CN110998056B - 攀爬辅助和防坠落系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种攀爬辅助和防坠落系统，其包括与攀爬辅助部件相连接的防坠落部件。防坠落部件和攀爬辅助部件的连接可以包括物理连接、电子连接、通信或其任意组合。防坠落部件和攀爬辅助部件之间的通信可以包括从防坠落部件和攀爬辅助部件中的一个向防坠落部件和攀爬辅助部件中的另一个传递信息。攀爬辅助和防坠落装置可以被配置为基于在防坠落部件和攀爬辅助部件之间传递的信息而从脱离构型转变为接合构型。

Description

攀爬辅助和防坠落系统

交叉引用

本申请要求2017年7月17日提交的美国临时专利申请第62/533,600号的权益，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及被配置为辅助个人攀爬或下降的系统、装置和方法。更具体地，本公开涉及这样的系统、装置和方法，其被配置为：通过在梯子上上升和下降期间支撑攀爬者的重量的一部分来辅助攀爬设备上的攀爬者，以及在从结构坠落的情况下阻止攀爬者的向下运动。

背景技术

攀爬辅助装置是已知的，例如从美国专利8,141,681已知。另外，防坠落装置是已知的，例如从美国专利6,837,337已知。通常，攀爬辅助和防坠落装置是两个相互独立运行的分立装置。如果发生坠落并且防坠落装置启动，将攀爬者锁定在适当的位置，则攀爬辅助的继续运行可能会导致攀爬者潜在的轻伤。

附图说明

当结合附图阅读时，将更好地理解前面概述以及下面示例性实施例的详细描述。为了说明的目的，在附图中示出了示例性实施例；然而，本公开不限于所公开的特定方法和手段。在图中：

图1是根据本公开的一个方面的攀爬辅助和防坠落系统的侧视图；

图2是根据本公开的一个方面的图1所示的攀爬辅助和防坠落系统的攀爬辅助和防坠落装置的第一层的俯视图；

图3是图2所示的攀爬辅助和防坠落装置的第二层的俯视图；

图4是图2所示的攀爬辅助和防坠落装置的第三层的俯视图；以及

图5是根据本公开的一个方面的图2中所示的攀爬辅助和防坠落装置的逻辑流程图。

具体实施方式

本文公开的实施例在应用上不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的部件的构造和布置的细节。本公开能够具有其他实施例并且能够以各种方式被实践或执行。另外，本文所使用的措词和术语是出于描述的目的，并且不应被视为限制。

现在将参考附图详细描述本公开的各方面，其中，除非另有说明，否则相似的附图标记始终表示相似的元件。在以下描述中使用某些术语只是为了方便，而不是限制。如本文所用，术语“多个”是指多于一个。结构的术语“一部分”和“至少一部分”包括整个结构。在分立的实施例的上下文中在此描述的本公开的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，在单个实施例的上下文中描述的本公开的各种特征也可以单独地或以任何子组合来提供。

参照图1，攀爬辅助和防坠落系统20可以包括结构22，该结构被配置为布置在基面24上，然后被进行爬升以增加使用者26相对于基面24的仰角，并被进行爬降以减小使用者26相对于基面24的仰角。根据本公开的一方面，结构22可以包括梯子，并且基面24可以包括地面、墙壁、地板或适合支撑结构22的其他表面的一部分。

攀爬辅助和防坠落系统20还可包括例如由结构22支撑的轨道28。轨道28配置为接收随动件30，使得随动件30既能相对于轨道28沿第一方向D1运动，又被限制相对于轨道28沿第二方向D2运动。如所示的实施例中所示，第一方向D1可以包括结构22的上升和下降两个方向，并且第二方向D2可以垂直于第一方向D1。根据本公开的一个方面，轨道28可以包括线缆、铁轨、通道或其任何组合。

攀爬辅助和防坠落系统20还可包括束带32，该束带32构造成固定到使用者26上，例如由使用者26佩戴。束带32进一步构造成附接到随动件30上，使得使用者26沿第一方向D1的运动导致随动件30沿着轨道28沿第一方向D1的运动。

攀爬辅助和防坠落系统20还可以包括支撑组件34，该支撑组件34被构造为在使用者26沿结构22在第一方向D1上运动期间支撑使用者26的重量的至少一部分。该支撑组件34可包括皮带、线缆、绳索或其他支撑构件36。根据一个实施例，支撑构件36形成连续的环。根据另一实施例，支撑构件36包括构造成例如经由束带32附接到使用者26的第一端，以及构造成附接到电动机、一个或多个滑轮、配重或它们的任意组合的第二端。支撑组件34可进一步包括构造成附接到支撑构件36的附接抓具，例如凸轮或杆。

攀爬辅助和防坠落系统20还可以包括攀爬辅助和防坠落装置40，该攀爬辅助和防坠落装置被配置为将使用者26与结构22联接，并辅助使用者26对结构22的上升和下降。攀爬辅助和防坠落装置40构造成既在对结构22的上升期间支撑使用者26的重量的至少一部分，又在使用者26下落时阻止使用者26相对于结构22的运动。

参考图2至图4，根据本公开的一个方面，攀爬辅助和防坠落装置40包括传感器10，该传感器10被配置为检测攀爬辅助和防坠落装置40的第一参数。该第一参数可以包括速度、加速度或两者。攀爬辅助和防坠落装置40还包括制动机构8，并且攀爬辅助和防坠落装置40限定了脱离构型和接合构型。在脱离构型中，攀爬辅助和防坠落装置40能够沿第一方向D1相对于轨道28自由运动。在接合构型中，攀爬辅助和防坠落装置40不能沿第一方向D1相对于轨道28自由运动。根据一个实施例，在接合构型中，完全防止了攀爬辅助和防坠落装置40与轨道28的相对运动。根据另一个实施例，在接合构型中，攀爬辅助和防坠落装置40与轨道28的相对运动被限制到足够慢以防止到达基面24时对使用者26造成重大伤害的速度。根据另一个实施例，在接合构型中，攀爬辅助和防坠落装置40与轨道28的相对运动被限制到低于自由落体的加速度，例如每平方秒零米。

攀爬辅助和防坠落装置40包括防坠落部件，该防坠落部件被构造成：与攀爬辅助和防坠落装置40的构造成支撑使用者26的至少一部分重量的攀爬辅助部件连通地，阻止使用者26的坠落。防坠落部件和攀爬辅助部件的连通可以包括物理连接、电子连接或两者。防坠落部件与攀爬辅助部件之间的物理连接可以包括但不限于机械、磁性、气动等。防坠落部件与攀爬辅助部件之间的电子连接可以包括能够从防坠落部件和攀爬辅助部件中的一个向防坠落部件和攀爬辅助部件中的另一个传递信息的系统，例如但不限于有线、无线、光纤或其任意组合。电子连接可以包括防坠落部件和攀爬辅助部件之间的单向或双向通信。在防坠落部件和攀爬辅助部件之间传递的信息可以包括攀爬辅助和防坠落系统20的部件的状态、速度、加速度、负荷、位置、方位中的一项或多项。攀爬辅助和防坠落系统20可以包括监督控制和数据获取(SCADA)系统或可以被配置为连接到该SCADA系统，该SCADA系统被配置为记录、报告、或记录且报告与攀爬辅助和防坠落系统20相关的数据和事件。

攀爬辅助和防坠落装置40可被配置为：基于在防坠落部件和攀爬辅助部件之间传递的信息，来从接合构型和脱离构型中的一种转变为接合构型和脱离构型中的另一种。例如，响应于攀爬辅助和防坠落装置40从脱离构型转变为接合构型，可以改变一个或多个攀爬辅助部件的状态，例如可以将电动机从接通切换到关断，或反之亦然。

包括与如上所述的攀爬辅助部件相连的防坠落部件的攀爬辅助和防坠落装置40可提供包括以下的多个益处：防坠落部件与攀爬辅助部件之间的受控相互作用；以及防坠落部件对附加数据的访问，附加数据包括但不限于加速度、速度、急动度、攀爬辅助力、用户输入或它们的任意组合，以及防坠落部件使用任何该数据作为使攀爬辅助和防坠落装置40从脱离构型转变为接合构型的触发事件的能力；攀爬辅助部件对附加数据的访问，包括攀爬辅助和防坠落装置40是否处于接合构型，以及如果攀爬辅助和防坠落装置40是否处于接合构型则关闭一个或多个攀爬辅助部件；攀爬辅助和防坠落装置40可以包括闭锁装置，防止在将防坠落部件连接到轨道28之前攀爬辅助部件的操作，从而降低了使用者26忘记将防坠落部件附接到轨道28上的风险；数据收集，包括但不限于行进距离，攀爬辅助和防坠落装置40的各个部件的准时，攀爬辅助装置和防坠落装置40从脱离构型转换为接合构型的次数等，提高与攀爬辅助和防坠落系统20的维修和维护有关的效率；对于由攀爬辅助和防坠落系统20所收集的数据、由攀爬辅助和防坠落系统20所生成的数据、或者两者的内部存储；能够报告攀爬辅助和防坠落装置40何时从脱离构型转变为接合构型，从而向其他人发出警报，提醒使用者26可能需要帮助；在攀爬辅助和防坠落装置40从脱离构型转变为接合构型之前减小了下落距离；或它们的任何组合。

参照图1，一些已知的防坠落装置要求使用者坠落约12英寸到约20英寸之间。该坠落距离是已知的防坠落装置从束带悬挂一定距离的结果。万一发生坠落，将防坠落装置连接到结构上的轨道的构件将在防坠落装置与轨道接合并阻止坠落之前拉紧。根据本公开的一个方面，攀爬辅助和防坠落装置40的攀爬辅助部件被构造成使将攀爬辅助和防坠落装置40连接至轨道30的构件保持绷紧，从而在攀爬辅助和防坠落装置40从脱离构型转变为接合构型前使坠落距离最小。

根据一个实施例，攀爬辅助和防坠落装置40被构造成使得使用者26在攀爬辅助和防坠落装置40从脱离构型转变为接合构型之前坠落小于12英寸，从而停止使用者26相对于结构12在第一方向D1上的运动。根据另一实施例，攀爬辅助和防坠落装置40被构造成使得使用者26在攀爬辅助和防坠落装置40从脱离构型转变为接合构型之前坠落小于6英寸，从而停止使用者26相对于结构12在第一方向D1上的运动。根据另一实施例，攀爬辅助和防坠落装置40被构造成使得使用者26在攀爬辅助和防坠落装置40从脱离构型转变为接合构型之前坠落约2英寸至约3英寸之间，从而停止使用者26相对于结构12在第一方向D1上的运动。

再次参考图2至图4，根据本公开的一方面，攀爬辅助部件和防坠落部件可以机械地连接。例如，攀爬辅助和防坠落装置40可包括轭，其将攀爬辅助部件和防坠落部件彼此连接或捆绑。附加地或可替代地，攀爬辅助部件和防坠落部件可以被安装到或至少部分地容纳在共同的结构件中，例如构造成附接到束带32的壳体5。

如所示实施例中所示，攀爬辅助和防坠落装置40可包括攀爬辅助连接器1，其将攀爬辅助和防坠落装置40连接到支撑构件36。支撑构件36可包括金属、聚合物、绳索或其任何组合。攀爬辅助连接器1可包括凸轮构件，该凸轮构件构造成使支撑构件36与攀爬辅助和防坠落装置40(例如与壳体5)接合。

如图所示的实施例中所示，攀爬辅助和防坠落装置40可包括防坠器2。该防坠器构造成接合轨道28。根据一个实施例，防坠器2包括轮子，在达到指定的旋转速度时，轮子与制动机构8锁定、接合、或锁定并接合，以停止攀爬辅助和防坠落装置40和所附接的使用者26的向下运动。防坠器2可以配置为仅响应于攀爬辅助和防坠落装置40向着基面24的运动而与制动机构接合。

如所示实施例中所示，攀爬辅助和防坠落装置40可包括负荷传感器3，该负荷传感器3被配置为测量由支撑组件34(例如，电动机)施加到攀爬辅助和防坠落装置40的负荷。负荷传感器3可以位于壳体5内，或者可以与壳体5分离。

如图示的实施例中所示，攀爬辅助和防坠落装置40可以包括处理器和发送单元4。处理器和发送单元4可以包括印刷电路板组件，该印刷电路板组件将例如来自负荷传感器3的传感器数据转换成数字信号，然后例如以无线方式将数字信号发送到支撑组件。

攀爬辅助和防坠落装置40的壳体5可以包括金属材料、聚合物材料或两者。壳体5可以是刚性铸造的、成形的、锻造的、机加工的、注模的、3D打印的、其任意组合，或者壳体5可以通过其他已知的制造方法来制造。

如图示的实施例中所示，攀爬辅助和防坠落装置40可包括线缆存在传感器6。线缆存在传感器6配置为检测随动件30的存在，随动件30例如为防坠线缆，被联接或配置为联接到轨道28。线缆存在传感器6可包括光学、电阻、电感、激光、电容、涡流、超声或类似的传感器，配置为用于检测随动件30的存在。

如所示实施例中所示，攀爬辅助和防坠落装置40可包括速度传感器7，该速度传感器7被配置为直接、间接、或直接和间接地测量轨道28相对于攀爬辅助和防坠落装置40的速率。攀爬辅助和防坠落装置40的制动机构8可以包括配置为与处理器和发送单元4接合的机电制动器。制动机构8可以包括螺线管，该螺线管配置为使攀爬辅助和防坠落装置40从脱离构型转变为接合构型。攀爬辅助和防坠落装置40还可以包括制动器接合传感器9，该制动器接合传感器9构造成检测攀爬辅助和防坠落装置40是处于接合构型还是脱离构型。

如所示实施例中所示，攀爬辅助和防坠落装置40，例如传感器10，可包括被配置为测量攀爬辅助和防坠落装置40的加速度的加速度计。壳体5可包括盖11，例如，可移除的盖11，其将攀爬辅助和防坠落装置40的其他部件封闭在壳体5内。盖11可以包括与壳体5相同的材料或与壳体5不同的材料。

如图示的实施例中所示，攀爬辅助和防坠落装置40可包括一个或多个输入机构12。一个或多个输入机构12，例如按钮，被配置为接收来自使用者26的输入，例如，使用者26用手指按下按钮，以调节攀爬辅助和防坠落装置40的性能。例如，一个或多个输入机构12可以包括配置为由使用者26按下以指示使用者26是沿着结构22向上还是沿结构22向下的向上按钮和向下按钮，从而使电动机接合以沿适当方向移动。所述一个或多个输入机构12可以包括停止按钮，该停止按钮被配置为当按下停止按钮时向电动机发送停止移动的信号。

如所示实施例中所示，攀爬辅助和防坠落装置40可包括扬声器13。扬声器13被配置为发出可听信号，例如警报，以指示攀爬辅助和防坠落装置40已从脱离构型转变为接合构型，并提醒其他人使用者26可能需要帮助。

攀爬辅助和防坠落装置40可包括一个或多个闭锁装置，其构造成防止攀爬辅助和防坠落装置40与轨道28意外脱开。根据一个实施例，闭锁装置可被配置成需要两个不同的动作以将攀爬辅助和防坠落装置40从与轨道28的接合中移除。所述攀爬辅助和防坠落装置40可以包括机械闭锁装置、电气闭锁装置或两者，以防止诸如将防坠落线缆连接到攀爬辅助带或颠倒连接攀爬辅助和防坠落装置40的错误连接。攀爬辅助和防坠落装置40可被配置为使得在攀爬辅助和防坠落装置40的任何电子或电气部件发生故障的情况下，或者如果攀爬辅助部件未与任何支撑组件34接合，或如果任何攀爬辅助部件被损坏，则攀爬辅助和防坠落装置40继续作为防坠器操作，或者仍然能够在没有任何来自攀爬辅助部件的其他输入或信息的情况下从脱离构型转变为接合构型。

根据本公开的一方面，当攀爬辅助和防坠落装置40不提供任何攀爬辅助或不支撑使用者26的任何重量时，攀爬辅助和防坠落装置40可以配置成，当使用者26朝着基面24向下爬时，提供足够的摩擦力以保持住其自身，从而减小攀爬辅助和防坠落装置40从脱离构型转变为接合构型所需的下降距离。攀爬辅助和防坠落装置40可以构造成在使用者26向上攀爬结构22时施加第一摩擦力，并且在使用者26向下攀爬结构22时施加与第一摩擦力不同的第二摩擦力。

根据本公开的一个方面，攀爬辅助和防坠落装置40可被配置为使得防止在没有执行攀爬辅助和防坠落装置40的成功测试的情况下攀爬辅助和防坠落装置40与轨道28的连接。攀爬辅助和防坠落装置40还可以被配置为使得在测试失败的情况下，攀爬辅助和防坠落装置40包括闭锁装置，该闭锁装置被配置为使用机械干预(例如盖11的移除和转动旋钮或杆，或使用钥匙)而被超控。

制动机构8可以包括小轮，该小轮驱动防坠轮并至少部分地布置在壳体5的外部。该小轮可以被构造成当使用者26以安全速度移动时压靠在支撑构件36上，以测试制动机构8是否已校准并以正确速度接合。

攀爬辅助和防坠落装置40可以包括测试模式，其中制动机构被有目的地接合(例如，通过使攀爬辅助和防坠落装置40自由落下)，并且速度和加速度中的至少一个被测量以确认攀爬辅助和防坠落装置40是否正常工作。攀爬辅助和防坠落装置40可以构造成在不执行防坠落测试的情况下防止使用攀爬辅助和防坠落装置40。攀爬辅助和防坠落装置40可以包括指示灯，该指示灯指示是否已经执行了防坠落测试。攀爬辅助和防坠落装置40可构造成使得制动机构8构造成由使用者26手动地启动，例如通过挤压攀爬辅助和防坠落装置40的致动器。该攀爬辅助和防坠落装置40可以包括显著(例如突出的)的紧急停止按钮，当按下该按钮时，该显著的紧急停止按钮与制动机构8接合，将攀爬辅助和防坠落装置40从脱离构型转变为接合构型。攀爬辅助和防坠落装置40可包括刚性或半刚性构件，该刚性或半刚性构件例如经由束带32将攀爬辅助和防坠落装置40连接至使用者26。刚性或半刚性构件可构造成用于将攀爬辅助和防坠落装置40保持更靠近使用者26和轨道28中的至少一个，从而即使在支撑组件34尚未向攀爬辅助和防坠落装置40施加负荷的情况下，在坠落的情况下也能减小坠落距离。

攀爬辅助和防坠落装置40可配置为当攀爬辅助和防坠落装置40未连接到轨道28时，当攀爬辅助和防坠落装置40颠倒安装时，当攀爬辅助和防坠落装置40处于接合构型时，或其任何组合时，锁定或阻止对使用者26的重量的任何支撑。攀爬辅助和防坠落装置40可以配置为测量由支撑组件34提供给使用者26的负荷，并将该数据发送到支撑组件34的部件。攀爬辅助和防坠落装置40可以配置为例如向支撑组件34发送独立标识。

攀爬辅助和防坠落装置40可以配置为通过传感器测量轨道28相对于攀爬辅助和防坠落装置40的速度来测量使用者26的速度。攀爬辅助和防坠落装置40被配置为将数据发送到支撑组件34的部件，例如电动机。攀爬辅助和防坠落装置40可以包括电池，并且攀爬辅助和防坠落装置40可以被配置为通过攀爬辅助和防坠落装置40的部件例如制动机构8的轮子的旋转来给电池充电。

攀爬辅助和防坠落装置40可以被配置为使得在使用者26的速度超过设定的阈值时，攀爬辅助和防坠落装置40向电动机发送停止信号，从而停止对使用者26的重量的一部分的支撑。攀爬辅助和防坠落装置40还可以构造成使得如果已经向电动机发送了停止信号，并且攀爬辅助和防坠落装置40在选定时间量内没有停止移动，则制动机构8被电子地接合，从而将攀爬辅助和防坠落装置40从脱离构型转变为接合构型。攀爬辅助和防坠落装置40可被构造成使得如果使用者26的速度超过选定的最大值，则制动机构8被电子地接合，从而将攀爬辅助和防坠落装置40从脱离构型转变为接合构型。攀爬辅助和防坠落装置40可被配置成使得如果加速度计感测到使用者26正在坠落，则该装置向电动机发送停止信号。

攀爬辅助和防坠落装置40可以包括机械锁，该机械锁构造成防止由于攀爬辅助和防坠落装置40的过度运动而导致负荷传感器3过载。机械锁可以配置成允许一定程度的位移，然后锁定以防止过度位移和传感器损坏，但在硬坠落的情况下，会以吸收多余能量的方式脱开并变形，从而避免伤害使用者26。

参照图5，当使用者26启动攀爬辅助和防坠落装置40时，在60处攀爬辅助和防坠落装置40通电。在62处系统初始化并等待使用者26的输入，例如按下按钮。向上或向下(Up orDown)接口64的输入将信号发送到电动机，以支撑使用者26的至少一部分重量，并在使用者26在结构22上向上移动或在结构22上向下移动时如使用者26所指示的那样向使用者26的移动提供辅助。停止(Stop)接口66的输入向电动机发送停止运动的信号。停止(Stop)接口的输入可以进一步发送信号以使攀爬辅助和防坠落装置40断电。如果攀爬辅助和防坠落装置40在预定的时间内没有接收到任何输入，则系统将进入低功率休眠模式68。

向上或向下(Up or Down)接口64的输入将开始命令发送到电动机。攀爬辅助和防坠落装置40在70处检测到攀爬辅助和防坠落装置40颠倒定向，或者在72处检测到攀爬辅助和防坠落装置40未连接到轨道28，或者在74处检测到攀爬辅助和防坠落装置40处于接合构型时，向电动机发送停止移动的信号。

系统在76处测量攀爬辅助和防坠落装置40的速度。如果测得的速度小于第一选定速度，则在78处测量负荷。可以发送负荷数据，或者以其他方式提供负荷数据供进一步分析。如果在80处在最小时间1内测得的负荷小于第一选定负荷，则系统将继续运行并通过返回操作70以向攀爬者提供支撑。如果在80处在时间1内测得的负荷大于第一选定负荷，则操作可以转变到操作60。

如果测得的速度大于第一选定速度，则发送信号以停止攀爬者的下降，例如使电动机停止。如果测得的速度大于第二选定速度，则在82处攀爬辅助和防坠落装置40转变为接合防坠落制动器。例如，可以发送信号以启动防坠落制动器或使电动机停止或减速。

在一些实施例中，攀爬辅助和防坠落装置40可以配置为使得如果测得的速度大于第一或第二选定速度，则可以立即采取相应的行动。在一些实施例中，攀爬辅助和防坠落装置40可被配置为使得在测得的速度在预定的时间段内大于第一或第二选定速度之后，采取相应的行动。

应当理解，以上描述提供了所公开系统的示例。然而，可以预期的是，本公开的其他实施方式可以在细节上与前述示例不同。对本公开内容或其示例的所有引用旨在参考此时正在讨论的特定示例，并且无意于更一般地暗示对本公开范围的任何限制。关于某些特征的所有区分和贬低性的语言旨在指示对那些特征的偏好的缺失，而不是将其完全排除在本公开的范围之外，除非另有说明。

除非在此另外指出，否则本文中数值范围的列举仅旨在用作分别指代落入包括范围的所述端点在内的范围内的每个单独值的简写方法，并且每个单独的值均被并入说明书，如同在这里单独叙述一样。除非本文另外指出或与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行。

尽管已经详细描述了本公开，但是应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。而且，本公开的范围不旨在限于说明书中描述的特定实施例。如本领域的普通技术人员将从本发明的公开内容中容易地理解的是，可以根据本公开使用目前存在或将要开发的、执行与本文所述的相应实施例基本相同的功能或实现与本文所述的相应实施例基本相同的结果的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤。

Claims (19)

1.一种攀爬辅助和防坠落装置，包括：

至少一个防坠落部件，其构造成阻止所述攀爬辅助和防坠落装置的使用者的坠落；

至少一个攀爬辅助部件，其构造成支撑使用者的重量的至少一部分；以及

控制系统，其与所述至少一个防坠落部件和所述至少一个攀爬辅助部件连通，其中所述控制系统被配置为生成信号以使：

1)所述至少一个攀爬辅助部件响应于从所述至少一个防坠落部件接收到的信息而从第一状态转变到第二状态；

2)所述至少一个防坠落部件响应于从所述至少一个攀爬辅助部件接收到的信息而从第三状态转变到第四状态；或

3)1)和2)两者，

其中，所述至少一个防坠落部件和所述至少一个攀爬辅助部件联接到单个支撑构件；

其中，所述至少一个防坠落部件和所述至少一个攀爬辅助部件安装在共同的结构中，并且所述至少一个防坠落部件包括轮子和制动机构，在达到指定的旋转速度时，所述轮子和所述制动机构接合，以停止所述攀爬辅助和防坠落装置与所附接的所述使用者的向下运动。

2.根据权利要求1所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，所述连通包括物理连接、电子连接或两者。

3.根据权利要求2所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，所述物理连接包括机械连接，并且所述电子连接包括有线连接、无线连接和光纤连接中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，所述攀爬辅助和防坠落装置构造成联接至支撑构件，使得：1)所述至少一个防坠落部件向所述支撑构件施加力以阻止使用者的坠落，并且2)所述至少一个攀爬辅助部件向所述支撑构件施加力以支撑使用者的重量的至少一部分。

5.根据权利要求3所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，所述至少一个攀爬辅助部件被构造成使得所述至少一个攀爬辅助部件不支撑使用者的重量的至少一部分，直到所述至少一个防坠落部件联接到所述支撑构件。

6.根据权利要求1所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，在所述第一状态下，所述至少一个攀爬辅助部件向使用者施加升力，并且在所述第二状态下，所述攀爬辅助部件不对使用者施加任何力。

7.根据权利要求6所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，在所述第三状态下，所述至少一个防坠落部件不对使用者施加任何力，在所述第四状态下，所述至少一个防坠落部件向使用者施加力。

8.根据权利要求7所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，在所述第四状态下由所述至少一个防坠落部件施加于使用者的力足以防止使用者向地面移动。

9.根据权利要求1所述的攀爬辅助和防坠落装置，还包括电池，其中，所述至少一个防坠落部件包括可旋转构件，所述可旋转构件构造成使得所述可旋转构件的旋转为所述电池充电。

10.根据权利要求1所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，所述至少一个攀爬辅助部件被配置为联接至电动机，所述至少一个防坠落部件包括被配置为检测关于用户的数据的传感器，并且所述至少一个攀爬辅助部件被配置为响应于传感器检测到的关于用户的数据而向所述电动机发送停止信号。

11.根据权利要求10所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，所述数据包括用户的速度、加速度或两者。

12.根据权利要求11所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，所述至少一个防坠落部件包括用于所述数据的阈值，并且所述至少一个防坠落部件被配置为使得当检测到的数据超过所述阈值时，所述至少一个攀爬辅助部件将所述停止信号发送到所述电动机。

13.根据权利要求1所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，所述至少一个攀爬辅助部件包括被配置为检测数据的传感器，所述数据包括由所述至少一个攀爬辅助部件施加在使用者上的辅助力。

14.根据权利要求13所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，所述制动机构包括凸轮和轮子中的至少一个。

15.根据权利要求13所述的攀爬辅助和防坠落装置，其中，所述至少一个防坠落部件包括用于所述数据的阈值，并且所述至少一个防坠落部件被配置为使得当所检测到的数据超过所述阈值时，所述至少一个防坠落部件启动至少一个制动机构以阻止使用者的运动。

16.一种向攀爬辅助和防坠落装置的使用者提供攀爬辅助和防坠落的方法，该方法包括以下步骤：

将至少一个防坠落部件联接到使用者，使得所述至少一个防坠落部件构造成阻止使用者的坠落；

将至少一个攀爬辅助部件联接至使用者，使得所述至少一个攀爬辅助部件构造成支撑使用者的重量的至少一部分；

经由控制系统与所述至少一个防坠落部件和所述至少一个攀爬辅助部件连通；以及

由所述控制系统生成信号以使：

1)所述至少一个攀爬辅助部件响应于从所述至少一个防坠落部件接收到的信息而从第一状态转变到第二状态；

2)所述至少一个防坠落部件响应于从所述至少一个攀爬辅助部件接收到的信息而从第三状态转变到第四状态；或

3)1)和2)两者，

其中，所述至少一个防坠落部件和所述至少一个攀爬辅助部件联接到单个支撑构件；

其中，所述至少一个防坠落部件和所述至少一个攀爬辅助部件安装在共同的结构中，并且所述至少一个防坠落部件包括轮子和制动机构，在达到指定的旋转速度时，所述轮子和所述制动机构接合，以停止所述攀爬辅助和防坠落装置与所附接的所述使用者的向下运动。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：将所述攀爬辅助和防坠落装置联接到电动机，使得所述电动机被配置为向所述攀爬辅助和防坠落装置提供等于所述使用者的重量的至少一部分的力。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤：

致动所述至少一个攀爬辅助部件的输入，从而将至少一个攀爬辅助部件转变到第一状态，并且启动所述电动机以将所述力提供给攀爬辅助和防坠落装置；

利用所述至少一个防坠落部件的传感器检测关于使用者的数据，其中发送的信息包括检测到的数据，其中检测数据的步骤包括检测用户的速度、加速度或两者的步骤；

将检测到的数据与阈值进行比较，确定检测到的数据是否大于阈值，并且如果检测到的数据大于阈值，则将信息发送至所述至少一个攀爬辅助部件；以及

在发送步骤之后，是将至少一个攀爬辅助部件转变到第二状态并停用所述电动机的步骤。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：将所述至少一个防坠落部件的至少一部分和所述至少一个攀爬辅助部件的至少一部分封闭在所述攀爬辅助和防坠落装置的壳体中。

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