负重活动是我们生活中必不可少的活动,虽然背包使负重活动变得更加便利,但是沉重的背包和不合理的负重方式会增加肌肉骨骼受伤的风险。在诸多负重引起的损伤中,下背部损伤在各类背包使用者中最为常见。本文以负重活动为应用背景,针对现有负重方式和背负系统的不足,采用肩部受力点前移的背负方式,设计了一种新型下背部防护背负系统。围绕面向下背部防护的背负系统研究,本文主要做了如下工作:（1）研究了不合理的负重方式对人体引起的损伤原因,发现各类群体中最常见的损伤为下背部损伤。揭示了负重引起人体的生物力学指标和生理参数的变化,探究了下背部损伤机理。本文以降低上半身力矩和腰部肌肉活动等关键因素为研究目标,设计了背负系统。（2）以背包及人体作为研究对象进行了生物力学分析,建立了人体负重运动力学模型,分析了上半身力矩的影响因素,以不改变负重相对于背部的位置为原则,确定了采用将肩部受力点前移的背负方式来减小上半身力矩。（3）为实现肩部受力点前移,通过在肩部和肩带之间合理设置肩垫块,对背负系统的结构进行了优化设计:主要包括肩部受力点前移距离的确定、肩垫块形状与尺寸的确定以及背负系统的尺寸的确定,为后续负重生物力学实验提供设备保障。（4）对受试者进行了负重相关生物力学实验,在无负重无肩垫、有负重无肩垫和有负重有肩垫等三种实验条件下分别执行静态站立和负重行走任务,从肌肉发力、姿态调整、人体重心、能量消耗与主观劳累等级评价等五大指标进行评估和验证,结果表明:新背负方式可减小上半身力矩、腰部肌肉活动和代谢消耗,具体表现为:新背负方式改善了人体在负重活动时的发力策略,与传统背负方式造成相同的姿态调整和腰椎变形的基础上,可降低下背部肌群的肌肉活动,有效避免下背部损伤。