CN110950262B - 防坠助爬器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了防坠助爬器，包括外壳，所述外壳的内部空间内设置有可转动的卷筒，所述卷筒上缠绕安装有钢绳，所述卷筒由驱动马达带动旋转，使得钢绳能够随卷筒的旋转作升降运动；所述卷筒上设置有与所述卷筒同轴向传动相连的内轮，所述内轮在自身圆周方向的侧面上安装有可转动的棘轮爪，所述内轮与所述棘轮爪之间设置有回位拉簧，所述外壳上设置有与所述内轮同轴且套在所述内轮外部的外轮，所述外轮的内侧面具有所述棘轮爪相配合来制动的棘齿，使得所述棘轮爪能够在卷筒转速达到设定值时在内轮旋转所产生的离心力作用下外伸与棘齿相抵制动。

Description

防坠助爬器

技术领域

本发明涉及竖梯攀爬辅助装置的技术领域，具体涉及防坠助爬器。

背景技术

塔吊或竖井内部往往设置有高达几十甚至上百米的竖梯，工作人员在攀爬这些竖梯时不仅需要耗费较大的体力，还存有稍有不慎还存有高空坠落的危险，故竖梯的攀爬的难度较大和且存有较高危险性。

为了降低竖梯的攀爬难度，提升竖梯攀爬的安全性。中国专利（公告号为CN106892366A）公开了一种电动防坠助爬器，包括外壳，还包括安装在外壳上的卷筒、吊绳、驱动马达和防坠保护制动结构；外壳的内部具有空腔，外壳上设置有与空腔连通的穿孔；卷筒可转动地安装在空腔中，卷筒上缠绕安装有吊绳，吊绳的挂接端经穿孔穿出并能够随卷筒的旋转作升降运动；驱动马达固定安装在外壳上，且驱动马达的转动输出部分与卷筒传动相连；防坠保护制动结构包括与卷筒相连且用于对卷筒进行制动的机械制动结构和电磁制动结构。

为了降低竖梯的攀爬难度，提升竖梯攀爬的安全性。中国专利文件（公开号为CN205676065U）公开了竖梯攀爬防坠助力装置，包括具有内腔的、卷筒、安装座、驱动马达和制动结构，其卷筒、安装座、驱动马达和制动结构固定在内腔壳体中；卷筒上缠绕设置有吊绳，卷筒两端面分别外凸固定有一根转轴，卷筒通过转轴可转动支承连接在安装座上；驱动马达和制动结构均固定安装在安装座上，且驱动马达的输出轴与卷筒上任一根转轴之间为驱动连接，制动结构与卷筒上任一根转轴之间为制动连接且能够在吊绳下降时提供阻力。

但存有以下不足之处：由于其制动结构包括棘轮、棘爪和气缸，并利用转轴与卷筒的转轴转动连接的永磁直流减速电机来产生制动信号，并控制气缸的电磁阀导通，从而形成对卷筒的制动控制。可见，上述技术方案仅具有单个防坠制动结构，一旦自身出现故障，则容易导致防坠功能失灵的情形。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种防坠保护更为安全可靠的防坠助爬器。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

防坠助爬器，包括外壳，所述外壳的内部空间内设置有可转动的卷筒，所述卷筒上缠绕安装有钢绳，所述卷筒由驱动马达带动旋转，使得钢绳能够随卷筒的旋转作升降运动；所述卷筒上设置有与所述卷筒同轴向传动相连的内轮，所述内轮在自身圆周方向的侧面上安装有可转动的棘轮爪，所述内轮与所述棘轮爪之间设置有回位拉簧，所述外壳上设置有与所述内轮同轴且套在所述内轮外部的外轮，所述外轮的内侧面具有所述棘轮爪相配合来制动的棘齿，使得所述棘轮爪能够在卷筒转速达到设定值时在内轮旋转所产生的离心力作用下外伸与棘齿相抵制动。

本发明的原理和有益效果在于：

其原理是钢绳向上升时，其卷筒为正转，棘轮爪顺向转动，其棘轮爪侧面与棘齿侧面是楔面配合，使得棘轮爪不会卡在棘齿内，当钢绳下降时，其卷筒为反转，棘轮爪反向转动，当卷筒转速未达到设定值时，其棘轮爪在回位拉簧的作用下，靠近内轮，当卷筒转速达到设定值时，棘轮爪转速的提高受到向外张开的离心力作用，其棘轮爪能够在内轮旋转所产生的离心力作用下外伸与棘齿相抵制动，使得棘轮爪插入外轮内侧面设置的棘齿而限制卷筒转动；

由上可见，上述制动方式是一种“离心制动结构”，且该“离心制动结构”是利用卷筒带动内轮旋转所产生的离心力来克服回位拉簧的拉力进行紧急制动，且只有在卷筒转速达到设定值时，棘轮爪伸出并卡在外轮的棘齿内，对卷筒进行制动，所以，上述制动结构在具有“不会出现现有技术中时刻产生对卷筒旋转的形成阻力情形，从而提高助爬过程的能量利用效率”的优点的同时；还兼具结构简单，动作可靠的优点，提升防坠落保护的可靠性。

进一步，所述内轮上同轴连接有制动用齿轮，所述制动用齿轮连接有与制动用齿轮啮合的中间用齿轮，所述中间用齿轮连接有齿轮传动杆，所述齿轮传动杆沿轴向方向依次设有法兰组、第一单向轴承和外卡簧，所述第一单向轴承外包裹有呈半环形的刹车片，所述刹车片一端设置有固定在法兰组上的第一刹车件，另一端设置有固定在法兰组上的第二刹车件，所述第一刹车件上设置有调节刹车片与第一单向轴承间隙的弹性件，在钢绳下降时所述第一单向轴承反转产生阻力。

在攀爬人员向下攀爬过程中，突然脚滑，其攀爬人员下降速度就会突然增快，这时，驱动马达就会由正转变为反转，而此时，驱动马达就会带动齿轮传动杆反转，齿轮传动杆就会带动第一单向轴承反转，然而，根据第一单向轴承的运动原理，其第一单向轴承在反转方向是锁死状态，对攀爬人员下降速度起到缓冲的作用；

而此时，设置的刹车片与第一单向轴承是紧贴状态，其刹车片与第一单向轴承之间产生摩擦，其摩擦阻力阻挡单向轴承转动，同时，第一单向轴承也会对刹车片施加推动的作用力，通过第一刹车件和第二刹车件起到稳固刹车片的作用，同时，其第一刹车件上设置的调节刹车片与第一单向轴承间隙的弹性件，使得刹车片更加灵活且稳固与第一单向轴承产生摩擦阻力，使得攀爬人员在下降过程中，也受到一定缓冲的作用力，使得攀爬人员感受到有拉力将其往上拉，使得攀爬人员有充分的安全感。

进一步，还包括控制器，所述控制器与驱动马达相连，所述控制器内设有转动定值，所述齿轮传动杆远离驱动马达的端部连接有失电制动器，所述失电制动器电连接所述控制器，当驱动马达转速到达转动定值，所述控制器启动所述失电制动器。

当驱动马达转速达到转动定值时，其失电制动器对齿轮传动杆制动，失电制动器在通电状态下是可以自由转动的，当转速过快时当断电的时候，其失电制动器内的电磁铁失去磁力，失电制动器内的磨擦板就会被弹簧压出来的摩擦底板接触使齿轮转动杆不能转动，实现制动效果。

进一步，所述刹车片外包裹有与刹车片匹配的弹片，所述弹片呈半环形结构。这样设计，通过弹片对刹车片进行保护并支撑限制刹车片，保证刹车片的稳固性。

进一步，所述卷筒下方设置有滑动连接在外壳上的导杆，所述导杆上设置有可沿导杆轴向方向移动的滑块，所述滑块外缘设置有可转动的橡胶轮，使得所述滑块可随橡胶轮沿轴向方向移动，所述橡胶轮与所述滑块之间设置有供钢绳穿过的空隙，所述橡胶轮上设置有带动橡胶轮转动的转动机构，所述转动机构与所述导杆之间设置有用于滑块与橡胶轮保持接触的第一弹簧，所述转动机构与所述驱动马达的输出轴连接。

滑块和橡胶轮设计沿导杆轴向方向移动，是为了配合钢绳的移动，在钢绳左右移动时，其滑块也能跟随钢绳移动，避免钢绳跑偏，而橡胶轮的转动机构与导杆之间设置的第一弹簧，是为了实现转动机构与导杆同步运动，同时，满足有足够的空间供钢绳穿过，并且也防止钢绳从空隙中脱离，同时，其滑块与橡胶轮的配合实现对钢绳理顺，避免钢绳在收绳时发生绞绳的现象；

其卷筒旋转时，其钢绳通过橡胶轮与滑块之间的空隙实现钢绳升降运动，同时，与驱动马达同轴连接的转动机构实现了带动橡胶轮转动，进一步使得橡胶轮对钢绳升降有助力的作用，减轻驱动马达的能耗，同时，滑块也能随着橡胶轮轴向移动，实现跟随钢绳，更加灵活。

进一步，所述转动机构包括摆动轴，所述摆动轴外空套有滑套轴，所述摆动轴一端设置有与滑套轴同轴的第二圆垫片，另一端连接有驱动摆动轴摆动的摆动件，所述滑套轴可沿摆动轴轴向方向移动，所述橡胶轮套设在所述滑套轴上，所述滑套轴一端设置有第二单向轴承，所述第二单向轴承外套设有单向齿轮，所述第二单向齿轮啮合有与驱动马达输出轴连接的齿轮组。

当钢绳为空绳上升时，驱动马达输出轴经齿轮组带动单向齿轮转动，单向齿轮带动滑套轴转动，滑套轴带动橡胶轮转动，且橡胶轮还可沿滑套轴轴向方向移动，同时，在摆动轴上设置的与滑套轴同轴的第二圆垫片是为了限制橡胶轮轴向移动的长度，而第二单向轴承和单向齿轮的配合实现了滑套轴转动，使得滑套轴上的橡胶轮转动，在橡胶轮转动时会对钢绳有个向下的拉力，使得钢绳两端均受到相反的作用，保证钢绳在上升时，不会绞绳；

当钢绳下降时，驱动马达反转，但是，由于单向齿轮连接的第二单向轴承在钢绳上升的方向是可以自由转动的，在钢绳下降的方向是转动受到一定的阻力，这样，在钢绳沿着空隙向下滑动时，橡胶轮随着滑套轴是不转动的，当钢绳下降速度过快时，钢绳与橡胶轮摩擦增大，促使橡胶轮受到很大的向下作用力并转动，从而带动单向齿轮转动，同时带动卷筒反向运动，这样，就会给钢绳提供一个向上的拉力，进而对攀爬人员起到保护的作用。

进一步，所述齿轮组包括与驱动马达输出轴连接的主传动齿轮，所述主传动齿轮下方设有中间齿轮组，所述中间齿轮组包括同轴连接的第一中间齿轮和第二中间齿轮，所述第一中间齿轮与所述单向齿轮啮合，所述第二中间齿轮与所述主传动齿轮啮合，所述主传动齿轮正转时，带动所述单向齿轮自转。

这样设计，通过驱动马达输出轴带动主传动齿轮正向转动时，正是钢绳即带动第二中间齿轮正向转动，由于第二中间齿轮与第一中间齿轮为同轴连接，因此，也带动第一中间齿轮正向转动，第一中间齿轮带动单向齿轮自转，同时，带动滑套轴自转，带动橡胶轮转动，橡胶轮就会对上升的钢绳有个向下的拉力，因此，使得钢绳在收回时，钢绳两端受到相反的作用力，进而避免钢绳回收过程中旋转打绞。

进一步，所述连接轴远离所述第二中间齿轮的端部空套有摆杆，所述摆杆外侧同轴连接有固定在所述连接轴上的第三圆垫片，所述摆杆远离第三圆垫片的端部与所述摆动轴固定连接，所述单向齿轮可沿所述第一中间齿轮外缘转动，当所述第一中间齿轮反向转动时，带动单向齿轮沿第一中间齿轮外缘转动，使得所述摆杆随单向齿轮沿所述第一中间齿轮外缘转动一定角度。

通过在连接轴上空套摆杆实现摆杆在连接轴上转动，而第三圆垫片的作用是为了防止摆杆在转动时从连接轴上脱离，同时，摆杆远离第三圆垫片与摆动轴固定连接，当第一中间齿轮反转时，由于单向齿轮在第二单向轴承的作用下，无法反向转动，使得第一中间齿轮带动单向齿轮沿着第一中间齿轮外缘转动，通过摆动轴与摆杆的固定连接，使得滑套轴随着单向齿轮沿第一中间齿轮外缘转动一定角度，这样实现滑套轴跟随钢绳下降所受到的压力，更加灵活。

进一步，所述导杆上设置有两个第一圆垫片，所述两个第一圆垫片位于滑块的两端，所述摆动轴靠近摆杆的端部与一个第一圆垫片之间、以及所述第一圆垫片与另一个第一圆垫片之间均连接有第一弹簧。这样设计，通过第一圆垫片限制滑块沿轴向方向移动的距离，通过两个第一弹簧实现摆动轴摆动时与导杆之间的间距，保证橡胶轮与限位槽的滑动连接。

进一步，还包括至少一个以上弧形结构且用于与横杆配合设置的挂钩板，所述挂钩板上端转动连接有与挂钩板抱箍对接的半环板，所述挂钩板下端设置有一通孔，所述通孔内穿过有一螺栓，所述半环板远离所述挂钩的端部沿半环板轴向延伸形成卡板，所述卡板上开设有沿轴向方向的第一槽孔，所述第一槽孔与所述通孔位置对应，使得所述第一槽孔穿过所述螺栓与所述通孔对接，所述第一槽孔外侧设置有与螺栓配合的螺母，通过所述螺栓和螺母的配合使得所述挂钩板和半环板合拢连接。

将助爬器抬至塔吊的横杆上，通过挂钩板直接将助爬器挂在横杆上，不需要额外的人力对助爬器辅助支撑，之后，就只需要一人将半环板转动至挂钩板处，使得半环板的第一槽孔穿过螺栓与挂钩板形成抱箍状态，而半环板的第一槽孔和挂钩板的通孔位置对应，再通过螺母将半环板和挂钩板合拢固定，整个操作简单，且省时省力。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明采用两种方式进行制动，其中，通过内啮合棘轮制动机构中的棘轮爪、回位拉簧、供棘轮爪落入的安装槽以及与棘轮爪配合的棘齿，在卷筒失控快速旋转离心力下，将其棘轮爪从安装槽内甩出并与棘齿相抵，实现紧急制动，这种情况是卷筒转速很快时使用，而一般卷筒转速不是很快，其棘轮爪的离心力小于回位拉簧的拉力时，通过本实用新型中的刹车片、单向轴承以及弹簧的配合下，实现对齿轮传动杆有个反向转动的阻力，给卷筒提供一个反向的作用力，使得攀爬人员感觉有向上的拉力，当这个速度过快时，会启动失电制动器，以达到制动的效果。

同时，本发明通过主传动齿轮、中间齿轮组以及单向齿轮的配合实现滑套轴的转速，进而实现橡胶轮沿限位槽转动的速度，而橡胶轮和限位槽之间的空隙对收回的钢绳进行理顺，防止钢绳收回时发生绞绳的现象。

2、本发明通过一个单向轴承、弹簧和刹车片形成一定的单向阻力，使其下降过程增加下降阻力，主要是面对两种情况，第一种情况是针对向上攀爬时，攀爬人员突然脚滑，导致驱动马达从正转变为反转，下滑速度快，其单向轴承和刹车片起到很大的阻力；第二种情况是针对向下攀爬时，驱动马达为反转，由于攀爬人员的重力作用导致钢绳会自动下滑，这时，受到单向轴承和刹车片的阻力，使得向下攀爬人员受到钢绳向上的提升力矩，让人感觉有安全感，同时钢绳的拉力也一直作用于人，这样就可以实时保护人员。

3、本发明采用铰接式挂钩结构，安装时只需要将助爬器提高到安装位置，将挂钩板挂到固定横杆上，其挂钩板包裹了横杆的一半多，这时，挂钩板能够稳定挂在横杆上，再将半环板与挂钩板合拢用螺栓固定即可，这种设计可以减小、减轻在安装过程中固定时带来的安全隐患，也便于操作。

附图说明

图1为本发明防坠助爬器的整体安装结构示意图。

图2为图1中防坠助爬器的仰视图。

图3为本发明防坠助爬器中防绞绳装置的结构示意图。

图4为本发明防坠助爬器中防快速下滑安装结构的结构示意图。

图5为本发明防坠助爬器的内部结构示意图。

图6为本发明防坠助爬器中的攀爬保护结构的结构示意图。

图中：半环板1、挂钩板2、横杆3、支耳4、外壳5、锁紧螺母6、接线盒7、钢绳8、失电制动器9、制动座10、外轮11、橡胶轮12、支撑杆13、导杆14、滑套轴15、滑块16、摆杆17、第一中间齿轮18、主传动齿轮19、卷筒20、单向齿轮21、第一圆垫片22、第一弹簧23、制动用齿轮24、棘齿25、棘轮爪26、回位拉簧27、第二圆垫片28、齿轮传动杆29、第一法兰30、第二法兰31、第二弹簧32、轴承套33、外卡簧34、第一单向轴承35、刹车片36、弹片37。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

本实施例：参见图1-图2，防坠助爬器，包括外壳5、卷筒20、钢绳8和驱动马达；外壳5的内部具有空腔，外壳5底部设置有支撑杆13，外壳5上设置有与空腔连通的穿孔；卷筒20可转动地安装在空腔中，卷筒20上缠绕安装有钢绳8，钢绳8的挂接端经穿孔穿出并能够随卷筒20的旋转作升降运动；驱动马达固定安装在外壳5上，且驱动马达的转动输出部分与卷筒20传动相连。

其中，外壳5顶部两侧各自设置有支耳4，支耳4与呈弧形结构且用于与横杆3配合设置的挂钩板2相连，挂钩板2上端转动连接有与挂钩板2抱箍对接的半环板1，挂钩板2下端设置有一通孔，通孔内穿过有一螺栓，半环板1远离挂钩的端部沿半环板1轴向延伸形成卡板，卡板上开设有沿轴向方向的第一槽孔，第一槽孔与通孔位置对应，使得第一槽孔穿过螺栓与通孔对接，第一槽孔外侧设置有与螺栓配合的螺母，通过螺栓和螺母的配合使得挂钩板2和半环板1合拢连接。

将助爬器抬至塔吊的横杆3上，通过挂钩板2直接将助爬器挂在横杆3上，不需要额外的人力对助爬器辅助支撑，之后，就只需要一人将半环板1转动至挂钩板2处，使得半环板1的第一槽孔穿过螺栓与挂钩板2形成抱箍状态，而半环板1的第一槽孔和挂钩板2的通孔位置对应，再通过螺母将半环板1和挂钩板2合拢固定，整个操作简单，且省时省力。

挂钩板2弧形面的弧度大于180°。将挂钩板2弧形面设计呈弧度大于180°，这样，当挂钩板2挂在横杆3上时，其挂钩板2包裹了横杆3横截面的一半多，使得挂钩板2能够稳定的挂在横杆3上形成一定的自锁。

其中，参见图3-图5，这时，卷筒20上设置有与卷筒20同轴向传动相连的内轮，内轮在自身圆周方向的侧面上凹陷形成有多个安装槽，每个安装槽内安装有可转动的棘轮爪26，安装槽与棘轮爪26之间设置有回位拉簧27，外壳5上设置有与内轮同轴且套在内轮外部的外轮11，外轮11的内侧面具有棘轮爪26相配合来制动的棘齿25，使得棘轮爪26能够在卷筒转速达到设定值时在内轮旋转所产生的离心力作用下外伸至安装槽的外部与棘齿25相抵制动。

其原理是钢绳8向上升时，其卷筒20为正转，棘轮爪26顺向转动，其棘轮爪26侧面与棘齿25侧面是楔面配合，使得棘轮爪26不会卡在棘齿25内，当钢绳8下降时，其卷筒20为反转，棘轮爪26反向转动，当卷筒20转速未达到设定值时，其棘轮爪26在回位拉簧27的作用下，靠近内轮，当卷筒20转速达到设定值时，棘轮爪26转速的提高受到向外张开的离心力作用，其棘轮爪26能够在内轮旋转所产生的离心力作用下外伸与棘齿25相抵制动，使得棘轮爪26插入外轮内侧面设置的棘齿25而限制卷筒20转动。

由上可见，上述制动机构是一种“离心制动结构”，且该“离心制动结构”是利用卷筒20带动内轮旋转所产生的离心力来克服回位拉簧27进行紧急制动，且只有在卷筒20转速达到设定值时，时，棘轮爪26伸出至安装槽的外部并卡在外轮11的棘齿25内，对卷筒20进行制动，所以，上述制动机构在具有“不会出现现有技术中时刻产生对卷筒20旋转的形成阻力情形，从而提高助爬过程的能量利用效率”的优点的同时；还兼具结构简单，动作可靠的优点，提升防坠落保护的可靠性。

内轮上同轴连接有制动用齿轮24，制动用齿轮24连接有与制动用齿轮24啮合的中间用齿轮，参见图6，中间用齿轮连接有齿轮传动杆29，齿轮传动杆29沿轴向方向依次设有法兰组、第一单向轴承35和外卡簧34，其中，齿轮传动杆29、法兰组、第一单向轴承35和外卡簧34组成制动座10，制动座10固定在外轮11上，第一单向轴承35外包裹有呈半环形的刹车片36，刹车片36外包裹有与刹车片36匹配的弹片37，弹片37呈半环形结构，在钢绳6下降时所述单向轴承35反转产生阻力；这样设计，通过弹片37对刹车片36进行保护并支撑限制刹车片36，保证刹车片36的稳固性。

刹车片36一端设置有固定在法兰组上的第一刹车件，另一端设置有固定在法兰组上的第二刹车件，第一刹车件上设置有调节刹车片36与第一单向轴承35间隙的弹性件，其中，弹性件包括固定件，固定件上连接有第二弹簧32，第一刹车件上开设有卡孔，卡孔内穿有与第二弹簧32连接的弹簧销。

在攀爬人员向下攀爬过程中，突然脚滑，其攀爬人员下降速度就会突然增快，这时，驱动马达就会由正转变为反转，而此时，驱动马达就会带动齿轮传动杆29反转，齿轮传动杆29就会带动第一单向轴承35反转，然而，根据第一单向轴承35的运动原理，其第一单向轴承35在反转方向是锁死状态，对攀爬人员下降速度起到缓冲的作用。

同时，当刹车片36受到摩擦力时，其第一刹车件也会受到作用力，这时，通过第二弹簧32的弹力，稳固刹车片36与单向轴承之间的间隙，保证其刹车片36能够很好的与单向轴承相接触，产生摩擦阻力。

而此时，设置的刹车片36与第一单向轴承35是紧贴状态，其刹车片36与第一单向轴承35之间产生摩擦，其摩擦阻力阻挡单向轴承转动，同时，第一单向轴承35也会对刹车片36施加推动的作用力，通过第一刹车件和第二刹车件起到稳固刹车片36的作用，同时，其第一刹车件上设置的调节刹车片36与第一单向轴承35间隙的弹性件，使得刹车片36更加灵活且稳固与第一单向轴承35产生摩擦阻力，使得攀爬人员在下降过程中，也受到一定缓冲的作用力，使得攀爬人员感受到有拉力将其往上拉，使得攀爬人员有充分的安全感。

还包括控制器，控制器与驱动马达相连，控制器内设有转动定值，齿轮传动杆29远离驱动马达的端部连接有失电制动器9，失电制动器9电连接控制器，当驱动马达转速到达转动定值，控制器启动失电制动器9。

当驱动马达转速达到转动定值时，其失电制动器9对齿轮传动杆29制动，失电制动器9在通电状态下是可以自由转动的，当转速过快时当断电的时候，其失电制动器9内的电磁铁失去磁力，失电制动器9内的磨擦板就会被弹簧压出来的摩擦底板接触使齿轮传动杆19不能转动，实现制动效果。

另外，在外壳5一侧设置有接线盒7，在电线的接头部位采用接线盒7做为过渡用，电线管与接线盒7连接，线管里面的电线在接线盒7中连起来，起到保护电线和连接电线的作用。

其中，法兰组包括第一法兰30和位于第一法兰30上方的第二法兰31，第一法兰30上设置有多个第一通孔，第二法兰31上设置有与第一通孔正对的第二通孔，第一法兰30和第二法兰31通过穿过第一通孔和第二通孔的螺栓并与第二螺母配合固定连接，使得第一法兰30和第二法兰31是可拆卸连接，可进行更换。

为了进一步巩固齿轮传动杆29与刹车片36的固定连接，第二法兰31内套有设置在第一单向轴承35下方的轴承，轴承与第一单向轴承35内套有在齿轮传动杆29的轴承套33；通过轴承套33保护齿轮传动杆29不受磨损，同时，在轴承套33上安装轴承和单向轴承，实现便于安装、维修。

另外，卷筒20下方设置有滑动连接在外壳5上的导杆14，导杆14上设置有可沿导杆14轴向方向移动的滑块16，滑块16外周设有一圈限位槽，限位槽的内壁呈阶梯状，限位槽内壁滑动连接有橡胶轮12，使得滑块16可随橡胶轮12沿轴向方向移动，橡胶轮12与限位槽之间有供钢绳8穿过的空隙，橡胶轮12上设置有带动橡胶轮12转动的转动机构，转动机构和导杆14之间设置有用于滑块16与橡胶轮12保持接触的第一弹簧23，转动机构与驱动马达的输出轴连接。

滑块16和橡胶轮12设计沿导杆14轴向方向移动，是为了配合钢绳8的移动，在钢绳8左右移动时，其滑块16也能跟随钢绳8移动，避免钢绳8跑偏，而橡胶轮12的转动机构与导杆14之间设置的第一弹簧23，是为了实现转动机构与导杆14同步运动，同时，满足有足够的空间供钢绳8穿过，并且也防止钢绳8从空隙中脱离，同时，其滑块与橡胶轮12的配合实现对钢绳8理顺，避免钢绳8在收绳时发生绞绳的现象；

同时，限位槽内壁设计呈阶梯状，是为了在配合橡胶轮12的同时，有足够的空间供钢绳8穿过，同时，限位槽与橡胶轮12滑动连接，其橡胶轮12起到对钢绳8理顺的作用，避免钢绳8在收绳时发生绞绳的现象；

其卷筒20旋转时，其钢绳8通过橡胶轮12与限位槽之间的空隙实现钢绳8升降运动，同时，与驱动马达同轴连接的转动机构实现了带动橡胶轮12转动，进一步使得橡胶轮12对钢绳8升降有助力的作用，减轻驱动马达的能耗，同时，滑块16也能随着橡胶轮12轴向移动，实现跟随钢绳8，更加灵活。

转动机构包括摆动轴，摆动轴外空套有滑套轴15，摆动轴一端设置有与滑套轴15同轴的第二圆垫片28，另一端连接有驱动摆动轴摆动的摆动件，滑套轴15可沿摆动轴轴向方向移动，橡胶轮12套设在滑套轴15上，滑套轴15一端设置有第二单向轴承，第二单向轴承外套设有单向齿轮21，第二单向齿轮21啮合有与驱动马达输出轴连接的齿轮组，齿轮组与锁紧螺母6配合固定在外壳5上。

当钢绳8为空绳上升时，驱动马达输出轴经齿轮组带动单向齿轮21转动，单向齿轮21带动滑套轴15转动，滑套轴15带动橡胶轮12转动，且橡胶轮12还可沿滑套轴15轴向方向移动，同时，在摆动轴上设置的与滑套轴15同轴的第二圆垫片28是为了限制橡胶轮12轴向移动的长度，而第二单向轴承和单向齿轮21的配合实现了滑套轴15转动，使得滑套轴15上的橡胶轮12转动，在橡胶轮12转动时会对钢绳8有个向下的拉力，使得钢绳8两端均受到相反的作用，保证钢绳8在上升时，不会绞绳；

当钢绳8下降时，驱动马达反转，但是，由于单向齿轮21连接的第二单向轴承在钢绳8上升的方向是可以自由转动的，在钢绳8下降的方向是转动受到一定的阻力，这样，在钢绳8沿着空隙向下滑动时，橡胶轮12随着滑套轴15是不转动的，当钢绳8下降速度过快时，钢绳8与橡胶轮12摩擦增大，促使橡胶轮12受到很大的向下作用力并转动，从而带动单向齿轮21转动，同时带动卷筒20反向运动，这样，就会给钢绳8提供一个向上的拉力，进而对攀爬人员起到保护的作用。

齿轮组包括与驱动马达输出轴连接的主传动齿轮19，主传动齿轮19下方设有中间齿轮组，中间齿轮组包括同轴连接的第一中间齿轮18和第二中间齿轮，第一中间齿轮18与单向齿轮21啮合，第二中间齿轮与主传动齿轮19啮合，主传动齿轮正转时，带动单向齿轮21自转。

这样设计，通过驱动马达输出轴带动主传动齿轮19正向转动时，正是钢绳8即带动第二中间齿轮正向转动，由于第二中间齿轮与第一中间齿轮18为同轴连接，因此，也带动第一中间齿轮18正向转动，第一中间齿轮18带动单向齿轮21自转，同时，带动滑套轴15自转，带动橡胶轮12转动，橡胶轮12就会对上升的钢绳8有个向下的拉力，因此，使得钢绳8在收回时，钢绳8两端受到相反的作用力，进而避免钢绳8回收过程中旋转打绞。

连接轴远离第二中间齿轮的端部空套有摆杆17，摆杆17外侧同轴连接有固定在连接轴上的第三圆垫片，摆杆17远离第三圆垫片的端部与摆动轴固定连接，单向齿轮21可沿第一中间齿轮18外缘转动，当第一中间齿轮18反向转动时，带动单向齿轮21沿第一中间齿轮18外缘转动，使得摆杆17随单向齿轮21沿第一中间齿轮18外缘转动一定角度。

通过在连接轴上空套摆杆17实现摆杆17在连接轴上转动，而第三圆垫片的作用是为了防止摆杆17在转动时从连接轴上脱离，同时，摆杆17远离第三圆垫片与摆动轴固定连接，当第一中间齿轮18反转时，由于单向齿轮21在第二单向轴承的作用下，无法反向转动，使得第一中间齿轮18带动单向齿轮21沿着第一中间齿轮18外缘转动，通过摆动轴与摆杆17的固定连接，使得滑套轴15随着单向齿轮21沿第一中间齿轮18外缘转动一定角度，这样实现滑套轴15跟随钢绳8下降所受到的压力，更加灵活。

另外，导杆14上设置有两个第一圆垫片22，两个第一圆垫片22位于滑块16的两端，第一弹簧23包括两个，分别设置在摆动轴靠近摆杆17的端部与一个第一圆垫片22之间、以及第一圆垫片22与另一个第一圆垫片22之间。这样设计，通过第一圆垫片22限制滑块16沿轴向方向移动的距离，通过两个第一弹簧23实现摆动轴摆动时与导杆14之间的间距，保证橡胶轮12与限位槽的滑动连接。

本发明采用两种方式进行制动，其中，通过内啮合棘轮制动机构中的棘轮爪26、回位拉簧27、供棘轮爪26落入的安装槽以及与棘轮爪26配合的棘齿25，在卷筒20失控快速旋转离心力下，将其棘轮爪26从安装槽内甩出并与棘齿25相抵，实现紧急制动，这种情况是卷筒20转速很快时使用，而一般卷筒20转速不是很快，其棘轮爪26的离心力小于回位拉簧27的拉力时，通过本实用新型中的刹车片36、单向轴承以及弹簧的配合下，实现对齿轮传动杆29有个反向转动的阻力，给卷筒20提供一个反向的作用力，使得攀爬人员感觉有向上的拉力，当这个速度过快时，会启动失电制动器9，以达到制动的效果。

同时，本发明通过主传动齿轮19、中间齿轮组以及单向齿轮21的配合实现滑套轴15的转速，进而实现橡胶轮12沿限位槽转动的速度，而橡胶轮12和限位槽之间的空隙对收回的钢绳8进行理顺，防止钢绳8收回时发生绞绳的现象。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.防坠助爬器，包括外壳（5），所述外壳（5）的内部空间内设置有可转动的卷筒（20），所述卷筒（20）上缠绕安装有钢绳（6），所述卷筒（20）由驱动马达带动旋转，使得钢绳（6）能够随卷筒（20）的旋转作升降运动；其特征在于：所述卷筒（20）上设置有与所述卷筒（20）同轴向传动相连的内轮，所述内轮在自身圆周方向的侧面上安装有可转动的棘轮爪（26），所述内轮与所述棘轮爪（26）之间设置有回位拉簧（27），所述外壳（5）上设置有与所述内轮同轴且套在所述内轮外部的外轮（11），所述外轮（11）的内侧面具有所述棘轮爪（26）相配合来制动的棘齿（25），使得所述棘轮爪（26）能够在卷筒（6）转速达到设定值时在内轮旋转所产生的离心力作用下外伸与棘齿（25）相抵制动；

所述卷筒（20）下方设置有滑动连接在外壳（5）上的导杆（14），所述导杆（14）上设置有可沿导杆（14）轴向方向移动的滑块（16），所述滑块（16）外缘设置有可转动的橡胶轮（12），使得所述滑块（16）可随橡胶轮（12）沿轴向方向移动，所述橡胶轮（12）与所述滑块（16）之间设置有供钢绳穿过的空隙，所述橡胶轮（12）上设置有带动橡胶轮（12）转动的转动机构，所述转动机构与所述导杆（14）之间设置有用于滑块（16）与橡胶轮（12）保持接触的第一弹簧（23），所述转动机构与所述驱动马达的输出轴连接；

所述转动机构包括摆动轴，所述摆动轴外空套有滑套轴（15），所述摆动轴一端设置有与滑套轴（15）同轴的第二圆垫片（28），另一端连接有驱动摆动轴摆动的摆动件，所述滑套轴（15）可沿摆动轴轴向方向移动，所述橡胶轮（12）套设在所述滑套轴（15）上，所述滑套轴（15）一端设置有第二单向轴承，所述第二单向轴承外套设有单向齿轮（21），所述单向齿轮（21）啮合有与驱动马达输出轴连接的齿轮组。

2.根据权利要求1所述的防坠助爬器，其特征在于，所述内轮上同轴连接有制动用齿轮（24），所述制动用齿轮（24）连接有与制动用齿轮（24）啮合的中间用齿轮，所述中间用齿轮连接有齿轮传动杆（29），所述齿轮传动杆（29）沿轴向方向依次设有法兰组、第一单向轴承（35）和外卡簧（34），所述第一单向轴承（35）外包裹有呈半环形的刹车片（36），所述刹车片（36）一端设置有固定在法兰组上的第一刹车件，另一端设置有固定在法兰组上的第二刹车件，所述第一刹车件上设置有调节刹车片（36）与第一单向轴承（35）间隙的弹性件，在钢绳（6）下降时所述第一单向轴承（35）反转产生阻力。

3.根据权利要求2所述的防坠助爬器，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与驱动马达相连，所述控制器内设有转动定值，所述齿轮传动杆（29）远离驱动马达的端部连接有失电制动器（9），所述失电制动器（9）电连接所述控制器，当驱动马达转速到达转动定值，所述控制器启动所述失电制动器（9）。

4.根据权利要求3所述的防坠助爬器，其特征在于，所述刹车片（36）外包裹有与刹车片（36）匹配的弹片（37），所述弹片（37）呈半环形结构。

5.根据权利要求1所述的防坠助爬器，其特征在于，所述齿轮组包括与驱动马达输出轴连接的主传动齿轮（19），所述主传动齿轮（19）下方设有中间齿轮组，所述中间齿轮组包括同轴连接的第一中间齿轮（18）和第二中间齿轮，所述第一中间齿轮（18）与所述单向齿轮（21）啮合，所述第二中间齿轮与所述主传动齿轮（19）啮合，所述主传动齿轮（19）正转时，带动所述单向齿轮（21）自转。

6.根据权利要求5所述的防坠助爬器，其特征在于，连接轴远离所述第二中间齿轮的端部空套有摆杆（17），所述摆杆（17）外侧同轴连接有固定在所述连接轴上的第三圆垫片，所述摆杆（17）远离第三圆垫片的端部与所述摆动轴固定连接，所述单向齿轮（21）可沿所述第一中间齿轮（18）外缘转动，当所述第一中间齿轮（18）反向转动时，带动单向齿轮（21）沿第一中间齿轮（18）外缘转动，使得所述摆杆（17）随单向齿轮（21）沿所述第一中间齿轮（18）外缘转动一定角度。

7.根据权利要求1所述的防坠助爬器，其特征在于，所述导杆（14）上设置有两个第一圆垫片，所述两个第一圆垫片位于滑块（16）的两端，所述第一弹簧（23）为两个，分别设置在所述摆动轴靠近摆杆（17）的端部与一个第一圆垫片之间、以及所述第一圆垫片（22）与另一个第一圆垫片之间。

8.根据权利要求7所述的防坠助爬器，其特征在于，还包括至少一个弧形结构且用于与横杆（3）配合设置的挂钩板（2），所述挂钩板（2）上端转动连接有与挂钩板（2）抱箍对接的半环板（1），所述挂钩板（2）下端设置有一通孔，所述通孔内穿过有一螺栓，所述半环板（1）远离所述挂钩的端部沿半环板（1）轴向延伸形成卡板，所述卡板上开设有沿轴向方向的第一槽孔，所述第一槽孔与所述通孔位置对应，使得所述第一槽孔穿过所述螺栓与所述通孔对接，所述第一槽孔外侧设置有与螺栓配合的螺母，通过所述螺栓和螺母的配合使得所述挂钩板（2）和半环板（1）合拢连接。

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