CN111603700B - 高层爬梯防坠装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高层爬梯防坠装置，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

高层爬梯防坠装置

技术领域

本发明涉及高层作业防护设备领域，具体是高层爬梯防坠装置。

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，本发明提供了高层爬梯防坠装置，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，高层爬梯防坠装置，包括穿戴式安全带，穿戴式安全带的腰部位置设有一个开口朝向体前的弧形板，弧形板的外壁上圆周均布多个开口朝外的活塞筒，每个活塞筒内均可充入高压空气，每个活塞筒内均安装有一个活塞，活塞的内端连接有一个多爪的挂钩，活塞的内端与活塞筒的底部之间连接有一根安全绳，活塞筒的外壁上安装有一个与其垂直的圆形壳体，圆形壳体内安装有一个卡块，卡块与圆形壳体底部之间连接有拉簧，卡块靠近圆形壳体底部的一端安装有一个永磁铁，圆形壳体的底部安装有一个电磁铁，电磁铁与永磁铁互斥安装，活塞的侧壁开有一个卡槽，电磁铁通电后会推动卡块使卡块伸入活塞筒并卡进卡槽内，圆形壳体的底部安装有一个轴向的螺杆，卡块轴线处开有螺纹孔，螺杆与螺纹孔通过不自锁螺纹配合，多个活塞筒上的圆形壳体内的螺杆的螺距各不相同，从而使电磁铁断电后，在拉簧的作用下，多个卡块向上移动的速度不同；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，每个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，所述的多个圆形壳体内的电磁铁串联，两个弹性踏板上的开关并联后接入电磁铁的串联电路。

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为图7中A位置的放大图。

图9为活塞弹出后活塞筒的侧视剖视图。

图10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10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，活塞筒3内可充入高压空气，每个活塞筒3内均安装有一个活塞4，活塞4的内端连接有一个多爪的挂钩5，活塞4的内端与活塞筒3的底部之间连接有一根安全绳6，活塞筒3的外壁上安装有一个与其垂直的圆形壳体7，圆形壳体7内安装有一个卡块8，卡块8与圆形壳体7底部之间连接有拉簧9，卡块8靠近圆形壳体7底部的一端安装有一个永磁铁10，圆形壳体7的底部安装有一个电磁铁11，电磁铁11与永磁铁10互斥安装，活塞4的侧壁开有一个卡槽12，电磁铁11通电后会推动卡块8使卡块8伸入活塞筒3并卡进卡槽12内，圆形壳体7的底部安装有一个轴向的螺杆13，卡块8轴线处开有螺纹孔14，螺杆13与螺纹孔14通过不自锁螺纹配合，多个活塞筒3上的圆形壳体7内的螺杆13的螺距各不相同，从而使电磁铁11断电后，在拉簧9的作用下，多个卡块8向上移动的速度不同；还包括两个V型的弹性踏板15，弹性踏板15的两个内侧面上各安装有一个金属极片16，每个弹性踏板15上的两个金属极片16构成一个开关，按压弹性踏板15可使两个金属极片16接通，所述的多个圆形壳体7内的电磁铁11串联，两个弹性踏板15上的开关并联后接入电磁铁11的串联电路。

所述的弧形板2上设有一根进气管17，进气管17依次穿过多个活塞筒3从而将多个活塞筒3串联，进气管17的进气端安装有一个进气单向阀18，通过进气管17可向多个活塞筒3内充入高压空气。

每个所述的活塞筒3的内底均安装有一个卷轮19，卷轮19上安装有扭簧20，安全绳6的内端在卷轮19上缠绕数圈，安全绳6受力时，扭簧20可对其进行缓冲。

每个所述的圆形壳体7的侧壁上均开有横向的销孔21，销孔21内穿有安全销22，在不使用时，可防止卡块8从卡槽12内退出，从而避免活塞4从活塞筒3内滑落。

所述的弧形板2前侧开口处设有皮带23，扣紧皮带23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24，两个弯板24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24的端部经搭扣扣合，每个弯板24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。

所述的进气管17上设有排气管25，排气管25上安装有开关阀26，开启开关阀26可将多个活塞筒3内的高压空气排出。

所述的弧形板2上设有为电磁铁11供电的蓄电池。

本发明在初始状态时，多个活塞4均塞入对应的活塞筒3内，卡块8均卡入活塞4上的卡槽12内且在圆形壳体7的销孔21内穿入安全销22使卡块8不能从卡槽12内退出；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23并将两个弯板24扣合，然后将两个弹性踏板15像鞋垫一样塞入施工人员的鞋内，用绷带将弹性踏板15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15，使弹性踏板15内侧的金属极片16接通，从而将多个电磁铁11接通，电磁铁11通过永磁铁10推动卡块8，此时将多个安全销22全部拔出，在电磁铁11斥力的作用下，卡块8也不会被拉簧9拉出卡槽12，同时由于两个弹性踏板15并联接入电磁铁11的电路，因此在施工人员行走时，至少有一个弹性踏板15上的金属极片16接通，即可使电磁铁11通电；穿戴式安全带1以及弹性踏板15穿戴好后，关闭排气管25上的开关阀26，用打气装置通过进气管17向多个活塞筒3内充入高压气体，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，因此电磁铁11始终通电，卡块8均卡在卡槽12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15上的金属极片16均脱开，电磁铁11断电，电磁铁11断电后，电磁铁11与永磁铁10之间斥力消失，在拉簧9的作用下，卡块8向圆形壳体7底部运动，当卡块8完全退出卡槽12后，在活塞筒3内高压的作用下，活塞4以及活塞4后端的挂钩5被瞬间弹射出，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，活塞筒3底部的卷轮19和扭簧20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。

在电磁铁11断电后，螺杆13与螺纹孔14配合会对卡块8移动起到一定的延缓作用，由于每个圆形壳体7内的螺杆13的螺距各不相同，因此，在拉簧9的作用下，卡块8移动的速度不同，螺距越大，则卡块8移动越快，反之，卡块8移动越慢，因此多个活塞4会按顺序依次弹出，而非同时弹出；设计活塞4分批弹出的原因如下：

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，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。

可以在其中一个或其中数个圆形壳体7内不设置螺杆13，以使其对应的活塞4和挂钩5能够在坠落发生的瞬间及时弹出，尽可能的将坠落制动在开始阶段，同一时间弹出的多个活塞筒3的开口朝向可设计一定的上下错位，尽可能避免其内的挂钩5弹出后全部击中爬梯横撑或钢结构杆件。

若施工人员未发生坠落事故安全落地后，将安全销22插入每个圆形壳体7上的销孔21内，将卡块8锁死，便可脱下穿戴式安全带1，取出弹性踏板15，然后打开排气管25上的开关阀26，将活塞筒3内的高压气体排出即可。

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；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；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.高层爬梯防坠装置，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），活塞筒（3）内可充入高压空气，每个活塞筒（3）内均安装有一个活塞（4），活塞（4）的内端连接有一个多爪的挂钩（5），活塞（4）的内端与活塞筒（3）的底部之间连接有一根安全绳（6），活塞筒（3）的外壁上安装有一个与其垂直的圆形壳体（7），圆形壳体（7）内安装有一个卡块（8），卡块（8）与圆形壳体（7）底部之间连接有拉簧（9），卡块（8）靠近圆形壳体（7）底部的一端安装有一个永磁铁（10），圆形壳体（7）的底部安装有一个电磁铁（11），电磁铁（11）与永磁铁（10）互斥安装，活塞（4）的侧壁开有一个卡槽（12），电磁铁（11）通电后会推动卡块（8）使卡块（8）伸入活塞筒（3）并卡进卡槽（12）内，圆形壳体（7）的底部安装有一个轴向的螺杆（13），卡块（8）轴线处开有螺纹孔（14），螺杆（13）与螺纹孔（14）通过不自锁螺纹配合，多个活塞筒（3）上的圆形壳体（7）内的螺杆（13）的螺距各不相同，从而使电磁铁（11）断电后，在拉簧（9）的作用下，多个卡块（8）向上移动的速度不同；还包括两个V型的弹性踏板（15），弹性踏板（15）的两个内侧面上各安装有一个金属极片（16），每个弹性踏板（15）上的两个金属极片（16）构成一个开关，按压弹性踏板（15）可使两个金属极片（16）接通，所述的多个圆形壳体（7）内的电磁铁（11）串联，两个弹性踏板（15）上的开关并联后接入电磁铁（11）的串联电路。

2.根据权利要求1所述的高层爬梯防坠装置，其特征在于，所述的弧形板（2）上设有一根进气管（17），进气管（17）依次穿过多个活塞筒（3）从而将多个活塞筒（3）串联，进气管（17）的进气端安装有一个进气单向阀（18），通过进气管（17）可向多个活塞筒（3）内充入高压空气。

3.根据权利要求1所述的高层爬梯防坠装置，其特征在于，每个所述的活塞筒（3）的内底均安装有一个卷轮（19），卷轮（19）上安装有扭簧（20），安全绳（6）的内端在卷轮（19）上缠绕数圈。

4.根据权利要求1所述的高层爬梯防坠装置，其特征在于，每个所述的圆形壳体（7）的侧壁上均开有横向的销孔（21），销孔（21）内穿有安全销（22）。

5.根据权利要求1所述的高层爬梯防坠装置，其特征在于，所述的弧形板（2）前侧开口处设有皮带（23），扣紧皮带（23）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所述的高层爬梯防坠装置，其特征在于，所述的弧形板（2）的两端各铰接有一个弯板（24），两个弯板（24）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（24）的端部经搭扣扣合，每个弯板（24）的外侧均安装有一组或多组弹射组件。

7.根据权利要求2所述的高层爬梯防坠装置，其特征在于，所述的进气管（17）上设有排气管（25），排气管（25）上安装有开关阀（26），开启开关阀（26）可将多个活塞筒（3）内的高压空气排出。

8.根据权利要求1所述的高层爬梯防坠装置，其特征在于，所述的弧形板（2）上设有为电磁铁（11）供电的蓄电池。

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