤维。碳纤维材料轻和韧性好，水平滑轨11和竖向滑轨19的材质均为铝合金，弹簧保护套10为尼龙材料。铝合金强度高，材料轻。上述材料制作的本实施装置整体重量不到3.5kg，负载能力5kg-25kg范围均可使用。为了提高背包者的舒适度，所述背板1的一侧面上还平铺有支撑后背的护垫。

工作原理

如图6所示，当图示中x为弹簧净拉伸长度时，有：

Mga＝Kab

其中a为第一滑轮组5的滑轮到摆动杆8轴心的距离，b为摆动杆8的长度，g为重力加速度，K为弹簧刚度系数，M为负载质量。

初始平衡状态调节好后，即x均为弹簧净拉伸长度时，同等质量状态下，负载绕着摆动杆8的轴运动过程中，负载合外力恒等于0，满足重力平衡要求。将弹簧下末端与第三导轮组14通过第二柔性绳13连在一起，整体将形成一个闭合的回路，此时第一滑轮组5的位置，即可改变弹簧的拉伸量，保证了x完全为弹簧的净拉伸量，就可以平衡不同质量的负载。另一方面由于负载是挂在背包连接板2上的，运动形式由于摆动杆8摆动将会沿着摆动轴旋转，但是由于人体上下运动过程中，负载基本上只是在垂直方向上运动，因此，需要将负载的运动分解为X方向和Y方向运动。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。