CN103332634A - 一种攀岩辅助装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种攀岩辅助装置及方法，该装置中，绕绳减速电机的输出轴的一端与绕绳轮毂固定连接，另一端通过摩擦联轴器与电磁制动器固定连接。攀岩壁上固定若干内嵌触碰开关的岩块，第一安全绳索的一端固定在攀登者身上，另一端绕在第一绕绳装置的绕绳轮毂上；第二安全绳索的一端固定在攀登者身上，另一端绕过第二定滑轮后绕在第二绕绳装置的绕绳轮毂上；内嵌触碰开关的岩块的触碰开关、绕绳减速电机和电磁制动器均与控制柜通过信号线相连；使用本发明，由设置于攀岩壁上的感应源在攀登者攀登过程中触碰获得攀登者的位置，为较准确控制安全绳索的收和放创造了条件；安全绳的收和放是由减速电机带动绕绳轮毂来完成的，操作较简单省力。

Description

一种攀岩辅助装置及方法

技术领域

本发明涉及一种体育运动器材，尤其涉及一种室内攀岩运动以及如游乐园、主体公园等户外人工攀岩过程中的安全辅助装置以及应用该装置进行辅助攀岩的方法。

背景技术

目前，攀岩运动越来越受到人们的喜爱，人工攀岩由于较少受到地理条件、自然条件等的限制以及安全系数较高等特点成为众多攀岩爱好者的选择。

由于攀岩有一定的危险性，常用的攀岩安全保护方法是，在攀岩壁高处设有一组定滑轮装置，安全绳索通过定滑轮装置，一端系在攀登者身上，另一端由安全员控制安全绳索的牵动和收放；在攀登者攀岩上升阶段，安全员伴随着攀登者攀登所处的位置慢慢收绳，同时保持警惕拉紧安全绳，以防攀登者突然坠落；攀登者完成攀登以后，安全员拉紧安全绳慢慢放回攀登者着陆；整个攀岩过程中安全员不但较消耗体力和需要保持警惕，而且在攀登者的安全上存在一定的安全隐患。

现在也存在一些攀岩安全方面的辅助装置（如中国公告专利号200810202059.3等），但这些装置大多结构较简单，在攀登者攀岩过程中，仍然需要安全员跟随着攀登者所处的位置，不断的手动转动曲柄来控制安全绳索的收紧和放出，该操作需要安全员长时间抬头观望攀登者所处的位置以收紧或放出安全绳索，并且该装置虽然能够较安全保护攀登者避免坠地，但是没有能够解决在坠落后攀登者由于受安全绳索拉力和攀登者自身惯性的作用下，攀登者可能会与岩壁发生碰撞致使攀登者受到二次伤害的问题。因此，提出一种较全面地安全保护攀登者并且操作也较简单较省力的攀岩安全辅助装置是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够较全面地保护攀登者的安全并且操作也较简单省力的攀岩安全辅助装置及方法。

为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：一种攀岩辅助装置，它包括控制柜、第一绕绳装置、第二绕绳装置、第一安全绳索、第二安全绳索、第一定滑轮、第二定滑轮和攀岩壁。其中，第一绕绳装置和第二绕绳装置的结构相同，均由绕绳轮毂、绕绳减速电机、摩擦联轴器和电磁制动器组成，绕绳减速电机的输出轴的一端与绕绳轮毂固定连接，另一端通过摩擦联轴器与电磁制动器固定连接。攀岩壁上固定若干内嵌触碰开关的岩块，第一安全绳索的一端固定在攀登者身上，另一端绕过第一定滑轮后绕在第一绕绳装置的绕绳轮毂上。第二安全绳索的一端固定在攀登者身上，另一端绕过第二定滑轮后绕在第二绕绳装置的绕绳轮毂上。控制柜具有一显示屏，内嵌触碰开关的岩块的触碰开关、绕绳减速电机和电磁制动器均与控制柜通过信号线相连。

应用上述攀岩辅助装置进行辅助攀岩的方法，包括以下步骤：

（1）在攀登前的准备阶段，开启控制柜，检测所有内嵌触碰开关的岩块是否正常工作，然后，分别将第一安全绳索和第二安全绳索的一端系在攀登者的腰带上，开启电磁制动器至解锁状态，装置此时处于待命阶段。

（2）在攀登阶段，攀登者的手或脚接触到内嵌触碰开关的岩块，被触碰的内嵌触碰开关的岩块传回攀登者的位置信号至控制柜，控制柜识别攀登者所处位置并发出与之对应的绕绳信号至绕绳减速电机，绕绳动作开始运行；当攀登者与至少两个内嵌触碰开关的岩块接触并触发该开关时，此时控制柜发出的绕绳长度可以根据该多个触发位置点的平均数求得。

（3）在攀岩阶段，当所有的内嵌触碰开关的岩块都无触发信号传回时，控制柜发出刹车止动信号至电磁制动器，电磁制动器运作至刹车止动状态，同时，控制柜发出防碰撞信号至绕绳减速电机，绕绳轮毂拉动攀登者向攀岩壁相反方向至适当位置。

（4）攀岩完成时，控制柜发出控制信号至绕绳减速电机，绕绳轮毂缓慢放下攀登者至地面，解下第一安全绳索和第二安全绳索，攀岩过程结束。

本发明的有益效果是：由于攀登者在攀岩壁上所处的位置可以由设置于攀岩壁上的感应源在攀登者攀登过程中触碰获得，避免了由于安全员通过视觉上的主观判断获得，为较准确控制安全绳索的收和放创造了条件。在安全绳的收和放的过程中，是由减速电机带动绕绳轮毂来完成的，操作较简单省力，同时，在攀登者坠落过程中防碰撞装置启动，防碰撞安全绳索收紧，使攀登者远离攀岩壁或岩块以达到较全面安全保护攀登者之目的。

附图说明

图1是本发明实施例的原理示意图；

图2是本发明实施例的绕绳装置示意图；

图中，控制柜1、第一绕绳装置2、第二绕绳装置3、第一安全绳索4、第二安全绳索5、第一定滑轮6、第二定滑轮7、内嵌触碰开关的岩块8、攀岩壁9、攀登者10、信号线11、显示屏12、绕绳轮毂13、绕绳减速电机14、摩擦联轴器15、电磁制动器16。

具体实施方式

如图1和2所示，本发明攀岩辅助装置包括控制柜1、第一绕绳装置2、第二绕绳装置3、第一安全绳索4、第二安全绳索5、第一定滑轮6、第二定滑轮7和攀岩壁9。其中，第一绕绳装置2和第二绕绳装置3的结构相同，均由绕绳轮毂13、绕绳减速电机14、摩擦联轴器15和电磁制动器16组成，绕绳减速电机14的输出轴的一端与绕绳轮毂13固定连接，另一端通过摩擦联轴器15与电磁制动器16固定连接。攀岩壁9上固定若干内嵌触碰开关的岩块8，第一安全绳索4的一端固定在攀登者10身上，另一端绕过第一定滑轮6后绕在第一绕绳装置2的绕绳轮毂13上。第二安全绳索5的一端固定在攀登者10身上，另一端绕过第二定滑轮7后绕在第二绕绳装置3的绕绳轮毂13上。控制柜1具有一显示屏12，内嵌触碰开关的岩块8的触碰开关、绕绳减速电机14和电磁制动器16均与控制柜1通过信号线11相连。

本发明的工作过程如下：第一定滑轮6安装在靠近攀岩壁9的高处，第一安全绳索4通过第一定滑轮6使其一端与攀登者10相连；在攀岩壁9上按着实际攀登路径的需要布置若干内嵌触碰开关的岩块8（感应源），每个内嵌触碰开关的岩块8均与控制柜1电连接。为了保证攀登者10在攀岩过程中触碰岩块8时的安全，触碰开光的正常工作电压选择对人体无伤害的安全电压。

在高处距离攀岩壁9攀登的一面的适当距离上增设有第二定滑轮7，第二安全绳索5通过该第二定滑轮7使其一端也与攀登者10相连，为了使该第二安全绳索5更好地发挥防碰撞保护作用，第二定滑轮7的安装位置在适当范围内在水平方向上应尽可能距离攀岩壁9较远，以便使该攀岩辅助装置达到较好的抗摆动的稳定性。

根据实际需要，摩擦联轴器15传递的扭矩和绕绳减速电机14正常工作的扭矩应远大于攀登者10的体重，同时，为了保证本发明的攀岩辅助装置在特殊意外情况（如系统意外断电，电磁制动器16无法正常工作情况等）下的安全性，绕绳减速电机14要求在不通电情况下的负载力应远大于攀登者10的体重，此时系统可以利用绕绳减速电机14的负载力同样可以达到制动效果。

在控制柜1可以由普通单片机或计算机来实现，其上设有可以用于相关参数的输入和输出显示装置12，根据实际需要，攀登者10完成攀登后从高处向地面着陆过程中的下降速度，应该设置在合理的范围内；当攀登者10坠落后，电磁制动器16输出的制动力根据需要逐渐加大，使攀登者10下坠过程中先得到有效缓冲，然后再停止下坠。

攀登者10在攀登前的准备阶段，分别负责防止攀登者10坠地和碰撞的第一安全绳索4和第二安全绳索5通过第一定滑轮6和第二定滑轮7与攀登者7相连接，此时控制柜1传出解锁控制信号至电磁制动器16解锁，装置此时处于待命阶段；在攀登阶段，当攀登者10的手或脚接触到内嵌触碰开关的岩块8时，触发与之对应的开关传回攀登者10的位置信号至控制柜1，装置识别攀登者10所处位置并发出与之对应的绕绳信号至绕绳减速电机14，绕绳动作开始运行，由于攀登者10在攀岩过程中至少与一个内嵌触碰开关的岩块8接触并触发该开关，此时控制柜1发出的绕绳长度可以根据该点位置做出适当判断，当攀登者10与至少两个内嵌触碰开关的岩块8接触并触发该开关时，此时控制柜1发出的绕绳长度可以根据该多个触发位置点的平均数求得，为了保证攀登者7在攀岩过程中较方便的活动，防止出现安全绳索3牵拉着攀登者7的情况发生，可以根据实际需要对第一安全绳索4和第二安全绳索5设置适当的安全余度。

在攀岩阶段，当所有的内嵌触碰开关的岩块8都无触发信号传回时，装置此时可认为攀登者10坠落，控制柜1发出刹车止动信号至电磁制动器16，电磁制动器16开始运作至刹车止动状态，同时控制柜1发出防碰撞信号至绕绳减速电机14，绕绳轮毂13拉动攀登者10向攀岩壁9相反方向至适当位置；当电磁制动器16不能正常工作时，攀登者10在下坠时由于受到绕绳减速电机14负载力（所选减速电机21和减速电机22的负载力远大于攀登者7的体重的阻碍，也能达到防坠地的目的。

攀岩完成时，控制柜1分别发出控制信号至绕绳减速电机14，绕绳轮毂13缓慢放下攀登者10至地面，解下第一安全绳索4和第二安全绳索5，攀岩过程结束。

在攀岩整个过程中，该攀岩辅助装置不仅能够安全保护攀岩者10防止坠地，而且能够在坠落过程中提供防碰撞保护，因此，该攀岩辅助装置可以达到较全面保护攀登者10的目的，同时，在攀岩过程中，第一安全绳索4和第二安全绳索5的收和放是通过内嵌触碰开关的岩块8的定位参与下由绕绳减速电机14完成的，操作较方便省力，该攀岩辅助装置具有实用性和创新性。

本发明应用上述攀岩辅助装置进行辅助攀岩的方法，包括以下步骤：

1、在攀登前的准备阶段，开启控制柜1，检测所有内嵌触碰开关的岩块8是否正常工作，然后，分别将第一安全绳索4和第二安全绳索5的一端系在攀登者7的腰带上，开启电磁制动器16至解锁状态，装置此时处于待命阶段。

2、在攀登阶段，攀登者10的手或脚接触到内嵌触碰开关的岩块8，被触碰的内嵌触碰开关的岩块8传回攀登者10的位置信号至控制柜1，控制柜1识别攀登者10所处位置并发出与之对应的绕绳信号至绕绳减速电机14，绕绳动作开始运行。      

由于攀登者10在攀岩过程中至少与一个内嵌触碰开关的岩块8接触并触发该开关，此时控制柜1发出的绕绳长度可以根据该点位置做出适当判断，当攀登者10与至少两个内嵌触碰开关的岩块8接触并触发该开关时，此时控制柜1发出的绕绳长度可以根据该多个触发位置点的平均数求得，为了保证攀登者7在攀岩过程中较方便的活动，防止出现安全绳索3牵拉着攀登者7的情况发生，可以根据实际需要对第一安全绳索4和第二安全绳索5设置适当的安全余度。

3、在攀岩阶段，当所有的内嵌触碰开关的岩块8都无触发信号传回时，控制柜1发出刹车止动信号至电磁制动器16，电磁制动器16运作至刹车止动状态，同时，控制柜1发出防碰撞信号至绕绳减速电机14，绕绳轮毂13拉动攀登者10向攀岩壁9相反方向至适当位置，启到保护攀登之目的。

4、攀岩完成时，控制柜1分别发出控制信号至绕绳减速电机14，绕绳轮毂13缓慢放下攀登者10至地面，解下第一安全绳索4和第二安全绳索5，攀岩过程结束。

本发明采用传感器（内嵌触碰开关的岩块）对攀登者的位置进行准确定位，避免了由于安全员通过视觉上的主观判断获得，为较准确控制安全绳索的收和放创造了条件。

Claims (2)

1.一种攀岩辅助装置，其特征在于，它包括控制柜（1）、第一绕绳装置（2）、第二绕绳装置（3）、第一安全绳索（4）、第二安全绳索（5）、第一定滑轮（6）、第二定滑轮（7）和攀岩壁（9）；其中，第一绕绳装置（2）和第二绕绳装置（3）的结构相同，均由绕绳轮毂（13）、绕绳减速电机（14）、摩擦联轴器（15）和电磁制动器（16）组成，绕绳减速电机（14）的输出轴的一端与绕绳轮毂（13）固定连接，另一端通过摩擦联轴器（15）与电磁制动器（16）固定连接；攀岩壁（9）上固定若干内嵌触碰开关的岩块（8），第一安全绳索（4）的一端固定在攀登者（10）身上，另一端绕过第一定滑轮（6）后绕在第一绕绳装置（2）的绕绳轮毂（13）上；第二安全绳索（5）的一端固定在攀登者（10）身上，另一端绕过第二定滑轮（7）后绕在第二绕绳装置（3）的绕绳轮毂（13）上；控制柜（1）具有一显示屏（12），内嵌触碰开关的岩块（8）的触碰开关、绕绳减速电机（14）和电磁制动器（16）均与控制柜（1）通过信号线（11）相连。

2.一种应用权利要求1所述攀岩辅助装置进行辅助攀岩的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在攀登前的准备阶段，开启控制柜（1），检测所有内嵌触碰开关的岩块（8）是否正常工作，然后，分别将第一安全绳索（4）和第二安全绳索（5）的一端系在攀登者（7）的腰带上，开启电磁制动器（16）至解锁状态，装置此时处于待命阶段； （2）在攀登阶段，攀登者（10）的手或脚接触到内嵌触碰开关的岩块（8），被触碰的内嵌触碰开关的岩块（8）传回攀登者（10）的位置信号至控制柜（1），控制柜（1）识别攀登者（10）所处位置并发出与之对应的绕绳信号至绕绳减速电机（14），绕绳动作开始运行；当攀登者（10）与至少两个内嵌触碰开关的岩块（8）接触并触发该开关时，此时控制柜（1）发出的绕绳长度可以根据该多个触发位置点的平均数求得；（3）在攀岩阶段，当所有的内嵌触碰开关的岩块8都无触发信号传回时，控制柜（1）发出刹车止动信号至电磁制动器（16），电磁制动器（16）运作至刹车止动状态，同时，控制柜（1）发出防碰撞信号至绕绳减速电机（14），绕绳轮毂（13）拉动攀登者（10）向攀岩壁（9）相反方向至适当位置；（4）攀岩完成时，控制柜（1）发出控制信号至绕绳减速电机（14），绕绳轮毂（13）缓慢放下攀登者（10）至地面，解下第一安全绳索（4）和第二安全绳索（5），攀岩过程结束。

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