專利名稱：人員高空救援裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該發(fā)明涉及一種當(dāng)與防墜設(shè)備相連的人員墜落后在高空被制動和懸吊之后將其下降到安全地點(diǎn)的人員高空救援裝置。特別是，該發(fā)明涉及一種與高空作業(yè)的人員物理連接的人員高空救援裝置，在人員從高空墜落后被制動的情況下，人員高空救援裝置能使該人員下降到安全地點(diǎn)，無論是地面或一些其它安全高度。
背景技術(shù)：
在高空作業(yè)的人員通常需要穿戴身體吊帶。身體吊帶纏繞在穿戴者身體的部分周圍，以便保證穿戴者的身體被牢固地保持在身體吊帶內(nèi)。身體吊帶典型地連接到系索的一端，然后系索的另一端連接到安全錨地。一種可選布置是全身吊帶連接到可以從鼓輪抽出或縮回到鼓輪中的繩，該鼓輪可以在外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，而外殼連接到安全錨地。從鼓輪抽出繩通常通過牽拉所述繩來實(shí)現(xiàn)，而繩縮回到鼓輪中自動發(fā)生，這是由于扭簧的作用傾向于旋轉(zhuǎn)鼓輪以使繩縮回。如果從鼓輪快速地抽出繩(這將是在發(fā)生墜落的情況)，則外殼內(nèi)的棘爪嚙合在鼓輪上并且阻止鼓輪作任何進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)直到由于牽拉作用而形成于繩上的載荷被解除。安全錨地可以是布置或建筑物上的任何合適的錨地或者它可以是諸如纜索系統(tǒng)的另一個防墜系統(tǒng)的一部分，由此在錨地牢固地連接到所述纜索的同時，安全錨地能夠沿著纜索的長度移動，由此允許接近纜索長度附近的區(qū)域。在任何一種防墜布置中，通常能量吸收器連接到全身吊帶和安全錨地之間，并且這種能量吸收器在指定的載荷極限內(nèi)實(shí)現(xiàn)展開以便限制墜落者身體上的載荷。許多系索具有平矩形橫截面，并且通過折疊系索長度的一部分然后將其縫合在一起實(shí)現(xiàn)能量吸收器，使得當(dāng)系索在任一端受到足夠拉伸載荷時，在這種拉伸載荷持續(xù)的同時，縫合逐漸斷裂，導(dǎo)致系索的有效長度伸長，由此吸收能量。與從鼓輪抽出或縮回到鼓輪上的繩相連的能量吸收器常常包含在鼓輪和其外殼之間，從而當(dāng)在繩上的拉伸載荷超過小于墜落者身體上的指定載荷限度的閾值限度的條件下，棘爪已嚙合之后通過允許鼓輪旋轉(zhuǎn)以從鼓輪抽出繩。通常通過施加在鼓輪和其外殼之間的摩擦機(jī)械地確定閾值載荷，由此只要繩上的載荷足以克服由于摩擦產(chǎn)生的阻力載荷，鼓輪就可以旋轉(zhuǎn)。
防墜系統(tǒng)和設(shè)備通常允許人員接近建筑物或布置的邊緣，在那里有發(fā)生墜落的可能性。在發(fā)生人員意外墜落的不幸事件時，防墜設(shè)備制動了墜落者的墜落，使墜落者懸吊在接近建筑物或布置的邊緣的高空。墜落者被固定在吊帶內(nèi)，然后吊帶連接到系索或可收縮繩，然后系索或可收縮繩連接到安全錨地。在墜落制動過程中，位于墜落者和安全錨地之間的能量吸收器將通常根據(jù)需要吸收的墜落能量而展開，由此限制在墜落者身體上的載荷。雖然墜落者被安全地制動并且施加在墜落者身體上的載荷受到限制，然而如果墜落者體重輕或者處于相對較差的健康狀態(tài)，則在墜落事件期間對人體的身體要求是特別重要的。然而，在墜落事件之后在高空被懸吊在吊帶中的墜落者會經(jīng)歷更嚴(yán)重的并發(fā)癥。在吊帶中靜止懸吊即使很短的時間也會引起血液靜脈滯留效應(yīng)，這在短至十分鐘的時間內(nèi)變得危險，由此導(dǎo)致失去意識和逐漸死亡。已經(jīng)進(jìn)行了各種調(diào)查研究來證實(shí)靜止懸吊的危險，現(xiàn)在通常的一致意見是盡可能快速地救援和恢復(fù)墜落者是至關(guān)重要的，以避免嚴(yán)重致命性并發(fā)癥發(fā)作。
目前有各種方法用于救援墜落者，但是這些方法中沒有一種總體上令人滿意。最普通的方法是調(diào)出消防隊(duì)。反應(yīng)速度取決于許多因素，例如墜落發(fā)生的地點(diǎn)和該地點(diǎn)離最近消防站的距離，在發(fā)生墜落事件時消防隊(duì)資源的可用性和最近的消防站是否具有用于救援被懸吊在高空的人員的專用設(shè)備，例如移動平臺和提升設(shè)備。專用設(shè)備往往比較昂貴，并且比標(biāo)準(zhǔn)消防設(shè)備用得少，并且通常僅僅可在選擇的消防站獲得。所有這些因素使得難以預(yù)測消防隊(duì)從報警墜落事件至到達(dá)現(xiàn)場開始將被懸吊人員下降到地面之間將花費(fèi)多長時間。通常，反應(yīng)時間在最快大約10分鐘到高達(dá)1小時之間大幅變化。另一個問題可以是到達(dá)發(fā)生墜落的建筑物周邊的特定位置。許多建筑物位于與建筑物相鄰的位置或者存在諸如柵欄這樣的障礙物，所有這些阻礙了適當(dāng)高度的救援設(shè)備快速到達(dá)墜落位置。
另一個救援方法是援救者配備了下降的下降裝置，或使救援者自己下降到墜落者旁邊并且將墜落者的吊帶連接到下降裝置。然后援救者通常用刀切斷墜落者的系索，從而墜落者的重量被轉(zhuǎn)移到下降裝置上。切斷了墜落者的系索之后，援救者和墜落者一起下降。該方法存在多個缺點(diǎn)，至少需要援救者將他自己置于相當(dāng)大的危險中。援救者也將需要接受基本的技術(shù)和身體訓(xùn)練以便執(zhí)行該救援方法。該訓(xùn)練通常是昂貴的，因此往往限制于少數(shù)人，由此增加有合適能力執(zhí)行這種救援過程的人員在墜落事件的時候不能立即到達(dá)的可能性。
另一個救援方法是將墜落者的吊帶連接到例如在GB2376009中提供的提升裝置并且將墜落者提升到建筑物的頂部或纜索防墜系統(tǒng)的初始位置。該方法存在許多問題。首先，從墜落被制動之后懸吊在高空的人員的吊帶連接點(diǎn)有可能在建筑物邊緣下方兩米或兩米以上。從建筑物頂部的位置將提升纜索連接到連接點(diǎn)的任何企圖將典型地危及援救者的安全。GB2376009說明了一種采用頂懸梁形式的堅(jiān)固并且方便的錨地點(diǎn)。在與防墜系統(tǒng)或設(shè)備相連的人員進(jìn)行作業(yè)的最典型位置不太可能有方便和合適的錨地，該錨地足夠高于墜落者和建筑物的邊緣，以在恢復(fù)到從其發(fā)生墜落的高度之前能使被懸吊墜落者被提升越過所述邊緣。在墜落事件后豎起這種梁所需的時間將是相當(dāng)長的。然而，即使墜落者將被成功地升高和恢復(fù)，仍然存在的問題是將他或她容易地且安全地運(yùn)輸?shù)降孛嬉员阍谒蛩軅目赡芮闆r下能使他或她獲得合適的緊急服務(wù)。
在不包括使用消防隊(duì)的方法的前述任一救援方法中，需要查找救援系統(tǒng)裝置和將其運(yùn)輸?shù)綁嬄浒l(fā)生的地點(diǎn)并且需要在開始救援工作之前打開和準(zhǔn)備裝置。由于承擔(dān)救援的需要極其少見，很有可能存在的問題是可能導(dǎo)致進(jìn)一步的延遲，例如查找救援裝置，確保包含裝置的包裝是完整的以及救援設(shè)備被妥善地維護(hù)。而且，如已提到的，救援方法通常需要訓(xùn)練高水平的人員，因此需要保證當(dāng)執(zhí)行高空進(jìn)入作業(yè)時手邊總是有適當(dāng)資格的援救者。
考慮以上所有因素，相當(dāng)有利的是將救援裝置布置成為墜落者的個人裝備的整體部分，從而裝置在墜落地點(diǎn)立即可得到并且準(zhǔn)備就緒以供墜落者和/或援救者操作。

發(fā)明內(nèi)容
因此，該發(fā)明的一個目的在于提供一種人員高空救援裝置，該裝置是與在高空作業(yè)的人員相連的個人裝備的一部分，如果人員墜落并且被防墜設(shè)備制動，救援裝置能夠經(jīng)受住動態(tài)墜落制動載荷，然后當(dāng)墜落被制動之后救援裝置準(zhǔn)備待用以將人員下降到地面或其它安全高度。該發(fā)明的另一個目的在于人員高空救援裝置應(yīng)當(dāng)重量輕并且緊湊以便對使用設(shè)備的人員的活動性能產(chǎn)生最小的影響，而且使人員高空救援裝置的制造經(jīng)濟(jì)。
該發(fā)明的另一個目的在于提供一種人員高空救援裝置，該裝置在墜落被制動之后能使人員無延遲地下降到地面或其它安全高度。本發(fā)明可以由配備裝置的墜落者操作，盡管考慮到裝置可由另一參與者，例如援救者操作或者與援救者協(xié)同操作。如果墜落者失去意識，則由援救者操作將是重要的。而且，為了避免障礙物和在下降期間對關(guān)于風(fēng)力影響選擇路線，必須有一個或多個援救者幫助?？蛇x地或附加地，當(dāng)人員從墜落被制動之后，特別是在墜落期間如果人員受傷或?qū)е率ヒ庾R，人員高空救援裝置可以自動操作。包括頭部的損傷是常見的，尤其是使用的防墜設(shè)備具有相當(dāng)大的彈性，使得墜落者在達(dá)到停止之前受到許多墜落振動，其中每個振動增加了墜落者與周圍物體碰撞的可能性。
根據(jù)本發(fā)明提供了一種人員高空救援裝置，該裝置包括載荷元件，該載荷元件帶有用于連接到安全繩(例如系索或其它類型的安全繩)的一端的部件，該安全繩的另一端連接到安全錨地，例如建筑物或其它結(jié)構(gòu)，該裝置也包括用于連接到由人員穿戴的安全吊帶上的吊帶連接部件，以及連接器，該連接器帶有可釋放部件和用于釋放所述可釋放部件的部件，由此所述連接器牢固地連接在載荷元件和吊帶連接部件之間，在從高空墜落之后人員被制動的情況下，連接器具有足夠的強(qiáng)度以保持其連接到載荷元件和吊帶連接部件上以便在人員從所述墜落被制動的過程期間承受載荷元件和吊帶連接部件之間的載荷，該裝置進(jìn)一步包括一段長度的撓性細(xì)長件，該撓性細(xì)長件在一端安全地連接到載荷元件并且其長度的一部分被保持在存儲器中，該裝置也包括至少一個速度控制部件，該速度控制部件布置在人員高空救援裝置中使得它控制所述一段長度的撓性細(xì)長件相對于所述吊帶連接部件移動的速度，使得在人員墜落并且墜落被制動的情況下，載荷元件和吊帶連接部件之間的墜落制動載荷由帶有可釋放部件的所述連接器承受，然后使得人員被懸吊在高空，隨后當(dāng)墜落被制動之后為了將人員下降到安全地點(diǎn)，用于操作連接器的可釋放部件的部件被操作使得連接器被釋放，由此釋放在載荷元件和吊帶連接部件之間的連接，從而載荷元件和吊帶連接部件之間的載荷然后被轉(zhuǎn)移到所述一段長度的撓性細(xì)長件，導(dǎo)致該撓性細(xì)長件相對于吊帶連接部件以受到至少一個速度控制部件控制的速度從存儲器展開，由此以受控的下降速度下降人員。
在大部分實(shí)施例中，人員高空救援裝置具有殼體，該殼體提供方便的底部以用于連接和容納部件。在典型的實(shí)施例中吊帶連接部件和速度控制部件都連接到殼體，從而殼體有效地提供這兩個部件之間的連接。而且，殼體提供方便的外殼以用于存儲所述一段長度的撓性細(xì)長件和用于保護(hù)它免于環(huán)境影響和可能的意外損壞。殼體也用于存儲帶有可釋放部件的連接器以及可以包括用于釋放該連接器的部件的機(jī)構(gòu)的一部分或全部。
在制動從高空墜落的過程期間施加在載荷元件和吊帶連接部件之間的載荷典型地明顯高于在墜落制動事件后被靜止懸吊之后使人員下降時的載荷。在人員和安全錨地之間的能量吸收器在墜落制動事件中限制在人員身體上的載荷。所需的載荷限度的量值在國際范圍之間變化。在歐洲人員身體上的最大極限為6kN，而在美國該極限通常為4kN。所以，應(yīng)用兩倍的安全系數(shù)，帶有可釋放部件的連接器將需要能夠在它上面承受至少12kN的載荷。然而，一旦連接器被釋放，撓性細(xì)長件中的拉伸載荷將基本上相當(dāng)于正在下降的人的靜態(tài)重量，典型地為1kN左右。所以，應(yīng)用高達(dá)4倍的大安全系數(shù)以解決在下降期間的任何制動的減速效應(yīng)，撓性細(xì)長件和用于控制撓性細(xì)長件相對于吊帶連接部件展開的速度的任何速度控制部件將僅僅需要承受載荷元件和吊帶連接部件之間高達(dá)4kN的拉伸載荷而不是高達(dá)12kN的更高的動態(tài)墜落載荷，從而人員高空救援裝置可以比較緊湊并且重量比較輕。
盡管使用帶有可釋放連接器的載荷元件有利于能使撓性細(xì)長件和用于控制撓性細(xì)長件的展開速度的任何速度控制部件兩者在墜落情況下避免動態(tài)墜落制動載荷，因此緊湊并且重量輕，本發(fā)明也可以包括帶有可釋放布置的實(shí)施例，所述可釋放布置主要防止任何速度控制部件在這樣的動態(tài)墜落制動載荷下操作?？梢酝ㄟ^各種方法防止這樣的動態(tài)墜落制動載荷施加到任何速度控制部件，例如將可釋放止擋件或制動器應(yīng)用到撓性細(xì)長件或用于展開撓性細(xì)長件的部件，而不是使用可釋放連接器作用在撓性細(xì)長件中的一個所連接的載荷元件上。例如，這樣的實(shí)施例可以包括一段長度的撓性細(xì)長件，由此其第一端連接到鼓輪，其長度的大部分螺旋地纏繞在所述鼓輪上并且其第二端連接到安全繩或直接連接到安全錨地，鼓輪安裝在中心軸上并且圍繞中心軸自由旋轉(zhuǎn)，中心軸牢固地連接到一個布結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)牢固地連接到吊帶連接部件或者可以與其一體化，這樣的實(shí)施例進(jìn)一步包括帶有釋放部件的可釋放止擋件或制動器，所述釋放部件用于釋放止擋件或制動器，使得可釋放止擋件或制動器可以作用在鼓輪上以防止它旋轉(zhuǎn)，直到止擋件或制動器被釋放，這樣的實(shí)施例也包括至少一個速度控制部件，該速度控制部件用于控制撓性細(xì)長件相對于吊帶連接部件展開的速度，使得在人員墜落并且墜落被制動的情況下，通過可釋放止擋件或制動器防止撓性細(xì)長件從鼓輪展開，由此也防止在撓性細(xì)長件和吊帶連接部件之間的動態(tài)墜落制動載荷施加到至少一個速度控制部件。當(dāng)墜落被制動之后，可以通過操作其釋放部件釋放可釋放止擋件或制動器，然后撓性細(xì)長件和吊帶連接部件之間的載荷被轉(zhuǎn)移到至少一個速度控制部件，由此能使撓性細(xì)長件從鼓輪展開以便以受控的下降速度將人員下降到地面或其它安全高度。釋放部件釋放止擋件或制動器的操作可以類似于與包括手動、自動和遠(yuǎn)程釋放的可釋放連接器相連的前述和隨后實(shí)施例中的任何一個。然而將止擋件或制動器應(yīng)用到撓性細(xì)長件或用于從其存儲器展開撓性細(xì)長件的部件存在的缺點(diǎn)是動態(tài)墜落載荷可施加到所述一段長度的撓性細(xì)長件的至少一部分，并且在例如使用鼓輪作為存儲器的實(shí)施例中，動態(tài)墜落載荷也施加到鼓輪，其軸和將軸連接到吊帶連接部件的布置導(dǎo)致這些部件需要比較堅(jiān)固，因此可能比使用帶有連接器的載荷元件(其中動態(tài)載荷僅僅施加在載荷元件和吊帶連接部件之間而未施加到撓性細(xì)長件)更重和更大。可以通過將受到更大動態(tài)墜落載荷的撓性細(xì)長件的一部分布置成具有適當(dāng)更大的橫截面積或由一個以上的平行長度的撓性細(xì)長件組成來優(yōu)化撓性細(xì)長件的尺寸和重量。
在人員高空救援裝置的任一或所有實(shí)施例中，本發(fā)明可以包括上述的能量吸收器，當(dāng)從墜落被制動時能量吸收器限制在人員身體上的載荷，其中載荷極限在歐洲要求小于6kN，在美國要求小于4kN。典型地，能量吸收器將被包含在載荷元件和吊帶連接部件之間的任一連接器中或載荷元件和連接器之間或吊帶連接部件和連接器之間。
用于釋放連接器的部件的操作可以通過手動操作實(shí)現(xiàn)，理想地由墜落后正被下降的人員手動操作。在許多情況下，個人救援裝置在墜落之后的懸吊期間將位于墜落者頭部的后面，從而釋放控制部件被延伸以到達(dá)由墜落者操作的方便位置。操作的典型部件由拉索提供，該拉索連接到合適的機(jī)構(gòu)以用于啟動連接器的釋放。通常管理當(dāng)局要求在可意外地啟動釋放的安全臨界條件下的連接器的釋放具有兩個或兩個以上的不同動作以便完成釋放功能。所以，盡管可以用單次操作動作操作釋放部件，例如拉動繩索一次，提供一個以上不同動作的各種其它釋放操作的實(shí)施例也是可能的。簡單的手動釋放操作實(shí)施例可以是提供一個拉索，該拉索僅僅需要一個牽拉動作來釋放連接器，但是需要通過打開拉索袋接近繩索，從而打開拉索袋和牽拉拉索成為兩個不同的動作。另一個釋放操作布置可以利用兩個或兩個以上的拉索，所述拉索需要一起牽拉、按順序牽拉或者按順序但是以規(guī)定順序牽拉以便釋放連接器。另一個釋放操作布置可以是僅僅使用一個拉索，在釋放連接器之前該拉索被牽拉規(guī)定的次數(shù)。當(dāng)人員從墜落被制動之后而不是在墜落事件期間或之前被懸吊時，可以應(yīng)用其它安全措施，其僅僅允許部件的連續(xù)操作來釋放連接器。另外，許多不同實(shí)施例是可能的。例如，釋放機(jī)構(gòu)可以僅僅在載荷元件和吊帶連接部件之間的載荷量值的預(yù)定范圍內(nèi)可操作，以便僅僅當(dāng)載荷等于被懸吊人員的重量時才可釋放。另一個實(shí)施例可以具有這樣的釋放機(jī)構(gòu)，僅僅當(dāng)載荷元件和吊帶連接部件之間的實(shí)際靜態(tài)載荷持續(xù)了預(yù)定持續(xù)時間時或者這樣的基本靜態(tài)載荷等于被懸吊人員的重量并且已經(jīng)持續(xù)了預(yù)定持續(xù)時間時，所述釋放機(jī)構(gòu)才可釋放。
如果墜落者由于墜落事件導(dǎo)致?lián)p傷或失去意識而不能操作連接器釋放部件，則人員高空救援裝置可以包括一個或多個能使連接器由援救者或幫助者釋放的機(jī)構(gòu)。這可以通過使用附加的釋放部件來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)人員從墜落被制動之后所述釋放部件延伸到地面或者其它安全高度，或者通過將延伸部連接到墜落者自己的手動釋放部件來實(shí)現(xiàn)，所述手動釋放部件然后由援救者或幫助者操作，或者通過使用諸如在一端帶有鉤的桿的裝置來實(shí)現(xiàn)，由此所述鉤可以用于啟動釋放部件，或者通過任何其它合適的部件實(shí)現(xiàn)。另一個選擇是援救者配備了個人救援裝置以將他或她自己下降到無意識的墜落者旁邊并且替墜落者操作墜落者的手動釋放部件。
在一些實(shí)施例中，自動操作連接器釋放部件是有利的，特別是當(dāng)在墜落被制動后被懸吊的人員頭部受傷并且變得失去意識的情況下。通常重要的是保證在制動從高空墜落的過程完成之前連接器的自動釋放不會發(fā)生，以避免在這樣的墜落期間的較高動態(tài)載荷被轉(zhuǎn)移到所述一段長度的撓性細(xì)長件和至少一個速度控制部件的可能性。帶有用于釋放連接器的自動釋放部件的實(shí)施例可包括釋放部件，所述釋放部件響應(yīng)施加在載荷元件和吊帶連接部件之間的載荷自動釋放連接器，其中這種載荷的量值在典型地與人員高空救援裝置的最重和最輕用戶的各自重量有關(guān)的上限和下限內(nèi)。而且，這種自動釋放部件可以包括在初次檢測所述上和下載荷限度之間的載荷之后將連接器的釋放延遲一小段時間(例如30秒)的部件，以便保證當(dāng)墜落事件完成之后發(fā)生啟動。許多墜落不僅包括初次墜落而且包括隨后的動態(tài)運(yùn)動，所述動態(tài)運(yùn)動通常由防墜系統(tǒng)中的彈性產(chǎn)生，導(dǎo)致墜落者在達(dá)到停止之前反彈，因此重要的是保證僅僅當(dāng)垂直面中的動態(tài)運(yùn)動基本停止時或之后釋放連接器。可以布置一個安全部件，以防止釋放部件被意外啟動以釋放連接器，使得在載荷元件和吊帶連接部件之間的量值上限和下限內(nèi)的載荷在這樣的量值限度內(nèi)持續(xù)特定的時段(例如30秒)之后才能啟動釋放部件。典型地，如果載荷在特定的量值上限和下限內(nèi)持續(xù)的時段小于特定時段，例如30秒，則啟動過程可以停止，如同載荷元件和吊帶連接部件之間的載荷未被施加。在其它實(shí)施例中，如果這樣的載荷減小到特定下限以下啟動過程將停止，就如同載荷未被施加。然而，如果這樣的載荷增加到特定上限以上，則啟動過程可以暫停并且隨后如果這樣的載荷下降到特定上限以下就繼續(xù)。這樣的自動釋放部件可以使用用于提供規(guī)定時間延遲的機(jī)械裝置機(jī)械地實(shí)現(xiàn)。
用于釋放連接器的更復(fù)雜的自動釋放部件可以使用典型的標(biāo)準(zhǔn)電子部件實(shí)現(xiàn)，所述電子部件電子地啟動致動器，然后該致動器釋放連接器。這種致動器可以是電機(jī)、螺線管、煙火裝置或任何其它合適類型的致動器。煙火致動器廣泛地用于汽車工業(yè)中用于啟動安全氣囊和預(yù)拉伸座椅安全帶并且具有在各種的環(huán)境中長期可靠的優(yōu)良記錄。它們還具有的優(yōu)點(diǎn)是可以由相對較小的電流引爆，同時在引爆之后產(chǎn)生高水平的機(jī)械能，然后該機(jī)械能可用于釋放連接器。依賴安全臨界裝置中的電力的潛在問題是保證當(dāng)它需要時有足夠的電力可用。電力典型地取自電池或與人員高空救援裝置結(jié)合的其它合適的便攜式電力存儲器。為了使電力使用最小化，包括電池的電路可以被布置成使得它保持打開，并且在載荷被施加到載荷元件和吊帶連接部件之間(當(dāng)墜落制動事件之后人員被懸吊時發(fā)生該情況)之前不會動用電池上的任何電力。載荷的量值典型地大于規(guī)定下限以便使電路被意外閉合的可能性最小化。下限量值可與人員高空救援裝置的最輕用戶的重量有關(guān)。當(dāng)載荷元件和吊帶連接部件之間的載荷大于規(guī)定下限時，電路將是閉合的，使得來自電池的電力可用于啟動致動器。為了保證電啟動致動器僅僅在墜落事件完成并且墜落者基本靜止之后釋放連接器，標(biāo)準(zhǔn)電子定時器可以用于在電路被閉合和致動器被啟動以釋放連接器之間提供預(yù)定時間延遲，例如30秒，使得如果載荷元件和吊帶連接部件之間的載荷被消除或者它的量值在所述下限以下，則電路將被打開并且啟動過程將停止，就如同載荷未被施加。在一些工作場所應(yīng)用中，當(dāng)工人特別是在險峻的傾斜表面上作業(yè)時使用他的吊帶、系索和安全錨地來限制他的位置時，相對較大的載荷可以施加在載荷元件和吊帶連接部件之間。相對較重的工人可以將可能超過載荷量值的所述下限的限制載荷施加在載荷元件和吊帶連接部件之間，因此啟動電路。盡管該情況是不太可能的，電路可以包含傳感器，該傳感器檢測載荷元件和吊帶連接部件之間的載荷或者在動態(tài)墜落事件期間檢測人員高空救援裝置的加速力，使得僅僅當(dāng)載荷量值的相對較大的閾值限度被超過之后才釋放連接器。這將有效地保證僅僅當(dāng)比較嚴(yán)重的墜落事件之后才釋放連接器，其中墜落者可能受傷或者導(dǎo)致失去意識。這種人員高空救援裝置將具有手動釋放部件以便在不太嚴(yán)重的墜落事件中能使墜落者操作他自己的手動釋放部件。手動釋放部件可以是啟動電致動器的簡單電開關(guān)或者它可以是機(jī)械布置或者任何其它合適的布置。也可以機(jī)械地提供用于檢測大于相對較高的閾值限度的負(fù)載的部件。
在用于釋放可釋放連接器或可釋放止擋件或制動器的釋放部件被自動操作或者借助于延長的拉索手動操作的任一實(shí)施例中，人員高空救援裝置可以位于穿戴吊帶的人員和與人員相連的在結(jié)構(gòu)或建筑物上的安全錨地之間的任何位置，因?yàn)椴恍枰藛T高空救援裝置接近這樣的人員。例如，人員高空救援裝置可以直接連接到安全錨地而不是人員的吊帶，從而安全錨地承受人員高空救援裝置的重量。在人員高空救援裝置直接連接到安全錨地的實(shí)施例中，優(yōu)選的是吊帶連接部件可以以另外方式連接到吊帶，連接到錨地，并且載荷元件和/或撓性細(xì)長件連接到布置在人員的吊帶和安全錨地之間的安全繩，從而當(dāng)撓性細(xì)長件被展開時僅僅撓性細(xì)長件遠(yuǎn)離安全錨地，由此減小被下降路徑中的障礙物阻礙展開的可能性。
在使用電能的前述或隨后的任一實(shí)施例中，可以機(jī)械地提供進(jìn)一步的備用釋放部件以防止電動釋放部件由于某種原因而出現(xiàn)故障。
對使用電能的前述或隨后的任一布置有用的附加件可以是包括電子發(fā)聲器，該電子發(fā)聲器可以被啟動以發(fā)出人員墜落的可聽警報。這種發(fā)聲器也可用于指示正從電池吸取電力。電動發(fā)聲器也可以被加入到前述或隨后的任一布置，但是這種發(fā)聲器由諸如電池這樣的電能量源供能?？蛇x地，可以以各種布置機(jī)械地設(shè)置發(fā)聲器，該發(fā)聲器包括改造至少一個速度控制機(jī)構(gòu)，使得其操作作為人員在墜落制動事件之后正在下降的警報可清晰地被聽到。
使用典型的標(biāo)準(zhǔn)電子部件的該發(fā)明的可選實(shí)施例將能由援救者或幫助者遠(yuǎn)程地執(zhí)行連接器的釋放。在墜落者需要醫(yī)療的致傷性墜落事件中，理想的是援救者或幫助者啟動墜落者的釋放部件，然后當(dāng)墜落者到達(dá)地面時準(zhǔn)備好接受和給予援助。所以本發(fā)明的實(shí)施例是援救者或幫助者配備典型的標(biāo)準(zhǔn)無線發(fā)送器，從而援救者或幫助者可以將無線信號發(fā)送到包含在墜落者的人員高空救援裝置中的無線接收器，使得信號可以開啟致動器(例如電機(jī)、螺線管、煙火裝置或一些其它合適的致動器)的電啟動，以便釋放連接器。如前所述，可以通過電池或一些其它合適的電力存儲器提供電力，為了使電力使用最小化，包括電池的電路可以被布置成使得它保持打開，并且在預(yù)定閾值的載荷被施加到載荷元件和吊帶連接部件之間(在墜落之后人員被懸吊的情況下發(fā)生該情況)之前不會動用電池上的任何電力。也可以包括延時裝置以保證在墜落事件基本完成之前不釋放連接器。墜落者也可以配備無線發(fā)送器，以便在墜落之后當(dāng)他未受傷或者未失去意識的情況下啟動他自己的釋放部件。在另一情況下是有利的，其中角色互換，墜落者變?yōu)樵日撸⑶宜缓罄盟约旱臒o線發(fā)送器執(zhí)行遠(yuǎn)程救援。可選地，墜落者可以用直接連接到他的人員高空救援裝置中的電路的簡單的手動電開關(guān)啟動他自己的釋放部件或者用一些其它合適的釋放部件(例如獨(dú)立于任何電路的機(jī)械釋放部件)啟動他的釋放機(jī)構(gòu)。
在典型的實(shí)施例中，該發(fā)明具有自動控制和限制人員下降速度的速度控制部件。然而其它實(shí)施例也可以具有可由正在下降的人員手動操作以便減小下降速度的另一個速度控制部件，并且如果需要也可以讓所述部件停止它們的下降。除了或代替由正下降的人員操作，該另一個速度控制部件可以具有由援救者操作的能力。在正下降的人員無意識的情況下由援救者操作是有用的。為了方便起見自動和手動兩種速度控制部件通常很近。在實(shí)踐中，已發(fā)現(xiàn)牽拉或釋放一個或多個控制繩是操作手動速度控制部件的合適方法。然而，關(guān)于通過牽拉或釋放一個或多個控制繩的速度是否將減小是有爭議的。牽拉是有意識的動作，所以常常與減小速度最相關(guān)，特別是在人員無意識的情況下，在該情況下盡可能快速地將人員下降到安全地點(diǎn)是至關(guān)重要的。為了方便起見和使混淆的可能性最小化，手動速度控制部件的操作常常但不必須與用于釋放連接器的釋放部件的操作合用。在手動速度控制部件的另一個典型實(shí)施例中提供了用于手動操作速度控制部件的部件，以在下降過程中的任何階段停止撓性細(xì)長件展開和在停止之后保持固定而不需要手動速度控制部件的任何持續(xù)或進(jìn)一步的操作。這在以下情況下是有用的，其中配備人員高空救援裝置的援救者需要將他自己下降到在從墜落被制動之后失去意識和被懸吊而且也配備人員高空救援裝置的人員旁邊，而且援救者需要在墜落者旁邊保持固定并且讓兩只手和任何其它可用的機(jī)構(gòu)自由以便釋放墜落者的連接器釋放部件。然后停止撓性細(xì)長件展開的手動速度控制部件可以在適當(dāng)?shù)臅r間被操作以釋放制動機(jī)構(gòu)和繼續(xù)從存儲器展開撓性細(xì)長件。
然而，在復(fù)雜的實(shí)施例中，可以設(shè)置制動部件的電動啟動，這與關(guān)于連接器釋放部件的電動啟動所述的情況相同。與連接器釋放部件的電動啟動相同，可以通過從位于正在下降的人員和/或援救者的控制器無線地發(fā)送信號來控制手動速度控制部件的電動啟動。


現(xiàn)在將通過例子僅僅參考附圖描述本發(fā)明，其中圖1示出了由人員穿戴了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的人員高空救援裝置；圖2示出了圍繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)的圖1中的實(shí)施例的背面視圖；圖3示出了在墜落后被制動之后由被懸吊的人員穿戴的圖1中的實(shí)施例；圖4示出了圖3中的視圖，但是連接器已被釋放并且人員處于下降的早期階段；圖5a示出了圖1中的實(shí)施例的部分剖視圖；圖5b示出了圖5a的部分剖視圖；圖5c示出了在第一級操作中的圖5a的部分剖視圖；圖5d示出了在第二級操作中的圖5a的部分剖視圖；圖6a示出了帶有第一可選連接器釋放機(jī)構(gòu)的圖5a的部分剖視圖；圖6b示出了在第一級操作中的圖6a；圖6c示出了在第二級操作中的圖6a；圖7a示出了帶有第二可選連接器釋放機(jī)構(gòu)的圖5a的部分剖視圖；圖7b示出了在隨后一級操作中的圖7a；圖7c示出了在又一級操作中的圖7b；圖8示出了第三可選連接器釋放機(jī)構(gòu)的部分剖視圖；圖9a示出了第四可選連接器釋放機(jī)構(gòu)的部分剖視圖；圖9b示出了圖9a的部分剖視圖；圖10示出了由人員穿戴的根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的人員高空救援裝置；
圖11a示出了圖10中的本發(fā)明的部分剖視圖；圖11b示出了圖11a的部分剖視圖；圖12a示出了帶有展開釋放撓性細(xì)長件的可選方法的圖10中的本發(fā)明的部分剖視圖；圖12b示出了在第二級操作中的圖12a中的本發(fā)明的部分剖視圖；圖13a示出了應(yīng)用于圖1或圖10的本發(fā)明的部分剖視圖，其示出了可行的自動釋放機(jī)構(gòu)；圖13b示出了圖13a中的本發(fā)明的部分剖視圖；圖13c示出了在第二級操作中的圖13a和13b中的本發(fā)明的部分剖視圖；圖13d示出了帶有機(jī)械延時布置的圖13a至13c中的本發(fā)明的部分剖視圖；圖13e示出了在第二級操作中的圖13d中的本發(fā)明的部分剖視圖；圖14a示出了在第一級操作中的帶有用于系索、吊帶和救援繩連接的可選布置的本發(fā)明的視圖；圖14b示出了在第二級操作中的圖14a中的本發(fā)明的視圖；圖14c示出了在人員墜落的第一模式中包括外殼的圖14a中的本發(fā)明的側(cè)視圖；圖14d示出了在人員墜落的第二模式中包括外殼的圖14a中的本發(fā)明的側(cè)視圖；圖14e示出了在人員墜落的第三模式中包括外殼的圖14a中的本發(fā)明的側(cè)視圖；圖15a示出了帶有離心式動態(tài)伺服制動布置的本發(fā)明的部分剖視圖；圖15b示出了圖15a中的本發(fā)明的部分視圖；圖16a示出了包含在第一級操作中的圖14a至圖15b中的本發(fā)明的部分剖視圖，其中制動器也由釋放連接器的拉索操作；圖16b示出了在第二級操作中的圖16a中的本發(fā)明的部分剖視圖；圖17a示出了包含圖14a至圖16b中的本發(fā)明的側(cè)視圖；
圖17b示出了圖17a中的本發(fā)明的主視圖；圖18a示出了具有拉索的延伸部的本發(fā)明的一部分的視圖，當(dāng)人員從墜落被制動時，所述延伸部用于操作延伸到地面或其它安全高度的連接器的釋放；圖18b示出了圖18a中的本發(fā)明的剖視圖；圖18c示出了圖18a中的本發(fā)明的第一部件的視圖；圖18d示出了圖18a中的本發(fā)明的第二部件的視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，人員高空救援裝置的第一實(shí)施例被示出穿戴在當(dāng)時在高空執(zhí)行普通作業(yè)任務(wù)的人員1的后背上。人員1穿戴吊帶2，該吊帶借助于穿過支架3中的開口6的吊帶2的帶4和5牢固地連接到圖2中的支架3。帶4和5也穿過導(dǎo)向件7和8以便將人員高空救援裝置保持在吊帶2上的適當(dāng)位置，該導(dǎo)向件是人員高空救援裝置外殼9的一部分或者連接到人員高空救援裝置外殼9。在圖1中，系索10被示出在一端借助于被示出為彈簧扣12的典型連接裝置連接到環(huán)11，而系索10的另一端連接到由防墜系統(tǒng)或單點(diǎn)錨地提供的安全錨地。環(huán)11和支架3是連接在一起的堅(jiān)固部件，從而施加在系索10上的任何載荷穿過環(huán)11和支架3之間的連接部分轉(zhuǎn)移到吊帶2。在人員1將墜落的情況下，他墜落的嚴(yán)重程度以及導(dǎo)致在他身體上施加的載荷在很大程度上取決于他的重量以及在防墜錨地和他的吊帶2之間被制動之前他墜落通過的距離。然而，管理當(dāng)局認(rèn)識到人體在受到導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p傷之前可以承受的載荷極限，因此要求在高空作業(yè)的人員應(yīng)當(dāng)在吊帶和防墜錨地之間配備能量吸收器，該能量吸收器以與墜落的嚴(yán)重程度無關(guān)的方式限制吊帶上的載荷。這種能量吸收器典型地被接合到系索10或通常被稱為防墜器的另一裝置中，所述防墜器連接在吊帶和防墜錨地之間并且依靠摩擦吸收能量。管理當(dāng)局要求的載荷極限在國際上有所變化。在歐洲，吊帶上的載荷被限制在6kN以下，而在美國吊帶上的載荷被限制在4kN以下。管理當(dāng)局通常也要求安全設(shè)備部件應(yīng)當(dāng)被設(shè)計(jì)成按照至少兩倍的安全系數(shù)執(zhí)行最大預(yù)測載荷。所以環(huán)11和支架3以及它們之間的連接部分在人員墜落后被制動的情況下需要承受至少12kN的載荷。
圖3示出了墜落后被制動之后處于典型姿態(tài)的配備人員高空救援裝置的第一實(shí)施例的人員1。特別是在前述的墜落事件期間人員1的身體傾向于朝著支撐他的身體的吊帶2的部分落下以及吊帶2傾向于受到一些拉伸，這兩者導(dǎo)致帶4和5變得圍繞支架3重新定位，使得由于墜落事件和墜落事件之后產(chǎn)生的載荷由支架3承受。支架3上的載荷通過其與環(huán)11的連接部分轉(zhuǎn)移到系索10，然后傳遞到安全防墜系統(tǒng)或單點(diǎn)錨地。所以人員高空救援裝置能夠經(jīng)受住吊帶2和支架3之間、支架3和環(huán)11之間以及環(huán)11與系索10之間的墜落制動載荷。
當(dāng)人員1在墜落后被制動之后停住并且懸吊在高空時，在通過支架3和環(huán)11施加的基本上靜態(tài)的載荷相當(dāng)于人員1的重量，人員高空救援裝置現(xiàn)在準(zhǔn)備好被展開，以將人員下降到地面或其它安全高度。典型地通過釋放在環(huán)11和支架3之間的第一連接和用第二連接替換環(huán)11和支架3之間的連接開始展開，所述第一連接承受墜落事件的墜落制動階段時的載荷，所述第二連接包括可以被展開以使人員下降的撓性細(xì)長件。圖4示出了人員1已啟動環(huán)11和支架3之間的連接的釋放，從而連接被轉(zhuǎn)移到撓性細(xì)長件21，從而允許環(huán)11遠(yuǎn)離殼體9，由此遠(yuǎn)離吊帶2所連接的支架3。
圖5a至9a更詳細(xì)地示出了第一實(shí)施例，第一實(shí)施例帶有用于啟動釋放環(huán)11和支架3之間的連接的可選部件。
在圖5a和5b中，銷13和14是圓柱形軸，其軸線垂直于作為殼體9的一部分的平行板，并且兩個銷支撐在該平行板之間。兩個銷13和14也位于支架3中，從而支架3牢固地連接到銷13和14。支架3也可以牢固地連接到殼體9。然而，銷14與銷13的區(qū)別在于銷14具有平面部分18并且也能夠相對于殼體9旋轉(zhuǎn)，使得平面部分18也能夠圍繞銷14的軸線相對于殼體9旋轉(zhuǎn)。環(huán)11具有抵接件15和16，它們均分別抵靠在銷13和14上，使得當(dāng)平面部分18處于圖5a所示的徑向方位時環(huán)11不能沿箭頭17的方向移動。
杠桿30被剛性地連接到銷14，使得杠桿30的旋轉(zhuǎn)也導(dǎo)致銷14的旋轉(zhuǎn)。杠桿32處于與杠桿30相同的平面中，并且能夠圍繞軸33旋轉(zhuǎn)和具有扭簧34，該扭簧傾向于迫使相對于圖5a沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，使得杠桿32在其靜態(tài)位置通常抵靠著止擋銷35。杠桿30和32通過銷31連接，銷31被剛性地連接到杠桿32并且也被限制在杠桿30上的狹槽36內(nèi)，使得銷31圍繞軸33的徑向移動將導(dǎo)致杠桿30和銷14相對于殼體9徑向移動。拉索37是一段長度的撓性細(xì)長件，其在一端連接到杠桿32，其另一端位于人員1的吊帶上的方便位置。拉索37被示出成由套38封閉。典型地，套38為保護(hù)拉索37的管狀套并且張力很大，以便例如在墜落制動事件期間防止拉索37被意外牽拉。夾子39將套38牢固地連接到殼體9。在圖5c中，拉索37被示出成基本上沿箭頭40的方向已被牽拉，由此沿逆時針方向圍繞軸33旋轉(zhuǎn)杠桿32導(dǎo)致杠桿30與銷14一起沿順時針方向圍繞銷14相對于殼體9旋轉(zhuǎn)，使得平面部分18也沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)平面部分18到達(dá)如圖5c中所指示的旋轉(zhuǎn)程度時，環(huán)11的抵接件16能夠與銷14無關(guān)地圍繞支承在銷13上的抵接件15旋轉(zhuǎn)。在圖5d中，環(huán)11被示出成已與兩個銷13和14分離。
為了避免在從墜落被制動之后除隨后懸吊之外的意外釋放的可能性，通常要求兩個不同的動作以便完成釋放機(jī)構(gòu)的啟動。在其最簡單的形式中，這可以通過要求人員1在牽拉拉索37以啟動釋放之前進(jìn)入可用諸如維可牢尼龍搭扣(Velcro)的臨時固定方法固定的拉索袋來實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)墜落被制動后被懸吊之后為了使人員1下降而釋放環(huán)11時，人員1的重量然后被轉(zhuǎn)移到撓性細(xì)長件21。在圖5a中，撓性細(xì)長件21是一段長度的撓性細(xì)長件，其在一端牢固地連接到環(huán)11，在其另一端連接到端部止擋件22。從其連接到環(huán)11，撓性細(xì)長件21穿過兩個導(dǎo)向件19和20，然后相對于圖5a以逆時針方向螺旋地纏繞在圓柱23周圍，圓柱23被剛性地連接到殼體9。圓柱23減小在撓性細(xì)長件從環(huán)11纏繞到圓柱23上的位置和撓性細(xì)長件離開圓柱23的位置之間的撓性細(xì)長件21上的拉伸載荷。這本質(zhì)上是由于撓性細(xì)長件21的表面和圓柱23的徑向表面之間的徑向摩擦導(dǎo)致的結(jié)果。圖5a示出了已經(jīng)圍繞圓柱23纏繞大約兩圈的撓性細(xì)長件。然而，纏繞圈數(shù)將取決于撓性細(xì)長件21和圓柱23的表面之間的摩擦系數(shù)。一旦離開圓柱23，撓性細(xì)長件21相對于圖5a以順時針方向螺旋地纏繞在鼓輪24周圍，鼓輪24能夠圍繞軸25旋轉(zhuǎn)，軸25固定到殼體9。在鼓輪24的一個軸向端上具有被示出包括從鼓輪24的表面伸出的銷26a和銷26g的六個銷，由此所有六個銷圍繞軸25徑向等間隔分開。在圖5c中，速度控制杠桿41是可以圍繞軸42樞轉(zhuǎn)且具有成形孔43的加重杠桿，包括銷26a和26g的六個銷通過該成形孔從鼓輪24的表面伸出。當(dāng)環(huán)11被釋放并且人員1的重量被轉(zhuǎn)移到撓性細(xì)長件21時，撓性細(xì)長件圍繞圓柱23滑動并且與鼓輪24一起圍繞軸25旋轉(zhuǎn)。當(dāng)撓性細(xì)長件離開圓柱23并且通過鼓輪24周圍時，如前所述那樣減小了在撓性細(xì)長件21中基本上相當(dāng)于人員1的重量的張力。當(dāng)鼓輪24與撓性細(xì)長件21一起旋轉(zhuǎn)時，速度控制杠桿41被迫使沿著由并置的開孔43限定的弧的相反徑向方向與包括26a和26g的六個銷一起運(yùn)動。由于鼓輪24的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生速度控制杠桿41圍繞軸42的運(yùn)動，因此將存在這樣的限制，使得速度控制杠桿41的運(yùn)動所導(dǎo)致的慣性阻力將受到抵制并且因此減小或限制鼓輪24的旋轉(zhuǎn)速度，由此限制撓性細(xì)長件從鼓輪24展開的速度。為了減小撓性細(xì)長件21上的拉伸載荷而使用圓柱23能使速度控制杠桿41比較緊湊。盡管速度控制杠桿41被示出是用于限制撓性細(xì)長件21從鼓輪24上展開的速度的一個部件，但可以使用用于控制速度的任何其它合適的部件。
從鼓輪24移動遠(yuǎn)離環(huán)11的撓性細(xì)長件21在被包裝在如圖5a中所示的存儲區(qū)域中之前通過導(dǎo)向件44和45之間。典型地，導(dǎo)向件44和45被布置成使得它們稍微支承在撓性細(xì)長件21上，以在離開存儲區(qū)域和纏繞到鼓輪24上的撓性細(xì)長件21之間提供一些張力。在撓性細(xì)長件21的存儲端部具有端部止擋件22，該端部止擋件牢固地連接到撓性細(xì)長件21的端部，使得在使人員1下降時存儲的撓性細(xì)長件耗盡的情況下，端部止擋件22將變成卡在導(dǎo)向件44和45之間，由此防止撓性細(xì)長件21離開殼體9。
撓性細(xì)長件21可以是新式高強(qiáng)度聚合物繩索。在實(shí)踐中，它需要承受相當(dāng)于人員1的重量的基本上靜態(tài)的張力載荷，該張力載荷典型地大約為1kN。然而，當(dāng)采用大約4倍的增大安全系數(shù)時，該張力載荷可以增加到至少4kN。各種高強(qiáng)度纖維繩索被廣泛使用，并且繩索通常具有小至4mm的橫截面直徑以具有高達(dá)18kN的斷裂載荷。所以，撓性細(xì)長件21可以是這樣一種高強(qiáng)度繩索，使得該繩索可以被緊湊地存儲，該繩索有足以安全地下降被懸吊人員的長度和輕的重量?？紤]到人員高空救援裝置由在高空作業(yè)的人員穿戴，因此緊湊和重量輕是重要的因素。然而，撓性細(xì)長件21可以是任何其它合適的材料，該材料包括鋼索或鋼絲或聚合物帶或織物帶。
在圖5d中，杠桿32具有突出銷46，使得當(dāng)杠桿32相對于圖5d沿逆時針方向圍繞軸33旋轉(zhuǎn)時，銷46支承在速度控制杠桿41的表面47上，由此限制速度控制杠桿41圍繞軸42運(yùn)動的徑向運(yùn)動范圍并且抵制鼓輪24旋轉(zhuǎn)。所以，盡管當(dāng)基本上沿箭頭40的方向被牽拉到第一級時拉索37釋放了環(huán)11，從而當(dāng)撓性細(xì)長件21被展開時允許環(huán)11移動遠(yuǎn)離殼體9，拉索37也可以被牽拉到抵制或停止速度控制杠桿41的徑向運(yùn)動的第二級，由此減慢并且必要時停止人員1的下降。在一些實(shí)施例中，操作拉索37的前述第一和第二級兩者可以是相同的，使得在釋放連接器的同時施加制動。
圖6a至6c示出了用于釋放環(huán)11的第一可選布置，由此要求以拉索50先于拉索51的特定順序牽拉拉索50和51。這將進(jìn)一步減小過早地意外釋放所述機(jī)構(gòu)的可能性。在圖6a中，杠桿48連接到杠桿32，使得杠桿32可以相對于杠桿48圍繞軸54旋轉(zhuǎn)。杠桿49能夠圍繞軸53旋轉(zhuǎn)并且具有突出銷52，該突出銷52剛性地固定到其表面并且支承在杠桿49的表面56上。而且，杠桿49具有支承在杠桿48上的抵接件55。所以，如果基本上沿箭頭51a的方向牽拉拉索51，則由于突出銷52支承在杠桿48的表面56上而防止杠桿48移動。如果基本上沿箭頭51a的方向同時牽拉兩個拉索50和51，這也是適用的。然而，如果如圖6b中所示首先基本上沿箭頭50a的方向牽拉拉索50，則杠桿49圍繞軸53旋轉(zhuǎn)，從而允許突出銷52遠(yuǎn)離杠桿48上的表面56，使得然后可以通過基本上沿如圖6c中所示的箭頭51a的方向牽拉拉索51使杠桿48移動，由此旋轉(zhuǎn)杠桿30和釋放環(huán)11。在軸53處加入傾向于相對于圖6b沿順時針方向旋轉(zhuǎn)杠桿49的扭簧105將僅僅在拉索50被牽拉到其程度之后和同時才允許牽拉拉索51。
圖7a至7c示出了用于釋放環(huán)11的第二可選布置，由此要求基本上沿箭頭58a的方向牽拉拉索58，然后釋放拉索58，但是要求牽拉和釋放順序連續(xù)地執(zhí)行一次以上。所示的實(shí)施例包括需要連續(xù)3次牽拉拉索58以便釋放環(huán)11的釋放機(jī)構(gòu)。在圖7a中，杠桿62被剛性地連接到銷14并且具有支承在止擋件65上的止擋件64，止擋件65連接到殼體9的一部分。扭簧66在杠桿62和殼體9之間，使得杠桿62傾向于相對于圖7a沿逆時針方向朝著止擋件65移動。杠桿62也具有與棘爪61嚙合的徑向齒，棘爪61安裝在杠桿59上，使得棘爪61可以相對于杠桿59圍繞軸63旋轉(zhuǎn)。杠桿59能夠圍繞軸60旋轉(zhuǎn)并且具有與之連接的拉索58。軸60連接到殼體9。扭簧67在棘爪61和杠桿59之間傾向于相對于圖7a沿順時針方向朝著杠桿62推動凸輪61。扭簧68在杠桿59和殼體9之間傾向于相對于圖7a沿順時針方向朝著止擋件65推動杠桿59。當(dāng)基本上沿箭頭58a的方向第一次牽拉拉索58時，棘爪61與杠桿62的第一個齒嚙合并且沿順時針方向使杠桿62和銷14旋轉(zhuǎn)通過有限的弧度。由于支承在銷14上的環(huán)11上的載荷不足，在環(huán)11和銷14之間產(chǎn)生的摩擦將被扭簧66的強(qiáng)度克服，因此當(dāng)拉索58被釋放時杠桿62將返回到其初始位置。然而，在環(huán)11相對于銷14承載了人員1的重量的情況下，在環(huán)11和銷14之間產(chǎn)生的摩擦將足以克服扭簧66的強(qiáng)度，使得在第一次牽拉拉索58之后，杠桿62和銷14將相對于環(huán)11旋轉(zhuǎn)并且保持旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步基本上沿箭頭58a的方向牽拉拉索58將使凸輪61嚙合在杠桿62中的后續(xù)齒中，由此使杠桿62旋轉(zhuǎn)通過又一段的旋轉(zhuǎn)弧度。圖7b示出了基本上沿箭頭58a的方向第三次牽拉拉索58的開始，在圖7c中示出已完成第三次牽拉，由此銷14中的平面部分18被充分轉(zhuǎn)動以使環(huán)11能夠脫離。這是特別安全的釋放方法，因?yàn)樗蟛煌剡B續(xù)牽拉拉索58，并且如果環(huán)11上的載荷不足以抵抗扭簧66的話，杠桿62返回到其開始位置靠在止擋件65上。盡管圖7a至7c示出了要求連續(xù)三次牽拉拉索58的實(shí)施例，其它類型的實(shí)施例可以要求兩次或兩次以上的牽拉。
圖8、9a和9b示出了啟動環(huán)11的釋放的第三和第四可選方法，使得僅僅可以在環(huán)11上的載荷的最小和最大范圍之間啟動釋放，由此載荷范圍具體包括等于人員重量的載荷，但是排除例如可能在高空正?；顒悠陂g遇到的輕載荷和例如當(dāng)制動墜落時出現(xiàn)的重載荷。圖8中的實(shí)施例示出了一種簡單機(jī)構(gòu)，在環(huán)11上的載荷的預(yù)定閾值以下所述機(jī)構(gòu)將抵制環(huán)11被釋放。杠桿71能夠圍繞軸70旋轉(zhuǎn)，軸70固定在殼體9中。杠桿71也具有與環(huán)11上的配合表面對接的突出表面74。彈簧73是在抵接件73a和杠桿71之間的壓縮彈簧，該抵接件連接到殼體9或是其一部分，并且彈簧73具有足夠的強(qiáng)度以將杠桿74推靠在環(huán)11上，使得如果銷14上的表面18將旋轉(zhuǎn)到環(huán)11可以以另外方式在那里脫離的位置，則杠桿71上的突出表面74的嚙合將在高達(dá)環(huán)11和銷14之間的載荷的量值的最小閾值使環(huán)11固定就位。
圖9a和9b的實(shí)施例示出了一種機(jī)構(gòu)，在環(huán)11上的載荷的預(yù)定閾值以上所述機(jī)構(gòu)將抵制環(huán)11釋放。杠桿30被剛性地連接到帶有平坦表面18的銷14，并且存在傾向于相對于環(huán)11沿逆時針方向推動杠桿30和銷14旋轉(zhuǎn)的扭簧81。兩個杠桿75和82圍繞相同的軸76旋轉(zhuǎn)，扭簧80被布置成杠桿75和82之間，傾向于相對于圖9a沿順時針方向朝著杠桿75推動杠桿82旋轉(zhuǎn)。拉索79連接到杠桿82。銷78從杠桿75的表面伸出并且與杠桿30中的狹槽形狀接合，使得杠桿75圍繞軸76的旋轉(zhuǎn)也導(dǎo)致杠桿30圍繞銷14旋轉(zhuǎn)。如果支承在兩個銷13和14上的環(huán)11上的載荷高于預(yù)定的最大閾值極限，則在基本上沿箭頭79a的方向牽拉拉索79的情況下在銷14和環(huán)11之間產(chǎn)生的摩擦將大于扭簧80的強(qiáng)度。在這樣的情況下，拉索79將導(dǎo)致杠桿82旋轉(zhuǎn)，但是杠桿75將由杠桿30保持，而杠桿30又通過銷14和環(huán)11之間的摩擦保持。然而，如果銷14和環(huán)11之間的摩擦不足以克服扭簧80的強(qiáng)度(如果環(huán)11上的載荷在預(yù)定的上限閾值以下就屬于這種情況)，則由拉索79啟動的杠桿82的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動將轉(zhuǎn)動杠桿75，杠桿75然后將轉(zhuǎn)動杠桿30和銷14，從而允許環(huán)11脫離。圖8以及圖9a和9b中所示的兩個實(shí)施例可以組合以提供一種機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)將僅僅在環(huán)11上的載荷的預(yù)定最大和最小閾值之間允許釋放環(huán)11。
在圖10，11a和11b中示出了人員高空救援裝置的第二實(shí)施例。在圖10中，第二實(shí)施例被示出穿戴在當(dāng)時在高空執(zhí)行普通作業(yè)任務(wù)的人員1的后背上。在用于釋放環(huán)11的釋放機(jī)構(gòu)方面以及在使用支架3將人員高空救援裝置連接到吊帶2的方法方面，本發(fā)明的第二實(shí)施例與第一實(shí)施例相同。主要區(qū)別在于在墜落制動后被懸吊之后使人員下降時存儲和展開撓性細(xì)長件的部件以及控制撓性細(xì)長件的展開速度并且由此控制人員的下降速度的部件。
在圖11a和11b中，撓性細(xì)長件85是一段長度的撓性細(xì)長件，其一端連接到環(huán)11并且在相對于圖11a沿順時針方向螺旋地纏繞到鼓輪90上之前穿過導(dǎo)向件87和88。撓性細(xì)長件85的另一端牢固地連接到鼓輪90。鼓輪90被剛性地連接到銷91。在銷91的一端具有能夠在軸向軸承92內(nèi)旋轉(zhuǎn)的頭部部分，軸向軸承92固定到殼體86，從而鼓輪90和銷91都可以在軸向軸承92內(nèi)一起旋轉(zhuǎn)。銷91也穿過固定在布置95內(nèi)的軸向軸承96，布置95剛性地連接到殼體86或是其一部分。在布置95以外，銷91具有被示出為典型右旋的螺紋93的螺紋部分。螺母94是特殊成形螺母，其具有擰到銷91的螺紋93上的中心螺紋孔。所以，鼓輪90，銷91和螺母94可以相對于殼體86一起旋轉(zhuǎn)。螺旋彈簧98連接在螺母94和銷91之間，傾向于相對于銷91沿逆時針方向推動螺母94旋轉(zhuǎn)，使得螺旋彈簧98傾向于推動螺母94上的螺紋相對于銷91上的螺紋93旋松。速度控制盤99是這樣一種盤，其連接到結(jié)構(gòu)95并且保持有粘性材料100，使得該粘性材料被布置在速度控制盤99和螺母94之間。粘性材料用來形成螺母94和布置95之間的預(yù)定阻力，使得當(dāng)鼓輪90相對于圖11a沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，螺母94的螺紋部分傾向于朝著鼓輪90旋緊到銷91的螺紋93上。當(dāng)基本上沿箭頭40的方向牽拉拉索37以釋放環(huán)11時，鼓輪90相對于殼體86和相對于圖11a沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，從而從鼓輪90展開撓性細(xì)長件85。螺旋彈簧98的伸展傾向于相對于銷91旋松螺母94，由此允許鼓輪90旋轉(zhuǎn)。然而，當(dāng)鼓輪90的旋轉(zhuǎn)速度超過預(yù)定極限時，由螺母94和布置95之間的粘性材料100施加的粘性阻力傾向于克服螺旋彈簧98的強(qiáng)度并且導(dǎo)致螺母94的螺紋部分旋緊到銷91的螺紋93上，使得銷91和鼓輪90兩者朝著螺母94移動。摩擦盤101是由摩擦材料制成的盤，其在自身與布置95和鼓輪90的配合表面之間具有基本上預(yù)定的摩擦系數(shù)，使得當(dāng)銷91和鼓輪90朝著摩擦盤101移動，并且布置95和鼓輪90與摩擦盤101相互作用時，鼓輪90的旋轉(zhuǎn)速度被減小，直到彈簧98的強(qiáng)度超過由粘性材料100施加的粘性阻力，由此傾向于相對于銷91的螺紋93旋松螺母94的螺紋部分，使得鼓輪90傾向于遠(yuǎn)離摩擦盤101，由此減小鼓輪90的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的阻力。滾珠軸承97分隔開螺母94和布置95，使得防止螺母94變得鎖定到布置95。如果沒有滾珠軸承97，螺母94可由于在它們的配合表面之間形成的摩擦而變成鎖定到布置95，從而當(dāng)鼓輪90的旋轉(zhuǎn)速度被減小到預(yù)定限度以下時，螺旋彈簧98將不能克服摩擦并因此不能相對于銷91旋松螺母94。
因此，在以上實(shí)施例中，鼓輪90的旋轉(zhuǎn)速度被有效地控制，并且人員1的下降速度被有效地限制?？梢匀菀自黾訋в幸环N機(jī)構(gòu)的手動控制制動器，除了由粘性材料100施加的粘性阻力之外，所述機(jī)構(gòu)簡單地將阻力施加到螺母94。然后這種機(jī)構(gòu)可以聯(lián)接到拉索或者其它合適的操作部件，以便通過牽拉拉索來操作制動器。
盡管施加到鼓輪90的自動速度控制被示出由在螺母94上產(chǎn)生的阻力的粘性材料100施加，阻力的施加可以是提供動態(tài)阻力的任何其它合適的部件，所述動態(tài)阻力與鼓輪90的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)，由此當(dāng)環(huán)11被釋放之后限制了人員1的下降速度。在撓性細(xì)長件85的長度不足以將人員1下降到安全高度的情況下，由于撓性細(xì)長件的端部牢固地連接到鼓輪90，因此可以防止撓性細(xì)長件85離開鼓輪90。而且，撓性細(xì)長件85可以是任何合適的材料和橫截面。然而，在實(shí)踐中，已發(fā)現(xiàn)當(dāng)纏繞在鼓輪周圍時鋼索既結(jié)實(shí)又緊湊。尤其可以使用高強(qiáng)度聚合物繩索，因?yàn)樗Y(jié)實(shí)、緊湊并且比鋼索輕。也可以使用諸如織物帶這樣的聚合物帶。
圖12a和12b示出了與圖11a和11b中的布置類似的布置，區(qū)別在于作用在環(huán)11上的可釋放連接器由可釋放止擋件代替，該可釋放止擋件防止鼓輪90旋轉(zhuǎn)，由此防止鼓輪90展開撓性細(xì)長件和將動態(tài)墜落制動載荷施加到控制撓性細(xì)長件從鼓輪展開的速度的速度控制機(jī)構(gòu)，直到可釋放止擋件被釋放。在圖12a中撓性細(xì)長件85的第一端固定到鼓輪90，然后撓性細(xì)長件的大部分長度螺旋地纏繞到鼓輪90上，撓性細(xì)長件85的第二端牢固地連接到環(huán)101。環(huán)101是顯著的，因?yàn)樗⒉痪哂锌梢苑乐蛊溥h(yuǎn)離鼓輪90的實(shí)質(zhì)特征。與圖11a和11b中的情況相同，鼓輪90可以圍繞軸91旋轉(zhuǎn)，由此軸91固定在殼體86的平行側(cè)面之間。也有與圖11a和11b中類似的用于控制鼓輪90的旋轉(zhuǎn)速度的機(jī)構(gòu)，盡管這未被清楚地示出。爪式止擋件104連接到杠桿102或者與其一體化，杠桿102能夠相對于外殼86圍繞其軸103旋轉(zhuǎn)，該軸固定到和布置在外殼86的兩個平行側(cè)面之間。拉伸彈簧105迫使杠桿102傾向于相對于圖12a和12b沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。在動態(tài)墜落制動情況下，動態(tài)墜落載荷將沿遠(yuǎn)離鼓輪90的方向施加于環(huán)101，使得動態(tài)墜落載荷將被施加到撓性細(xì)長件85，因此傾向于導(dǎo)致鼓輪90旋轉(zhuǎn)。然而，為了防止鼓輪90相對于圖12a和12b沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，以及由此將相對較高的動態(tài)墜落載荷施加到速度控制機(jī)構(gòu)，如圖12a中所示的爪式止擋件104嚙合在鼓輪90邊緣中的切口部分106中，從而停止其旋轉(zhuǎn)。在軸103與位于爪式止擋件104和切口部分106之間的嚙合表面之間畫出的線理想地基本上平行于撓性細(xì)長件85的長度部分85a，使得施加到長度部分85a的拉伸載荷基本上被在其軸103的爪式止擋件104抵消，由此使鼓輪90和其軸91之間的載荷最小化。在結(jié)束動態(tài)墜落制動情況之后，可以沿箭頭40的方向牽拉拉索37，由此也抵抗拉伸彈簧105所施加的驅(qū)動載荷牽拉其與杠桿102的連接107，使得杠桿102相對于圖12a和12b沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，直到旋轉(zhuǎn)程度足夠從其在鼓輪90的切口部分106處與鼓輪90的嚙合以釋放爪104。然后鼓輪90自由旋轉(zhuǎn)，由此在受到速度控制機(jī)構(gòu)控制的展開速度下展開撓性細(xì)長件85。顯然，圖5a至11b中用于操作釋放部件和釋放可釋放連接器的任一前述方法可以同等地應(yīng)用于釋放爪式止擋件104。而且，存在許多不同的布置，該布置可以用于在墜落被制動的期間停止撓性細(xì)長件85和/或其展開部件(例如鼓輪90)移動，由此防止動態(tài)墜落制動載荷施加到速度控制機(jī)構(gòu)。作用在撓性細(xì)長件或撓性細(xì)長件展開部件上以停止撓性細(xì)長件的運(yùn)動而不是如圖5a至11b中所示使用可釋放連接器作用在可釋放環(huán)上的缺點(diǎn)在于動態(tài)墜落制動載荷被施加到撓性細(xì)長件85的至少一部分長度，特別是在環(huán)101和纏繞到鼓輪90上的初始螺旋繞組之間的長度。為了使撓性細(xì)長件的尺寸和重量最小化，其長度的相對較高載荷部分可以具有比其余部分更大的強(qiáng)度?？梢砸愿鞣N方式提供該更大的強(qiáng)度，這些方式包括簡單地沿著其長度的具有相對較高載荷的所述部分增加撓性細(xì)長件的橫截面面積或者通過指定強(qiáng)度更大的材料用于其長度的該部分?？蛇x地，撓性細(xì)長件的一個以上的長度可以平行地布置并且沿著撓性細(xì)長件的具有相對較高載荷的一部分長度固定在一起或者撓性細(xì)長件可以環(huán)繞在與環(huán)101的連接部周圍，使得環(huán)繞長度也被螺旋地纏繞到鼓輪90上，直到載荷被徑向摩擦作用減小，以便有效地使其長度的相對較高載荷部分的強(qiáng)度性能加倍。
圖13a至13c示出了用于自動釋放環(huán)11的部件，使得當(dāng)施加到環(huán)11的載荷在預(yù)定的上限和下限內(nèi)時啟動釋放。當(dāng)人員在不包括墜落事件的正常使用中配備人員高空救援裝置時，該人員可以使用他與安全錨地的連接部作為用于限制他的位置的部件或者從絆倒和滑倒恢復(fù)的部件，因此在這樣的情況下期望的是環(huán)11不被釋放。所以，在其以下不能啟動環(huán)11的預(yù)定下限將典型地由配備人員高空救援裝置的最輕人員的重量確定。典型的下限可以是大約400N。為了保證撓性細(xì)長件在從墜落被制動的過程基本結(jié)束之前不能被展開，載荷的預(yù)定上限將典型地由配備人員高空救援裝置的最重人員的重量確定。典型的上限可以是大約2000N。
在圖13a中，銷13和14限制環(huán)11。銷13固定在殼體86的平行側(cè)面之間。銷14是帶有沿其長度的平面部分18的圓柱，并且被固定到較大直徑的銷110或是其一體部分。銷110固定在殼體86的平行側(cè)面之間，使得它可以圍繞其中心軸線相對于殼體86旋轉(zhuǎn)。當(dāng)載荷典型地沿箭頭111的方向施加到環(huán)11時，環(huán)11支承在銷14上，傾向于相對于圖13a和殼體86沿順時針方向旋轉(zhuǎn)較大的銷110，這是由于銷14的位置偏離銷110的中心的結(jié)果。圖13c示出了銷110的這種旋轉(zhuǎn)怎樣最后導(dǎo)致環(huán)11能夠脫離兩個銷13和14所提供的限制。然而，在圖13a中，如果在環(huán)11上的典型地沿箭頭111的方向的載荷大于大約2000N的預(yù)定上限，則銷110和殼體86的互連表面之間的摩擦足以防止擋銷110旋轉(zhuǎn)。圖13b示出了帶有殼體86的平行側(cè)面中的外側(cè)面的圖13a的視圖。連桿112的第一端固定到銷113，使得連桿112以圍繞銷113旋轉(zhuǎn)，連桿112的第二端連接到拉伸彈簧114。拉伸彈簧114也在連接位置115處連接到殼體86，從而拉伸彈簧114迫使連桿112朝著位置115移動。銷113典型地固定到銷110或是其一體部分并且兩個銷的中心軸線被對準(zhǔn)。當(dāng)環(huán)11沿箭頭111的方向被輕輕地加載荷時，拉伸彈簧114迫使銷110抵靠在殼體86上，使得如果在環(huán)11上典型地沿箭頭111的方向的載荷小于大約400N的預(yù)定下限，則銷110和殼體86的互連表面之間的摩擦防止擋銷110旋轉(zhuǎn)。然而，如果環(huán)11上的載荷在預(yù)定的上限和下限內(nèi)，則銷110和殼體86之間的載荷將傾向于由環(huán)11和拉伸彈簧114的反作用減輕，使得銷110和殼體86之間的摩擦相對較小，因此銷110可以在殼體86中旋轉(zhuǎn)。而且，銷113可以在連桿112中的直徑相對較小的孔中相對容易地旋轉(zhuǎn)。
圖13d和13e示出了用于使圖13a至13c中的環(huán)11的釋放延遲預(yù)定時段的部件。當(dāng)環(huán)11上的載荷在上限和下限之間時，圖13a至13c中的實(shí)施例將允許環(huán)11釋放。然而，這可以在制動墜落過程期間而不是在所述過程基本結(jié)束時發(fā)生。所以，理想的是包括時間延遲以保證上限和下限之間的載荷已維持典型地大約30秒的時段，一允許在釋放環(huán)11之前有足夠的時間來結(jié)束任何動態(tài)墜落制動事件。在圖13d中，杠桿臂118固定到銷110和銷14或與其一體化。當(dāng)載荷典型地沿箭頭111的方向并且在預(yù)定上限和下限內(nèi)施加到環(huán)11時，杠桿臂118被迫使相對于圖13d和13e沿順時針方向與銷110一起旋轉(zhuǎn)。在杠桿臂118的遠(yuǎn)離其與銷110的連接的端部，杠桿臂118支承在可以圍繞軸122滾動的輥121上。軸122連接到接受器123上，接受器123能夠圍繞銷120旋轉(zhuǎn)，銷120連接到或布置在殼體86的平行側(cè)面之間，使得杠桿臂118迫使接受器123相對于圖13d沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)。吸盤124固定到殼體86并且具有撓性隔膜。圖13d中接受器123被壓在吸盤119上，在吸盤119內(nèi)形成真空或部分真空，使得接受器被迫使附著到吸盤119。杠桿臂118支承在輥121上的動作傾向于從吸盤119上分離接受器123。吸盤119具有小孔，空氣可以通過該小孔泄漏，直到經(jīng)過預(yù)定時段之后，吸盤119中的真空被足夠地充滿，從而吸盤119不再被迫使附著到接受器123。典型地，接受器123被彈簧(未圖示)朝著隔膜124推動，以保證在人員高空救援裝置的正常使用期間保持吸盤119內(nèi)的真空或部分真空，更具體地，保證如果環(huán)11上的載荷在上限和下限之間和之外變化時它可以被復(fù)位。例如，如果在從墜落初次被制動之后墜落者將由于防墜設(shè)備或系統(tǒng)的任何彈性而振蕩或反彈，則需要該復(fù)位機(jī)構(gòu)。反彈的作用可以將寬范圍的載荷施加到環(huán)11上，該載荷可能在上限和下限之內(nèi)和之外。
在前述實(shí)施例中，系索所連接的環(huán)11和吊帶所連接的支架3被剛性地連接到外殼9，從而在制動某人墜落的情況下當(dāng)載荷被施加在環(huán)11和支架3之間時，由于環(huán)11和支架3傾向于與施加的載荷成一條直線，外殼9可以被迫使圍繞支架3旋轉(zhuǎn)。如果墜落者首先腳落下(處于基本直立位置，頭在身體上方，身體在腳上方)則這通常不是問題，因?yàn)椴惶赡苡型鈿?圍繞支架3朝著墜落者的身體的任何旋轉(zhuǎn)，因而幾乎沒有載荷施加在外殼9上。然而，如果墜落者以頭、腳和身體基本在相同平面的俯臥姿態(tài)墜落并且救援裝置安裝在墜落者的后背上，由于環(huán)11和支架3被迫使與為了制動墜落施加的載荷成一條直線，外殼9將傾向于旋轉(zhuǎn)到墜落者的后背。當(dāng)外殼9的下邊緣接觸墜落者的后背時，環(huán)11和支架3將被限制到使它們可以與施加的載荷成一條直線的程度，從而導(dǎo)致所有這三個部件難以被加載荷，特別是外殼9。外殼9的旋轉(zhuǎn)及其在墜落者后背上的接觸載荷可以足以導(dǎo)致?lián)p傷。如果墜落者墜落時頭朝下并且身體和腳在頭上方的話同樣適用。
在實(shí)踐中，難以確定某人將如何墜落，因此必須預(yù)防所有可能的不測事件。圖14a至14e示出了通過允許外殼9與系索連接部件和吊帶連接部件兩者之間的鉸接提供不同墜落方式的優(yōu)選實(shí)施例。在前述實(shí)施例中的環(huán)11由環(huán)130和錨定器131代替。
在圖14a和14b中，環(huán)130和錨定器131均被示出為由從層狀材料折疊以在每個中形成環(huán)，并且環(huán)130具有錨定器131從其中穿過的細(xì)長口130a，從而當(dāng)細(xì)長口130a支承在錨定器131中的環(huán)131a上時，環(huán)130和錨定器131有效地彼此牢固連接。而且，環(huán)130能夠圍繞錨定器131中的折疊環(huán)131a的徑向軸線旋轉(zhuǎn)。環(huán)130中的折疊環(huán)130b被設(shè)置以能使諸如彈簧鉤這樣的可拆卸固定件(典型地在系索或其它安全繩的端部)穿過環(huán)130b以實(shí)現(xiàn)與環(huán)130的牢固連接。吊帶支架133具有用連接桿133c間隔開的兩個平行臂133a和133b，該連接桿垂直于每個臂并且牢固地固定到每個臂的一端或者是每個臂的一端的一部分。軸134連接到每個臂的另一端并且牢固地位于布置135中，使得吊帶支架133可以相對于布置135圍繞軸134的軸線旋轉(zhuǎn)。錨定器131也有效地固定到布置135，由此圖14b中所示的在錨定器131中的切口131b和131c分別與圓柱形止擋件136和凸輪式止擋件137接合。布置135被示出由帶有背面135a和兩個平行側(cè)面135b和135c的平板材料形成，這兩個平行側(cè)面135b和135c垂直于背面135a并且為了方便起見通過折疊板材的兩個相對邊緣而形成。圓柱形止擋件136的一端固定到布置135的背面135a的平面，并且圓柱形止擋件136的圓柱軸線垂直于布置135的背面135a的平面。未在圖14a和14b中示出的前板被定位成其平面與布置135的背面135a平行和間隔，并且位于口135d和135e中。然后圓柱形止擋件136的另一端牢固地固定到所述前板，從而布置135和所述前板也有效地彼此剛性地連接。凸輪式止擋件137固定在布置135和所述前板之間并且能夠圍繞與圓柱形止擋件136的軸線平行和間隔開的軸線旋轉(zhuǎn)。所以，在圖14a中，環(huán)130和吊帶支架133都固定到布置135，并且能夠在相對于彼此和布置135基本上平行的軸線上旋轉(zhuǎn)。
圖14c至14e示出與相對于用于不同墜落姿態(tài)時的外殼9鉸接的環(huán)130和吊帶支架133，環(huán)130被沿箭頭146的方向加載荷，支架133被沿箭頭147的方向加載荷。在所有的圖14c至14e中，布置135連接到和容納在外殼9內(nèi)。圖14c示出了環(huán)130和吊帶支架133與外殼9成一條直線，從而呈現(xiàn)出如果人員首先腳朝下墜落時所處的典型姿態(tài)，其中在外殼9上沒有顯著的載荷，因?yàn)橥鈿?沒有圍繞吊帶支架133朝著吊帶2和墜落者的身體旋轉(zhuǎn)的傾向。圖14d示出了環(huán)130和吊帶支架133成一條直線，如果人員頭朝下墜落時這是典型的。盡管在圖14d中，外殼9有圍繞吊帶支架133朝著吊帶2旋轉(zhuǎn)的一些傾向，墜落者后背上的載荷不太可能致傷并且可以通過外殼9上的圓形區(qū)域9a緩解以分散在墜落者后背上的載荷。圖14e示出了環(huán)130與吊帶支架133成一條直線，這在如果人員以頭、身體和腳基本上在相同垂直水平的俯臥姿態(tài)墜落時是典型的，其中與圖14c中相同，由于外殼9有圍繞吊帶支架133朝著吊帶2以及由此朝著墜落者的身體旋轉(zhuǎn)的任何傾向，因此外殼9上沒有顯著的載荷。在圖14a中，環(huán)130靠在布置135上的突出抵接件135f和135g上，如圖14b中所示，為了避免錨定器131被沿如圖14b中所示的最終釋放錨定件131的方向之外的方向過度加載荷。
在圖14b中，凸輪式止擋件137與圖7a中的杠桿62共有一些類似之處。當(dāng)墜落被制動時在其正常徑向位置這，凸輪式止擋件137具有基本上圓柱形的表面以接合到錨定器131中的切口131c中。然而，當(dāng)凸輪式止擋件137相對于圖14a沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)到如圖14b中所示的程度時，圓柱形表面被旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離切口131c并且由允許錨定器131并且因此允許環(huán)130脫離布置135的平面切掉區(qū)域代替。銷138牢固地位于錨定器131中，并且撓性細(xì)長件85的一端典型地終止于形成在封閉環(huán)中的細(xì)長件，該環(huán)用諸如套圈這樣的部件限定，并且該環(huán)然后牢固地連接在銷138周圍。
在實(shí)踐中，已發(fā)現(xiàn)兩個圖11a和11b中所示的用于容納撓性細(xì)長件21和控制其展開速度的方法是有利的，原因是摩擦盤101是用于減小鼓輪90的旋轉(zhuǎn)速度的主要部件，而粘性材料100僅僅充當(dāng)伺服機(jī)構(gòu)以用于控制致使鼓輪90支承在摩擦盤101上的力。這意味著粘性材料100所需要用來控制鼓輪90的粘性阻力相對較小，從而伺服機(jī)構(gòu)可以重量相對較輕并且制造成本經(jīng)濟(jì)。然而，粘性材料會由于其粘性傾向于根據(jù)其溫度發(fā)生變化而出現(xiàn)問題，從而當(dāng)救援裝置用于下降人員時，裝置內(nèi)的一些散逸的熱量可以傳遞到粘性材料100，并且影響其粘性阻力特性。一種替代選擇是使用離心制動機(jī)構(gòu)，在圖15a和15b中示出了其實(shí)施例。
與圖11a和11b中相同，圖15a中的實(shí)施例具有螺旋地纏繞到鼓輪90上的撓性細(xì)長件85。撓性細(xì)長件85的一端連接到諸如圖14a和14b中的錨定器131的部件上，另一端牢固地連接到在圖15a中未示出的鼓輪90上。鼓輪90被剛性地連接到銷91上，并且兩者能夠在作為外殼9c的一部分的支承表面150內(nèi)旋轉(zhuǎn)。銷91具有螺紋區(qū)域93a，該螺紋區(qū)域接合在特定成形螺母94中的配合螺紋區(qū)域中。螺母94穿過正齒輪(主動齒輪151)的中心，并且借助于制動襯圈152和彈簧墊圈153摩擦地固定到主動齒輪151上，使得防止螺母94和主動齒輪151之間的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，直到螺母94和主動齒輪151之間的反向扭矩超過預(yù)定極限。推力軸承154使螺母94和外殼9c之間的摩擦作用最小化。當(dāng)鼓輪90和銷91沿上緊銷91和螺母94之間的配合螺紋面的方向一起旋轉(zhuǎn)時，螺母94將傾向于相對于銷91旋松，原因是由于推力軸承154在螺母94和外殼9c之間沒有顯著的摩擦。因此，當(dāng)鼓輪90相對于外殼9c旋轉(zhuǎn)時，主動齒輪51也將傾向于沿相同方向旋轉(zhuǎn)。
主動齒輪151與正齒輪(空轉(zhuǎn)齒輪155)互相嚙合，空轉(zhuǎn)齒輪155圍繞心軸161自由旋轉(zhuǎn)?？辙D(zhuǎn)齒輪155與正齒輪(小齒輪156)嚙合。小齒輪156被剛性地連接到心軸157，心軸157連接到瓦塊(shoe)驅(qū)動臂158，使得心軸157和瓦塊驅(qū)動臂158被限制成一起旋轉(zhuǎn)。另外如圖15b中所示，瓦塊驅(qū)動臂158位于瓦塊159a和159b之間，并且兩個瓦塊159a和159b可以在容納在外殼9e中的圓柱形摩擦襯里160內(nèi)圍繞其圓柱軸線旋轉(zhuǎn)，外殼9e位于外殼9c和和9d之間，使得主動齒輪151的旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致瓦塊159a和159b旋轉(zhuǎn)。當(dāng)瓦塊159a和159b旋轉(zhuǎn)時，每個瓦塊的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)速度將決定每個瓦塊和圓柱形摩擦襯里160之間的徑向力的量值，該徑向力被轉(zhuǎn)換成切向制動力，然后切向制動力通過正齒輪系傳回主動齒輪151。齒輪151上的合成阻力也將在螺母94上施加阻力，使得鼓輪90正在進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)將傾向于使銷91旋緊到螺母94中的配合螺紋中。當(dāng)銷91被朝著螺母94牽引時，鼓輪90也被朝著摩擦盤101牽引，摩擦盤101被限制成不相對于外殼9c旋轉(zhuǎn)，由此減小鼓輪90的旋轉(zhuǎn)速度。當(dāng)鼓輪90的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)一步減小時，主動齒輪151的旋轉(zhuǎn)速度以及最終瓦塊159a和159b的旋轉(zhuǎn)速度減小，由此也減小了傾向于將螺母94旋緊到銷91上的離心阻力。最終，離心阻力將減小到一種程度，使得螺母94的螺紋傾向于相對于銷91旋松，從而允許鼓輪90遠(yuǎn)離摩擦盤101和使鼓輪90自由，從而其旋轉(zhuǎn)速度可以再次增加。這樣，離心制動器作為動態(tài)伺服機(jī)構(gòu)以根據(jù)鼓輪90的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)鼓輪90和摩擦盤101之間的制動力，由此控制撓性細(xì)長件85從鼓輪90展開的速度。該布置的顯著優(yōu)點(diǎn)是離心制動機(jī)構(gòu)可以具有相對較小的強(qiáng)度和較輕的重量，因?yàn)樵诠妮?0和摩擦盤101之間的摩擦進(jìn)行減小鼓輪90的速度的主要工作。由于相對較小的機(jī)械載荷要求這種伺服機(jī)構(gòu)，因此已發(fā)現(xiàn)主動齒輪151和空轉(zhuǎn)齒輪155都可以典型地由塑料制造。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，已發(fā)現(xiàn)有利的是在銷91和螺母94之間的配合螺紋面被涂覆低摩擦材料，并且螺紋具有非標(biāo)準(zhǔn)的延長螺距以增加螺母94相對于銷91旋松的傾向。
在用救援裝置將人員下降到地面或安全高度的過程期間，人員可臨時著陸在救援路徑中的墩臺上，然后進(jìn)行第二次墜落。在最壞的情形下，第二次墜落會包含一些自由墜落，其中人員在撓性細(xì)長件未從鼓輪90展開的情況下墜落通過垂直距離。在這種情況下，在自由墜落距離的終點(diǎn)，鼓輪90的旋轉(zhuǎn)將急劇加速并且快速到達(dá)一個速度，該速度將觸動離心伺服制動并且用相對較高的力使鼓輪90支承在摩擦盤101上，該力可以被傳遞到正在下降的人員以及救援裝置自身。為了減輕該作用，如圖15a中所示，由于彈簧墊圈153迫使螺母94和主動齒輪151支承在制動襯圈152上，螺母94和主動齒輪151之間的預(yù)定摩擦附著將被克服并且鼓輪90和螺母94將獨(dú)立于主動齒輪151旋轉(zhuǎn)，由此保證撓性細(xì)長件85上的載荷決不會超過預(yù)定極限，該預(yù)定極限有效地將人員和撓性細(xì)長件85上的載荷限制在典型地大約為2.5kN或3kN的安全水平內(nèi)。由于自由墜落帶來的墜落能量被至少部分地通過鼓輪90的抵抗載荷旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和鼓輪90轉(zhuǎn)動的程度多重吸收。
當(dāng)人員以受控速度下降通過一段距離時，由于控制下降速度而吸收的大量能量將被轉(zhuǎn)換成熱量。盡管通常這不是問題，管理救援裝置內(nèi)的熱量分布是切合實(shí)際的，特別在塑料部件附近。在實(shí)踐中，已發(fā)現(xiàn)如果鼓輪90由鋁制成并且摩擦盤101被外殼9c限制而不與鼓輪90一起旋轉(zhuǎn)，熱量可以有效地存儲在鼓輪90中。另外，如果撓性細(xì)長件85由鍍鋅鋼絲制成，當(dāng)鋼絲從救援裝置被展開時，雖然速度緩慢，鋼絲自身可以存儲熱量并且分散熱量?？蛇x地，如果撓性細(xì)長件85由易受熱量影響的纖維繩索制成，外殼9c可以由鋁制成，并且鼓輪90可以限制摩擦盤101與鼓輪90一起旋轉(zhuǎn)。
參考圖14a、14b、15a和15b，圖16a和16b示出了一個實(shí)施例，該實(shí)施例具有由拉索37操作的下降制動器，并且拉索37具有啟動錨定器131的釋放的功能。圖16a示出了當(dāng)拉索37被釋放時正在作用的下降制動器，圖16b示出了當(dāng)拉索37被牽拉時正在釋放的下降制動器。
在圖16a中，拉索37連接到杠桿166的一端，杠桿166的另一端連接到銷165并且可以圍繞銷165旋轉(zhuǎn)，使得當(dāng)拉索37被牽拉時，杠桿166圍繞銷165旋轉(zhuǎn)。銷165的位置相對于外殼9d被固定。杠桿臂169也連接到銷165并且可以圍繞銷165旋轉(zhuǎn)。銷170連接到杠桿臂169和制動杠桿171的一端，從而杠桿臂169和制動杠桿171都可以圍繞銷170旋轉(zhuǎn)。朝著制動杠桿171的另一端，制動杠桿171首先被限制在制動環(huán)173和更靠近制動杠桿171的端部的抵接件172之間。抵接件172和制動環(huán)173的中心軸線的位置相對于外殼9d被固定，并且制動環(huán)173能夠在典型地是外殼9d的整體部分的圓柱形外殼9f內(nèi)旋轉(zhuǎn)。制動環(huán)173的旋轉(zhuǎn)軸線與圖15a和15b中的瓦塊159a和159b的旋轉(zhuǎn)軸線相同，并且制動環(huán)173具有位于瓦塊159a和159b的端部之間的突緣173a和173b，從而制動環(huán)173和瓦塊159a和159b有效地被限制成在公共軸線上一起旋轉(zhuǎn)。扭簧174迫使銷170相對于圖16a沿逆時針方向圍繞銷165旋轉(zhuǎn)，從而制動杠桿171由于其運(yùn)動被抵接件172限制而被迫使支承在制動環(huán)173上，由此在瓦塊159a和159b上施加載荷以阻止和停止它們的旋轉(zhuǎn)，使得鼓輪90的旋轉(zhuǎn)速度減小或者停止，從而減慢或停止撓性細(xì)長件85的展開。
在圖16b中，拉索37被示出當(dāng)被沿箭頭37a的方向牽拉之后的一個位置，使得杠桿166相對于圖16b沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。銷168連接到杠桿166并且在一端被升高到杠桿166的表面之上，使得它形成在接觸表面169a作用于杠桿臂169的抵接件，由此傾向于相對于圖16b沿順時針方向圍繞銷165旋轉(zhuǎn)杠桿臂169，從而銷170和連接到銷170的制動杠桿171的端部也圍繞銷165旋轉(zhuǎn)，由此允許制動杠桿171在制動環(huán)173和抵接件172之間運(yùn)動。扭簧174迫使制動杠桿171朝著抵接件172旋轉(zhuǎn)并且遠(yuǎn)離制動環(huán)173。制動瓦塊159a和159b自由旋轉(zhuǎn)，從而鼓輪90也能夠繼續(xù)展開撓性細(xì)長件85。在圖15a或15b中均未示出的彈簧迫使杠桿166相對于圖15a和15b沿逆時針方向圍繞銷165旋轉(zhuǎn)，從而當(dāng)在被沿箭頭37a的方向牽拉之后拉索37被釋放時，杠桿166返回如圖15a中所示的其位置，然后再應(yīng)用制動器。
參考圖14a和14b，圖16a和16b也示出了通過牽拉拉索37釋放錨定器131的優(yōu)選實(shí)施例。杠桿167在一端連接到銷168并且能夠圍繞銷168旋轉(zhuǎn)。銷168也連接到杠桿166，使得當(dāng)沿箭頭37a的方向牽拉拉索37時，杠桿166、銷168和杠桿167的所述一端相對于圖16a沿順時針方向圍繞銷165一起旋轉(zhuǎn)。在圖15a或15b中均未示出的彈簧傾向于迫使杠桿167相對于圖16a沿順時針方向圍繞銷168旋轉(zhuǎn)。銷167a固定到杠桿167的另一端并且嚙合在凸輪式止擋件137的第一齒中。凸輪式止擋件137圍繞軸線137a旋轉(zhuǎn)，凸輪式止擋件137的位置相對于外殼9d固定。當(dāng)制動某人墜落時，凸輪式止擋件嚙合在圖14b中的錨定器131中的切口131c中，防止錨定器131脫離布置135。當(dāng)拉索37被沿箭頭37a的方向牽拉時，杠桿167和銷167a在凸輪式止擋件137的所述第一齒上施加載荷，傾向于相對于圖16a沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)凸輪式止擋件137。在拉索37的第一次牽拉動作之后，凸輪式止擋件137保持嚙合在錨定器131中的切口131c中。在圖16a或16b中均未示出的彈簧傾向于迫使凸輪式止擋件137相對于所述圖沿順時針方向圍繞其軸線137a旋轉(zhuǎn)，從而當(dāng)拉索37被釋放時凸輪式止擋件137將傾向于返回如圖16a中所示的第一位置。然而，當(dāng)在某人的吊帶和環(huán)130之間存在預(yù)定水平的載荷時(當(dāng)墜落被制動后將發(fā)生該情況)，凸輪式止擋件137將支承在錨定器131中的切口131c上，并且當(dāng)拉索37被釋放之后，在凸輪式止擋件137和切口131c的接觸表面之間的摩擦阻力將足以阻止凸輪137返回其第一位置。在這種被制動墜落的情況下，當(dāng)拉索37被釋放時，銷167a嚙合在凸輪式止擋件137的第二齒中，從而拉索37的另一次牽拉將使凸輪式止擋件137旋轉(zhuǎn)通過另一個旋轉(zhuǎn)角度到達(dá)一種程度，在該程度下凸輪式止擋件137與切口131c不嚙合，然后錨定器131可以如圖16b中所示脫離。釋放錨定器131的該方法避免了例如在拉索37被意外絆住的情況下錨定器131被意外釋放。
應(yīng)當(dāng)理解的是由拉索37操作的制動器將典型地在錨定器131被釋放之后并且當(dāng)人員正在下降時被使用。如果人員從高空中的一個高度下降到除地面之外的另一高度，這種制動功能將特別有用。例如，如果人員在高層建筑上的墜落被制動，則所述人員可以下降和停止在待救援的較低高度旁邊將是有利的。然而，在下降相對比較簡單的高空位置作業(yè)時，可能不需要拉索制動機(jī)構(gòu)，在該情況下更經(jīng)濟(jì)的是提供不帶有它的救援裝置。圖17a和17b示出了結(jié)合在圖14a，14b，15a和15b以及在16a和16b中描述的實(shí)施例的救援裝置的外視圖，該救援裝置可以包括或不包括由拉索37操作的制動器。
在圖17a中吊帶2的吊帶穿過限制器185并且圍繞吊帶支架133。限制器185典型地與吊帶一起使用以防止救援裝置相對于吊帶滑動。環(huán)130通常在靜止時如圖所示成角度，并且彈簧扣然后通過開環(huán)被固定。支架133通常將由于救援裝置的重量而相對于外殼9d旋轉(zhuǎn)。然而，為了方便起見當(dāng)在正常工作條件下攜帶救援裝置時，支架133典型地通常通過將外殼9c或9d的下部連接到吊帶支架133的一個或多個帶保持在圖17a中所示的位置。
在圖17b中，虛線圓圈表示鼓輪90、主動齒輪151、空轉(zhuǎn)齒輪155和小齒輪156典型地將如何定位在裝置容納部件9b、9c和9d的內(nèi)部。固定件186和187用于將圖14a和14b中的布置135定位在外殼9c和9d內(nèi)。拉索37被示出不帶有任何套，因?yàn)樵谠S多實(shí)施例中進(jìn)行多次牽拉啟動錨定器131的釋放將足以在墜落被制動之前避免意外釋放。
已經(jīng)參考了當(dāng)墜落被制動時人員能力喪失的程度使得人員不能手動操作釋放拉索37的可能性，并且進(jìn)一步參考了所提出的技術(shù)方案，由此在制動墜落的過程期間拉索37的延伸部可以落到地面或者其它安全高度，從而允許另一個人員從墜落者將要降落到的高度代為啟動釋放機(jī)構(gòu)。圖18a、18b、18c和18d示出了提供拉索37的這種延伸部的實(shí)施例的例子。
織物帶202是一段長度的編織物帶，其典型地為人員的吊帶的一部分。在圖18b中被示出成環(huán)圈202a的環(huán)圈形成于織物帶202中，并且環(huán)圈軸線平行于織物帶202的寬度，然后環(huán)圈202a穿過圓柱形鼓輪201的一個側(cè)面中的基本上矩形的口。所述口的長度至少與織物帶202的寬度一樣長，并且所述口的寬度在每個側(cè)面上被兩個相對的斜壁201c和201d限制，所述斜壁連接到鼓輪201并且典型地是其一部分。銷204是圓柱形銷，其長度典型地與織物帶202的寬度相同并且小于鼓輪201中的所述口的長度。銷24被放置在環(huán)圈202a內(nèi)，并且其圓柱軸線平行于環(huán)圈202a的折疊軸線。鼓輪201中的所述口的寬度小于銷204和環(huán)圈202a的有效直徑，從而在沒有首先除去銷204的情況下，銷204和環(huán)圈202a都通常不能通過鼓輪201中的口返回。撓性細(xì)長件200是一段長度的撓性細(xì)長件，其螺旋地纏繞在鼓輪201上并且至少在環(huán)圈202a的區(qū)域中充滿鼓輪201，使得環(huán)圈202a和銷204都有效地位于撓性細(xì)長件200和鼓輪201中的所述口之間。圖18c中的201e和201f是止擋件，該止擋件保持銷204并且防止擋銷204沿著其圓柱軸線運(yùn)動。蓋203通過其狹槽203c組裝在織物帶202上，然后它作為防止撓性細(xì)長件200從鼓輪201的邊緣脫離的部件被定位在鼓輪201上。圖18b和18d中的抵接件203a和203b幫助將蓋203相對于鼓輪201定位在適當(dāng)位置。為了方便起見，蓋203可以在連接部件205連接到織物帶202以阻止它變得易于脫離織物帶202。在實(shí)踐中，已發(fā)現(xiàn)維可牢尼龍搭扣(Velcro)適合作為連接部件205。
優(yōu)選地由結(jié)實(shí)、直徑相對較小(緊湊)并且重量輕的繩索制成的撓性細(xì)長件200牢固地連接到圖17b中的拉索37或者是其一部分。在實(shí)踐中，已發(fā)現(xiàn)具有小至2.5mm的小直徑的一些新式纖維繩索提供足夠的強(qiáng)度。撓性細(xì)長件200的長度典型地至少與圖15a中纏繞到鼓輪90上的撓性細(xì)長件85一樣長，從而當(dāng)人員從墜落被制動之后有足夠的長度到達(dá)地面或某個其它的安全高度。
當(dāng)人員從墜落被制動時，由于限制和制動墜落，因此人員吊帶的編織物帶被顯著地加載拉伸載荷。當(dāng)織物帶202典型地沿圖18b中的箭頭206和207的相反方向被加載到超過預(yù)定高度時，由于環(huán)圈202a傾向于伸直，斜壁201c和201d在載荷下偏轉(zhuǎn)，直到斜壁201c和201d的偏轉(zhuǎn)足以能使銷204和環(huán)圈202a兩個通過鼓輪201中的口脫離。當(dāng)銷204和環(huán)圈202a脫離時，鼓輪201遠(yuǎn)離織物帶202自由下落并且下降到地面或其它安全高度。當(dāng)鼓輪201下落時，鼓輪201也由于撓性細(xì)長件從鼓輪被展開而旋轉(zhuǎn)。已發(fā)現(xiàn)在其下降期間鼓輪201的旋轉(zhuǎn)是有利的，因?yàn)楣妮唭A向于遠(yuǎn)離其路徑中的任何障礙物滾動。當(dāng)鼓輪201到達(dá)地面或某個其它的安全高度時，除了墜落者之外的人員可以撿起繩并且操作墜落者的救援裝置。如果撓性細(xì)長件200是相對較結(jié)實(shí)的小直徑繩索，人員可能難以足夠緊地抓住繩索來操作救援裝置釋放機(jī)構(gòu)。鼓輪201中的狹槽201a和201b能使繩索在鼓輪201上由鼓輪自身機(jī)械地夾緊，從而人員可以抓住鼓輪201而不是撓性細(xì)長件200來實(shí)現(xiàn)必要的緊握和牽拉張力。
在以從圖1至圖13e的任一實(shí)施例釋放環(huán)11的任一方法中，包括圖12a和12b中用于釋放鼓輪90以及圖14a至17b中用于釋放環(huán)130和錨定器131的任一或所有方法，可以加入定時器，從而如果在預(yù)定時段內(nèi)還未手動執(zhí)行釋放，則釋放機(jī)構(gòu)可以被自動啟動。當(dāng)墜落和/或被制動時人員受傷并且因此不能操作手動釋放控制以釋放環(huán)11或棘爪止擋件104的情況下這將是有用的?？蛇x地，可以使用附加的擴(kuò)展手動釋放控制，其設(shè)置在圖18a、18b、18c和18d中。而且，在以上任一實(shí)施例中，人員高空救援裝置可以連接到任何合適的吊帶或安全帶并且相對于穿戴吊帶或安全帶的人員連接到任何位置。例如，人員高空救援裝置可以連接在人員的前面，特別是如果在人員正執(zhí)行需要他或她面對安全錨地的任務(wù)的情況下，所述安全錨地由防墜系統(tǒng)或單點(diǎn)錨地提供。
關(guān)于手動控制的任何上述參考也可以表示由人員的身體、肢體或頭的任何其它部分的控制。在任一前述實(shí)施例的描述中所指的任何一種拉索中的繩索典型地為撓性細(xì)長件，并且撓性細(xì)長件的所有前述參考指的是可以由任何合適的材料制成并且?guī)в腥魏魏线m的橫截面的撓性細(xì)長件。
所述的實(shí)施例在它們的細(xì)節(jié)上不同，但是它們由共同的操作原理聯(lián)系在一起。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解參考一個實(shí)施例描述的技術(shù)特征通常將可應(yīng)用于其它實(shí)施例。
參考這些特定實(shí)施例在上面已詳細(xì)地描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，這些僅僅是示例性的，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)可能有如下的變型。
權(quán)利要求
1.一種高空救援裝置，其包括載荷元件，其相對于支架可釋放地保持在第一位置，所述支架被設(shè)置為在使用中連接到吊帶；安全繩，該安全繩的一端連接到所述載荷元件，所述安全繩的另一端在使用中連接到安全錨地；撓性細(xì)長元件，其一端固定到所述載荷元件，其另一端固定到至少一個速度控制部件；釋放部件，其用于從所述第一位置釋放所述載荷元件，從而當(dāng)所述載荷元件被釋放時，所述細(xì)長元件和所述載荷元件能夠相對于所述支架以可控速度移動，以便提供受到控制的下降速度。
2.如權(quán)利要求1中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述載荷元件可釋放地固定到所述支架。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高空救援裝置，其特征在于，所述支架提供載荷元件固定部分和吊帶部分。
4.如權(quán)利要求3中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述載荷元件固定部分可樞轉(zhuǎn)地連接到所述吊帶連接部分。
5.如權(quán)利要求4中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述載荷元件具有與所述安全繩連接的第一部分和相對于所述支架可釋放地固定的第二部分，這兩個部分能夠相對于彼此樞轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求5中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述吊帶連接部分的樞軸軸線基本上平行于所述載荷元件的樞軸軸線。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的高空救援裝置，其特征在于，所述載荷元件被固定在設(shè)在所述支架上的一對間隔開的保持元件之間，所述保持元件中的一個是可移動的以釋放所述載荷元件。
8.如權(quán)利要求7中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述一個可移動的保持元件采用具有槽形部分的圓柱銷的形式，所述銷可以圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)以允許設(shè)在所述載荷元件上的抵接件通過所述槽形部分。
9.如權(quán)利要求7中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述一個可移動的保持元件具有一個或多個突起，并且可旋轉(zhuǎn)以便使所述一個或多個突起與在所述載荷元件中形成的相應(yīng)槽口嚙合/脫離。
10.如權(quán)利要求9中所述的高空救援裝置，其特征在于，在所述槽口中設(shè)置兩個或兩個以上的突起以用于連續(xù)嚙合，所述釋放部件需要致動兩次或兩次以上以便釋放所述載荷元件。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的高空救援裝置，其特征在于，所述釋放部件包括拉索，所述拉索連接到適于釋放所述載荷元件的杠桿機(jī)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的高空救援裝置，其特征在于，所述撓性細(xì)長元件被組織在外殼內(nèi)，所述外殼相對于所述支架固定。
13.如權(quán)利要求12中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述速度控制部件包括所述細(xì)長元件纏繞在其周圍的一個或多個圓柱。
14.如權(quán)利要求13中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述細(xì)長元件盤繞在所述外殼內(nèi)，并且在到所述圓柱之前通過導(dǎo)向部件。
15.如權(quán)利要求12中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述細(xì)長元件纏繞在鼓輪上，所述鼓輪被安裝在所述外殼內(nèi)和相對于所述外殼旋轉(zhuǎn)，所述圓柱的旋轉(zhuǎn)速度由所述至少一個速度控制部件控制。
16.如權(quán)利要求15中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述速度控制部件包括手動制動器。
17.如權(quán)利要求15中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述速度控制部件包括伺服動態(tài)速度控制機(jī)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求15中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述速度控制部件包括離心制動機(jī)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求1中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述細(xì)長元件盤繞在可旋轉(zhuǎn)的鼓輪上，并且所述細(xì)長元件的靠近所述載荷元件的部分比所述細(xì)長元件的其余部分結(jié)實(shí)。
20.如權(quán)利要求19中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述細(xì)長元件的所述更結(jié)實(shí)部分圍繞所述鼓輪延伸多圈。
21.如權(quán)利要求19中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述細(xì)長元件的所述更結(jié)實(shí)部分相對于所述鼓輪固定并且在墜落后可從其上釋放。
22.如權(quán)利要求19-21中任一項(xiàng)所述的高空救援裝置，其特征在于，所述釋放部件直接或間接作用在所述鼓輪上。
23.如權(quán)利要求22中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述釋放部件包括抵抗彈簧作用于杠桿的拉索，所述杠桿接合在所述鼓輪中形成的一個或多個凹槽中。
24.如權(quán)利要求11或23中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述拉索具有容納在鼓輪上的附加長度，在發(fā)生墜落的情況下，所述長度適于落到地面，從而可以由使用者以外的人員致動所述拉索。
25.如權(quán)利要求1-24中任一項(xiàng)所述的高空救援裝置，其特征在于，所述釋放部件被電動地致動。
26.如權(quán)利要求25中所述的高空救援裝置，其特征在于，所述電動致動由遠(yuǎn)程控制。
27.如權(quán)利要求1-26中任一項(xiàng)所述的高空救援裝置，其特征在于，載荷限制部件被設(shè)置用于當(dāng)所述載荷元件被釋放之后限制在所述細(xì)長元件上的載荷。
28.如權(quán)利要求27與權(quán)利要求18結(jié)合情況下的所述的高空救援裝置，其特征在于，所述離心制動機(jī)構(gòu)包括與螺母螺紋連接的所述鼓輪和設(shè)在所述鼓輪和所述外殼之間的摩擦元件，所述螺母摩擦地嚙合主動齒輪，所述主動齒輪被朝著所述螺母彈性地推動，所述主動齒輪驅(qū)動瓦塊驅(qū)動器旋轉(zhuǎn)，所述瓦塊驅(qū)動器具有安裝在其上用于與圓柱形摩擦襯里接合的瓦塊。
全文摘要
提供了一種包括殼體(9)的高空救援裝置，該殼體包含用于連接到吊帶(2)的支架。該支架可以可釋放地連接到載荷元件(11)，該載荷元件與安全繩(10)連接，安全繩(10)依次與安全錨地連接。具有拉索(38)形式的釋放部件以用于當(dāng)墜落之后從支架(4)釋放載荷元件(11)，以及具有速度控制部件以用于控制存儲在殼體(9)內(nèi)的細(xì)長元件的展開速度，因此控制用戶(1)的下降。
文檔編號A62B1/10GK1997426SQ200580021299
公開日2007年7月11日 申請日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月15日
發(fā)明者J·E·倫頓, P·T·M·諾特 申請人:安全降落有限公司