防墜器的製造方法
2023-05-01 01:43:01
防墜器的製造方法
【專利摘要】一種降低用戶108墜落時的損傷的防墜器100，該防墜器包括：可轉動的捲軸314，在捲軸314上卷繞有帶子200，從捲軸314引出帶子200，並且帶子200縮回所述捲軸314上；扭力杆310，該扭力杆310通過所述捲軸314）可操作地連接至帶子200，從而在扭力杆310和捲軸314轉動時在捲軸314上產生大致恆定的反作用力，從而吸收墜落的動能；根據權利要求1的較佳實施例所述的防墜器100還包括計數機構500，以在捲軸314上保持帶子200的預留量，以使扭力杆310能夠在其操作範圍內扭轉，而不遇到帶子終止的情況。
【專利說明】防墜器
[0001]【背景技術】和
【發明內容】
[0002]防墜器或防墜裝置通常被包含在由在較高高度處工作的人員佩戴的背帶內；防墜器降低工人從他或她的工作檯墜落時可能發生的損傷。
[0003]更具體地，本發明包括一種用於用戶的保護裝置或防墜器，以防止用戶從較高位置跌落或可能跌落，這種防墜器包括:框架；轉動地支承在框架上的捲軸；一段柔性連接構件，該柔性連接構件包括一定長度的帶子或繩子或線材，該連接構件具有被固定至捲軸的一端和適合被連接至連接器的第二端，該連接器包括用於將第二端固定至附近結構的重量支承構件的鉤子。在解鎖操作模式期間，能夠從捲軸拉出連接構件，並且能夠通過復卷彈簧將該連接構件反向卷繞到捲軸上。該防墜器也包括扭力杆，扭力杆具有第一端和第二端，第一端被固定至捲軸的一側並且可隨捲軸移動，第二端被連接至第一鎖定輪，當裝置已進入鎖定操作模式時，能夠選擇性地鎖定該第一鎖定輪使其不轉動。在進入鎖定模式並且對連接構件和捲軸加載後，如果用戶墜落，該扭力杆扭轉給定的圈數。該防墜器包括卷帶量計數機構，在解鎖操作模式期間，該卷帶量計數機構工作，並且當已從捲軸引出可確定長度的柔性連接構件或者替代地當可確定長度的柔性連接構件留在捲軸上時，該卷帶量計數機構就使得防墜器進入鎖定操作狀態。該功能確保了如果用戶隨後墜落，捲軸上的連接構件(帶子或系索)的量將足以使扭力杆隨後轉過給定的迴轉圈數。在優選實施例中，該防墜器包括加速度傳感器，當與已從捲軸伸出的所述一段連接構件無關地在第一動態水平下引出連接構件時，該加速度傳感器能夠使防墜器開始進入鎖定操作模式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0004]圖1示意地示出作為用戶或工人佩戴的背帶的一部分的本發明的防墜器。
[0005]圖2是本發明的防墜器的剖視圖。
[0006]圖3是防墜器的分解圖。
[0007]圖3a是防墜器的一部分的進一步放大圖。
[0008]圖4是防墜器處於解鎖操作模式時的包含在防墜器內的控制機構的側視圖。
[0009]圖4a是鎖定機構的正投影圖。
[0010]圖4b是通過圖2的截面4b_4b的剖視圖。
[0011]圖5示意地示出防墜器的用戶正在墜落或者接近墜落的情況。
[0012]圖6示意地示出防墜器中包含的扭力杆產生的能量吸收力。
[0013]圖7是正時輪的平面圖。
[0014]圖8和9示出具有正時爪和正時輪的相互操作關係。
[0015]圖10示意地示出防墜器的另一種操作模式。
【具體實施方式】
[0016]圖1示出其中使用本發明的防墜器100的典型環境。能夠看出，該防墜器包括緊固件102，該緊固件連接至鉤環104，鉤環104被包含在用戶或工人108佩戴的背帶106中。將防墜器100固定至或附接至背帶的手段對於本發明來說不是主要的。從防墜器延伸出一定長度的系索或帶子200，帶子的末端202被連接至諸如安全鉤204的緊固件，這使得用戶/工人能夠將安全鉤固定至附近結構中的某些元件，諸如管道、鉤子，或者結構中的其它互補的緊固件或互補的特徵。優選地，工人108將安全鉤固定至高於防墜器高度的位置處的結構。
[0017]大致能夠看出，防墜器的功能是將工人栓系至附近的結構210。在解鎖操作模式中，本防墜器100基本起彈簧加載的繫繩的作用，在該模式中，能夠從防墜器的外殼抽出系索或帶子或繫繩，並且能夠使其縮回到外殼中。在第二操作模式中，防墜器監測已經抽出的連接構件(系索、帶子)的量，然後以可確定的長度進入鎖定操作模式。在與第二操作模式相關的操作模式中，本發明的防墜器在少量連接構件(系索、帶子)已經縮回到外殼中之後就恢復為其解鎖操作模式。本防墜器也將進入其鎖定操作模式，其特徵在於當用戶正在以預定加速度墜落時激活的緊急情況鎖定模式。早期防墜器不包括任何能量吸收機構，並且當防墜器進入鎖定操作模式時，連接構件(系索、帶子)變緊，並且正在墜落的用戶經歷明顯的急拉負荷，這可能進一步傷害用戶。這種能量吸收機構包括摺疊的系索(帶子)的在受負荷時會斷裂的精心設計的部段。本防墜器包括使用扭力杆的能量吸收操作模式，從而在通過防墜器的操作阻止用戶墜落時，降低作用在用戶身上的反作用力。
[0018]參考圖2和3，圖2是防墜器100的剖視圖，圖3是分解圖。該防墜器包括U形框架300，其具有中心部分302和兩個相對側部304和306。框架300的中心部分302支承能連結到圖1中所示的鉤環104的連接器/緊固件102，如上所述，鉤環104又固定至背帶106。框架可轉動地支承扭力杆310 ;扭力杆在末端312處連結到繞線筒或捲軸314。系索或帶子200卷繞在捲軸周圍；帶子可通過銷315結合至捲軸。末端312還包括彈簧心軸316,其連結到通過罩蓋或覆罩蓋(未標號)保護的反卷彈簧318。當從防墜器100拉出或移出系索或帶子200時，彈簧318的反卷力增大，從而使帶子200縮回至防墜器內。扭力杆310包括另一端322。第一和第二鎖定輪324和326可轉動地連接到扭力杆近端322，並且與其一起轉動。也將第二鎖定輪稱為導輪。該扭力杆包括延伸端323，在所示實施例中，延伸端323形成為被壓入扭力杆內的銷。扭力杆起捲軸的中心軸的作用。與框架的各側部306並排定位的是在圖4中示意地示出的多個控制機構350。防墜器100還包括鎖定爪228，通過也在圖4a中所示的一個或更多控制機構350的操作，該鎖定爪選擇性地運動到與鎖定輪324的一個齒324a接觸。鎖定爪繞被固定至框架側部306的銷229轉動。鎖定輪包括多個齒326a。通過固定至框架並且形成有匹配的第一側部342和第二側部344的雙側罩蓋340保護防墜器100的各種內部機構。罩蓋340的與連接器102大致相對的罩蓋部分能夠形成也在圖1中示出的e形槽346,在將帶子反向卷繞到捲軸314上時，e形槽346引導帶子的軌跡。
[0019]再次參考圖2和圖3，圖3是防墜器100的分解圖。圖2中示意地示出的控制機構350包括慣性傳感器400，該慣性傳感器常用於安全帶收縮器，並且在本領域中稱其為卷帶量傳感器，該慣性傳感器400被布置在扭力杆的延伸部分323附近，並且與其一起轉動。封閉慣性傳感器400的是鎖定帽(lock cup，鎖定杯狀物)4，其包括也在圖4中示出的激活凹槽404，在該激活凹槽404內接納有連接銷406。連接銷406是包括一個或更多齒231的鎖定爪228的延伸部分。圖4b是通過圖4的截面4b-4b的截面圖，並且示出與側部306相鄰的襯板307、慣性傳感器400，和具有齒411的傳感器爪408，齒411與鎖定帽內部上的齒410嚙合。爪408附接至鎖定輪324，並且通過彈簧409偏置成與鎖定帽的齒脫開。在捲軸的轉動加速度超過預定值的情況期間，在末端323處與扭力杆一起轉動的慣性傳感器400致使傳感器爪408與鎖定帽402配合，從而將鎖定帽聯接至轉動的扭力杆。鎖定帽的轉動改變了凹槽404的方向，凹槽404又使銷406向齒324a運動，這將鎖定爪228運動成與其中一個齒324a鎖定嚙合，由此使防墜器鎖定。鎖定帽沿相反方向的運動使鎖定爪與鎖定齒脫開。通過彈簧444可轉動地偏壓鎖定帽402，彈簧444使鎖定帽沿趨向於使鎖定爪228與鎖定齒324a脫開的方向轉動。
[0020]簡要參考圖5，其示出位於結構109、諸如建築物或較高起重機上的用戶108。如果用戶已墜落或者接近墜落，捲軸/扭力杆的轉動將快速超過預定的加速度水平，慣性傳感器400對該轉動起反作用，並且防墜器進入其鎖定操作模式。在該操作模式期間，由於鎖定爪228與鎖定輪324的配合以及鎖定輪324與扭力杆310的聯接端322的配合，扭力杆310被鎖定，所以如圖2中所示，扭力杆310的右側部分不能再轉動。然而，用戶墜落時產生的力將被傳遞給帶子或系索200，然後傳遞給捲軸314。這些力將處於趨向於使捲軸轉動、然後由於聯接端312而傳遞給扭力杆的方向，由此使扭力杆扭轉。隨著扭力杆扭轉，扭力杆產生趨向於減緩用戶墜落的抑制力。通過這種方式，扭力杆吸收墜落的能量。
[0021]如果用戶以將導致上述防墜器鎖定的加速度例如水平地從一個位置移動至另一位置，防墜器可能無意中進入鎖定操作模式。如果發生了這種情況，用戶將簡單地釋放帶子/系索上的任何張力，從而使得防墜器在復位彈簧的影響下縮回少量帶子，這將使防墜器從這種操作模式解鎖。
[0022]簡要參考圖6，其示出在扭力杆的設計範圍內扭轉扭力杆多(N)次時，扭力杆產生的力F。本發明的一種益處在於，扭力杆定位在防墜器的罩蓋內。一些防墜器與帶子的被縫合在一起的幾段重疊。在墜落期間，被縫合的帶子的各層裂開，以吸收墜落能量。本發明的優點在於，扭力杆產生大致恆定的吸收力，並且也不受環境汙染的影響，這是因為扭力杆位於外殼內；與之相比，帶子或系索的被縫合的各層不位於外殼內。
[0023]再次參考圖2、3、3a和4。控制機構350包括大致上文所述的卷帶量(web)計數機構500。卷帶量計數機構500的目的在於，暗中追蹤已從防墜器抽出的帶子的量，並且對其起作用，並且然後將防墜器的操作模式從其解鎖操作模式變為鎖定操作模式，解鎖操作模式允許將帶子抽出防墜器以及允許帶子縮回防墜器，在鎖定操作模式中，防墜器被鎖定，從而抑制進一步抽出帶子，直到用戶採取進一步動作。計數機構500被聯接至扭力杆的末端323，並且包括在鎖定帽402的外表面上形成的第一組齒502。防墜器另外包括與末端323一起轉動的第一驅動構件504。構件504接納於小齒輪506內，小齒輪506包括內部表面507、多個外部齒508和傳遞銷509。構件504包括偏心周界503，該偏心周界503通過使偏心部503與內表面507的接觸而將構件504的轉動轉換為小齒輪506沿相反方向的轉動。計數機構包括正時輪520。該正時輪包括中心開口 522和凹槽524，凹槽524接納銷509。驅動構件504的中心部分505通過齒輪506中的開口 507延伸，並且延伸到正時輪520中的開口 522中。通過銷509將小齒輪的轉動傳遞給正時輪520。隨著帶子被拉出捲軸314，或者隨著帶子被反向卷繞到捲軸314上，扭力杆和捲軸沿一個方向、然後沿另一個方向轉動。類似地，隨著抽出和縮回帶子，計數機構500的各種構件沿一個方向、然後沿另一個方向轉動。圖3a和4的箭頭525示出在從捲軸314抽出帶子時，正時輪520的運動方向。[0024]計數機構350還包括正時爪530，正時爪530通過圖3、3a、4和其它圖中所示的彈簧532朝著配合位置被彈性加載。正時爪530包括位於一端處的配合末端534以及中心孔536，銷538接納於中心孔536內，以使正時爪能夠轉動。銷538從鎖定帽402的一部分延伸。正時爪530還包括遠端540，該遠端包括凸臺542，以接納偏置彈簧532的一端。彈簧532的另一端接納於作為鎖定帽402的一部分形成的銷544上。從上述圖中能夠看出，彈簧532在端部540上施加向外的力，從而趨向於如圖3和4中所示沿順時針方向轉動正時爪 500。
[0025]再次參考圖3、4和7，並且更具體地參照正時爪530的邊緣構造。在圖7中能夠看出，邊緣550繞正時爪周向延伸。邊緣550的寬度或半徑繞正時爪530的大部分周緣都大致恆定。邊緣550突然止於點552處，並且正時輪的外邊緣過渡為較小半徑的邊緣554。此外，在位置556處，邊緣550沿漸變表面562過渡，並且過渡為較小半徑的邊緣554。正時爪還如圖4a中所示還包括設計成與齒326a嚙合的鎖定齒570。圖4示出處於解鎖操作模式的防墜器，正時爪530向外運動以與較大半徑的表面550配合。
[0026]簡要參考圖8和9，其示出在從防墜器抽出帶子200時的正時輪520的位置。隨著帶子被抽出，小齒輪506和正時輪540如圖9中和由箭頭525所示沿順時針方向轉動。當系索或帶子完全縮回或未伸出太多時，正時爪擱置於較大半徑的邊緣550上。在正時爪530處於較大半徑的邊緣550上的情況下，防止鎖定齒570與齒326a嚙合。這代表防墜器的正常操作模式，在該正常操作模式下能夠自由地抽出帶子，和使帶子返回其捲軸。隨著從捲軸抽出越來越多的帶子，如圖10中概要示出的，將達到帶子的最大操作長度。在圖8中示出這種狀況，正時輪520轉動至使得正時爪530能夠沿表面562過渡、然後過渡到縮小直徑的邊緣554的位置。隨著正時爪運動至縮小直徑的半徑表面554，彈簧532繼續使鎖定齒570偏置成與一個齒326a嚙合。此時，由於鎖定齒570與導輪或鎖定輪326的一個齒326a嚙合，鎖定帽402再次聯接至轉動捲軸和扭力杆。由於系索/帶子中的張力，鎖定帽402的稍微額外轉動就再次導致鎖定爪228轉動到與一個齒324a嚙合，從而使防墜器再次進入鎖定操作模式。圖9示出本發明的另一實施例。主要能量吸收機構是扭力杆。在圖9中，帶子200包括通過縫線200b保持在一起的一系列摺疊部200a。在墜落期間，這些縫線將裂開，從而吸收附加的能量。縫線可構造成在扭力杆扭轉之前或之後分開。
[0027]如圖所示，將部段562的長度選擇為相當小，以使得用戶能夠快速從鎖定操作模式釋放，並且再次進入解鎖操作模式。如果用戶不動並且在系索或帶子上保持張力，防墜器將保持鎖定操作模式，向用戶發出他不能沿當前方向中再次運動的信號。如果用戶沿相反方向運動約I英寸以減小系索上的張力，捲軸將稍微轉動，並且爪534將騎跨到過渡表面562上，並且抵靠於較大半徑的邊緣上，並且再次將鎖定齒570抬離鎖定齒236a。將計數機構500的各種參數選擇成能夠從防墜器抽出的帶子的最大可操作長度將導致仍繞該捲軸轉動的帶子長度最小。
[0028]在已經鎖定了捲軸/扭力杆和用戶墜落後，在該操作模式下返回到上述扭力杆的操作，扭力杆將由於在用戶墜落時產生的慣性力加載而轉動。隨著扭力杆被加載，扭力杆在其操作範圍內轉動許多次，並且隨著其轉動，由於捲軸也轉動，所以從防墜器抽出或拉出可確定量的帶子。由於卷帶量計數操作，允許留在捲軸上的最小帶子長度等於或大於在防墜器的扭力杆操作模式期間將從防墜器抽出的帶子量。[0029]當然，不偏離本發明的範圍，能夠執行對本發明的上述實施例的許多變化和變型。因此，該範圍有意僅由附加權利要求的範圍限定。
【權利要求】
1.一種用於用戶的保護裝置，以防止用戶從升高位置跌落或可能跌落，包括: 框架； 可轉動地支承在所述框架上的捲軸； 一段柔性連接構件，所述連接構件包括一段帶子或繩子或線材，所述連接構件具有被固定至所述捲軸的一端和適於連接至連接器的第二端，以將所述第二端固定至結構的重量支承構件；和 扭力杆，所述扭力杆具有第一端和第二端，所述第一端被固定至所述捲軸的一側，並且能隨所述捲軸運動，所述第二端被連接至第一鎖定輪，當所述裝置處於鎖定操作模式時，能夠鎖定所述第一鎖定輪使其不轉動，所述扭力杆能夠在進入鎖定模式並且所述連接構件和捲軸被加載之後扭轉過給定圈數。
2.根據權利要求1所述的保護裝置，其特徵在於，還包括: 反卷彈簧，以將所述連接構件反向卷繞到所述捲軸上，所述連接構件能夠從所述捲軸引出，並且能夠被反向卷繞到所述捲軸上。
3.根據權利要求1所述的保護裝置，其特徵在於，還包括: 計數機構，當發生從所述捲軸引出可確定長度的柔性連接構件時，所述計數機構能夠防止進一步引出所述連接構件，同時在所述捲軸上留有足夠量的帶子，以使所述扭力杆之後能夠轉過給定的迴轉圈數 。
4.根據權利要求3所述的保護裝置，其特徵在於，當與已從所述捲軸引出的所述連接構件長度無關地在第一動態水平下引出所述連接構件時，所述計數機構還能夠使所述防墜器的操作模式變化，從而使得能夠鎖定所述防墜器。
5.根據權利要求1所述的保護裝置，其特徵在於，所述連接器包括鉤子。
6.一種降低用戶墜落時的損傷的防墜器，所述防墜器包括:可轉動的捲軸，在所述捲軸上卷繞有帶子，所述帶子從所述捲軸引出，並且縮回到所述捲軸上；扭力杆，所述扭力杆通過所述捲軸可操作地連接至所述帶子，從而在所述扭力杆和捲軸轉動時對所述捲軸產生大致恆定的反作用力，以吸收墜落的動能。
7.根據權利要求6所述的防墜器，其特徵在於，還包括計數機構，以在所述捲軸上保持儲備量的帶子，從而使得所述扭力杆能夠在其操作範圍內扭轉，而不遇到帶子終止的情況。
8.根據權利要求7所述的防墜器，其特徵在於，當與已從所述捲軸引出的帶子長度無關地在第一動態水平下引出所述帶子時，所述計數機構還能夠使所述防墜器的操作模式變化，從而使得能夠鎖定所述防墜器。
9.根據權利要求6所述的防墜器，其特徵在於，所述扭力杆具有第一端和第二端，所述第一端被固定至所述捲軸的一側，並且能隨所述捲軸運動，所述第二端被連接至第一鎖定輪，當所述裝置處於鎖定操作模式時，能夠鎖定所述第一鎖定輪使其不轉動，所述扭力杆能夠在進入鎖定模式並且所述連接構件和捲軸被加載後扭轉過給定圈數。
10.根據權利要求6所述的防墜器，其特徵在於，還包括: 反卷彈簧，以將所述帶子反向卷繞到所述捲軸上，所述帶子能夠從所述捲軸引出，並且能夠被反向卷繞到所述捲軸上。
11.根據權利要求6所述的防墜器，其特徵在於，還包括: 計數機構，當發生從所述捲軸引出可確定長度的柔性帶子時，所述計數機構能夠防止進一步引出所述帶子，同時在所述捲軸上留有足夠量的帶子，從而使所述扭力杆之後能夠轉過給定的迴轉圈數。
12.根據權利要求11所述的防墜器，其特徵在於，無關地當與已從所述捲軸引出的所述帶子長度無關地在第一動態水平下引出所述帶子時，所述計數機構還能夠使所述防墜器的操作模式變化，從而使得能夠鎖定所述防墜器。
13.根據權利要求6所述的防墜器，其特徵在於，所述帶子具有被固定至所述捲軸的一端和適於連接至連接器的第二端，所述連接器用於將所述第二端固定至結構的重量支承構件。
14.根據權利要求13所述的防墜器，其特徵在於，所述連接器包括鉤子。
【文檔編號】A62B1/08GK103717265SQ201280031376
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年6月27日 優先權日:2011年6月29日
【發明者】P·J·梅西 申請人:關鍵安全體系股份有限公司