CN111569300B - 高空攀爬作业坠落防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高空攀爬作业坠落防护装置，有效的解决了目前弹射类防坠装置抓取成功率低的问题；解决的技术方案包括穿戴式安全带，穿戴式安全带的腰部位置装有多个弹射装置，弹射装置内经安全绳连接有挂钩，多组弹射装置可分批依次弹出，穿戴式安全带上固定有一个圆形壳体，圆形壳体内壁固定有一个环形的第一金属片，圆形壳体内还安装有一个轻质泡沫板，轻质泡沫板的下表面贴装有一个环形的第二金属片，在自重的作用下，第一金属片与第二金属片接触，当坠落发生时，轻质泡沫板受风阻使第一金属片与第二金属片脱离，从而触发弹射装置依次弹出挂钩；本发明通过设计分阶段弹出的挂钩，能够有效的提高挂钩抓取的成功率。

Description

高空攀爬作业坠落防护装置

技术领域

本发明 涉及高层作业防护设备领域，具体是高空攀爬作业坠落防护装置。

背景技术

高空作业是一种常见的高危险性的施工作业，此类作业不可避免的需要攀爬高层建筑体，例如电缆塔、高层烟囱等，通常需要通过爬梯进行登高，高空坠落是此类施工作业中常见的事故；目前针对高层爬梯的防坠设备，使用较为方便的是弹射类，坠落时通过加速度传感器触发弹射装置弹出挂钩勾住爬梯或建筑体，这类设备不需在攀爬时反复交替更换安全绳的固定位置，也不要求爬梯旁设置制动轨道或制动绳等，能够有效提高攀爬速度，且适用性强。

但是，此类设备的挂钩为一次性弹出，具有一定的缺陷，其一，坠落发生时，施工人员极易后倾远离建筑体，此时挂钩弹出抓取的成功率较低；其二，同时弹出存在此弹出位置挂钩弹出正好击中爬梯横撑或钢结构杆件而导致挂钩无法勾住的可能；其三，有些爬梯仅仅是在钢柱两侧交替间隔设置脚蹬的简易爬梯，挂钩只能勾住钢结构电塔的杆件才能对施工人员进行制动，而钢结构杆件之间的空隙较大，若此时的挂钩弹出正好射入大空隙中心区域而离杆件较远，会大大降低挂钩勾住杆件的成功率；另外，高压电缆周围的磁场会对加速度传感器造成很大干扰，影响其可靠性，越接近电塔顶端干扰越大，而顶端恰恰是坠落伤害最严重的区域。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明 提供了高空攀爬作业坠落防护装置，有效的解决了目前弹射类防坠装置抓取成功率低的问题。

其解决的技术方案是，高空攀爬作业坠落防护装置，包括穿戴式安全带，穿戴式安全带的腰部位置设有一个开口朝向体前的弧形板，弧形板的外壁上圆周均布多组弹射组件，每组弹射组件包括一个开口朝外的活塞筒，每个活塞筒内均安装有一个第一活塞，第一活塞的内端连接有一个多爪的挂钩，活塞筒侧壁上安装有一个弹性卡块，第一活塞侧壁上开有一个球形凹槽，第一活塞塞入活塞筒后，弹性卡块的头部会卡在球形凹槽内；活塞筒侧壁开有一个进气孔和一个排气孔，排气孔比进气孔更靠近活塞筒底部，多个活塞筒之间经一个气管串联，在前的活塞筒的排气孔与在后的活塞筒的进气孔相连，弧形板上安装有一个高压气罐，气管的进气端与高压气罐连通且气管上设有常开式电磁阀，活塞筒底部安装有一个第二活塞，第二活塞与活塞筒底部之间安装有第一压簧，第一压簧处于原长时，第一活塞位于进气孔外侧，弹性卡块卡在球形凹槽内后，挂钩推动第二活塞压缩第一压簧，此时第二活塞位于进气孔和排气孔之间将进气孔和排气孔隔断，第一活塞与第二活塞之间连接有一根安全绳；弧形板上固定有一个开口朝下的圆形壳体，圆形壳体内壁固定有一个环形的第一金属片，圆形壳体内还安装有一个轻质泡沫板，轻质泡沫板可在圆形壳体内上下移动，轻质泡沫板的下表面贴装有一个环形的第二金属片，第一金属片和第二金属片串联接入常开式电磁阀的电路中，在自重的作用下，第一金属片与第二金属片接触从而将常开式电磁阀通电。

本发明通过设计分阶段弹出的挂钩，能够有效的提高挂钩抓取的成功率，有效降低高层作业坠落事故中的伤亡率；同时，通过脚踏式开关，利用双脚失重自动触发，反应迅速可靠，几乎没有延迟，同时能够避免高压电缆干扰加速度传感器的缺陷。

附图说明

图1为本发明的背部视图。

图2为弧形板的俯视图。

图3为挂钩弹出时弧形板的俯视图。

图4为本发明穿戴方法示意图。

图5活塞筒的侧视剖视图

图6为第一活塞弹出后活塞筒的侧视剖视图。

图7为串联活塞筒的俯视剖视图。

图8为第一活塞弹出后串联活塞筒的俯视剖视图。

图9为圆形壳体的主视剖视图。

图10为图9中A位置的放大图。

图11为简易爬梯的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明 的具体实施方式作出进一步详细说明。

由图1至图11给出，本发明 包括穿戴式安全带1，穿戴式安全带1的腰部位置设有一个开口朝向体前的弧形板2，弧形板2的外壁上圆周均布多组弹射组件，每组弹射组件包括一个开口朝外的活塞筒3，每个活塞筒3内均安装有一个第一活塞4，第一活塞4的内端连接有一个多爪的挂钩5，活塞筒3侧壁上安装有一个弹性卡块6，第一活塞4侧壁上开有一个球形凹槽7，第一活塞4塞入活塞筒3后，弹性卡块6的头部会卡在球形凹槽7内；活塞筒3侧壁开有一个进气孔8和一个排气孔9，排气孔9比进气孔8更靠近活塞筒3底部，多个活塞筒3之间经一个气管10串联，在前的活塞筒3的排气孔9与在后的活塞筒3的进气孔8相连，弧形板2上安装有一个高压气罐11，气管10的进气端与高压气罐11连通且气管10上设有常开式电磁阀12，活塞筒3底部安装有一个第二活塞13，第二活塞13与活塞筒3底部之间安装有第一压簧14，第一压簧14处于原长时，第一活塞4位于进气孔8外侧，弹性卡块6卡在球形凹槽7内后，挂钩5推动第二活塞13压缩第一压簧14，此时第二活塞13位于进气孔8和排气孔9之间将进气孔8和排气孔9隔断，第一活塞4与第二活塞13之间连接有一根安全绳15；弧形板2上固定有一个开口朝下的圆形壳体16，圆形壳体16内壁固定有一个环形的第一金属片17，圆形壳体16内还安装有一个轻质泡沫板18，轻质泡沫板18可在圆形壳体16内上下移动，轻质泡沫板18的下表面贴装有一个环形的第二金属片19，第一金属片17和第二金属片19串联接入常开式电磁阀12的电路中，在自重的作用下，第一金属片17与第二金属片19接触从而将常开式电磁阀12通电。

所述的圆形壳体16经球铰铰接在弧形板2上，且圆形壳体16的下端固定有配重块20，在配重块20的作用下，圆形壳体16的开口始终朝下。

所述的圆形壳体16的上端开有泄气孔21，轻质泡沫板18上移时圆形壳体16内的空气可经泄气孔21排出，从而使轻质泡沫板18顺利上移。

所述的安全绳15均为弹性绳，可对坠落制动时进行缓冲。

所述的弹性卡块6的安装方式为：活塞筒3侧壁上开有径向的安装孔22，弹性卡块6安装在安装孔22内，弹性卡块6尾部与安装孔22底部之间安装有第二压簧23，弹性卡块6的头部为球形。

所述的弧形板2前侧开口处设有皮带24，扣紧皮带24可将弧形板2稳定地绑固在使用者腰部。

所述的弧形板2的两端各铰接有一个弯板25，两个弯板25向中间转动后端部相接，从而与弧形板2组成一个闭合的环形，两个弯板25的端部经搭扣扣合，每个弯板25的外侧均安装有一组或多组弹射组件，以实现挂钩5全角度的弹射。

所述的气管10上安装有开关阀26，开关阀26和常开式电磁阀12串联且均位于高压气罐11与串联的第一个活塞筒3之间，在不使用时将开关阀26关闭，防止高压气罐11内的气体泄漏。

所述的活塞筒3内壁上设有限位块27，可对第二活塞13的向外移动进行限位。

所述的弧形板2上设有为常开式电磁阀12供电的蓄电池。

本发明在初始状态时，多个第一活塞4均塞入对应的活塞筒3内，弹性卡块6均卡入第一活塞4上的球形凹槽7内，此时在挂钩5的推力作用下，第一压簧14压缩，第二活塞13位于进气孔8与排气孔9之间将进气孔8和排气孔9隔断；圆形壳体16内的轻质泡沫板18在重力的作用下压在第一金属片17上，从而使第一金属片17和第二金属片19接触，常开式电磁阀12通电关闭；在使用时，将穿戴式安全带1穿在身上，弧形板2扣在施工人员腰部并系好弧形板2前侧的皮带24并将两个弯板25扣合，穿戴式安全带1穿戴好后，打开开关阀26即完成准备工作。

施工人员穿戴此设备进行攀爬时，正常情况下，圆形壳体16内的轻质泡沫板18在重力的作用下压在第一金属片17上，从而使第一金属片17和第二金属片19接触，常开式电磁阀12通电关闭，高压气罐11内的高压气体不能进入活塞筒3内；当施工人员失足坠落时，圆形壳体16随坠落人员快速下降，轻质泡沫板18在风阻的作用下，下降速度要远远小于圆形壳体16的下降速度，因此轻质泡沫板18会相对圆形壳体16上移，第一金属片17和第二金属片19脱开，常开式电磁阀12断电开启，由于圆形壳体16上端铰接且下端固定有配重块20，因此在下坠时，不管坠落人员体位如何，圆形壳体16必定开口朝下，则轻质泡沫板18必定受向上的风阻，从而确保第一金属片17和第二金属片19分离使常开式电磁阀12开启。

常开式电磁阀12开启后，高压气罐11内的高压气体经气管10首先进入第一个活塞筒3内，该活塞筒3内的第一活塞4在底部高气压的作用下挣脱弹性卡块6的卡紧力，该第一活塞4与挂钩5被瞬间弹射出来，挂钩5射入爬梯间隙内或钢结构建筑的空隙内，施工人员下坠时挂钩5挂住爬梯或钢结构，通过安全绳15吊住坠落的施工人员使其停止下坠，弹性的安全绳15可对下坠冲击进行缓冲，尽量减小安全带对施工人员的冲击力；第一个活塞筒3内的第一活塞4弹出后，第二活塞13在其底部第一压簧14的作用下向外移动至与限位块27接触，此时进气孔8和排气孔9均位于第二活塞13的内侧，进气孔8和排气孔9接通，高压气体经进气孔8和排气孔9进入第二个活塞筒3内，第二个活塞筒3内的第一活塞4被弹射出去，同理，后续的第一活塞4会被依次弹射出去；设计第一活塞4分批依次弹出的原因如下：

第一，施工人员在坠落发生时，身体可能会后仰从而远离建筑体，若第一活塞4在此时全部弹出，则很可能由于施工人员后仰与建筑体距离过远而使挂钩5无法勾住爬梯或建筑体，由于高层建筑如电塔、烟囱等，往往是下端粗上端细的锥形或梯形设计，施工人员坠落后做竖直自由落体运动，越靠近建筑体下部，则与建筑体之间的距离越近，挂钩5弹出勾住建筑体的成功率越高，因此，第一活塞4和挂钩5分阶段弹出能有效的提高挂钩5勾住建筑物或爬梯的成功率；

第二，若同时弹出，存在此弹出位置挂钩5弹出正好击中爬梯横撑或钢结构杆件而导致挂钩5无法勾住的可能，分阶段弹出几乎能避免挂钩5全部击中爬梯横撑或钢结构杆件的情况；

第三，对于仅仅在电塔钢柱两侧交错间隔设置横向脚蹬的简易爬梯，挂钩5只能勾住电塔钢结构的杆件才能对施工人员进行制动，而钢结构杆件之间的空隙较大，若此时的挂钩5弹出正好射入大空隙中心区域而离杆件较远，会大大降低挂钩5勾住杆件的成功率，分阶段弹出能大大降低挂钩5全部射入钢结构的大空隙中心区域的可能；

基于上述原因，分阶段弹出能有效的提高挂钩5勾住制动的成功率。

若施工人员未发生坠落事故安全落地后，将开关阀26关闭便可脱下穿戴式安全带1。

本发明通过设计分阶段弹出的挂钩5，能够有效地避免上述三种挂钩5不能有效抓取的情况，提高挂钩5抓取的成功率，有效降低高层作业坠落事故中的伤亡率；而且通过轻质泡沫板18与整体的速度差触发弹射，能够避免高压电缆干扰加速度传感器的缺陷；同时，本装置适用于有护栏爬梯，无护栏爬梯以及简易爬梯，能够在各种作业环境中最大限度的保护施工人员。

Claims (9)

1.高空攀爬作业坠落防护装置，包括穿戴式安全带（1），其特征在于，穿戴式安全带（1）的腰部位置设有一个开口朝向体前的弧形板（2），弧形板（2）的外壁上圆周均布多组弹射组件，每组弹射组件包括一个开口朝外的活塞筒（3），每个活塞筒（3）内均安装有一个第一活塞（4），第一活塞（4）的内端连接有一个多爪的挂钩（5），活塞筒（3）侧壁上安装有一个弹性卡块（6），第一活塞（4）侧壁上开有一个球形凹槽（7），第一活塞（4）塞入活塞筒（3）后，弹性卡块（6）的头部会卡在球形凹槽（7）内；活塞筒（3）侧壁开有一个进气孔（8）和一个排气孔（9），排气孔（9）比进气孔（8）更靠近活塞筒（3）底部，多个活塞筒（3）之间经一个气管（10）串联，在前的活塞筒（3）的排气孔（9）与在后的活塞筒（3）的进气孔（8）相连，弧形板（2）上安装有一个高压气罐（11），气管（10）的进气端与高压气罐（11）连通且气管（10）上设有常开式电磁阀（12），活塞筒（3）底部安装有一个第二活塞（13），第二活塞（13）与活塞筒（3）底部之间安装有第一压簧（14），第一压簧（14）处于原长时，第一活塞（4）位于进气孔（8）外侧，弹性卡块（6）卡在球形凹槽（7）内后，挂钩（5）推动第二活塞（13）压缩第一压簧（14），此时第二活塞（13）位于进气孔（8）和排气孔（9）之间将进气孔（8）和排气孔（9）隔断，第一活塞（4）与第二活塞（13）之间连接有一根安全绳（15）；弧形板（2）上固定有一个开口朝下的圆形壳体（16），圆形壳体（16）内壁固定有一个环形的第一金属片（17），圆形壳体（16）内还安装有一个轻质泡沫板（18），轻质泡沫板（18）可在圆形壳体（16）内上下移动，轻质泡沫板（18）的下表面贴装有一个环形的第二金属片（19），第一金属片（17）和第二金属片（19）串联接入常开式电磁阀（12）的电路中，在自重的作用下，第一金属片（17）与第二金属片（19）接触从而将常开式电磁阀（12）通电；

所述的圆形壳体（16）经球铰铰接在弧形板（2）上，且圆形壳体（16）的下端固定有配重块（20），在配重块（20）的作用下，圆形壳体（16）的开口始终朝下。

2.根据权利要求1所述的高空攀爬作业坠落防护装置，其特征在于，所述的圆形壳体（16）的上端开有泄气孔（21）。

3.根据权利要求1所述的高空攀爬作业坠落防护装置，其特征在于，所述的安全绳（15）均为弹性绳，可对坠落制动时进行缓冲。

4.根据权利要求1所述的高空攀爬作业坠落防护装置，其特征在于，所述的弹性卡块（6）的安装方式为：活塞筒（3）侧壁上开有径向的安装孔（22），弹性卡块（6）安装在安装孔（22）内，弹性卡块（6）尾部与安装孔（22）底部之间安装有第二压簧（23），弹性卡块（6）的头部为球形。

5.根据权利要求1所述的高空攀爬作业坠落防护装置，其特征在于，所述的弧形板（2）前侧开口处设有皮带（24），扣紧皮带（24）可将弧形板（2）稳定地绑固在使用者腰部。

6.根据权利要求1所述的高空攀爬作业坠落防护装置，其特征在于，所述的弧形板（2）的两端各铰接有一个弯板（25），两个弯板（25）向中间转动后端部相接，从而与弧形板（2）组成一个闭合的环形，两个弯板（25）的端部经搭扣扣合，每个弯板（25）的外侧均安装有一组或多组弹射组件。

7.根据权利要求1所述的高空攀爬作业坠落防护装置，其特征在于，所述的气管（10）上安装有开关阀（26），开关阀（26）和常开式电磁阀（12）串联且均位于高压气罐（11）与串联的第一个活塞筒（3）之间。

8.根据权利要求1所述的高空攀爬作业坠落防护装置，其特征在于，所述的活塞筒（3）内壁上设有限位块（27），可对第二活塞（13）的向外移动进行限位。

9.根据权利要求1所述的高空攀爬作业坠落防护装置，其特征在于，所述的弧形板（2）上设有为常开式电磁阀（12）供电的蓄电池。

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