CN111569301A - 高空作业防坠装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高空作业防坠装置，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，还包括两个V型的弹性踏板，弹性踏板的两个内侧面上各安装有一个金属极片，每各弹性踏板上的两个金属极片构成一个开关，按压弹性踏板可使两个金属极片接通，两个弹性踏板上的开关同时断开后会触发弹射装置弹出挂钩；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

高空作业防坠装置

技术领域

本发明涉及高层作业防护设备领域，具体是高空作业防坠装置。

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，本发明提供了高空作业防坠装置，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，高空作业防坠装置，包括穿戴式安全带，穿戴式安全带的腰部位置设有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；还包括两个V型的弹性踏板，弹性踏板的两个内侧面上各安装有一个金属极片，每各弹性踏板上的两个金属极片构成一个开关，按压弹性踏板可使两个金属极片接通，两个弹性踏板上的开关并联后接入常开式电磁阀的电路。

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为本发明的后视图。

图2为弧形板的俯视图。

图3为挂钩弹出时弧形板的俯视示意图。

图4为本发明穿戴方法示意图。

图5为弹性踏板的后视图。

图6为弹性踏板的侧视图。

图7为活塞筒的侧视剖视图。

图8为第一活塞弹出后活塞筒的侧视剖视图。

图9为串联活塞筒的俯视剖视图。

图10为第一活塞弹出后串联活塞筒的俯视剖视图。

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7，第一活塞4侧壁上开有一个球形凹槽8，第一活塞4塞入活塞筒3后，弹性卡块7的头部会卡在球形凹槽8内；活塞筒3侧壁开有一个进气孔9和一个排气孔10，排气孔10比进气孔9更靠近活塞筒3底部，多个活塞筒3之间经一个气管11串联，在前的活塞筒3的排气孔10与在后的活塞筒3的进气孔9相连，弧形板2上安装有一个高压气罐12，气管11的进气端与高压气罐12连通且气管11上设有常开式电磁阀13，活塞筒3底部安装有一个第二活塞14，第二活塞14与活塞筒3底部之间安装有第一压簧15，第一压簧15处于原长时，第一活塞4位于进气孔9外侧，弹性卡块7卡在球形凹槽8内后，挂钩5推动第二活塞14压缩第一压簧15，此时第二活塞14位于进气孔9和排气孔10之间将进气孔9和排气孔10隔断，第一活塞4与第二活塞14之间连接有一根安全绳6；还包括两个V型的弹性踏板16，弹性踏板16的两个内侧面上各安装有一个金属极片17，每各弹性踏板16上的两个金属极片17构成一个开关，按压弹性踏板16可使两个金属极片17接通，两个弹性踏板16上的开关并联后接入常开式电磁阀13的电路。

所述的安全绳6均为弹性绳，可对坠落制动时进行缓冲。

所述的弹性卡块7的安装方式为：活塞筒3侧壁上开有径向的安装孔18，弹性卡块7安装在安装孔18内，弹性卡块7尾部与安装孔18底部之间安装有第二压簧19，弹性卡块7的头部为球形。

所述的弧形板2前侧开口处设有皮带20，扣紧皮带20可将弧形板2稳定的绑固在使用者腰部。

所述的弧形板2的两端各铰接有一个弯板21，两个弯板21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21的端部经搭扣扣合，每个弯板21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11上安装有开关阀22，开关阀22和常开式电磁阀13串联且均位于高压气罐12与串联的第一个活塞筒3之间，在不使用时将开关阀22关闭，防止高压气罐12内的气体泄漏。

所述的活塞筒3内壁上设有限位块23，可对第二活塞14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13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7均卡入第一活塞4上的球形凹槽8内，此时在挂钩5的推力作用下，第一压簧15压缩，第二活塞14位于进气孔9与排气孔10之间将进气孔9和排气孔10隔断；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20并将两个弯板21扣合，然后将两个弹性踏板16像鞋垫一样塞入施工人员的鞋内，用绷带将弹性踏板16的导线绑扎在施工人员的腿上，施工人员站立踩踏弹性踏板16，使弹性踏板16内侧的金属极片17接通，从而将使常开式电磁阀13通电关闭，由于两个弹性踏板16并联接入常开式电磁阀13的电路，因此在施工人员行走时，至少有一个弹性踏板16上的金属极片17接通，即可使常开式电磁阀13通电关闭；穿戴式安全带1以及弹性踏板16穿戴好后，打开开关阀22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，至少有一只脚为踩踏在爬梯上为受力脚，因此常开式电磁阀13始终通电，高压气罐12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，必定两只脚均处于悬空状态，此时两个弹性踏板16上的金属极片17均脱开，常开式电磁阀13断电开启，高压气罐12内的高压气体经气管11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7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6吊住坠落的施工人员使其停止下坠，弹性的安全绳6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14在其底部第一压簧15的作用下向外移动至与限位块23接触，此时进气孔9和排气孔10均位于第二活塞14的内侧，进气孔9和排气孔10接通，高压气体经进气孔9和排气孔10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22关闭便可脱下穿戴式安全带1取出弹性踏板16。

本发明通过设计分阶段弹出的挂钩5，能够有效的提高挂钩5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；另外，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 (8)

1.高空作业防坠装置，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（7），第一活塞（4）侧壁上开有一个球形凹槽（8），第一活塞（4）塞入活塞筒（3）后，弹性卡块（7）的头部会卡在球形凹槽（8）内；活塞筒（3）侧壁开有一个进气孔（9）和一个排气孔（10），排气孔（10）比进气孔（9）更靠近活塞筒（3）底部，多个活塞筒（3）之间经一个气管（11）串联，在前的活塞筒（3）的排气孔（10）与在后的活塞筒（3）的进气孔（9）相连，弧形板（2）上安装有一个高压气罐（12），气管（11）的进气端与高压气罐（12）连通且气管（11）上设有常开式电磁阀（13），活塞筒（3）底部安装有一个第二活塞（14），第二活塞（14）与活塞筒（3）底部之间安装有第一压簧（15），第一压簧（15）处于原长时，第一活塞（4）位于进气孔（9）外侧，弹性卡块（7）卡在球形凹槽（8）内后，挂钩（5）推动第二活塞（14）压缩第一压簧（15），此时第二活塞（14）位于进气孔（9）和排气孔（10）之间将进气孔（9）和排气孔（10）隔断，第一活塞（4）与第二活塞（14）之间连接有一根安全绳（6）；还包括两个V型的弹性踏板（16），弹性踏板（16）的两个内侧面上各安装有一个金属极片（17），每各弹性踏板（16）上的两个金属极片（17）构成一个开关，按压弹性踏板（16）可使两个金属极片（17）接通，两个弹性踏板（16）上的开关并联后接入常开式电磁阀（13）的电路。

2.根据权利要求1所述的高空作业防坠装置，其特征在于，所述的安全绳（6）均为弹性绳，可对坠落制动时进行缓冲。

3.根据权利要求1所述的高空作业防坠装置，其特征在于，所述的弹性卡块（7）的安装方式为：活塞筒（3）侧壁上开有径向的安装孔（18），弹性卡块（7）安装在安装孔（18）内，弹性卡块（7）尾部与安装孔（18）底部之间安装有第二压簧（19），弹性卡块（7）的头部为球形。

4.根据权利要求1所述的高空作业防坠装置，其特征在于，所述的弧形板（2）前侧开口处设有皮带（20），扣紧皮带（20）可将弧形板（2）稳定的绑固在使用者腰部。

5.根据权利要求1所述的高空作业防坠装置，其特征在于，所述的弧形板（2）的两端各铰接有一个弯板（21），两个弯板（21）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（21）的端部经搭扣扣合，每个弯板（21）的外侧均安装有一组或多组弹射组件。

6.根据权利要求1所述的高空作业防坠装置，其特征在于，所述的气管（11）上安装有开关阀（22），开关阀（22）和常开式电磁阀（13）串联且均位于高压气罐（12）与串联的第一个活塞筒（3）之间。

7.根据权利要求1所述的高空作业防坠装置，其特征在于，所述的活塞筒（3）内壁上设有限位块（23），可对第二活塞（14）的向外移动进行限位。

8.根据权利要求1所述的高空作业防坠装置，其特征在于，所述的弧形板（2）上设有为常开式电磁阀（13）供电的蓄电池。

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