CN110420409B - 一种双安全钩坠落防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双安全钩坠落防护装置，属于安全带技术领域。该装置能够根据安全钩的悬挂状态控制安全钩的自锁状态和常开状态，始终确保至少一个安全钩处于正常悬挂和自锁状态，避免使用者因错误操作或疏忽造成两个安全钩全部打开的行为，从根本上杜绝安全隐患，保障使用者工作过程中作业的人身安全。本发明所述的双安全钩坠落防护装置是集安全性、集成化、自动化为一体的装置，结构设计合理，操作简单，便于推广使用。

Description

一种双安全钩坠落防护装置

技术领域

本发明涉及一种包含双安全钩的坠落防护装置，属于安全带技术领域。

背景技术

安全钩经常应用于高空作业场所中，使用者将安全带一端固定在自身上，另一端通过安全钩悬挂于固定端(如脚手架等)，如此才能保障使用者高空作业过程中的人身安全。但在实际工程应用中，使用者因工作疏忽或嫌弃移动过程中安全钩操作繁琐，而不使用或错误使用安全钩，由此导致的安全事故常有发生。这不仅与使用者的安全意识相关，更与安全钩的设计理念息息相关。

目前，市场上安全钩产品结构为机械结构，并带有机械自锁机构。中国专利200710038092.2公开了一种自锁式双保险安全钩，与现有的安全钩相比，该安全钩承受负荷的能力更强，且活口从安全钩的尖嘴部意外脱离的可能性大大降低。中国专利201420444229.X公开了一种机械式安全钩及其自锁机构，同现有技术相比，此安全钩能够很好控制活口的弹开及自锁的动作，能够很好的稳固活口，使其不能随意移位，保护人身安全。以上专利都从结构上保证了活口的自锁和稳定，但仅仅保证活口的自锁远远不能确保使用者的人身安全，使用者仍可以随时打开安全钩。更有甚者，使用者高空作业时，在无管理人员监管情况下，打开安全钩后，不再使用安全钩。

此外，中国专利201710075067.5公开了一种实时监测保险绳系挂状态的安全钩及其监测方法，能实时判断安全钩的系挂状态，实现实时监控和及时干预。但此发明只可监测到安全钩的系挂状态，并未对活口自锁状态进行自动控制。当安全钩处于正常系挂状态时，使用者可正常打开活口将安全钩取下，此过程存在巨大安全隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种双安全钩坠落防护装置，该装置能够根据安全钩的悬挂状态控制安全钩的自锁状态和常开状态，始终确保至少一个安全钩处于正常悬挂和自锁状态，避免使用者因错误操作或疏忽造成两个安全钩全部打开的行为，从根本上杜绝安全隐患，保障使用者工作过程中作业的人身安全。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种双安全钩坠落防护装置，所述装置包括两个安全钩、安全绳、控制器、自锁控制模块、接近开关、铆柱以及地面管理平台；

安全钩分为钩体和活口两部分，钩体的拱形处加工有弧形凹槽，与活口连接的钩体处加工有中空腔体，中空腔体的表面上加工有铆柱的弧形轨迹槽；

每一个安全钩连接一条安全绳，安全绳的另一端与使用者所佩戴的安全带连接；铆柱安装在与钩体连接的活口一端，铆柱的长度方向与活口的长度方向相垂直，且铆柱穿过钩体的中空腔体，铆柱随活口的运动在钩体的弧形轨迹槽中运动；接近开关安装在钩体的弧形凹槽中，用于检测外部的固定端金属；自锁控制模块安装在钩体的中空腔体中，自锁控制模块与铆柱相配合检测和控制活口的打开程度；控制器安装在安全绳上，接近开关以及自锁控制模块通过导线与控制器连接，且从钩体引出的导线内置于安全绳中；地面管理平台与控制器远程连接，用于监测安全钩的使用状态以及控制安全钩的自锁状态。

安全钩未悬挂于外部的固定端时，安全钩均处于常开状态，自锁控制模块远离铆柱的运动路径，铆柱的运动过程不受自锁控制模块的限制，活口可以完全打开。安全钩悬挂于外部的固定端时，安全钩处于自锁状态，自锁控制模块位于铆柱的运动路径上，铆柱的运动过程受到自锁控制模块的限制，活口只能部分打开。使用者工作时，将两个安全钩全部悬挂于外部的固定端，需要改变安全钩的位置时，先打开第一个安全钩，第一个安全钩移动位置后并重新悬挂于外部的固定端，再打开第二个安全钩，第二个安全钩移动位置后并重新悬挂于外部的固定端。使用者在整个操作过程中，始终保持至少一个安全钩悬挂于外部的固定端上。上述安全钩的具体工作原理如下：

将第一个安全钩悬挂于外部的固定端后，该活口先打开后闭合，铆柱随活口一起运动，在此过程中自锁控制模块通过铆柱的位置变化检测到活口闭合并将此信号传输给控制器，控制器接收到第一个安全钩活口闭合的信号后控制第一个安全钩的接近开关检测，接近开关将检测信号传输给控制器，控制器根据检测到的金属信号判断第一个安全钩已正常悬挂，然后，控制器控制第一个安全钩的自锁控制模块运动至铆柱运动路径上以限制铆柱的运动，此时，第一个安全钩由常开状态转化为自锁状态。第二个安全钩悬挂过程亦是如此。

当两个安全钩处于正常悬挂状态时，两个安全钩均处于自锁状态。使用者打开第一个安全钩时，需下压两次活口。首次下压第一个安全钩的活口至铆柱与自锁控制模块接触，松开活口使其自动回弹至闭合状态，在此过程中自锁控制模块通过铆柱的位置变化检测到第一个安全钩开启信号并将此信号传输给控制器，控制器接收到第一个安全钩的开启信号后控制第二个安全钩的接近开关检测，控制器根据第二个安全钩的接近开关检测到的金属信号判断第二个安全钩处于正常悬挂状态，然后，控制器控制第一个安全钩的自锁控制模块远离铆柱的运动路径使铆柱的运动不受限制，此时，第一个安全钩由自锁状态转化为常开状态。使用者再次下压第一个安全钩的活口，由于铆柱的运动不受自锁控制模块的限制，活口可以完全打开。打开第一个安全钩后，使用者移动该安全钩至新的悬挂位置，然后要将此安全钩再次正常悬挂在外部的固定端，该安全钩正常悬挂后再次由常开状态再次转化为自锁状态。

当第一个安全钩正常悬挂而第二个安全钩没有悬挂在固定端时，第一个安全钩处于自锁状态，第二个安全钩处于常开状态。使用者打开第一个安全钩时，首次下压活口至铆柱与自锁控制模块接触，松开活口使其自动回弹至闭合状态，在此过程中自锁控制模块通过铆柱的位置变化检测到第一个安全钩开启信号并将此信号传输给控制器，控制器接收到第一个安全钩的开启信号后控制第二个安全钩的接近开关检测，控制器根据第二个安全钩的接近开关未检测到金属信号判断第二个安全钩没有正常悬挂在外部的固定端，然后，控制器控制第一个安全钩的自锁控制模块位置不变，此时，第一个安全钩还是处于自锁状态。使用者再次下压第一个安全钩的活口，由于铆柱的运动受自锁控制模块的限制，活口不能完全打开。

当使用者需同时打开两个安全钩时，需向地面管理平台发出信号，地面管理人员确认使用者可同时打开两个安全钩时，通过地面管理平台远程控制两个安全钩由自锁状态转换为常开状态，之后，使用者可同时打开两个安全钩。

进一步地，接近开关为两个，安装在安全钩钩体悬挂点两侧。接近开关的作用是检测金属，当安全钩悬挂在外部的固定端时，接近开关可以检测到金属，并将检测信号通过导线传输给控制器；当安全钩没有悬挂时，接近开关未检测到金属，其亦将检测信号通过导线传输给控制器。

进一步地，自锁控制模块包括微动开关、电机和自锁块，钩体的中空腔体表面上加工有限位槽，自锁块的一端加工有盲孔；

微动开关和电机分别安装在钩体的中空腔体内部，微动开关和电机分别通过导线与控制器连接；微动开关的开启和闭合与铆柱的位置相关，微动开关通过其自身状态变化传输给控制器活口闭合或开启的信号；自锁块的一端位于限位槽内，自锁块另一端的盲孔与电机的输出轴相配合，控制器控制电机的转动状态，电机带动自锁块一起转动，自锁块通过位置的改变实现安全钩常开状态与自锁状态的转换。

进一步地，所述自锁控制模块还包含底壳，微动开关和电机安装在底壳上，底壳安装在钩体的中空腔体中。

进一步地，自锁块是由弧形台阶和圆柱体组成的阶梯状结构，弧形台阶固连于圆柱体的侧面上，圆柱体的两个端面分别高于弧形台阶的两个端面，圆柱体的一个端面上加工有与电机的输出轴相配合的盲孔，弧形台阶位置的改变实现安全钩常开状态与自锁状态的转换。

进一步地，所述自锁控制模块还包含垫片，垫片套装在自锁块的圆柱体上，位于限位槽与弧形台阶之间。

进一步地，与活口相配合的钩体一端加工成弯钩结构，活口上加工有与弯钩结构配合的限位孔。

有益效果：

(1)控制器根据安全钩的悬挂状态控制安全钩的自锁状态和常开状态，使用者在操作过程中，始终保持至少一个安全钩悬挂于外部的固定端上，避免使用者因错误操作或疏忽造成两个安全钩全部打开的行为，从根本上杜绝安全隐患，保障使用者工作过程中作业的人身安全；

(2)安全钩的钩体内包含两个接近开关，且分布于安全钩悬挂点两侧，增加检测的可靠性，即使安全钩悬挂点稍有偏差，亦可以正常检测，同时也避免了安全钩错误的悬挂方式，保证安全钩悬挂的正确性和可靠性；

(3)本发明所述的双安全钩坠落防护装置是集安全性、集成化、自动化为一体的装置，结构设计合理，操作简单，便于推广使用。

附图说明

图1为实施例中所述双安全钩坠落防护装置的结构示意图。

图2为实施例中安全钩的分解图。

图3为实施例中安全钩钩体的结构示意图。

图4为实施例中自锁控制模块的结构示意图。

图5为实施例中自锁块的结构示意图。

图6为实施例中安全钩活口的结构示意图。

图7为实施例中中空腔体的上、下两个盖板的结构示意图。

图8为实施例中安全钩处于自锁状态的结构示意图。

图9为实施例中安全钩在自锁状态下部分打开活口的结构示意图。

图10为实施例中安全钩处于常开状态的结构示意图。

图11为实施例中安全钩在常开状态下完全打开活口的结构示意图。

其中，1-安全钩，2-安全绳，3-控制器，4-钩体，5-活口，6-接近开关，7-自锁控制模块，8-圆弧盖板，9-上盖板，10-下盖板，11-复位扭簧，12-铆柱，13-紧固螺钉，14-连接铆柱，15-底壳，16-电机，17-垫片，18-自锁块，19-微动开关，20-圆柱体，21-弧形台阶，22-弯钩结构，23-弧形凹槽，24-中空腔体，25-限位槽，26-连接环，27-限位孔，28-弧形轨迹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。

实施例1

一种双安全钩坠落防护装置包括安全钩1、安全绳2、控制器3、接近开关6、自锁控制模块7、铆柱12以及地面管理平台；

安全钩1为两个，每个安全钩1包含钩体4、活口5、圆弧盖板8、上盖板9、下盖板10以及复位扭簧11，如图2所示；钩体4的拱形部分加工有弧形凹槽23，与活口5连接的钩体4处加工有中空腔体24，中空腔体24的表面上加工有限位槽25，接近中空腔体24的钩体4一端加工有连接环26，与活口5配合的钩体4一端加成弯钩结构22，如图3所示；中空腔体24是由槽、上盖板9和下盖板组成的封闭腔体，下盖板10和上盖板9上对称加工有铆柱12的弧形轨迹槽28，如图4所示；与钩体4连接的活口5一端加工有两个平行的安装面，两个安装面与活口5的长度方向相互垂直，与钩体4配合的活口5一端加工有与弯钩结构22配合的限位孔27，如图5所示；

接近开关6为两个，用于检测金属，当安全钩1悬挂在外部的固定端时，接近开关6可以检测到金属，并将检测信号通过导线传输给控制器3；当安全钩1没有悬挂时，接近开关6未检测到金属，其亦将检测信号通过导线传输给控制器3；

自锁控制模7块包括底壳15、电机16、垫片17、自锁块18和微动开关19，如图6所示；自锁块18是由弧形台阶21和圆柱体20组成的阶梯状结构，弧形台阶21固连于圆柱体20的侧面上，圆柱体20的两个端面分别高于弧形台阶21的两个端面，圆柱体20的一个端面上加工有与电机16的输出轴相配合的盲孔，如图7所示；

两个接近开关6放置在钩体4的弧形凹槽23中，且在钩体4悬挂点两侧成对称分布，圆弧盖板8与弧形凹槽23相配合并通过紧固螺钉13安装在钩体4上；钩体4的中空腔体24位于活口5的两个安装面之间，复位扭簧11安装在活口5与钩体4的中空腔体24之间，并通过连接铆柱14实现活口5与钩体4的铆接，活口5在压力下能够绕连接铆柱14转动而在复位扭簧11作用下能够恢复原位；铆柱12安装在活口5的两个安装面上，铆柱12的柱体穿过中空腔体24的内部，铆柱12随活口5转动在中空腔体24的上盖板9和下盖板10的弧形轨迹槽28中运动；底壳15安装在中空腔体24中，微动开关19和电机16分别安装在底壳15上，微动开关19和电机16分别通过导线与控制器3连接；微动开关19的拨片与铆柱12相配合，铆柱12对拨片施加压力，微动开关19闭合，铆柱12对拨片无压力时，微动开关19开启；自锁块18的圆柱体20一端位于限位槽25内，自锁块18的圆柱体20另一端通过盲孔与电机16的输出轴间隙配合，电机16带动自锁块18一起转动，自锁块18的弧形台阶21通过位置的改变实现对铆柱12运动是否起到限制的作用；垫片17套装在自锁块18的圆柱体20上，且位于限位槽25与弧形台阶21之间；每一个安全钩1连接一条安全绳2，安全绳2的一端与安全钩1的连接环26连接，安全绳2的另一端与使用者所佩戴的安全带连接，如图1所示；控制器3安装在安全绳2上，接近开关6通过导线与控制器3连接，由接近开关6、电机16以及微动开关19引出的位于钩体4外的导线内置于安全绳2中；地面管理平台与控制器3远程连接，实现对控制器3的远程操作。

安全钩1处于自锁状态时，活口5只能部分打开，打开活口5的过程如图8和9所示。下压活口5，活口5上的铆柱12随活口5而转动，铆柱12在转动过程中与微动开关19的拨片脱离，由于不再受铆柱12的压力作用，拨片弹开，微动开关19处于开启状态，活口5打开一定角度后铆柱12作用于自锁块18的弧形台阶21的端面上，活口5无法继续打开。

安全钩1处于常开状态时，活口5可以完全打开，打开活口5的过程如图10和11所示。下压活口5，铆柱12随活口2转动，铆柱12在转动过程中与微动开关19的拨片脱离，由于不再受铆柱12的压力作用，拨片弹开，微动开关19处于开启状态，继续下压活口5，由于铆柱12的运动不受自锁块18的限制，活口5可以完全打开。

当两个安全钩1未悬挂于外部的固定端时，两个安全钩1均处于常开状态，自锁块18的弧形台阶21不在铆柱12的运动路径上(如图10所示)，铆柱12的运动不受自锁块18的限制作用。当悬挂第一个安全钩1后，活口5处于闭合状态，铆柱12作用于拨片上，微动开关19闭合并将该闭合信号传输给控制器3；控制器3接收到闭合信号后控制第一个安全钩1的接近开关6检测，控制器3再根据接近开关6反馈的检测到的金属信号判断第一个安全钩1已正常悬挂，控制器3通过控制电机16转动使自锁块18的弧形台阶21运动至铆柱12的运动路径上(如图8所示)，此时，第一个安全钩1由常开状态转换为自锁状态。第二个安全钩1的悬挂过程亦是如此。

当两个安全钩1处于正常悬挂状态时，两个安全钩1均处于自锁状态。使用者打开第一个安全钩1时，需下压两次活口5。首次下压活口5过程如图8至图9所示，下压活口5的过程中铆柱12一起转动，铆柱12离开微动开关19的拨片，微动开关19开启并将此开启信号传输给控制器3，继续下压活5，至铆柱12作用于自锁块18的弧形台阶21的端面上，松开活口5使其自动回弹至闭合状态，铆柱12再次作用在微动开关19的拨片上，微动开关19闭合，在此过程中，控制器3接收到第一个安全钩1的开启信号，并自动控制第二个安全钩1的接近开关6检测，控制器3根据第二个安全钩1的接近开关6反馈的检测到的金属信号判断第二个安全钩1处于正常悬挂状态后，控制器3控制第一个安全钩1的电机16的转动使自锁块18的弧形台阶21远离铆柱12的运动路径，此时，第一个安全钩1由自锁状态转化为常开状态。使用者再次下压第一个安全钩1的活口5，由于铆柱12的运动不受自锁块18的限制，活口5可以完全打开，如图11所示。打开第一个安全钩1后，使用者移动该安全钩1的悬挂位置，然后要将此安全钩1再次正常悬挂在外部的固定端，该安全钩1正确悬挂后再次由常开状态再次转化为自锁状态。

当第一个安全钩1正常悬挂而第二个安全钩1没有悬挂在外部的固定端时，第一个安全钩1处于自锁状态，第二个安全钩1处于常开状态。使用者打开第一个安全钩1时，首次下压活口5的过程如图8至图9所示。下压活口5的过程中铆柱12一起转动，铆柱12离开微动开关19的拨片，微动开关19开启并将此开启信号传输给控制器3，继续下压活口5，至铆柱12作用于自锁块18的弧形台阶21的端面上，松开活口5使其自动回弹至闭合状态，铆柱12再次作用在微动开关19的拨片上，微动开关19闭合，在此过程中，控制器3接收到第一个安全钩1的开启信号，并自动控制第二个安全钩1的接近开关6检测，控制器3根据第二个安全钩1的接近开关6反馈的未检测到金属信号判断第二个安全钩1没有正常悬挂在外部的固定端，此时，控制器3控制第一个安全钩的电机16不转动使自锁块18的弧形台阶21继续留在铆柱12的运动路径上，此时，第一个安全钩1保持自锁状态。使用者再次下压第一个安全钩1的活口5，由于铆柱12的运动受自锁块18的限制，活口5只能部分打开，如图9所示。

当使用者需同时打开两个安全钩1时，需向地面管理平台发出信号，地面管理人员确认使用者可同时打开两个安全钩1时，通过地面管理平台远程控制两个安全钩1由自锁状态转换为常开状态，之后，使用者可同时打开两个安全钩1。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双安全钩坠落防护装置，其特征在于：所述装置包括两个安全钩(1)、安全绳(2)、控制器(3)、自锁控制模块(7)、接近开关(6)、铆柱(12)以及地面管理平台；

安全钩(1)分为钩体(4)和活口(5)两部分，钩体(1)的拱形处加工有弧形凹槽，与活口(5)连接的钩体(4)处加工有中空腔体(24)，中空腔体(24)的表面上加工有铆柱(12)的弧形轨迹槽(28)；

每一个安全钩(1)连接一条安全绳(2)，安全绳(2)的另一端与使用者所佩戴的安全带连接；铆柱(12)安装在与钩体(4)连接的活口(5)一端，铆柱(12)的长度方向与活口(5)的长度方向相垂直，且铆柱(12)穿过钩体(4)的中空腔体(24)；接近开关(6)安装在钩体(4)的弧形凹槽(23)中，自锁控制模块(7)安装在钩体(4)的中空腔体(24)中，控制器(3)安装在安全绳(2)上，接近开关(6)以及自锁控制模块(7)通过导线与控制器(3)连接，且从钩体(4)引出的导线内置于安全绳(2)中；

安全钩(1)处于常开状态，自锁控制模块(7)远离铆柱(12)的运动路径，活口(5)可以完全打开；安全钩(1)处于自锁状态，自锁控制模块(7)位于铆柱(12)的运动路径上，活口(5)只能部分打开；控制器(3)根据接近开关(6)反馈的信号判断安全钩(1)的悬挂状态，控制器(3)通过控制自锁控制模块(7)的运动实现安全钩(1)常开状态与自锁状态的转换，控制器(3)根据一个安全钩(1)的悬挂状态控制另一个安全钩(1)的常开状态或自锁状态，始终保持至少一个安全钩(1)悬挂于外部的固定端；通过地面管理平台远程控制两个安全钩由自锁状态转换为常开状态，实现两个安全钩(1)同时打开；

其中，自锁控制模块(7)包括微动开关(19)、电机(16)和自锁块(18)，钩体(4)的中空腔体(24)内表面上加工有限位槽(25)，自锁块(18)是由弧形台阶(21)和圆柱体(20)组成的阶梯状结构，弧形台阶(21)固连于圆柱体(20)的侧面上，圆柱体(20)的两个端面分别高于弧形台阶(21)的两个端面，圆柱体(20)的一个端面上加工有与电机(16)的输出轴相配合的盲孔；微动开关(19)和电机(16)分别安装在钩体(4)的中空腔体(24)内部，微动开关(19)和电机(16)分别通过导线与控制器(3)连接；自锁块(18)的一端位于限位槽(25)内，自锁块(18)另一端的盲孔与电机(16)的输出轴相配合；通过铆柱(12)位置的改变实现微动开关(19)的开启和闭合，微动开关(19)通过其自身状态变化传输给控制器(3)活口(5)闭合或开启的信号；控制器(3)控制电机(16)的转动状态，电机(16)带动自锁块(18)一起转动，通过自锁块(18)中弧形台阶(21)位置的改变实现安全钩(1)常开状态与自锁状态的转换。

2.根据权利要求1所述的双安全钩坠落防护装置，其特征在于：接近开关(6)为两个，安装在钩体(1)悬挂点两侧。

3.根据权利要求1所述的双安全钩坠落防护装置，其特征在于：所述自锁控制模块(7)还包含底壳(15)，微动开关(19)和电机(16)安装在底壳(15)上，底壳(15)安装在钩体(4)的中空腔体(24)中。

4.根据权利要求1所述的双安全钩坠落防护装置，其特征在于：所述自锁控制模块(7)还包含垫片(17)，垫片(17)套装在自锁块(18)的圆柱体(20)上，位于限位槽(25)与弧形台阶(21)之间。

5.根据权利要求1所述的双安全钩坠落防护装置，其特征在于：与活口(5)相配合的钩体(4)一端加工成弯钩结构(22)，活口(5)上加工有与弯钩结构(22)配合的限位孔(27)。

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