CN112654400A - 一种用于安全带的盘绕式能量吸收器 - Google Patents

Abstract

一种用于安全带的能量吸收器，其具有第一端、第二端以及位于第一端和第二端之间的能量吸收部分。能量吸收部分具有与第二承重带整体结合的第一承重带。所述能量吸收部分以未展开构型被盘绕成螺旋形状。该能量吸收部分可从未展开构型展开为展开构型。当所述第一端由于受到超过预设的最小临界值力的力的作用而被拉离所述第二端，使得所述第一承重带的至少一部分从所述第二承重带的至少一部分撕拉开时，所述能量吸收部分从未展开构型展开为展开构型。所述第一承重带与第二承重带通过多条滚边线整体地结合在能量吸收部分中。

Description

一种用于安全带的盘绕式能量吸收器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月26日提交的美国专利申请No.16/046,420的优先权，上述美国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种与安全带一起使用的能量吸收器，特别是涉及一种与安全带一起使用的盘绕式能量吸收器。

背景技术

如本领域所公知，目前存在各种可附接的装置，以在特定情况下向佩戴者提供帮助或确保佩戴者的安全。这类可附接装置具有多种形式，包括但不限于安全带和保险带。全身安全带被广泛用作个人防坠落系统的主要部件。这些安全带还可用于工作定位、行程限制、阶梯攀爬、救援以及疏散。虽然这些安全带主要用于工业环境，尤其是建筑行业(在此类行业中，从高处坠落的可能性和危险性都很大)，但全身安全带也可用于各种其他的无论是意料中的还是意外的情况下都必须确保身体的完全悬挂和支撑的应用中。

在防坠落情况下使用全身安全带时，必须始终与能量吸收元件一起使用。在一些实施例或方面，能量吸收元件可以是能量吸收器。能量吸收器的一端例如通过绳索附接在锚定点上，其另一端系在使用者佩戴的安全带上。能量吸收器被构造为在坠落期间启动，以在使用者的重量完全由安全带负荷时限制施加在使用者身上的冲击力。

在一些实施例中，能量吸收器可以使用被构造为在坠落期间展开或撕拉开的撕带材料。传统的撕带能量吸收器需要在展开前将两块不同的纺织材料整体结合在一起。第一块材料是能量吸收带，在坠落过程中展开或撕拉开。另一块材料是更牢固、更厚的织带，用作备用带。撕带可有效减少在坠落事故中传递给使用者的力，但其并没有设计为在坠落事故之后用来支撑使用者的重量。一旦撕带完全展开，备用带的设计可用于支撑使用者的重量。

传统撕带能量吸收器的一个缺点是，其尺寸会限制使用者的活动能力。传统撕带能量吸收器的能量吸收等级主要由在坠落事故中撕带可展开的长度决定。能量吸收等级的提高会相应地提高能量吸收器的长度。由于能量吸收器在安全带的上背部的D形环处附接至安全带，所以能量吸收器通常悬挂在安全带的背部。传统能量吸收器的总长度较长，增加了其在使用者的工作环境中被卡在物体上的可能性。传统能量吸收器的另一个缺点是，撕带一旦展开，其自身就不能支撑使用者的重量。因此，备用带必须由能够在坠落事故后支撑使用者重量的重负荷材料制成，从而增加了传统撕带能量吸收器的成本和重量。

因此，本领域需要一种改进的能量吸收器，以解决与能量吸收器现有技术相关的某些缺陷和不足。例如，需要一种改进的能量吸收器，该能量吸收器可由使用者在各种工作环境中容易且有效地佩戴，而不会限制使用者的活动能力，并且不会增加使用者必须承受的基本重量。还需要一种改进的能量吸收器，该能量吸收器在工作场所具有更高的安全合规性，并且在发生坠落时能够为使用者提供更有效和安全的支持。

发明内容

本申请总体上提供了一种用于安全带的改进的能量吸收器。优选地，提供了一种改进的能量吸收器，该能量吸收器可被使用者在各种工作环境中容易且有效地佩戴，并且不会限制使用者的活动能力，同时不会增加使用者必须承受的基本重量。优选地，本申请提供了一种改进的能量吸收器，该能量吸收器能够提高工作场所的安全合规性，同时能够提高坠落保护装置的有效性，并且在发生坠落时提高使用者的安全性。

在一些非限制性实施例或方面中，用于安全带的能量吸收器可具有第一端、第二端以及位于第一端和第二端之间的能量吸收部分。所述能量吸收部分可具有与第二承重带整体结合的第一承重带。所述能量吸收部分可以在未展开构型中被盘绕成螺旋形状。当所述第一端由于受到超过预设的最小临界值力的力的作用而被拉离所述第二端，使得所述第一承重带的至少一部分从所述第二承重带的至少一部分撕拉开时，该能量吸收部分可从未展开构型展开为展开构型。所述第一承重带和第二承重带可以通过多条滚边线整体结合在所述能量吸收部分中。该预设的最小临界值力可在约900磅至约1200磅的范围内。

在其他非限制性实施例或方面中，所述能量吸收部分可具有靠近所述第一端的第一起始撕裂点、靠近所述第二端的第二起始撕裂点以及位于第一起始撕裂点和第二起始撕裂点之间的加固区域。在展开过程中，所述第一承重带可以在从所述第一起始撕裂点向所述加固区域的方向上以及从所述第二起始撕裂点向所述加固区域的方向上连续地从所述第二承重带上撕拉开。所述加固区域可防止第一承重带与第二承重带分离。所述第一承重带可具有第一左侧端和第一右侧端，并且所述第一左侧端与第一右侧端可接合在一起以限定所述能量吸收器的第一端。所述第一左侧端和所述第一右侧端可以形成第一环圈。所述第二承重带可具有第二左侧端和第二右侧端，并且所述第二左侧端和第二右侧端可接合在一起以限定所述能量吸收器的第二端。所述第二左侧端和所述第二右侧端可以形成第二环圈。

在其他非限制性实施例或方面中，壳体可以至少部分地包裹住所述能量吸收部分。所述壳体可具有第一开口和第二开口，所述第一承重带通过第一开口延伸出壳体，所述第二承重带通过第二开口延伸出壳体。第一附接结构可连接至所述第一端。所述第一附接结构可以是D形环、钩环或弹簧扣。第二附接结构可连接至所述第二端。所述第二附接结构可以是D形环、钩环或弹簧扣。

在其他非限制性实施例或方面中，一种用于安全带的能量吸收器，该能量吸收器可具有第一端、第二端和位于第一端和第二端之间的能量吸收部分。壳体可以至少部分地包裹能量吸收部分。所述能量吸收部分可具有通过多条滚边线整体结合到第二承重带的第一承重带。所述第一承重带可具有第一左侧端和第一右侧端，并且所述第一左侧端和所述第一右侧端接合在一起以限定所述能量吸收器的第一端。所述第二承重带可具有第二左侧端和第二右侧端，并且所述第二左侧端和第二右侧端接合在一起以限定所述能量吸收器的第二端。所述能量吸收部分可以在未展开构型中被盘绕成螺旋形状。当所述第一端由于受到超过预设的最小临界值力的力的作用而被拉离所述第二端，使得所述第一承重带的至少一部分从所述第二承重带的至少一部分撕拉开时，所述能量吸收部分可从未展开构型展开为展开构型。

在其他非限制性实施例或方面，所述壳体可具有第一开口和第二开口，所述第一承重带通过第一开口延伸出壳体，所述第二承重带通过第二开口延伸出壳体。所述能量吸收部分可具有靠近第一端的第一起始撕裂点、靠近第二端的第二起始撕裂点以及位于第一起始撕裂点和第二起始撕裂点之间的加固区域。在展开过程中，所述第一承重带可以在从所述第一起始撕裂点向所述加固区域的方向上以及从所述第二起始撕裂点向所述加固区域的方向上连续地从所述第二承重带上撕拉开。

进一步的非限制性的实施例或方面将在以下编号的各条项中阐述。

第1条:一种用于安全带的能量吸收器，该能量吸收器包括:第一端、第二端以及位于第一端和第二端之间的能量吸收部分，其中该能量吸收部分具有与第二承重带整体结合的第一承重带，其中该能量吸收部分以未展开构型被盘绕成螺旋形状，并且其中，当所述第一端由于受到超过预设的最小临界值力的力的作用而被拉离所述第二端，使得所述第一承重带的至少一部分从所述第二承重带的至少一部分撕拉开时，所述能量吸收部分可从未展开构型展开为展开构型。

第2条:第1条中所述的能量吸收器，其中所述第一承重带和第二承重带通过多条滚边线整体结合在所述能量吸收部分中。

第3条:第1条或第2条所述的能量吸收器，其中所述预设的最小临界值力在约900磅至约1200磅的范围内。

第4条:根据第1-3条中任一项所述的能量吸收器，其中，该能量吸收部分具有靠近所述第一端的第一起始撕裂点、靠近所述第二端的第二起始撕裂点以及位于所述第一起始撕裂点和第二起始撕裂点之间的加固区域。

第5条:根据第1-4条中任一项所述的能量吸收器，其中，在展开过程中，所述第一承重带在从所述第一起始撕裂点向所述加固区域的方向上以及在从所述第二起始撕裂点向所述加固区域的方向上连续地从所述第二承重带撕拉开。

第6条:第1-5条中任一项所述的能量吸收器，其中所述加固区域防止所述第一承重带与所述第二承重带分离。

第7条:根据第1-6条中任一项所述的能量吸收器，其中所述第一承重带具有第一左侧端和第一右侧端，并且其中所述第一左侧端和第一右侧端接合在一起以限定所述能量吸收器的第一端。

第8条:第1-7条中任一项所述的能量吸收器，其中，所述第一左侧端和所述第一右侧端形成第一环圈。

第9条:根据第1-8条中任一项所述的能量吸收器，其中所述第二承重带具有第二左侧端和第二右侧端，并且其中该第二左侧端和第二右侧端接合在一起以限定所述能量吸收器的第二端。

第10条:第1-9条中任一项所述的能量吸收器，其中，所述第二左侧端和所述第二右侧端形成第二环圈。

第11条:第1-10条中任一项所述的能量吸收器，其进一步包括至少部分地包裹住能量吸收部分的壳体。

第12条:根据第1-11条中任一项所述的能量吸收器，其中，所述壳体包括第一开口和第二开口，所述第一承重带通过所述第一开口延伸出所述壳体，所述第二承重带通过所述第二开口延伸出所述壳体。

第13条:第1-12条中任一项所述的能量吸收器，其进一步包括连接至第一端的第一附接结构。

第14条:根据第1-13条中任一项所述的能量吸收器，其中，所述第一附接结构是D形环、钩环或弹簧扣。

第15条:第1-14条中任一项所述的能量吸收器，其进一步包括连接至所述第二端的第二附接结构。

第16条:根据第1-16条中任一项所述的能量吸收器，其中，所述第二附接结构是D形环、钩环或弹簧扣。

第17条:一种用于安全带的能量吸收器，该能量吸收器包括:第一端、第二端以及位于第一端和第二端之间的能量吸收部分；以及至少部分地包裹住能量吸收部分的壳体，其中所述能量吸收部分具有通过多条滚边线整体结合到第二承重带的第一承重带，其中所述第一承重带具有第一左侧端和第一右侧端，并且其中所述第一左侧端和第一右侧端接合在一起以限定所述能量吸收器的第一端，并且其中所述第二承重带具有第二左侧端和第二右侧端，并且其中所述第二左侧端和第二右侧端接合在一起以限定所述能量吸收器的第二端，其中所述能量吸收部分以未展开构型被盘绕成螺旋形状，并且其中，当第一端由于受到超过预设的最小临界值力的力的作用而被拉离第二端，使得所述第一承重带的至少一部分从所述第二承重带的至少一部分撕拉开时，所述能量吸收部分可从未展开构型展开为展开构型。

第18条:根据第17条所述的能量吸收器，其中，所述壳体包括第一开口和第二开口，所述第一承重带通过所述第一开口延伸出所述壳体，所述第二承重带通过所述第二开口延伸出所述壳体。

第19条:根据第17条或第18条所述的能量吸收器，其中，所述能量吸收部分具有靠近所述第一端的第一起始撕裂点、靠近所述第二端的第二起始撕裂点以及位于该第一起始撕裂点和第二起始撕裂点之间的加固区域。

第20条:根据第17-19条中任一项所述的能量吸收器，其中，在展开过程中，所述第一承重带在从所述第一起始撕裂点向所述加固区域的方向上以及在从所述第二起始撕裂点向所述加固区域的方向上连续地从所述第二承重带撕拉开。

在考虑以下参照附图的描述和所附权利要求时，本发明的这些和其他特征和特性以及结构的相关元件的操作方法和功能以及零部件和制造经济性的结合将变得更加明显，所有附图构成本说明书的一部分，其中，相似的附图标记指代各个附图中的相应部分。然而，应当明确地理解，附图仅是出于例示和描述的目的，并且不旨在作为对本发明的限制的限定。

附图说明

图1A是根据本发明原理的与安全带一起使用的能量吸收器的侧视图；

图1B是图1A所示能量吸收器的俯视图；

图2A是与图1A所示的能量吸收器一起使用的能量吸收元件的俯视图；

图2B是图2A所示能量吸收元件的侧视图；

图2C是图2A所示的细节A-A的侧视图，其中所示的带处于未展开构型；

图2D是图2A所示的细节A-A的侧视图，其中所示的带处于展开构型；

图3A是处于解绕且未展开构型的图1A所示的能量吸收器的顶视图；

图3B是图3A所示的能量吸收器的侧视图；

图3C是图3B所示的细节B-B的侧剖视图；

图4是处于解绕且展开构型的图1A的能量吸收器的侧视图；

图5A示出了根据现有技术的传统能量吸收器在展开状态下力随时间变化的关系图；以及

图5B示出了根据本发明的原理的能量吸收器在展开状态下力随时间变化的关系图。

在图1-5B中，除非另有说明，视情况而定，相同的字符指相同的组件和元件。

具体实施方式

如本文所用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文另外明确指出。

诸如“左”、“右”、“内”、“外”、“上方”、“下方”等空间或方位术语，与附图中所示的本发明相关并且不被认为是限制性的，因为本发明能够设想各种替代的定向。

本说明书和权利要求书中所使用的所有数字和范围被理解为在所有情况中通过术语“大约”来修改。“大约”是指所述值的正负百分之二十五，例如所述值的正负百分之十。然而，不应将其视为在等同原则下对值进行的任何分析的限制。

除非另外指明，本文公开的所有范围或比率应当被理解为涵盖其中包含的起点值和终点值和任何和所有子范围或子比率。例如，陈述的范围或比率为“1至10”应被认为包括最小值1(含)与最大值10(含)之间的任何和所有子范围或子比率；也就是说，所有子范围或子比率都以最小值l或更大的值开始并以最大值10或更小的值结束。本文公开的范围和/或比率表示在指定范围和/或比率上的平均值。

术语“第一”、“第二”等不意于指任何特定顺序或年表，而是指不同条件、特性或元件。

术语“至少”是“大于或等于”的同义词。

术语“不大于”是“小于或等于”的同义词。

如本文所用的“至少一个”是“一个或多个”的同义词。例如，短语“A、B和C中的至少一个”意思是A、B或C中的任一个，或A、B或C中任两个或更多个的任意组合。例如，“A、B和C中的至少一个”包括一个或多个单独的A；或一个或多个单独的B；或一个或多个单独的C；或一个或多个A和一个或多个B；或一个或多个A和一个或多个C；或一个或多个B和一个或多个C；或一个或多个A、B和C的全部。

术语“邻近”指接近但不直接接触。

术语“包括”是“包含”的同义词。

如本文所用的术语“平行”或“基本上平行”意思是诸如细长物体且具有参考线的两个物体(如果延伸至理论交叉)之间的相对角度为0°至5°、或0°至3°、或0°至2°、或0°至1°、或0°至0.5°、或0°至0.25°、或0°至0.1°，包括所述值。

如本文所用的术语“垂直”或“基本上垂直”意思是在两个物体之间的实际或理论交叉的相对角为85°至90°，或87°至90°，或88°至90°，或89°至90°，或89.5°至90°，或89.75°至90°，或89.9°至90°，包括所述值。

在此使用的术语“承重”在提及能量吸收器的至少一条带时，指当能量吸收器完全展开时，带具有足够的强度性能以支撑使用者的重量。

在此使用的术语“卷”、“盘绕的”和“以螺旋形状盘绕”，当用于提及能量吸收器的形状时，指能量吸收器的至少一部分围绕中心轴线以连续且逐渐变宽的曲线缠绕。

首先参考图1A-1B，根据一个非限制性实施例或方面，图1A-1B示出了与安全带102一起使用的能量吸收器100。安全带102可以是用于防坠落保护的应用中的任何类型的安全带，其中安全带102被构造为用于悬挂使用者的重量。在一些非限制性实施例或方面中，安全带102可以是被构造用于在建筑和/或维护的环境中(例如在高架结构上)使用的全身式安全带。在其他非限制性实施例或方面中，安全带102可以是被构造为在存在从高架位置上坠落风险的环境中用于保护使用者的任何类型的安全带。

继续参考图1A-1B，能量吸收器100具有被构造为用于连接至所述安全带102的第一端104和被构造为用于连接至锚固结构108的第二端106。在一些非限制性实施例或方面中，能量吸收器100的第一端104可移除地连接至安全带102的至少一部分，如安全带102的D形环110。例如，第一端104可具有例如钩环或弹簧扣的第一附接结构112，该第一附接结构可移除地连接至安全带102的D形环110。在一些示例中，第一附接结构112可以是D形环，其被构造为用于连接到安全带的钩环或弹簧扣上。在其他非限制性实施例或方面，能量吸收器100的第一端104可以不可移除地连接至安全带102的至少一部分，如通过与安全带102直接整体成形的方式。例如，第一端104可以直接且不可移除地与安全带102的D形环110整体成形，该第一端104可具有或不具有第一附接结构112。一个或多个中间结构，例如系索，可将能量吸收器100的第一端104连接至安全带102。

继续参考图1A-1B，能量吸收器100的第二端106可以可移除地连接至锚固结构108，如扶手。例如，第二端106可具有第二附接结构114，如D形环、钩环或弹簧扣，其可移除地连接至锚固结构108上的连接元件116，例如对应的D形环、钩环或弹簧扣。在其他非限制性实施例或方面中，能量吸收器100的第二端106可以通过例如与锚固结构108直接整体成形的方式不可移除地连接至锚固结构108。例如，第二端106可以直接且不可移除地与锚固结构108上的连接元件116整体成形。一个或多个中间结构118，例如系索，可将能量吸收器100的第二端106连接至锚固结构108。

继续参考图1A-1B，能量吸收器100在第一端104和第二端106之间具有主体120。主体120限定了能量吸收器100的能量吸收部分。在一些非限制性实施例或方面，主体120至少部分地被包裹在壳体122中。壳体122可具有第一开口123和第二开口125，能量吸收器100的第一端104通过第一开口123延伸出壳体122，能量吸收器100的第二端106通过第二开口125延伸出壳体122。壳体122的形状可对应于能量吸收器100的主体120的形状。在一些非限制性实施例或方面，壳体122具有横截面为大致圆形的大致圆柱形轮廓。壳体122可由塑料材料制成。可选地，壳体122的塑料材料可以收缩而包裹在主体120的周围，例如由于用来制造壳体122的塑料材料的热收缩特性。在一些非限制性实施例或方面，随着能量吸收器100的启动，壳体122是可破裂的。例如，壳体122可被配置为破裂或断裂，以允许盘绕式能量吸收器100从壳体122内展开出来。

壳体122可以是不透明的、半透明的或使得主体120可透过壳体122可见的透明的。识别标签124可被附贴于壳体122的至少一部分上，例如贴在壳体122的外部上。该识别标签124提供关于能量吸收器100的识别信息126，例如制造商、型号、制造日期、制造批次、负载等级及其他识别信息。

特别地参考图1B，能量吸收器100的主体120被构造为当能量吸收器100暴露于超过如本文所述的预设的最小临界值力时，该主体120从未展开构型展开为展开构型(图4所示)。在未展开构型中，能量吸收器100的主体120的至少一部分可以被盘绕成螺旋结构，使得主体120的至少一部分围绕中心轴线以连续且逐渐变宽的曲线缠绕。如本文所述，在图4中，随着能量吸收器100的展开，例如在坠落事故中，当在能量吸收器100上作用的力超过预设的临界值力时，主体120解绕成展开构型。

参考图2A-2B，能量吸收器100具有第一承重带128，该第一承重带128在沿着第一承重带128和第二承重带130的主要纵向长度的至少一部分上延伸的能量吸收部分132中整体结合到第二承重带130。在一些非限制性实施例或方面中，第一承重带128和第二承重带130可以具有相同的长度、宽度和厚度。在其他非限制性实施例或方面中，第一承重带128和第二承重带130可以具有不同的长度、宽度和/或厚度。能量吸收部分132在长度L1上延伸，该长度小于能量吸收器100的总长度L。在一些非限制性实施例或方面中，该能量吸收部分132的长度L1可占能量吸收器100的总长度L的约60％至约90％。

第一承重带128和第二承重带130可由任何适用于防坠落应用的材料制成。例如，第一承重带128和第二承重带130可由合成材料制成，例如被编织形成第一承重带128和第二承重带130的合成纱线。在一些示例中，第一承重带128和第二承重带130可包括诸如POY(部分取向的纱线)的伸长构件。

参考图2A-2B，在一些非限制性实施例或方面中，第一承重带128和第二承重带130在能量吸收部分132中通过滚边线134(如图2B所示)整体结合在一起，使得第一承重带128和第二承重带130在能量吸收部分132的长度上构成单块织带材料。尽管本公开将滚边线134描述为把第一承重带128和第二承重带130整体结合在一起的方式，但是也可以单独或与滚边线134共同使用其他合适的结合方式，例如钩环扣合件、粘合剂或其他能量吸收材料。如本文所述，第一承重带128和第二承重带130被构造为当超过预设的临界值力的足够的力被施加到能量吸收器100上时，两者由于滚边线134的断裂而在能量吸收部分132处彼此分离。

继续参考图2A-2B，第一承重带128具有第一左侧端136和第一右侧端138。类似地，第二承重带130具有第二左侧端140和第二右侧端142。第一承重带128和第二承重带130对齐，使得第一承重带128的第一左侧端136和第二承重带130的第二左侧端140彼此重叠，并且使得第一承重带128的第一右侧端138和第二承重带130的第二右侧端142彼此重叠。第一和第二左侧端136、140以及第一和第二右侧端138、142彼此分离，使得第一承重带128和第二承重带130仅在能量吸收部分132的区域内连接。所述第一承重带128和第二承重带130在位于第一承重带128的第一左侧端和第一右侧端136、138和第二承重带130的第二左侧端和第二右侧端140、142之间的能量吸收部分132中整体结合在一起。

特别参考图2B，能量吸收区域132具有第一起始撕裂点144，在该第一起始撕裂点144处，第一承重带128和第二承重带130未通过滚边线134结合在一起。第一起始撕裂点144位于第一承重带128的第一左侧端136和第二承重带130的第二左侧端140的结合位置。能量吸收区域132还具有第二起始撕裂点146，在该第二起始撕裂点处，第一承重带128和第二承重带130未通过滚边线134结合在一起。第二起始撕裂点146位于第一承重带128的第一右侧端138和第二承重带130的第二右侧端142的结合位置。所述第一承重带128和第二承重带130在第一起始撕裂点144和第二起始撕裂点146之间整体结合在一起。在坠落事故中，当作用在能量吸收器100上的力超过预设的最小临界值力时，滚边线134在第一起始撕裂点144和第二起始撕裂点146处开始断裂(或撕裂)，并沿着能量吸收区域132的纵向长度在图2B中的箭头A方向上继续撕裂。换句话说，滚边线134的断裂可在能量吸收部分132的相对端的第一和第二起始撕裂点144、146处开始，并从这些相对端向能量吸收部分132的中心继续撕裂。

继续参考图2B，能量吸收部分132在第一和第二起始撕裂点144、146之间具有加固区域148，该加固区域148限定了终止撕裂点。所述第一承重带128和第二承重带130在该加固区域148处永久且不可移除地连接，例如通过不可撕裂的缝合连接，以防止一旦第一和第二起始撕裂点144、146和加固区域148之间的所有滚边线134均已断裂或撕裂，第一承重带128从第二承重带130上进一步地撕裂开。如果作用在能量吸收器100上的力低于撕裂滚边线134所需的最小预设力，则在能量吸收部分132中，滚边线134在从第一和第二起始撕裂点144、146向加固区域148方向上的撕裂过程可在加固区域148之前结束。

参考图2C-2D，滚边线134延伸穿过所述第一承重带128和第二承重带130的厚度的至少一部分。在一些实施例或方面中，滚边线134延伸穿过第一承重带128和第二承重带130中每一个的整个厚度。滚边线134可以沿第一承重带128和第二承重带130的纵向长度以两排或更多排方式编织。在各种非限制性实施例或方面中，各排可以基本上彼此平行，或者沿着第一承重带128和第二承重带130的纵向长度彼此交叉至少一次。在其他非限制性实施例或方面中，滚边线134可以按某种模式排列编织成多个线组。线组的密度可以在第一承重带128和第二承重带130的纵向长度上保持不变。以这种方式，在超过预设的最小临界值力的给定力的作用下，第一承重带128与第二承重带130将由于滚边线134的断裂而以恒定速率彼此分离。在其他非限制性实施例或方面，线组的密度可在第一承重带128和第二承重带130的纵向长度上变化，例如通过在该纵向长度方向上增加或减少线组的密度。因此，在超过预设的最小临界值力的给定力的作用下，第一承重带128与第二承重带130将由于滚边线134的断裂而以增大或减小的速率彼此分离。可以通过选择在第一承重带128与第二承重带130彼此分离过程中的线组的设置以优化撕裂滚边线134(或粘合剂)所需的撕拉力。

继续参考图2C-2D，当能量吸收部分132由于所述滚边线134的撕裂而展开时，滚边线134不会在能量吸收部分132的纵向长度上同时断裂。相反，滚边线134被构造为从第一起始撕裂点144和第二起始撕裂点146沿着能量吸收部分132的纵向长度在朝向加固区域148的方向上连续地断开或裂开。滚边线134的撕裂作用可吸收能量，从而减缓使用者的坠落，并减少由于坠落而传递给使用者身体的震动。图2D示出了当滚边线134在能量吸收部分132中完全断裂或撕裂时，第一承重带128和第二承重带130所处的状态。

如本文所述的能量吸收器100的能量吸收部分132可被设计成具有所需的激活力，即，激活和撕开能量吸收部分132的滚边线134所需的最小预设临界值力。能量吸收部分132的各种特征可被改变以实现特定的激活力。例如，能量吸收器100的能量吸收部分132的各种特征可以被改变以提供所需的激活力。比如，可以根据需要选择所述滚边线134的密度和强度、滚边线134的编织模式，和/或能量吸收部分132的长度和宽度，以提供所需的激活力。在一些实施例或方面中，最小预设临界值力(即，负荷)可在约900磅至约1200磅的范围内。当能量吸收部分132上的力超过预设的最小临界值力(负荷)时，滚边线134开始断裂。只要能量吸收器100上的力超过预设的最小临界值力，滚边线134的断裂以及随之发生的第一承重带128和第二承重带130沿能量吸收区域132的分离将持续，并且直到：(1)第一承重带128和第二承重带130到达加固区域148时；或(2)所述的力降低至低于预设的最小临界值力时，该断裂和分离的过程终止。

如上所述，在另一个非限制性实施例或方面中，第一和第二承重带128、130可以通过粘合剂结合在一起，当所述能量吸收器100受到超过预设的最小临界值力的作用力时，该两者分离。该粘合剂可被特别地配制为在预设的最小临界值力下满足分离要求。

参照图3A，第一和第二承重带128、130对折，使得第一承重带128的第一左侧端136连接至第一承重带128的第一右侧端138。如图3A所示，第一承重带128的第一左侧端和第一右侧端136、138可通过将第一左侧端和第一右侧端136、138环成圈状并用线150缝合圈状部分来连接，或以其他方式永久且不可移除地将第一左侧端和第一右侧端136、138连接至第一承重带128。在一些非限制性实施例或方面中，在连接第一左侧端和第一右侧端136、138之前，第一附接结构112可通过由第一左侧端和第一右侧端136、138的第一环圈152限定的开口插入。因此，第一环圈152限定了所述能量吸收器100的第一端104。

继续参考图3A，通过折叠第一和第二承重带128、130，加固区域148位于与能量吸收器100的第一端104(即，第一环圈152)相对的位置。所述第二承重带130的第二左侧端140和第二右侧端142从第二起始撕裂点146处向外突出。如图3A-3C所示，第二承重带130的第二左侧端和第二右侧端140、142以类似于所述第一承重带128的第一左侧端和第一右侧端136、138的方式连接在一起。例如，第二承重带130的第二左侧端和第二右侧端140、142可通过使第二左侧端和第二右侧端140、142环成圈状并用线154缝合圈状部分来连接，或以其他方式永久且不可移除地将第二左侧端和第二右侧端140、142连接至第二承重带130。在一些非限制性实施例或方面中，在连接第二左侧端和第二右侧端140、142之前，第二附接结构114可通过由第二左侧端和第二右侧端140、142的第二环156限定的开口插入。因此，第二环圈156限定了能量吸收器100的第二端106。

如图3A所示，当第一和第二承重带128、130对折时，能量吸收器100的能量吸收部分132自身折叠，使得加固区域148位于折叠的能量吸收器100的一端的位置。能量吸收部分132随之通过沿着图3A中的箭头B的方向从加固区域148开始缠绕或盘绕而被绕成螺旋形状。加固区域148限定了中心轴线，能量吸收部分132以连续且逐渐变宽的曲线围绕该中心轴线盘绕。以这种方式，能量吸收部分132的纵向长度在图3A所示的展开构型和图1B所示的折叠构型之间显著缩短。通过减小能量吸收部分132的纵向长度，能量吸收器100尺寸紧凑，使得其可以在各种工作环境中被使用者容易且有效地佩戴，而不会限制使用者的活动能力，并且不会存在能量吸收器100被使用者周围环境中的物体挂住的风险。因为能量吸收器的能量吸收能力由能量吸收部分的长度限定，所以具有盘绕式能量吸收部分132的能量吸收器100可以具有较小的尺寸，而其能量吸收能力不会被降低，从而与具有一个或多个纵向折叠的相当等级的传统能量吸收器相比，其更便于携带。

参考图4所示的能量吸收器100处于展开构型，例如在坠落事故发生时所述能量吸收器受到超过预设的最小临界值力之后。能量吸收器100由于作用在其第一端104和第二端106上的沿箭头C方向的力而被激活。能量吸收器100的初始化激活开始于第一和第二起始撕裂点144、146。如图1B所示，第一和第二起始撕裂点144、146位于能量吸收器100的相对侧。因为能量吸收器100的第一端104和第二端106被拉向彼此远离的方向，所以能量吸收区域132中的滚边线134的撕裂允许所述第一和第二承重带128、130从图1B所示的未展开的盘绕构型展开成图4所示的展开的展开构型。一旦所有滚边线134均已被撕裂，能量吸收器100的展开过程停止，从而使第一和第二承重带128、130在加固区域148处连接。通过这种方式，所述能量吸收器100消除了对结构性备用带的需要，因为第一和第二承重带128、130在完全伸长时(图4所示展开过程结束时)能够保持结构带的静态强度。

参考图5A-5B，其显示了具有一个或多个纵向折叠的传统能量吸收器(图5A)以及盘绕式能量吸收器100(图5B)在展开过程中力和时间的关系图。该力图确定了能量吸收器从初始展开阶段到最终展开阶段过程中的“冲击分布”。如图5A所示，在虚线框中所示的传统能量吸收器的展开过程中，在能量吸收器的初始展开阶段，例如在撕带材料的滚边线的初始撕裂过程中，冲击分布图中出现峰值力A。当展开过程结束时，在C处发生最后一次力的增大。B展开阶段的特征是由初始峰值A和最终峰值C之间的展开力确定的。在B展开阶段发生一系列力度的突然变化或震动。

参照图5B，本发明的盘绕式能量吸收器100消除了这种突然的力变化，表明了在坠落事故的B’阶段中更平稳且更连贯的展开力。与现有技术中的能量吸收器相关联的力大小的突然变化或震动可通过盘绕式能量吸收器100得到显著的减少。

尽管已经出于例示的目的基于当前被认为最实用和优选的实施例或方面详细描述了本发明，但应当理解的是，这种详情仅用于该目的，本发明不限于所公开的实施例或方面，相反，其旨在覆盖处于所附权利要求的精神和范围之内的修改和等同布置。例如，应当理解，本发明考虑了在可能的范围内任何实施例或方面的一个或多个特征均可与任何其他实施例的一个或多个特征进行组合。

Claims (40)

1.一种用于安全带(102)的能量吸收器(100)，该能量吸收器(100)包括:

第一端(104)、第二端(106)和位于所述第一端(104)和所述第二端(106)之间的能量吸收部分(120)，

其中所述能量吸收部分(120)具有与第二承重带(130)整体结合的第一承重带(128)，

其中，所述能量吸收部分(120)以未展开构型被盘绕成螺旋形状，并且

其中，当所述第一端(104)由于受到超过预设的最小临界值力的力的作用而被拉离所述第二端(106)，使得所述第一承重带(128)的至少一部分从所述第二承重带(130)的至少一部分撕拉开时，所述能量吸收部分(120)能够从未展开构型展开为展开构型。

2.根据权利要求1所述的能量吸收器(100)，其中，所述第一承重带(128)与所述第二承重带(130)通过多条滚边线(134)整体结合在所述能量吸收部分(120)中。

3.根据权利要求1所述的能量吸收器(100)，其中，预设的最小临界值力在约900磅至约1200磅的范围内。

4.根据权利要求1所述的能量吸收器(100)，其中，所述能量吸收部分(120)具有靠近所述第一端(104)的第一起始撕裂点(144)、靠近所述第二端(106)的第二起始撕裂点(146)、以及位于所述第一起始撕裂点(144)和所述第二起始撕裂点(146)之间的加固区域(148)。

5.根据权利要求4所述的能量吸收器(100)，其中，在展开过程中，所述第一承重带(128)在从所述第一起始撕裂点(144)向所述加固区域(148)的方向上以及在从所述第二起始撕裂点(146)向所述加固区域(148)的方向上从所述第二承重带(130)连续地撕拉开。

6.根据权利要求4所述的能量吸收器(100)，其中，所述加固区域(148)防止所述第一承重带(128)与所述第二承重带(130)分离。

7.根据权利要求1所述的能量吸收器(100)，其中，所述第一承重带(128)具有第一左侧端(136)和第一右侧端(138)，并且其中所述第一左侧端(136)与所述第一右侧端(138)接合在一起以限定所述能量吸收器(100)的第一端(104)。

8.根据权利要求7所述的能量吸收器(100)，其中，所述第一左侧端(136)和所述第一右侧端(138)形成第一环圈(152)。

9.根据权利要求1所述的能量吸收器(100)，其中，所述第二承重带(130)具有第二左侧端(140)和第二右侧端(142)，并且其中所述第二左侧端(140)与所述第二右侧端(142)接合在一起以限定所述能量吸收器(100)的第二端(106)。

10.根据权利要求9所述的能量吸收器(100)，其中，所述第二左侧端(140)和所述第二右侧端(142)形成第二环圈(156)。

11.根据权利要求1所述的能量吸收器(100)，进一步包括至少部分地包裹住能量吸收部分(120)的壳体(122)。

12.根据权利要求11所述的能量吸收器(100)，其中，所述壳体(122)包括第一开口(123)和第二开口(125)，所述第一承重带(128)通过所述第一开口(123)延伸出所述壳体(122)，所述第二承重带(130)通过所述第二开口(125)延伸出所述壳体(122)。

13.根据权利要求1所述的能量吸收器(100)，进一步包括连接至所述第一端(104)的第一附接结构(112)。

14.根据权利要求13所述的能量吸收器(100)，其中，所述第一附接结构(112)是D形环、钩环或弹簧扣。

15.根据权利要求1所述的能量吸收器(100)，进一步包括连接至所述第二端(106)的第二附接结构(114)。

16.根据权利要求15所述的能量吸收器(100)，其中，所述第二附接结构(114)是D形环、钩环或弹簧扣。

17.一种用于安全带(102)的能量吸收器(100)，所述能量吸收器(100)包括:

第一端(104)、第二端(106)和位于第一端(104)和第二端(106)之间的能量吸收部分(120)；以及

至少部分地包裹住能量吸收部分(120)的壳体(122)，

其中能量吸收部分(120)具有第一承重带(128)，该第一承重带(128)通过多条滚边线(134)整体地结合至第二承重带(130)，

其中所述第一承重带(128)具有第一左侧端(136)和第一右侧端(138)，所述第一左侧端(136)和所述第一右侧端(138)接合在一起以限定所述能量吸收器(100)的第一端(104)；并且其中所述第二承重带(130)具有第二左侧端(140)和第二右侧端(142)，所述第二左侧端(140)和所述第二右侧端(142)接合在一起以限定所述能量吸收器(100)的第二端(106)，

其中，所述能量吸收部分(120)以未展开构型被盘绕成螺旋形状，并且

其中，当所述第一端(104)由于受到超过预设的最小临界值力的力的作用而被拉离所述第二端(106)，使得所述第一承重带(128)的至少一部分从所述第二承重带(130)的至少一部分撕拉开时，所述能量吸收部分(120)能够从未展开构型展开为展开构型。

18.根据权利要求17所述的能量吸收器(100)，其中，所述壳体(122)包括第一开口(123)和第二开口(125)，所述第一承重带(128)通过所述第一开口(123)延伸出所述壳体(122)，所述第二承重带(130)通过所述第二开口(125)延伸出所述壳体(122)。

19.根据权利要求17所述的能量吸收器(100)，其中，所述能量吸收部分(120)具有靠近所述第一端(104)的第一起始撕裂点(144)、靠近所述第二端(106)的第二起始撕裂点(146)、以及位于所述第一起始撕裂点(144)和所述第二起始撕裂点(146)之间的加固区域(148)。

20.根据权利要求19所述的能量吸收器(100)，其中，在展开过程中，所述第一承重带(128)在从所述第一起始撕裂点(144)向所述加固区域(148)的方向上以及在从所述第二起始撕裂点(146)向所述加固区域(148)的方向上从所述第二承重带(130)连续地撕拉开。

21.一种用于安全带(102)的能量吸收器(100)，该能量吸收器(100)包括:

第一端(104)、第二端(106)以及位于第一端(104)和第二端(106)之间的能量吸收部分(120)，

其中所述能量吸收部分(120)具有与第二承重带(130)整体结合的第一承重带(128)，

其中，所述能量吸收部分(120)以未展开构型被盘绕成螺旋形状，并且

其中，当所述第一端(104)由于受到超过预设的最小临界值力的力的作用而被拉离所述第二端(106)，使得所述第一承重带(128)的至少一部分从所述第二承重带(130)的至少一部分撕拉开时，所述能量吸收部分(120)能够从未展开构型展开为展开构型。

22.根据权利要求21所述的能量吸收器(100)，其中，所述第一承重带(128)和所述第二承重带(130)通过多条滚边线(134)整体结合在所述能量吸收部分(120)中。

23.根据权利要求21或22所述的能量吸收器(100)，其中，预设的最小临界值力在约900磅至约1200磅的范围内。

24.根据权利要求21-23中任一项所述的能量吸收器(100)，其中，所述能量吸收部分(120)具有靠近所述第一端(104)的第一起始撕裂点(144)、靠近所述第二端(106)的第二起始撕裂点(146)、以及位于所述第一起始撕裂点(144)和所述第二起始撕裂点(146)之间的加固区域(148)。

25.根据权利要求24所述的能量吸收器(100)，其中，在展开过程中，所述第一承重带(128)在从所述第一起始撕裂点(144)向所述加固区域(148)的方向上以及在从所述第二起始撕裂点(146)向所述加固区域(148)的方向上从所述第二承重带(130)连续地撕拉开。

26.根据权利要求24或25所述的能量吸收器(100)，其中，所述加固区域(148)防止所述第一承重带(128)与所述第二承重带(130)分离。

27.根据权利要求21-26中任一项所述的能量吸收器(100)，其中，所述第一承重带(128)具有第一左侧端(136)和第一右侧端(138)，并且其中所述第一左侧端(136)和所述第一右侧端(138)接合在一起以限定所述能量吸收器(100)的第一端(104)。

28.根据权利要求27所述的能量吸收器(100)，其中，所述第一左侧端(136)和所述第一右侧端(138)形成第一环圈(152)。

29.根据权利要求21-28中任一项所述的能量吸收器(100)，其中，所述第二承重带(130)具有第二左侧端(140)和第二右侧端(142)，并且其中所述第二左侧端(140)和所述第二右侧端(142)接合在一起以限定所述能量吸收器(100)的第二端(106)。

30.根据权利要求29所述的能量吸收器(100)，其中，所述第二左侧端(140)和所述第二右侧端(142)形成第二环圈(156)。

31.根据权利要求21-30中任一项所述的能量吸收器(100)，进一步包括至少部分地包裹住能量吸收部分(120)的壳体(122)。

32.根据权利要求31所述的能量吸收器(100)，其中，所述壳体(122)包括第一开口(123)和第二开口(125)，所述第一承重带(128)通过所述第一开口(123)延伸出所述壳体(122)，所述第二承重带(130)通过所述第二开口(125)延伸出所述壳体(122)。

33.根据权利要求21-32中任一项所述的能量吸收器(100)，进一步包括连接至所述第一端(104)的第一附接结构(112)。

34.根据权利要求33所述的能量吸收器(100)，其中，所述第一附接结构(112)是D形环、钩环或弹簧扣。

35.根据权利要求21-34中任一项所述的能量吸收器(100)，进一步包括连接至所述第二端(106)的第二附接结构(114)。

36.根据权利要求35所述的能量吸收器(100)，其中，所述第二附接结构(114)是D形环、钩环或弹簧扣。

37.一种用于安全带(102)的能量吸收器(100)，该能量吸收器(100)包括:

第一端(104)、第二端(106)和位于第一端(104)和第二端(106)之间的能量吸收部分(120)；以及

至少部分地包裹住能量吸收部分(120)的壳体(122)，

其中所述能量吸收部分(120)具有第一承重带(128)，该第一承重带(128)通过多条滚边线(134)整体结合至第二承重带(130)，

其中所述第一承重带(128)具有第一左侧端(136)和第一右侧端(138)，并且其中所述第一左侧端(136)和所述第一右侧端(138)接合在一起以限定所述能量吸收器(100)的第一端(104)，并且其中第二承重带(130)具有第二左侧端(140)和第二右侧端(142)，并且其中所述第二左侧端(140)和所述第二右侧端(142)接合在一起以限定所述能量吸收器(100)的第二端(106)，

其中，所述能量吸收部分(120)以未展开构型被盘绕成螺旋形状，并且

其中，当所述第一端(104)由于受到超过预设的最小临界值力的力的作用而被拉离所述第二端(106)，使得所述第一承重带(128)的至少一部分从所述第二承重带(130)的至少一部分撕拉开时，所述能量吸收部分(120)能够从未展开构型展开为展开构型。

38.根据权利要求37所述的能量吸收器(100)，其中，所述壳体(122)包括第一开口(123)和第二开口(125)，所述第一承重带(128)通过所述第一开口(123)延伸出所述壳体(122)，第二承重带(130)通过所述第二开口(125)延伸出所述壳体(122)。

39.根据权利要求37或38所述的能量吸收器(100)，其中，所述能量吸收部分(120)具有靠近所述第一端(104)的第一起始撕裂点(144)、靠近所述第二端(106)的第二起始撕裂点(146)、以及位于第一起始撕裂点(144)和第二起始撕裂点(146)之间的加固区域(148)。

40.根据权利要求39所述的能量吸收器(100)，其中，在展开过程中，所述第一承重带(128)在从所述第一起始撕裂点(144)向所述加固区域(148)的方向上以及在从所述第二起始撕裂点(146)向所述加固区域(148)的方向上从所述第二承重带(130)连续地撕拉开。

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