CN102281923B - 跌落保护系统 - Google Patents

Abstract

跌落保护系统，包括缠绕到可旋转滑轮上的绳索，该滑轮具有离心式离合器，该离心式离合器触发变速箱，而该变速箱又驱动液压致动器的输入轴，由此液压致动器控制滑轮的旋转速度。该跌落保护系统还包括次级制动器，该次级制动器在滑轮超过预定速度时减慢滑轮的旋转速度。由此在使用中，绳索连接到用户，从而抑制跌落，且随后该系统有利于绳索以可控速度解绕从而有效下降。

Description

跌落保护系统

技术领域

本发明涉及个人跌落保护系统，且具体地涉及一种系统，其具有在制止跌落的同时在制止跌落后提供垂直下降和自我营救的能力的双重作用。

背景技术

已经提出了许多建议用于最小化人体从很高处跌落而造成的伤害。这在建筑业、重工业、近海石油和天然气开采业以及飞行器和矿车维修业中是一个棘手的问题，其中人员受到跌落至较低水平面或地平面的威胁。目前的法定规章规定通常2米的跌落威胁就需要跌落保护或防护装置。考虑到上述工业中出现潜在的高度差，则常需要跌落危险控制。上述问题的一种解决办法是将人体连接到安全带，而该安全带连接到跌落止动器，跌落止动器通过有保障的定位点固定到建筑物。在人员跌落事故中，救生索通过制动系统(其会突然锁住)从卷筒上松开，从而使得人员在跌落止动器索一端悬挂在安全带上。这种类型的救生装置能防止人员跌落到地面从而挽救生命，但它们仍然不能避免人员悬挂在止动器索上，这本身就是危险的，且需要随后使用某些其他安全装置并要求具有紧急情况援救经验的专业人员，以便将遇险人员降至地面。对悬挂在安全带上的人员的测试显示了对降低的心脏、呼吸和循环功能迅速发作的迟缓反应(取决于个体耐受性)。令人担心的是这些影响会威胁生命，且雇主和跌落止动系统的使用者必须具有在跌落发生后能够“立刻”生效的营救计划，以便进行所需的反应。这是复杂的，因为接近跌落工人的手段包括绳索营救、高角度阶梯营救或其他类别的特殊接近方式。这些营救模式的共有特征是它们对营救者和被营救者都有带来一定程度的危险，且需要附近有训练有素的应急响应人员队伍从而实施救援。文献中记载悬挂创伤在低至3至5分钟的时间周期内即可发生。

专利申请WO 97/47359中公开了一种典型的跌落止动器。

在我们早期的国际专利申请PCT/AU2003/00852和PCT/AU2005/001329中，我们公开了一种降下装置，其中绳索的一端锚固在高的位置处，且另一端缠绕在滑轮装置上，该滑轮装置连接至人员或负载，从而使得绳索以可控速度从该滑轮装置解绕将人员或负载从高处降下。

本发明涉及上述类型的降下设备与跌落止动器的组合，以便该装置可牢固地连接至建筑物，且绳索可通过合适的安全带连接至人员。跌落止动器允许绳索在某种程度上从止动器上解绕，使得人员可围绕建筑物移动。但是，一旦人员跌落，则跌落止动器锁住，且经过预定时间周期后，可通过使用降下设备自动地将人员降至地面。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种跌落保护系统，其包括缠绕在可旋转式滑轮上的绳索以及次级制动器。所述滑轮具有离心式离合器，所述离心式离合器触发变速箱，所述变速箱又驱动液压致动器的输入轴，由此所述液压致动器控制所述滑轮的旋转速度。所述次级制动器在所述滑轮超过预定速度时减慢所述滑轮的旋转速度，由此在使用中，绳索连接到使用者，从而抑制跌落，且随后所述系统有利于所述绳索以可控速度解绕从而有效下降。

附图说明

现在通过有附图标记的参考附图，以举例的方式提供本发明的具体实施方式，其中：

图1是抑制和降下设备的侧视图；

图2是抑制和降下设备的剖视图；

图3是离心式离合器片的侧视图，其作为设备的周转轮系部分的离合器部件的组成部分；

图4是周转轮系的截面图；

图5是作为设备的组成部分的液压致动器和驱动轴的侧视图；

图6a是封装在液压致动器的分开侧中的机械密封组件和中心齿轮轴的剖视图；

图6b是致动器的内部液压齿轮的端视图；

图7a是液压致动器的分开侧外壳的侧视图；

图7b是从外壳内部观看的端视图；

图7c和7d是从外部观看时外壳的端视图；

图8a和8d是具有一体轴的致动器外壳的闭合侧的侧视图；

图8b是从内部观看的外壳的端视图；

图8c是从外部观看的外壳的端视图；

图9a和9d是液压致动器的中心外壳的侧视图；

图9b从箭头C观看的外壳的端视图；

图9c是从箭头B的方向观看的端视图；

图10a和10b是分开侧和闭合侧外壳的端视图，示出液压阀组件的位置；

图10c是背压阀形式的压力释放阀的侧视图；

图10d是作为压力释放阀的替换形式的内置防爆膜的侧视图；

图10e是用于止动和降下模式之间的转变控制的选择阀组件的侧视图；

图10f是防爆阀组件的侧视图；

图11是包含防爆膜的液压回路的示意性线路；以及

图12是沿着图2的12-12线的剖面图，其示出离心式制动器。

具体实施方式

附图中所示抑制和降下设备10基本上包括两部分外壳11、12，其包括滑轮15，滑轮15上缠绕绳索W。在低速时，滑轮15相对于扁平卷簧9可自由旋转，扁平卷簧9位于外壳部分11的空腔中，从而为绳索W提供轻的反张力。在高速时，例如发生在600mm内的自由降落情况下，离心式离合器80被触发，从而接合装在滑轮15的中心部位的液压致动器50。致动器50通过周转轮系90控制滑轮15的旋转。

在使用中，绳索W以一定的方式连接到该设备的用户穿戴的安全带上，使得其可相对于弹簧9，在低绳索张力和低速情况下从滑轮15解绕。这使得用户可相对于设备灵活移动，同时通过绳索W的长度而连接到该设备。若用户发生跌落，则绳索W的突然加速会导致离心式离合器80锁住，从而又将滑轮15的旋转传给周转轮系90。周转轮系90的输出随后驱动液压致动器50，这显著降低了滑轮15的旋转速度，并使得绳索W可以可控的速度解绕，从而致使用户下降。卷簧9具有能够夹持外壳11的内径以及铆接至导向装置8的外径，导向装置8通过螺栓连接到滑轮15。当滑轮15旋转而解绕绳索W时，扁平卷簧9在降下过程中被拉紧，以便当用户降至地面上时，可断开绳索，并随后通过卷簧的力将其卷绕回滑轮15上。在绳索W的一端上提供弹簧振动减震器(未示出)，从而吸收与外壳11、12扣紧接触时引发的振动。

如图2中所示，滑轮15基本上位于外壳11、12的中心，且液压致动器50位于滑轮15的中心。液压致动器的右手侧是伸出轴51，其支撑离心式离合器80以及周转轮系90。伸出轴51还支撑超速离心制动器150，其为致动器50提供的制动提供辅助制动。绳索W通过单元底座处的惰轮13从滑轮15提供到单元的底面并伸出，如图1中所示。

如图1和2中所示，外壳被浇铸并机械加工成两部分11、12，上述两部分可被螺栓连接到一起，如图1中所示。外壳定义了具有中心轴的基本上圆形的空间。具有间隔的径向凸缘16、17的滑轮15位于外壳中，并可在轴承18、19上旋转，上述轴承位于液压致动器50的外部的内侧和外侧上。滑轮15支撑不锈钢绳索W，该绳索优选具有5.6mm至6.0mm的直径、超过16kN的拉伸强度以及通常为16至20米的长度，根据实际跌落距离，也可采用其他长度。液压致动器50的一侧支撑在机械密封组件100附近如图6所示，另一侧通过轴51支撑在位于外壳12的前面上的端部凸缘14中的轴承101附近。

如图5所示，液压致动器50的外侧具有阶梯轴51，该阶梯轴51从致动器50轴向突出并设置成支撑离心式离合器80、周转轮系90、轴承101和超速离心制动器150。轴51的端部通过螺母52固定于壳体中，如图2所示。

在低速时，滑轮15在轴承18、19上围绕液压致动器50自由旋转(具有施加的弹簧9的反张力)，但随着速度增加，离心式离合器80开始接合，致使滑轮15驱动离心式离合片81，而其又构成周转轮系90的驱动臂。如图3所示，离合片81可围绕轴51在轴承82上旋转，并支撑三个相同间隔的轴83、84、85，这些轴支撑围绕轴承95可旋转的行星齿轮91、92、93。如图4所示，周转轮系90的驱动臂81的旋转致使三个相同间隔的行星齿轮91、92、93围绕固定的内齿轮96旋转，而内齿轮96则固定到外壳12上。行星齿轮91、92、93围绕固定的内齿轮96的旋转致使各个行星齿轮自转，其又与花键连接到轴51的中心齿轮94相互作用，从而致使轴51的旋转，并又致使液压致动器50的旋转。

周转轮系90可设计为涵盖速比的范围，但用于最小化离心制动器直径、液压传动节径(gear pitch diameter)和内部液压液体速度/接管口径的重要参数的最佳速比(速度-滑轮∶速度-致动器)处于1∶5.50和1∶6.50之间。本实施例提供的行星齿轮比处于1∶5.89至1∶6.15之间。

如图2所示，组件的右手侧上的输入轴51通过离心式离合器80和周转轮系90借助滑轮15驱动。操作液压致动器50以减慢输入轴51的旋转速度，且因此控制连接至从滑轮15上解绕的绳索W上的人员的下降速度。

具体参考图5至10说明液压致动器50。液压致动器50包括三个外壳55、56、57的基本上圆柱形的组件，即一体地支撑输入轴51的闭合侧外壳55、中间外壳56以及支撑机械密封组件100(图6a)的分开侧外壳57，而机械密封组件100相对于装置10(图2)的外壳11的表面设置。闭合侧外壳55是液压致动器50的高压侧，而分开侧外壳57在名义上是低压侧。

三个外壳55、56、57通过螺栓(未示出)连接在一起，该螺栓延伸穿过外壳的外周中的六个相同间隔的孔60，从而内部接合闭合侧外壳55中的螺纹孔61。

中间外壳56因此通过螺栓夹持在闭合侧外壳55和分开侧外壳57之间，且该组件通过O形圈62、63密封，该O形圈62、63位于闭合侧和分开侧外壳中的四叶式立体交叉形凹槽中。

图9中所示的中间外壳56具有中间孔63以及三个等间隔的沿径向分布的孔64、65、66。中间孔63容置中心齿轮67，径向分布孔64、65、66容置与中心齿轮的直径相同或直径小于中心齿轮的行星齿轮68，参见图6b。由轴51的旋转造成的液压致动器外壳的旋转致使行星齿轮的轴围绕中心轴旋转，因为行星齿轮68都与单个中心齿轮相互啮合，这迫使上述行星齿轮同时并协作运动。整个外壳的旋转致使行星齿轮68围绕中心齿轮67旋转，中心齿轮67又围绕机械密封组件100枢轴旋转。内部的中心齿轮67和行星齿轮68具有通过三个外部安装的阀组件从一侧至另一侧抽吸油并将其返回的功能。这种设置有效地定义了三组组合齿轮泵，上述齿轮泵在中心齿轮周围提供平衡的推力。它们还提供有限空间需求情况下可得的最大的机械杠杆作用并使流量(液压地)增至之前的三倍。这允许液压致动器中的齿轮泵单元的设计提供平衡力以及非常明显的操作压力的减少，否则将面临非常高的操作压力来处理防止跌落的峰值负载。对于本实施例中的典型尺寸，防止跌落中的峰值压力预期会达到350bar，而下降压力达到80bar。

图10a、10e和10f示出三个液压阀74、75、77，该三个液压阀配合设置在进分开侧和闭合侧外壳57、55中。随着液压致动器外壳55、56、57旋转，行星齿轮(未示出)在齿轮啮合的一侧与中心齿轮(未示出)分离并在另一侧接近。中心齿轮和行星齿轮的齿距空间捕集液压流体并将其带离齿轮啮合的分开侧，迫使其进入齿轮啮合的闭合侧。对于齿轮啮合的分开侧来说，液压流体从低压侧外壳57中的环形腔中获得。流体进入该腔是因为其在通过减压阀77或流量控制阀76过程中已经受力。流体不能从选择阀75进入低压腔。在齿轮啮合的闭合侧被挤压的流体被压入闭合侧外壳55中的类似腔。流体可以从该腔流到减压阀77(或防爆膜来代替随动阀)或选择阀75。流体不能从高压腔直接流到流量控制阀76。为了完成用于速度控制的流动循环，流体必须从高压腔流到选择阀75，随后从该阀流进分开侧外壳57中钻成的端口111中。该端口111在图10a中标示为“流通端口”。随后流体流过中心板56中匹配端口112并进入闭合侧外壳61中的流体端口113。重要的是需要注意，外壳55和57之间的端口构造是不对称的。这种端口构造是有意设计的，以便使流过制动/下降选择阀75的流体不绕过流量控制阀76。为达到上述目的，则流路不能与流体腔交叉一次以上。因此外壳中的端口设置使得选择阀75和流量控制阀76串联操作，而压力调节阀77与上述两个阀门则并联操作。

减压阀77包括钻孔的腔114，从而容纳中心液压阀芯115。阀体具有两个端口116、117：高压端口116和低压端口117。在常规设备操作中，即没有负载，阀门端口116、117的压力没有压差，在这种情况下，在外壳左手侧处并位于阀芯115的腔114中的弹簧118迫使阀芯115保持在外壳的右手侧(高压侧)。在该位置阀芯115关闭低压端口117并不允许任何流动。但高压端口116仍保持开启。高压端口116还(重要地)包括小的引导端口119，液压流体可流过其中并进入腔中，该腔已经通过位于阀芯115的右手侧远端处的活塞120堵住。

如上所述，当负载施加到液压致动器上时，齿轮的旋转将产生压力。因为高压端口116面对这种压力，将同时发生两个行为。首先，迫使流体进入阀体中心，并在该中心处被捕集，因为此时低压端口117仍然被阀芯台肩关闭。流体在阀体中心中的这种捕集并不引发任何动作，因为阀芯115已经被精密地设计为具有中心流体静力学平衡-没有来自中心流体压力净端部推力。与第一流动同时发生的第二动作是高压流体沿小的导流沟道119向上流动，且压向活塞120表面(阀芯的右手端)。但是平衡这种相对于活塞面120的液压力的是作用在阀外壳的另一端的阀芯115上的压缩弹簧118的力。阀芯的移动仅发生在作用于活塞区域的流体压力克服了所述弹簧力-且因此克服了阀的压力释放值。若相对于活塞的压力集累到足够克服弹簧118，则阀芯115将移动并开启低压端口117，并允许流动。但是，如果发生流体阻塞，则阀芯115将不移动。

流体阻塞已经通过两种设计结构处理。第一种结构是弹簧腔118被低压端口117引流。第二种且更精细的结构是阀芯115的右手侧上的锥形肩的背面具有小的排泄孔，其与阀芯中的中心孔连接。这使得流体在阀芯内部流动，从而使阀芯115的两端等压，除了活塞面外。这种端部压力的均衡使得可以仅考虑活塞面作用弹簧118。

为了安全考虑，减压阀将仅在过载情况下操作。这可能会发生，因为人员不使用具有中间减震绳的合适的安全带且峰值减速力超过6kN(ISO/AS/En)，或就是因为滥用此设备单元，使之承担过重的负载。6kN的绳索力将产生约350bar的峰值压力，高于此值的力和压力必须被释放。名义上压力释放将被设置为400～420bar，或在防爆膜的实施例中，释放压力可设在460和510bar之间。

图11中示出用防爆膜阀180代替减压阀的液压单元回路的示意说明。所示液压致动器50采用三元行星液压齿轮泵的形式。齿轮泵的输出具有如下串联的部件，即真空填充阀170、液压下降暂停阀171、液压下降流量控制阀172和填充阀173。防爆膜阀180横跨连接在填充阀173的下游侧和真空填充阀170的下游侧之间的线路。

图10d详细示出防爆膜阀180。伸长的外壳181具有入口182和出口183，上述入口和出口由导管184连接。端塞185通过O形圈186密封，并位于临近出口183的外壳的端部中。在导管184中具有防爆膜组件190，其临近两个负载分配垫圈191、192，它们同轴位于一系列贝氏(Belleville)预紧垫圈195之间。

整个组件通过锥形负载螺母199固定在适当位置，该螺母199在导管181的孔中螺纹接合。防爆膜组件包括弯曲的不锈钢隔板196，该隔板196夹持在环形支架197、198之间。防爆膜提供一种可替换的装置，用来防止液压外壳的过压力。

选择阀75是一次液压开关。轻弹簧122固定在左手边侧上的外壳腔123中，并相对于阀芯125中的凹槽124运动，从而迫使其移动到右边并由此闭合低压外壳侧端口126。这种阀门还具有端口，从而具有导流信号，该信号作用于阀门的右手侧。但是，与减压阀77不同的是，该导流信号端口130具有密封提升阀131。

提升阀131的作用在于当施加压力时进行提升并使得高压流体进入阀门的右手侧的腔中，且因此相对于阀芯125支撑并将阀芯125推至不覆盖低压端口127，并允许流动。

因为出于安全考虑，必要的是下降中在摆动的人员可能产生的动力负载状况下保持液体流动并反馈给压力脉动，如果由于这种动态事件而造成压力损失，则提升阀131将避免引导信号的损失。这还能在液压致动器具有较轻负载(例如60kg的人员)时，避免液压致动器的打滑。

因此，时间和导流端口130的尺寸是重要的。在发生跌落之前，阀芯125封闭低压端口127并防止流动。在跌落时，压力流体将进入阀体但因为液压平衡不会移动阀芯125。液压流体将通过导流沟道130，穿过提升阀131并推动阀芯125。通过保持区域一致并释放阀芯弹簧腔123的背面而避免液压阻塞。

防爆阀组件76(图10e)是恒定流速控制阀。其作用是通过移动防爆装置141而为针形阀140提供恒定压降，从而调节针形阀140上游的压力。针形阀140上的恒定压降也意味着恒定流速-在80bar和更小的典型下降压力下，流体不可压缩效应显得并不重要。140kg的人员将需要防爆装置141的更多的闭合位置，且60kg的人员将需要防爆装置141的更多的开放位置。由流过针形阀140产生的上游和下游压力通过阀体内部的端口被传送至防爆阀的两侧。防爆阀141的两侧是被导引的，从而使其感知并修正针形阀140上的压降(与上述阀门77和75不同，其中仅轴的一侧被导引)。防爆装置141位于高压侧面(右)的一侧上。对于空间原因来说，已经倾斜了某些角度，但限制该角度从而在液压致动器在高达800rpm的速度下旋转时，最小化对向心加速度的惯性敏感度。针形阀140是“工厂制造的”，用于提供对负载的正确响应。活塞142(左上)不具备流动控制功能。这种阀门组件已经被设计成能够使系统具有在已经确定的宽范围温度下(-30℃至+54℃)处理流体扩展和收缩的部件。活塞142后面的弹簧143保持最小系统压力卸载。这是重要的，因为流体随温度下降的收缩会导致单元中产生真空，且绕过任何密封将使得空气被吸入外壳中。由活塞142提供的安全结构使得预设流体预负载，通过填充，所以在最低操作温度下不会产生真空。

机械密封组件100配合在分开外壳57的左手侧中。短轴110支撑在轴承102、103周围，其具有唇式密封外壳104，唇式密封外壳104螺栓连接至外壳57的左侧上的凸起栓105上。轴110具有一个(外部)端106，其位于外部外壳11的中心处设置的端盖107中，且另一端花键结合至液压致动器的中心齿轮上。一对弹簧负载密封108、109围绕唇式外壳104和中心齿轮之间的轴110。

液压致动器50的三个外壳55、56、57，每个都配备矩形切口70、71、72，这些切口之间在径向端等间隔。这些矩形切口容纳相应的选择阀75、防爆阀76和减压阀77，分别在图10c、d和e中详细示出。中间外壳56配备一对锥形闭合孔78、79，上述锥形闭合孔78、79位于矩形切口70、71、72的侧面上，并固定螺栓(未示出)，所述螺栓接合夹具(未示出)，该夹具固定各个切口中的阀门组件。

类似于本文所述的液压致动器50的油泵记载在我们早期的专利申请WO2006/024101中，其公开内容通过引用并入本文。约1∶6的变速箱的组合由周转轮系90构成，且在液压致动器中使用三个迷你泵对可基本上降低总的油压，这在液压致动器控制下降速度中是需要的。设计组件使得其可操作用于60kg和141kg之间的人体重量的下降，并根据温度下的油黏性特征保持基本上恒定的约0.90至1.1m/秒的下降速度。航空级别的低流点、高精制矿物液压油型号为MIL-PRF-5606H，以及超过360的粘度指数是典型的流体所需等级。液压阀组件中并入速度控制机构，其能确保与绳索W的端部的负载成比例的恒定可控下降速度。

作为另外的安全部件，在液压致动器50的输入轴51超过某一速度的情况下，例如1.7至2.0ms^-1，超速离心制动器150设置在该装置的轴51的外部和的外壳12之间。离心制动器150在图12中详细示出。外部外壳12具有轴向延伸的中心凸起151，其定义了制动器的静止鼓状物。液压致动器50的中心轴51延伸并穿过紧密接合直径地延伸的闸皮支撑凸缘152的端部轴承。一对弓形闸皮153、154配合在鼓状物151的周边中。各个闸皮153或154通过支点155、156连接至凸缘152的端部。各个闸皮153、154的底部支撑径向螺栓157，该螺栓157延伸进入径向从凸缘152突出的插座160。弹簧162围绕螺栓157并通过可调式螺母163固定在其上，从而将闸皮153、154拉离轮毂151的内部。

中心轴51还具有花键结合至其上的平衡凸缘170，其位于闸皮支撑凸缘152的外舷。平衡凸缘170在各个端部接合到联动装置175的一个连杆172。连杆172连接到配重体180，该配重体180又通过联动装置175的连杆173连接到闸皮的一端。由此，闸皮153、154的相邻端部通过联动装置175和配重体180互连。

上述可调式弹簧负载机构用于设定触发速度。设计离心制动器以使其仅在下降速度达到预定最大值时有效操作，通常为1.7m/sec。此时，离心力致使闸皮153、154与鼓状物151接合，从而基本上减慢单元的速度。平衡物设置控制闸皮操作，并增加已知制动直径的摩擦阻力。位于回转制动闸皮上的延迟铰链(lagging hinge)允许利用摩擦增加制动作用并降低对离心辅助的依赖。上述制动器是非常节省空间，但需要仔细进行平衡，从而确保其自身不发生锁闭。限制来自摩擦的杠杆作用需要通过增加上述配重体进行补偿。配重凸缘170安装到闸皮支撑凸缘152的外舷，以便平衡物155、156可处于最大离心优势状态。平衡物的位置也设置为给定小联动装置角度且为制动闸皮153、154提供更高的力的倍增。

提供上文所述的系统的目的在于：

(a)具有跌落制止能力，当单独考虑时，设计以满足跌落制止法规(ISO 10333-3-2004，AS1891.3-1997和ANSIZ359.1-1992)，因为其能在规定距离、体力极限和-30℃和+54℃之间的温度的情况下使人员被可控的停止而制止跌落。

(b)具有降下能力，当单独考虑时，设计以满足降下装置的ISO22159-2007 Type 1D；

(c)组合这些单独的结构，以便在跌落制止滞后，人员随后可以可控的下降速度，被非自主地在清醒的或无意识的状况下降至承重表面，此过程的考虑因素包括体重范围在60kg至141kg，以及在下降过程中卷绕的绳索直径的变化；以及

(d)提供备份制动系统，其允许在不太可能发生的主系统超速或液压失效的状况下连续的下降。

在跌落时，连接到安全带的人员使得滑轮加速到一速度，在该速度下，离心式离合器的凸起侧接合凹入侧。离心式离合器的凹入侧连接到三个行星齿轮。行星齿轮又在环形齿轮(外部)和中心齿轮(内部)之间啮合。因为环形齿轮固定在外壳中，所以行星齿轮受力以旋转中心齿轮。中心齿轮凭借突发的惯性阻力来抵抗旋转，且随后由中心液压制动致动器提供液压阻力。由液压致动器提供的旋转(转矩)的阻力反馈通过周转轮系、离心式离合器和滑轮组件，从而制止绳索安全带松弛，且因此防止人员不受控制以及快速下降。再次参考中心齿轮，其驱动两个制动系统，液压致动器和离心制动器。这些制动系统都相互协调。液压致动器是一种低速下降控制单元(1ms^-1)，且离心制动器是一种超速保护装置，其在松弛速度超过1.7至2.0ms^-1时启动。可以设想如果发生液压失效，例如由于O形圈破裂、旋转密封失效或防爆膜失效，则产生这种下降速度。在一般下降操作中，离心制动器系统与液压致动器一起旋转，但并未达到足够速度以致摩擦接合外壳。

液压致动器包括：封闭回路泵、密封的液压流体储存器以及三个特别设计的卷筒操作阀。这些卷筒阀是：作为内部压力的缓解系统的背压阀、用于处理跌落制止和后续下降之间的过渡的制止/下降选择阀，以及用于当选择阀允许流动时恒定流动速度控制的防爆阀。

在附图所示优选实施例中，液压致动器50位于滑轮15的内部中的腔体中。在图中未示出的另一实施例中，液压致动器可容置于腔体中，该腔体构成外壳11或12的一部分。将液压致动器放入外壳中的优点在于流过液压致动器的反作用力由外壳的牢固结构吸收，且脱离中心轴51。

在通常的使用中，工作人员连接到单元，但位于当前工作高度，槽轮简单地围绕液压单元旋转，且离心式离合器保持未工作状态。张力弹簧连接到滑轮，这就提供了反张力，从而避免在松弛的绳索的状况发生跌落。反张力是预调整的，从而满足应用中法规的要求。

上文所述跌落保护系统，虽然特别设计用于建筑工地和其他工业，但可在多种其他条件下应用，例如起重机和构台、直升机和自然高处的环境，例如山、悬崖、峭壁等等。

在前面权利要求以及前述本发明说明书中，除非上下文由于语言表达或必要暗示的需要，否则单词“包括”或其变化，例如“包含”，具有开放式含义，即包括指定的特征，但也不排除存在本发明各个实施例中的其他特征。

应该理解，如果本文参考任意现有技术公开文献，则这种些参考不意味着承认这些公开物是本领域中的公知常识的一部分(在澳大利亚或任何其他国家)。

Claims (14)

1.一种跌落保护系统，包括缠绕在可旋转式滑轮上且被设置为在低速时轻微拉紧即可自由地解绕的绳索，所述滑轮具有离心式离合器，所述离心式离合器触发变速箱，所述变速箱又驱动液压致动器的输入轴以控制所述滑轮的旋转速度，以及次级制动器，所述次级制动器在所述滑轮超过预定速度时减慢所述滑轮的旋转速度，由此在使用中，所述绳索连接到使用者以在所述滑轮上自由地解绕，跌落引起所述离心式离合器制止所述跌落，且随后所述系统有利于所述绳索以可控速度解绕从而有效下降。

2.根据权利要求1所述的跌落保护系统，所述滑轮围绕所述液压致动器可旋转，所述致动器的输入通过所述变速箱以及所述离心式离合器连接到所述滑轮。

3.根据权利要求1所述的跌落保护系统，其中所述变速箱包括通过周转轮系由所述离心式离合器驱动的臂。

4.根据权利要求3所述的跌落保护系统，其中所述变速箱产生6∶1的转矩降低，由此使得低液压力在峰值跌落制止力情况下被释放。

5.根据权利要求1所述的跌落保护系统，其中所述液压致动器包含闭合的管路齿轮泵，所述齿轮泵包括中心齿轮，所述中心齿轮与行星齿轮相互作用。

6.根据权利要求5所述的跌落保护系统，其中所述中心齿轮与三个所述行星齿轮相互作用，所述三个行星齿轮等间隔围绕在所述中心齿轮的周围。

7.根据权利要求6所述的跌落保护系统，其中所述中心齿轮和所述行星齿轮可旋转地夹持在部件之间，所述部件包括一系列孔和腔以及互连沟道，用于液压管路的液压流体被闭合的管路齿轮泵泵过所述沟道。

8.根据权利要求1所述的跌落保护系统，其中所述液压致动器包括油泵，所述油泵具有流动和压力控制阀。

9.根据上述权利要求任一项所述的跌落保护系统，其中所述次级制动器包括闸皮，所述闸皮由相对于鼓状物的地心引力驱动，所述鼓状物固定至外壳或构成所述外壳的一部分。

10.根据权利要求9所述的跌落保护系统，其中闸皮可枢轴转动地固定到由输入轴驱动的径向延伸支架臂。

11.根据权利要求10所述的跌落保护系统，其中配重体安装到由输入轴驱动的径向延伸支撑凸缘上，该所述配重体可枢轴转动地通过联动装置固定到所述闸皮。

12.根据上述权利要求9所述的跌落保护系统，其中弹簧负载调节装置将各个所述闸皮推离所述鼓状物。

13.根据权利要求1～8中任一项所述的跌落保护系统，其中在低速时，所述滑轮相对于弹簧旋转。

14.根据权利要求13所述的跌落保护系统，其中在下降时，所述滑轮相对于所述弹簧解绕，导致所述绳索在降下之后再次缠绕。

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