CN103003508B - 包括承载复合聚合物壳体和承载锚固板的安全装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防坠落安全装置，其包括由复合聚合物材料构成的承载壳体，并且还包括通过至少一个承载连接器连接到所述承载壳体的承载锚固板。

Description

包括承载复合聚合物壳体和承载锚固板的安全装置

背景技术

以离心方式运行的安全装置包括防坠落装置，诸如，例如救生索、自收缩救生索、防堕装置、防坠落限制器、下降器等。这种装置可包括可连接到固定锚固点的壳体，并且绳索可从所述锚固点延伸（例如，绳索的外端附接到工人的带具）。这种装置可还包括离心制动机构，其可限制或停止绳索从装置延伸。

发明内容

本文公开了一种防坠落安全装置，其包括由复合聚合物材料构成的承载壳体，并且还包括通过至少一个承载连接器连接到所述承载壳体的承载锚固板。

因此，在一个方面，本文公开了一种防坠落装置，其包括：由复合聚合物材料构成的承载壳体；可旋转的鼓，所述可旋转的鼓安装在轴上，所述轴以承载方式连接到所述壳体；离心制动机构，所述离心制动机构被构造为当所述鼓的旋转超过预定速度时限制或停止所述鼓的旋转；一定长度的绳索，所述绳索具有附接到所述可旋转的鼓和所述轴中的至少一者上的第一端；以及承载锚固板，所述承载锚固板通过至少一个承载连接器连接到所述承载壳体，其中从所述锚固板的所述承载连接器至所述轴的所述主承载路径穿过所述承载壳体。

在以下具体实施方式中，本发明的这些方面和其他方面将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅由所附权利要求书限定，并且在审查期间可以进行修改。

附图说明

图1是在第一实施例中的安全装置的分解侧视透视图，所述安全装置包括由复合聚合物材料制成的承载壳体并且包括锚固板。

图2是在第二实施例中的安全装置的分解侧视透视图，所述安全装置包括由复合聚合物材料制成的承载壳体并且包括锚固板。

图3是图2的安全装置的承载壳体的壳体部件的正视图。

图4是图2的安全装置的示例性摩擦制动器的分解侧视透视图。

在多张图中，类似的参考标号表示类似的元件。一些元件可以相同或等同的多份存在。在这样的情况下，可能仅通过参考标号指示一个或多个代表性元件，但应理解，这样的参考标号适用于所有这类相同的元件。除非另外指明，否则本文档中的所有图和附图均未按比例绘制，并且被选择用于示出本发明的不同实施例。具体地讲，除非另外指明，否则仅用示例性术语描述各种部件的尺寸，并且不应从附图推断各种部件的尺寸之间的关系。尽管在本发明中可能使用了“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“前部”、“背部”、“向外”、“向内”、“向上”和“向下”以及“第一”和“第二”等术语，但应当理解，除非另外指明，否则这些术语仅以它们的相对意义使用。

具体实施方式

本文所公开的是防坠落安全装置，其包括由复合聚合物材料构成的承载壳体和通过至少一个承载连接器连接到所述承载壳体的承载锚固板。所述装置还包括可延伸到装置的第一端之外的绳索（例如，用以附接到工人佩戴的带具），并且装置具有第二锚固端，其总体上可为绳索可延伸的那端的相反端，并可例如通过锚固绳索连接到工作位置的固定锚固点。所述装置还包括壳体中的可允许绳索从装置的壳体延伸以及收缩到装置的壳体中的设备。通常，所述设备包括载有鼓的轴，其中绳索附接到所述轴或所述鼓以使得当绳索收缩到装置的壳体中时所述绳索可绕着鼓卷绕。所述装置还包括离心触发的制动机构，其被构造为当所述鼓的旋转超过预定速度时限制或停止所述鼓的旋转。

在使用中，例如在离心制动机构被触发以限制或停止轴/鼓的旋转以及绳索的延伸的情况下，可将载荷布置在安全装置上，使得装置支持可附接到所述绳索的无论人或物的载荷。该载荷可包括静态载荷组件（例如，人或物的重量）以及人或物的减速导致的任何动态载荷。

当这种载荷被布置在安全装置上时，所述载荷（即，力）被（例如，从连接到装置的锚固端的锚固绳索）传递到装置的锚固端。载荷的至少一部分传到承载锚固板并至少部分地通过至少一个承载连接器从承载锚固板传递到承载壳体。承载锚固板和承载连接器可改进载荷传递到承载壳体中的过程，并且具体地说，将载荷分布到承载壳体上的过程，如本文的稍后讨论。

载荷随后通过轴和壳体之间的承载连接结构从承载壳体传递到轴。随后，载荷可从轴直接传递到绳索（如果绳索附接到所述轴）或通过鼓间接传递到绳索（如果绳索附接到安装在轴上的鼓）。承载壳体由复合聚合物材料（例如模制的复合聚合物材料）构成，如本文的稍后讨论。这种布置与常规防坠落安全装置形成对比，常规防坠落安全装置通常使用由金属制成的承载壳体，或使用金属框架（例如，包括一个或多个金属框架构件）以将载荷从锚固绳索传递到轴。虽然后一种装置可通常包括聚合物“壳体”，但是这种壳体是仅用于装饰或环境保护目的的外壳，而不是用于如本文定义和描述的承载目的。

本文所公开的发明允许在防坠落安全装置中使用由复合聚合物材料构成的承载壳体，并且这样可提供优于常规装置的许多优点。例如，与常规金属壳体相比，由复合聚合物材料构成的壳体可提供可观的重量减轻。

“复合聚合物材料”意指包括至少一种加固填料的聚合物材料（例如，诸如注射可模压材料、可热成形材料等的可模压/可成形聚合物材料），如本文稍后的进一步详细讨论。

“承载壳体”意指当安全装置承受载荷时，从锚固板和承载连接器至轴的主承载路径穿过壳体。也就是说，安全装置不包含提供锚固板和轴之间的重要承载路径的任何承载构件、撑条、横梁等（不作为壳体本身的一体部分）。（“重要”意指当安全装置被布置为承受载荷时承受超过10%的载荷，如本文所述）。在具体实施例中，安全装置不包含提供锚固板和轴之间的重要承载路径的任何金属构件。

“壳体”意指至少部分地、基本上或几乎完全包封包含例如鼓、轴、绳索、离心制动机构和/或安全装置的任何其它辅助设备的任何或全部的空间的任何结构，并提供从锚固板至轴的主承载路径。这样，壳体可几乎完全包封包含例如鼓、轴、绳索、离心制动机构等的内部空间（除了用于绳索延伸到壳体外需要的所述开口）。这种一般类型的壳体在例如图1和图2中示出，并且在稍后详细讨论。或者，壳体可包括相对开放的框架，所述框架可像将装置的锚固端连接到轴并提供从壳体的锚固端至轴的主承载路径的单个承载支承构件一样小。术语“承载壳体”涵盖了所有这些可能的设计，只要符合本文所公开的条件即可。

“锚固板”意指不与承载壳体一体地形成并提供从安全装置的锚固端至装置的承载壳体中的承载路径（继而提供从锚固板至轴的主承载路径，如上面的讨论）的承载板；通过定义，锚固板不提供安全装置的锚固端和轴之间的直接承载路径。在此所用的术语“板”被广泛地使用，并且不意味着限制于任何具体的几何形状或设计，只要提供了所需的功能即可。

参照图1中的部分分解示图中所示的示例性自收缩救生索安全装置100讨论与承载锚固板结合的由复合聚合物材料构成的承载壳体的使用的进一步细节。装置100的承载壳体120可包括组装并紧固在一起以形成壳体120的第一互补壳体部件122和第二互补壳体部件121。互补壳体部件121和122可通过图1中所示的螺栓148和149或通过任何其它合适的紧固件紧固在一起。这种螺栓可通过螺纹接合到设置在互补壳体部件中的带螺纹的接收部分中。这种带螺纹的接收部分可包括例如接收部分内的壳体部件材料的带螺纹的表面。或者，这种带螺纹的接收部分可通过例如在壳体接收部分中插入带螺纹的插孔来提供（例如，如图2的实施例中那样，本文稍后讨论）。

在壳体120限定的内部空间中具有鼓50，鼓上卷绕（例如，螺旋形卷绕）一定长度的绳索65（术语“绳索”广义地涵盖任何细长的可卷绕的承载构件，包括例如由任何合适的合成或天然聚合物材料、金属等或它们的任何组合制成的带子、缆绳、绳子等）。鼓50可安装在轴10上，并可包括第一凸缘51和第二凸缘56，每个凸缘总体上从轴10径向向外延伸，并且凸缘被布置为大致彼此平行，以限定两者间的用于可至少部分地卷绕绳索65的空间。凸缘51和56可由例如模制塑料或任何其它合适的材料制成。鼓50可由附接到彼此的分离的凸缘构成；或者，鼓50及其凸缘可包括单个（例如，模制聚合物）一体部件。

在一些实施例中，鼓50可安装到轴10上使得鼓50不能相对于轴10自由旋转，或不能旋转。轴10通过承载连接结构连接到壳体120。例如，轴10可具有长轴线和可旋转地安装到第一互补壳体部件122的轴接收部分123中的第一末端15（由于视角问题，在图1中非直接可见）以及可旋转地安装到第二互补壳体部件121的轴接收部分124中的第二末端16。在图示实施例中，第一套筒轴承126和第二套筒轴承125设置在接收部分123和124中。可（在鼓50的外部）设置外部扭转弹簧130，其中弹簧130的内端包括安装到轴10的狭槽19中的插片131。弹簧130的外端可包括附接到导向销136之一的带钩的端132（销136可因此起到双功能的作用，即提供用于弹簧130的附接点的功能和在绳索65延伸到壳体120之外的位置在销136之间引导绳索65的功能）。

壳体120限定的空间中有离心制动机构。所述机构通常依赖一个或多个离心致动的棘爪，所述离心致动的棘爪在轴和/或鼓的旋转超过预定速度时被激发至它们与用于限制或停止鼓的旋转的棘轮环接合的位置。在图1的图示实施例中，棘轮环70固定地附接到壳体120的壳体部件122，并包括至少一个棘轮齿71，棘爪30的接合端可所述棘轮齿接合。棘爪30安装在轴10上并通过偏置机构偏置，如本文稍后更详细的讨论。

在使用中，自收缩救生索100的锚固端135可连接或附接到工作位置结构（例如，大梁、横梁等）的固定锚固点（固定点）。绳索65的最外端可随后（例如，通过竖钩、D形环等）附接到工人佩戴的带具。随着工人从固定锚固点远离，绳索65从壳体120中延伸；随着工人靠近固定锚固点，鼓50在扭转弹簧130的激励下旋转，使得绳索65在壳体120内自收缩并卷绕到鼓50上。在这种工人的活动期间，棘爪30通过上述偏置机构偏置以使得棘爪30的接合端不与棘轮环70接合。在工人坠落的情况下，轴10和棘爪30的旋转速度增大到超过预定速度，这样，棘爪30的接合端被迫与棘轮环70接合，如本文之前的解释，这样工人的坠落速度被减慢或被停止。该过程可导致上述载荷布置在装置100上。

在这种用途中，防坠落安全装置可被设计为使得工人完全停止（例如，如在以自收缩救生索被熟知的产品中），或仅用于控制或限制坠落速率（例如，如在以下降器被熟知的产品中）。在一些情况下，这些一般类型的产品之间的区别可以不是绝对的，其中一些产品用于至少部分地提供所述功能之一或二者。应当理解，本文所述的由复合聚合物材料构成的承载壳体和承载锚固板在任何这种安全装置中可被有用地采用。在一些实施例中，本文所公开的安全装置符合ANSI Z359.12007（2007年规定）的要求。

自收缩救生索100的锚固端135与固定锚固点的连接或附接可利用用于该用途的锚固开口144（由分别在承载锚固板140、第一互补壳体部件122和第二互补壳体部件121中的对齐的开口141、143和142所得）。可例如通过将（另一端附接到固定锚固点的）锚固绳索、绳子、缆绳等穿过锚固开口144并将锚固绳索牢固地附接到装置100的壳体120的锚固横梁151来提供这种附着。可根据需要，可提供多个锚固开口144。可根据需要，可使用多根锚固绳索，并且所述多根锚固绳索可附接到同一固定锚固点或不同固定锚固点。诸如D形环、钩环等的装置可用于将锚固绳索的一端附接到装置100的锚固开口144。诸如回转接头等的装置也可根据需要被采用。在一些情况下，将壳体120通过穿过锚固开口144的刚性紧固（锚固）构件直接（例如，刚性地）附接到固定锚固点可以是理想的（例如，不采用从壳体120延伸到固定锚固点的柔性锚固绳索或缆绳）。

无论利用何种具体方法将壳体120连接到固定锚固点，在使用装置100的以上方法中，绳索65的外端附接到例如工人佩戴的带具，并且绳索65如上所述地延伸到壳体120外和收缩到壳体中。在使用装置100的替代性方法中，绳索65的外端可附接到固定锚固点，同时自收缩救生索100的壳体120（例如，通过锚固开口144）附接到工人佩戴的带具。然而，由复合聚合物材料构成的承载壳体和承载锚固板可按照基本上相同的方式起作用。

自收缩救生索100可根据需要采用其它辅助设备。例如在所述一定长度的绳索65内的某位置或在用于将壳体120固定到固定锚固点的一定长度的锚固绳索的某位置可采用例如所谓的减震器。这种减震器（通常称作开裂幅材（tear web））可包括例如一定长度的绳索，所述绳索按照往复折叠状构造折叠并且轻微地缝制在一起和/或装入合适的外壳中，使得在施加预定载荷的情况下，绳索展开。

如本文所公开的，承载壳体（例如，由互补配合部件122和121构成的壳体120）由例如模制的复合聚合物材料的复合聚合物材料构成。这意味着从锚固板的承载连接器至轴的壳体的至少主承载路径（即，当安全装置被布置为承受载荷时，单独或一起承受至少约90%的载荷的壳体的一部分或多个部分）由复合聚合物材料制成。在另外的实施例中，总壳体重量的至少50重量%、至少约75重量%或至少约90重量%由复合聚合物材料提供。在另外的实施例中，壳体的基本上所有的重量由复合聚合物材料构成。在上文中，不包括可与壳体接触和/或附接到壳体但例如就壳体的上述结构和功能而言不用作壳体的一部分的例如金属组件的重量。这样，由复合聚合物材料构成或由复合聚合物材料组成的承载壳体不排除壳体使用的和/或紧固到壳体的金属组件。例如，在图1的示例性图示中，用于将壳体部件122和121紧固在一起并可由金属制成的螺栓148和149不算作承载壳体120的一部分。同样，由金属制成并可插入接收部分中的带螺纹的插孔（带螺纹的螺栓杆通过螺纹接合到其中以将壳体部件紧固在一起）不被计算。另外，由复合聚合物材料构成或由复合聚合物材料组成的承载壳体不排除在聚合物材料本身中存在金属。例如，聚合物材料可包括加固填料，所述加固填料包括金属纤维、晶须、细丝等。其它合适的加固填料包括例如无机填料，所述无机填料诸如玻璃纤维等、碳纤维等等。本领域的那些普通技术人员将会知道可使用任何加固填料（例如，任何合适的组合物和/或物理性状或形式），例如如果其相对于在没有加固填料时的抗冲击强度显著增大聚合物材料的抗冲击强度。

在多个实施例中，合适的复合聚合物材料可包括小于2.5、2.0或1.8克/立方厘米的密度，和/或可由含有聚邻苯二甲酰胺的聚酰胺构成。合适的可模压复合聚合物材料可包括例如以商品名GRIVORY（具体包括以商品名GV和GVX可获得的那些产品）可得自南卡罗来纳州桑特尔市的艾曼斯化学（北美）公司（EMS-CHEMIE AG North America）的那些材料。

如所述，装置100包括紧邻装置100的锚固端135的承载锚固板140。在图1的实施例中，锚固板140被夹在第一互补壳体部件122和第二互补壳体部件121之间。锚固板140通过至少一个承载连接器连接到壳体120。在图1的示例性实施例中，使用了两个承载连接器，具体地讲，螺栓148（应当理解，可使用任何合适的承载紧固件或紧固机构，无论是机械的还是通过粘合剂的等）。螺栓148的杆穿过锚固板140的贯通开口152，并且每个杆螺纹连接到部件122或121的带螺纹的接收部分中（例如，带螺纹的金属插孔螺套）。每个螺栓148的头顶靠着部件122或121的螺栓头接收特征进行安装。螺栓148的拧紧用于将部件122和121以及被夹在它们之间的锚固板连接在一起。螺栓148可与用于将壳体部件122和121紧固在一起的其它螺栓（总体上用参考标号149指示）相似或相同；参考标号148仅用于指示具有将锚固板140连接到壳体120的额外功能的一个或多个特定螺栓。

在锚固板140的开口152中的那部分螺栓148并非一定通过螺纹接合到锚固板的开口，但是可根据需要采取这种方式。也就是说，承载连接器并非一定直接紧固（例如，通过螺纹接合）到锚固板140。承载连接器仅需要按照载荷可在锚固板140和承载连接器之间传递的方式连接到（例如，至少接触）锚固板140即可；并且，承载连接器还按照载荷可在承载连接器和壳体120之间传递的方式连接到壳体120（例如，通过壳体120的部件122和121）。在图1的示例性实施例中，螺栓148用作所述连接器以及还用于将壳体部件122和121紧固在一起。然而，在某些实施例中，所述承载连接器可仅用于以承载方式将锚固板140连接到壳体120，而不用作将壳体120的部件紧固在一起的紧固件（在这种情况下，可为此提供一个或多个分离的紧固件）。

为了便于图示的目的，装置100及其壳体120的竖直轴线被定义为从壳体120的锚固端135（例如，从锚固板140的锚固板开口141）穿过轴10的轴线。装置100及其壳体120的横向轴线被定义为大致垂直于所述竖直轴线并平行于鼓50的旋转平面。锚固板140可至少沿着装置100的横向轴线延伸至邻近装置100的壳体120的每个侧边缘，如图1所示。在图1的实施例中，第一和第二贯通开口152设置在锚固板140中靠近锚固板140的侧边缘的位置处。

锚固板140可沿着装置100的竖直轴线延伸，但不延伸至轴10，或接触轴10。因此，锚固板140提供仅从装置100的锚固端135至壳体120中而不直接到达轴10的承载路径。此外，锚固板140不以承载方式连接随后与轴10连接的任何其它承载组件（除壳体120之外）。

锚固板140可由任何合适的材料制成，只要提供上述载荷承受特性即可。在一些实施例中，承载锚固板140由金属（例如，钢）制成。

锚固板140可包括至少一个锚固板开口141，其可与壳体部件121和122中的开口142和143对齐和结合，以提供至少一个锚固开口144。锚固绳索可穿过锚固开口144并系缚到锚固横梁151（由于其包括在锚固板开口141上方的那部分锚固板140，因此所述锚固横梁可为承载的）。在图1的图示实施例中，锚固板140被夹在壳体部件122和121之间以使得锚固板140的主表面基本上被部件121和122覆盖。（在图示实施例中，壳体部件121和122凹陷以提供用于接收锚固板140的腔体，使得壳体部件122和121的边缘配合以遮挡锚固板140的外部副表面，从而锚固板140的可见的唯一表面是限定锚固板开口141的副环形表面）。在替代形式的实施例中，锚固板140的一部分可（例如，沿着装置100的竖直轴线和/或横向轴线）向外突出到壳体120之外，例如使得锚固绳索或锚固构件可固定到所述部分。

当装置100被布置为承受载荷时，载荷的至少一部分从锚固绳索（或锚固构件）传递到锚固板140。锚固板140（经过至少一个承载连接器，例如螺栓148）至承载壳体120的承载连接使得载荷从锚固板140传递到壳体120中。在图1的实施例中，在靠近壳体120的侧边缘的位置提供两个分离的承载连接结构（通过两个锚固板开口152，每个锚固板开口从两侧被螺栓148的杆穿过并紧固到壳体120）可改进壳体120中载荷的分布。根据先前的讨论，载荷随后通过承载壳体120传递到轴10，例如通过安装到壳体120中的接收部分中的轴10的末端15和16传递到轴。

本领域的技术人员将会知道，在以上讨论中，已经描述了载荷被从锚固绳索传递到装置100的锚固端及其锚固板140，并且从这里传递到承载壳体120中再传递到轴10，并最终传递到绳索65。仅为了方便描述对所述观点进行假设；载荷可被换种方式描述为：从绳索65递送到装置100中，并最终递送到锚固绳索上，而不改变装置100或其任何组件的功能。

参照图2的实施例中的部分分解示图中示出的示例性自收缩救生索安全装置200讨论与锚固板结合的由复合聚合物材料构成的承载壳体的其它细节。本领域的技术人员将会知道，装置200及其许多组件的使用的普遍原理将类似于以上针对装置100的那些描述以及应用于装置100的所述原理和组件的先前讨论。装置200的壳体220可包括组装和紧固到一起以形成壳体220的第一互补壳体部件222和第二互补壳体部件221。在图2的图示实施例中，它们通过带螺纹的螺栓246和247紧固在一起，所述螺栓的头顶靠着壳体部件之一的螺栓安装结构进行安装，其中螺栓的带螺纹的杆通过螺纹接合到设置在其它壳体部件中的带螺纹的插孔螺套255。

壳体220包括位于装置200的锚固端235的被夹在第一互补壳体部件222和第二互补壳体部件221之间的锚固板240。锚固板240以承载方式连接到壳体220，例如，通过锚固板240中的贯通开口249，螺栓246的杆穿过所述贯通开口将部件222和221附接到一起（例如，螺栓246的杆可穿过锚固板240的开口249，其带螺纹的终端部分通过螺纹接合到壳体部件222的接收部分245中）。螺栓246可与用于将壳体部件222和221附接到一起的其它螺栓（总体用参考标号247指示）相同；参考标号246仅用于指示具有将锚固板240连接到壳体220的额外功能的特定螺栓。在图2的装置200中（如在图1的装置100中），任何合适的连接器、紧固件、连接器/紧固件和/或它们的组合可用于锚固板240至壳体220的承载连接，用于将壳体部件222和221附接在一起等等。

虽然某些特征与锚固板140不同，但是锚固板240执行相同的基本功能；例如，锚固板240包括锚固板开口241，其与壳体部件开口243和242结合以提供锚固开口244，所述锚固开口（例如，与锚固横梁248结合）有利于使用锚固绳索或锚固构件将装置200附接或连接到固定锚固点。锚固板240可至少沿着装置200的横向轴线延伸到邻近装置200的壳体220的每个侧边缘的位置，并可沿着装置200的竖直轴线延伸，但不延伸到轴310或接触轴310。因此，锚固板240提供仅从装置200的锚固端235到壳体220中但不直接到轴310的承载路径。此外，锚固板240不以承载方式连接随后与轴310连接的任何其它承载组件（除壳体220之外）。

示例性锚固板240与示例性锚固板140的不同之处在于仅包括单个贯通开口249，单个承载连接器（例如，螺栓246）通过所述单个贯通开口可用于以承载方式将锚固板240连接到壳体220。单个贯通开口249总体上布置在锚固板240的横向中心。因此，应该理解，在多个实施例中，锚固板可具有一个、两个、三个或更多个贯通开口，锚固板可通过所述贯通开口以承载方式连接到壳体，其中开口可布置在锚固板上的任何合适的位置。

在一些实施例中，壳体220可具有被构造为在承载连接器（例如，螺栓246）和壳体220之间传递载荷的位置处或附近用于支承壳体220的特征。例如，被构造为接纳螺栓246的带螺纹的杆和通过螺纹接合到所述带螺纹的杆的壳体部件222的接收部分245（具体地讲，包含带螺纹的金属插孔螺套255，其中螺栓246的带螺纹的杆接合到所述带螺纹的金属插孔螺套）可为从壳体220向内突出的凸起（例如，模制凸起）256中的孔（例如，模制孔）245。因此，凸起256可包括壳体220的这种支承特征。如本文所用，向内突出意指当壳体部件222组装到壳体220中时，凸起256总体上突出到至少部分地通过壳体220限定的内部空间中。在一些实施例中，凸起256沿着大致垂直于装置200的竖直轴线和横向轴线的方向向内突出。在一些实施例中，凸起256包括基本上或完全环绕孔245的向内突出的环面。这种类型的实施例示于图2中，以及示于图3中的壳体部件222的正视图中。

虽然在图2中未示出，但可在壳体部件221中存在相似的支承特征。例如，壳体部件221的用于接收螺栓246的杆的邻近螺栓246的头的那部分的孔口可为从壳体220向内突出的凸起中的孔。相似地，虽然在先前参照图1的实施例中未具体讨论，但是将承载连接器（例如，螺栓148）连接或附着到壳体120的位置可包括相似的支承特征。

在一些实施例中，壳体220可包括至少一个撑条。“撑条”意指连接到壳体220并与其一体模制（例如，与壳体部件222一体模制）并且其向内突出到至少部分地通过壳体220限定的内部空间中的细长构件。在一些实施例中，撑条沿着大致垂直于棘轮环70的平面的方向向内突出，如图2所示。

例如，壳体220可包括一个或多个一级撑条，所述一级撑条在承载连接器可将载荷传递到壳体220的位置与上述支承特征连接并与其一体模制，并且从上述支承特征延伸。例如，如图2和图3中所示，一级撑条252与凸起256一体模制并从凸起256总体上延伸到壳体部件222的侧边缘250，它们连接壳体部件222的侧边缘250并与其一体模制。在一些实施例中，一级撑条252在壳体220的侧边缘250上的位置处连接支承特征（例如，包括孔251的向内突出的模制凸起）并与其一体模制，在该位置处使用紧固件将壳体部件222和221紧固在一起，如图2和图3的实施例。一级撑条可沿着装置200的横向轴线和竖直轴线之间的方向延伸。例如，在图2中，一级撑条252沿着被取向为从装置200的横向轴线向下朝着装置200的竖直轴线成约二十度角的线延伸。在一些实施例中，一级撑条252沿着其整个长度可为直线；在其它实施例中，一级撑条沿着其长度的至少一部分可为弓形的。在一些实施例中，总体上延伸到壳体220的相对的侧边缘250的一级撑条可为对称的（如图2和图3中所示）；在其它实施例中，它们可例如在它们的角度、曲率等方面不同。

在一些实施例中，壳体220可包括一个或多个二级撑条，所述二级撑条在承载连接器可将载荷传递到壳体220的位置不与支承特征连接，而是从任何位置延伸到总体上邻近壳体部件的锚固开口（例如，壳体部件222的开口243或壳体部件221的开口242）的边缘。二级撑条延伸到壳体220的（例如，壳体部件的）侧边缘，与所述侧边缘连接并与其一体模制，但是在壳体220的侧边缘250上的使用紧固件将壳体部件222和221紧固在一起的位置处不一定与支承特征（例如，包括孔的向内突出的凸起）一体模制。示例性二级撑条253示于图2和图3中。如图2和图3所示，二级撑条可总体平行于一级撑条延伸。

在一些实施例中，壳体220可包括一个或多个三级撑条，所述三级撑条在一级撑条和二级撑条之间延伸并连接到一级撑条和二级撑条以及与一级撑条和二级撑条一体模制。这种示例性三级撑条254示于图2和图3中。在一些实施例中，三级撑条254还可延伸到和连接到壳体220以及在壳体220的侧边缘250处与壳体220一体模制；三级撑条254还可大致以直角延伸到一级撑条和二级撑条，如图2和图3二者所示。

如果使用一级、二级和三级撑条，则可形成构架改进载荷从锚固板至承载壳体中和穿过承载壳体的传递和分布。然而，根据装置的具体设计和参数，所述特征可为可选的并且并非在所有情况下都需要。例如，装置100的壳体120可以包含或可以不包含这些特征的任意一些或全部。

壳体220限定的内部空间中有鼓330，一定长度的绳索365卷绕在所述鼓上。棘爪350安装在鼓330上并通过偏置弹簧340偏置。偏置的棘爪350与摩擦制动器80（本文稍后更详细地描述）结合以提供离心制动机构。鼓330可包括第一凸缘331和第二凸缘336，每个凸缘从轴310总体上径向向外延伸，并且凸缘被布置为大致彼此平行以限定在它们之间的空间，绳索365可至少部分地在所述空间中卷绕。鼓330可包括内部扭转弹簧（在图2中不可见）以便于绳索365收缩到壳体220中和绳索365卷绕到鼓330上（或者，可按照与图1中所示的设计相似的方式使用外部扭转弹簧）。绳索365的外端可例如在可选导向辊271之间延伸到自收缩救生索200的壳体220外，其中每个导向辊位于导向辊轴270上。可选隔离件272可总体上布置在导向辊271之间以进一步改进对绳索365的导向。

鼓330安装到轴310上。轴310通过承载连接结构连接到壳体220。在图2的图示设计中，轴310的末端315和317被接收在壳体220的轴接收部分223和224中（其中由于视角问题，端317不直接可见）。在一些实施例中，轴310的第一末端315可以不可旋转的方式安装在壳体部件221的轴接收部分223中。同样，轴310的第二末端317可以不可旋转的方式安装在壳体部件222的轴接收部分224中。这种不可旋转的安装方式可通过在轴的末端之一或二者设置销（例如，销316）以及在邻近壳体220的轴接收部分的位置设置配合狭槽（例如，狭槽226）来实现。所述销可布置在所述配合狭槽中，以基本上防止轴310相对于壳体220旋转。

轴310支承鼓330以使得鼓330可相对于壳体220旋转。如果轴310如上述那样不可旋转地连接到壳体220，则鼓330可以可旋转的方式安装到轴310上。然而，在一些实施例中，轴310可以可旋转的方式连接到壳体220，在这种情况下，鼓330可以不可旋转的方式安装到轴310上。在任一种情况下，通常期望的是，鼓330和/或轴310相对于壳体220旋转的能力使得绳索365可卷绕到鼓330和/或轴310上和从鼓330和/或轴310上退绕。那些普通技术人员将会知道，以上只是轴310可以承载方式安装到壳体220的轴安装结构（例如，安装到所述特征上或中）的具体方式，并且应当理解，存在安装所述轴的许多这种方式。例如，除接收部分224之外，壳体220的轴安装结构可为壳体220的突出构件，所述突出构件在轴310的末端被接收在轴310的轴向孔中。

如图2和图3所示，轴接收部分224可为在壳体部件222的凸起（例如，模制凸起）225中的孔（例如，模制孔）（壳体部件221的轴接收部分223可同样为凸起中的孔）。在一些实施例中，壳体220（例如壳体部件222或221）包括至少一个径向肋233，所述至少一个径向肋连接到包括轴接收部分224的模制凸起225并与其一体模制。“肋”意指连接到壳体220（例如，壳体部件222）并与其一体模制并且向内突出到至少部分地通过壳体220限定的内部空间中的细长构件。在一些实施例中，肋可沿着大致垂直于棘轮环70的平面的方向向内突出，如图2中所示。径向肋233可总体上径向向外延伸并连接到包括被构造为接收摩擦制动器80的突出构件的孔230的模制凸起231，并与其一体模制。作为替代或除延伸到模制凸起231之外，径向肋233可径向向外延伸并连接到主肋232（本文稍后描述），并与其一体模制。径向肋的两种类型示于图2和3中。

在图2的示例性实施例中，摩擦制动器80配合到壳体220。如图4中详细示出的，摩擦制动器80可包括至少棘轮环70、摩擦环73、压板74和背衬板75。术语“棘轮环”广泛用于代表在能够与本文稍后描述的棘爪接合的构造中可提供至少一个棘轮齿71的任何结构。通常，棘轮环70将包括主要主体72，其提供绕着由一个或多个棘爪的旋转路径划出的区域（即，径向向外）环形地间隔开的一个、两个、三个或更多个棘轮齿71。主要主体72可便利地为总体环形，但不是必须得这样；只是需要主要主体72提供和支承至少一个棘轮齿71以使得所述棘轮齿被棘爪的接合端接合。相似地，摩擦环73可便利地为总体圆形形状，但这不是必须的要求。同样，压板74和背衬板75可便利地为总体圆形形状，但这不是必须的，只要它们提供它们的通过期望压力将摩擦环73和棘轮环70压在一起的功能即可。因此，在此所用的术语“环”广义地涵盖将提供上述功能的任何几何形状。

摩擦环73可由当摩擦环73的表面压贴棘轮环70的表面时将提供期望的摩擦的任何合适的材料制成。所述材料可包括例如软木、橡胶或其它天然聚合物材料、合成聚合物材料等。棘轮环70、背衬板75和压板74可由任何合适的材料制成，所述材料包括例如金属，诸如钢、黄铜、青铜等。在一些实施例中，至少一个或多个这些组件（例如，棘轮环70）可由模制聚合物材料构成，只要所述组件合适地执行期望的功能即可。在至少一些实施例中，压板74的表面压贴棘轮环70的表面。在这种情况下，压板74和棘轮环70之间的摩擦（例如加上摩擦环73和棘轮环70之间的摩擦）可促成棘轮环70的减慢或停止，因此，在这种情况下，当选择构成压板74的材料时应当考虑压板74的至少与棘轮环接触的表面的摩擦特性。在摩擦制动器80中可根据需要可包括其它组件（例如一个或多个垫圈等）。在图4的示例性图示中，螺栓76的头顶靠着压板74的螺栓头安装孔口78安装，其中螺栓76的带螺纹的杆77通过螺纹接合到背衬板75的带螺纹的孔79中，以将压板74和背衬板75以及被夹在它们之间的棘轮环70和摩擦环73紧固在一起，从而将摩擦环73和棘轮环70彼此压贴。在一些实施例中，除使用分离的背衬板75之外，壳体（例如，壳体部件222）的内部表面可用于将摩擦环73压贴到棘轮环72。这种布置将被本领域的技术人员理解，以涵盖在术语“摩擦制动器”的当前用法中。

基于本文稍后详细讨论的棘爪与棘轮环70的接合，使用摩擦制动器（例如，代替固定地和不可旋转地附接到采用棘轮环的安全装置的壳体的棘轮环）可使得：例如，在压板74和背衬板75的压力作用下（如所述，压板74的表面和摩擦环73的表面之间的摩擦也可起促成作用），在通过摩擦环73和棘轮环70之间的摩擦变慢或停止之前，棘轮环70可（例如，相对于壳体220）旋转至少一定程度。因此，与通过固定地附接到安全装置的壳体使得棘轮环不能相对于壳体旋转的棘轮环提供的停止过程相比较，使用摩擦制动器可提供更加逐级减慢的停止过程。

在多个实施例中，摩擦制动器80可附接到壳体220，或可为浮动制动器。在多个实施例中，摩擦制动器80可为预装和预施加扭矩的制动器。在与本文同日申请的共同待审的美国专利申请No.xx/xxxxxx（代理人档案号：66460US002，标题为“PREASSEMBLED AND PRETORQUEDFRICTION BRAKE AND METHOD OF MAKING A SAFETY DEVICECONTAINING SUCH A FRICTION BRAKE（预装和预施加扭矩的摩擦制动器以及制备包含这种摩擦制动器的安全装置的方法）”）中进一步详细地讨论了可选地使用浮动制动器和/或预装和预施加扭矩的摩擦制动器，以上申请以引用的方式并入本文。

摩擦制动器80以不可旋转的方式配合到安全装置200的壳体220，意味着摩擦制动器80的背衬板75和压板74相对于壳体220不能旋转。棘轮环70理所当然能够相对于背衬板75、压板74和/或壳体220旋转至少一定程度，其中棘轮环70的这种旋转可通过摩擦制动器80的作用中的摩擦限制或停止，如本文之前的解释。在一些实施例中，壳体220和/或摩擦制动器80可包括当摩擦制动器80承受载荷时可改进防止背衬板75和/或压板74旋转的特征。在特定实施例中，通过配合到壳体220的至少一个互补配合特征的摩擦制动器80的至少一个配合特征，预装和预施加扭矩的摩擦制动器80可以不可旋转的方式配合到壳体220，以至少有助于当摩擦制动器80承受载荷时防止摩擦制动器80的至少背衬板75的旋转。摩擦制动器80的这种配合特征可为例如固定在背衬板75和/或压板74中、连接到背衬板75和/或压板74、附接到背衬板75和/或压板74等的任何合适的特征，例如突出特征或凹入特征、它们的组合等。在一些实施例中，摩擦制动器80的配合特征是突出构件，其中壳体220的互补配合特征为被设计为接收摩擦制动器80的突出构件的接收部分。摩擦制动器80的这种突出构件配合特征可通过突出到背衬板75之外的螺栓76的杆77的一部分便利地提供，从而能够布置在设置于壳体220中的配合接收部分中。（虽然螺栓76的杆77在图2中的摩擦制动器80中被遮挡，但图1的分解图示出了螺栓76的杆77可足够长以延伸穿过背衬板75的孔79从而突出到背衬板75之外的）。

壳体220的被设计为接收摩擦制动器80的突出构件的接收部分的每个可为壳体220中（例如，在从壳体220向内突出的凸起231（例如模制凸起）中）的孔（例如，模制孔）230。可使用单个孔230。或者，如图2和图3所示，可设置多个孔230，所述多个孔被排列为使得每个孔230可接收摩擦制动器80的突出构件配合特征。凸起231的每个包括可单独地插入到壳体220中的孔230，但在一些实施例中，所述孔可与壳体220（例如，与壳体部件222或221）一体模制。

在一些实施例中，装置200的壳体220包括至少一个主肋232，主肋232连接到壳体220的至少一个模制凸起231并与其一体模制。如图2的示例性图示所示，主肋232是从模制凸起231沿着大致与将被施加到模制凸起231上的力的方向对齐的方向延伸的肋，所述力当摩擦制动器80承受载荷时通过摩擦制动器80的配合特征施加。在多个实施例中，主肋可为直线的或弓形的。在一些实施例中，主肋可从同样与之一体模制的第一模制凸起延伸至第二模制凸起。在另一实施例中，壳体220可包括多个孔230（每个孔位于模制凸起231中），其中每个孔230被构造为接收摩擦制动器80的突出构件配合特征，其中壳体220还包括多个主肋232，每个肋232按照总体上半圆弧形在两个模制凸起231之间延伸并连接到所述两个模制凸起和与所述两个模制凸起一体模制，如图2和图3的示例性实施例所示。在一些实施例中，壳体220可包括中心肋257，所述中心肋从模制凸起256总体上沿着装置200的竖直轴线延伸，以与主肋232连接或邻近于主肋终止。中心肋257可基本上与上述径向肋之一对齐，如图3的设计所示。

虽然在第二壳体部件221中不可见，但是应当理解，诸如一个或多个一级撑条、二级撑条、三级撑条、主肋、径向肋、中心肋、在载荷被传递到壳体中的位置的突出支承特征、其中具有用于接收摩擦制动器的突出构件或接收轴的末端的孔的凸起等的特征也可按照与它们在壳体部件221中的设置相似的方式设置在壳体部件222中。然而，还应该理解，这些特征在某些安全装置中可为可选的。

在一些实施例中，在装置100或200中使用的离心制动机构可为图2中所示的一般类型，例如包括枢转地安装在鼓330的凸缘336上的棘爪350（那些普通技术人员将认识到，在利用包括一个或多个棘爪的鼓的以离心方式运行的制动机构中，棘爪可如图2所示直接安装到鼓330上，或可安装在其上安装有鼓的轴上）。每个棘爪350包括能够与棘轮环70的齿71接合的接合端351（其可固定地附接到壳体220，或可被设置为摩擦制动器的一部分，如图2的设计所示）。棘爪350通过弹簧340偏置使得接合端351相对于鼓330的旋转轴线径向向内偏置。

在一些实施例中，离心制动机构可为图1所示的类型，其包括：轴10，鼓50同轴地安装在所述轴上并具有总体上与轴的长轴线对齐的旋转轴线，并且棘爪30同轴地安装在所述轴上并可从所述轴径向向内和向外运动，并且所述棘爪包括被构造为与棘轮环接合的接合端；以及偏置机构（弹簧40），将棘爪的接合端朝着轴径向向内偏置。这些组件可被构造为使得轴的旋转轴线穿过棘爪的主体以及使得棘爪包括径向偏离所述轴的旋转轴线的质心。在与本申请同日提交的共同待审的美国专利申请No.xx/xxxxxx（代理人档案号：66458US002，标题为“CENTRIFUGALLY-OPERATED APPARATUS（以离心方式运行的设备）”）中进一步详细讨论了可选地使用这种以离心方式运行的设备，所述申请以引用的方式并入本文。

本领域的技术人员将显而易见的是，本文所公开的具体示例性结构、特征、细节、构造等在许多实施例中可修改和/或组合。本发明人所构思的所有此类变型和组合均在所构思的发明的范围内。因此，本发明的范围不应受本文所述的具体示例性结构限制，而是受权利要求书的文字所描述的结构或其等同形式限制。如果在本说明书与以引用方式并入本文的任何文献的公开内容之间存在冲突或差异，则以本说明书为准。

Claims (24)

1.一种防坠落装置，包括：

由复合聚合物材料构成的承载壳体；

可旋转的鼓，所述可旋转的鼓安装在以承载方式连接到所述承载壳体的轴上；

离心制动机构，所述离心制动机构被构造为在所述鼓的旋转超过预定速度时限制或停止所述鼓的旋转；

一定长度的绳索，所述绳索的第一端附接到所述可旋转的鼓和所述轴中的至少一者上；

以及

承载锚固板，所述承载锚固板通过至少一个承载连接器连接到所述承载壳体，

其中从所述锚固板的所述承载连接器至所述轴的主承载路径穿过所述承载壳体。

2.根据权利要求1所述的防坠落装置，其中所述防坠落装置不包含在所述锚固板和所述轴之间提供重要承载路径的任何金属承载构件。

3.根据权利要求1所述的防坠落装置，其中所述锚固板由金属制成。

4.根据权利要求1所述的防坠落装置，其中所述承载壳体由第一互补壳体部件和第二互补壳体部件构成，所述第一互补壳体部件和第二互补壳体部件在所述锚固板被夹在它们之间的情况下至少部分地通过紧固件配合并紧固在一起，所述紧固件为用于将所述锚固板连接到所述承载壳体的所述承载连接器。

5.根据权利要求4所述的防坠落装置，其中所述紧固件包括穿过所述锚固板中的紧固件接收开口的构件。

6.根据权利要求5所述的防坠落装置，其中所述构件包括金属螺栓或金属销。

7.根据权利要求4所述的防坠落装置，其中所述锚固板具有被所述第一互补壳体部件和第二互补壳体部件覆盖的第一主表面和第二主表面，并且其中所述锚固板包括与所述第一互补壳体部件中的锚固开口和所述第二互补壳体部件中的锚固开口对齐的至少一个锚固开口，对齐的所述至少一个锚固开口、所述第一互补壳体部件中的锚固开口和所述第二互补壳体部件中的锚固开口一起提供用于将锚定构件附着到所述防坠落装置的位置。

8.根据权利要求4所述的防坠落装置，其中所述锚固板沿着至少一根轴线是细长的，并包括第一紧固件接收开口和第二紧固件接收开口，所述第一紧固件接收开口和第二紧固件接收开口的各自被布置为邻近所述锚固板的沿着所述锚固板的所述轴线的末端，并且其中所述锚固板至所述承载壳体的承载连接通过在穿过所述锚固板中的所述第一紧固件接收开口的同时将所述第一互补壳体部件紧固到所述第二互补壳体部件的第一紧固件、以及在穿过所述锚固板中的所述第二紧固件接收开口的同时将所述第一互补壳体部件紧固到所述第二互补壳体部件的第二紧固件执行。

9.根据权利要求4所述的防坠落装置，其中所述承载壳体由模制的复合聚合物材料构成，其中所述紧固件被安装在所述第一互补壳体部件的紧固件安装结构上以及所述第二互补壳体部件的紧固件安装结构上，并且其中每个所述第一互补壳体部件和第二互补壳体部件都包括至少两个一级撑条，每个所述一级撑条连接到各自的互补壳体部件的所述紧固件安装结构并与其一体模制，其中每个所述第一互补壳体部件和第二互补壳体部件的所述一级撑条包括从所述紧固件安装结构延伸到各自的互补壳体部件的第一侧壁的第一一级撑条和从所述紧固件安装结构延伸到各自的互补壳体部件的第二侧壁的第二一级撑条，其中每个所述一级撑条连接到其延伸到的对应侧壁并与其一体模制。

10.根据权利要求9所述的防坠落装置，其中每个所述第一互补壳体部件和第二互补壳体部件还包括至少两个二级撑条，每个所述二级撑条沿着大致平行于所述一级撑条的方向延伸，并且连接到各自的互补壳体部件的侧壁并与其一体模制。

11.根据权利要求10所述的防坠落装置，其中每个所述第一互补壳体部件和第二互补壳体部件还包括至少两个三级撑条，每个所述三级撑条在所述一级撑条和所述二级撑条之间延伸，并且连接到所述一级撑条和所述二级撑条并与它们一体模制。

12.根据权利要求9所述的防坠落装置，其中所述轴包括第一末端和第二末端，每个末端安装在包括在从所述承载壳体向内延伸的模制凸起中的孔的轴接收部分中，并且其中所述承载壳体还包括至少一个径向肋，所述至少一个径向肋连接到包括所述轴接收部分的所述模制凸起并与其一体模制。

13.根据权利要求1所述的防坠落装置，其中所述一定长度的绳索能够在所述鼓沿着第一方向的旋转时从所述防坠落装置伸出，并且能够在所述鼓沿着与所述第一方向相反的第二方向的旋转时收缩到所述防坠落装置中，并且其中所述防坠落装置包括扭转弹簧，所述扭转弹簧施加偏置力以使所述鼓沿着用于将所述一定长度的绳索收缩到所述防坠落装置中并将所述一定长度的绳索卷绕到所述鼓上的方向旋转。

14.根据权利要求1所述的防坠落装置，其中所述离心制动机构包括：

棘轮环，所述棘轮环大致环状地包围至少一个棘爪，所述棘爪具有被构造为与所述棘轮环接合的接合端，

以及

偏置机构，所述偏置机构促使所述棘爪的所述接合端径向向内运动到所述棘爪的所述接合端不与所述棘轮环接合的第一径向位置，

其中使所述鼓超过预定速度旋转迫使所述棘爪离心地径向向外运动到所述棘爪的所述接合端与所述棘轮环接合的第二径向位置。

15.根据权利要求14所述的防坠落装置，其中所述棘轮环固定地和不可旋转地附接到所述承载壳体。

16.根据权利要求14所述的防坠落装置，其中所述棘轮环是摩擦制动器的一部分，所述摩擦制动器包括至少压板和摩擦环，并且不可旋转地配合到所述承载壳体。

17.根据权利要求16所述的防坠落装置，其中所述棘轮环是预装和预施加扭矩的制动器组件的一部分，所述制动器组件包括至少压板、棘轮环、摩擦环和背衬板。

18.根据权利要求16所述的防坠落装置，其中所述摩擦制动器包括多个突出构件，并且其中所述承载壳体包括多个孔，每个所述孔位于模制凸起中，其中每个所述孔被构造为接收所述摩擦制动器的所述突出构件，并且其中所述承载壳体包括多个主肋，每个所述主肋按照大致半圆弧形在两个所述模制凸起之间延伸，每个所述模制凸起包括被构造为接收所述摩擦制动器的突出构件的孔，并且每个主肋与所述主肋在它们之间延伸的所述两个模制凸起一体模制。

19.根据权利要求14所述的防坠落装置，其中所述棘爪同轴地安装在所述轴上，并且可从所述轴径向向内和向外运动，并且其中所述轴包括穿过所述棘爪的主体的旋转轴线，并且其中所述棘爪包括径向偏离所述轴的旋转轴线的质心。

20.根据权利要求1所述的防坠落装置，其中所述复合聚合物材料具有小于2.0克/立方厘米的密度。

21.根据权利要求20所述的防坠落装置，其中所述复合聚合物材料包括模制的含有聚邻苯二甲酰胺的聚酰胺。

22.根据权利要求1所述的防坠落装置，其中所述防坠落装置是被构造为阻止所述防坠落装置的用户的坠落或限制所述防坠落装置的用户的坠落速率的安全装置。

23.根据权利要求22所述的防坠落装置，其中所述安全装置是自收缩救生索。

24.根据权利要求1所述的防坠落装置，其中所述承载壳体由模制的复合聚合物材料构成。