CN114040802A

CN114040802A - 用于坠落防护系统的能量吸收装置

Info

Publication number: CN114040802A
Application number: CN202080044645.9A
Authority: CN
Inventors: 约翰·T·图沙乌斯
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2022-02-11
Also published as: CA3145789A1; EP3993880A1; WO2021001711A1; US20220339477A1

Abstract

本发明公开了一种能量吸收装置，该能量吸收装置包括主体，该主体具有强度减小的第一路径，该强度减小的第一路径从该主体的第一端部延伸到中心轴线附近。该强度减小的第一路径包括多个穿孔，该多个穿孔延伸穿过该主体并且彼此相邻设置。该多个穿孔被布置成第一螺旋形状。该主体还包括强度减小的第二路径，该强度减小的第二路径与该强度减小的第一路径间隔开。该强度减小的第二路径从该主体的第二端部延伸到该中心轴线附近。该强度减小的第二路径具有第二螺旋形状。在该第一端部和该第二端部处沿相反方向施加高于阈值的力时，该主体被构造成沿着该强度减小的第一路径和该强度减小的第二路径分离以吸收能量。

Description

用于坠落防护系统的能量吸收装置

技术领域

本公开整体涉及与坠落防护系统一起使用的能量吸收装置。

背景技术

在坠落防护系统中使用能量吸收装置(诸如盘绕式或穿孔能量吸收器)，以便在使用者坠落期间吸收能量。更具体地，能量吸收装置可连接到安全线诸如水平生命线和/或与坠落防护系统相关联的使用者的安全带具。在使用者坠落期间，能量吸收装置可沿着指定的分离路径展开和/或分离，以便以逐渐的方式吸收能量并阻止使用者坠落。

此类能量吸收装置通常可使用多种制造方法来制造，诸如成形、冲压、切割、盘绕等，从而导致制造复杂性、制造时间和制造成本增加。另外，使用多种制造方法可能会导致材料使用量增加、材料浪费增加、成品物理尺寸增加，从而增加产品体积和运输成本。

发明内容

在一个方面，提供了一种与坠落防护系统一起使用的能量吸收装置。该能量吸收装置包括主体，该主体具有第一端部和第二端部并且该主体限定穿过其中的中心轴线。该主体包括强度减小的第一路径，该强度减小的第一路径从主体的该第一端部延伸到中心轴线附近。该强度减小的第一路径包括多个穿孔，该多个穿孔延伸穿过主体并且彼此相邻设置。该多个穿孔被布置成第一螺旋形状。该主体还包括强度减小的第二路径，该强度减小的第二路径与强度减小的第一路径间隔开。该强度减小的第二路径从主体的该第二端部延伸到中心轴线附近。该强度减小的第二路径具有第二螺旋形状。在该第一端部和该第二端部处沿相反方向施加高于阈值的力时，该主体被构造成沿着该强度减小的第一路径和该强度减小的第二路径分离以吸收能量。

在另一方面，提供了一种坠落防护系统。该坠落防护系统包括待进行坠落防护的物体。该坠落防护系统还包括能量吸收装置，该能量吸收装置可操作地联接到物体和结构体。该能量吸收装置包括主体，该主体具有第一端部和第二端部并且该主体限定穿过其中的中心轴线。该主体包括强度减小的第一路径，该强度减小的第一路径从主体的该第一端部延伸到中心轴线附近。该强度减小的第一路径包括多个穿孔，该多个穿孔延伸穿过主体并且彼此相邻设置。该多个穿孔被布置成第一螺旋形状。该主体还包括强度减小的第二路径，该强度减小的第二路径与强度减小的第一路径间隔开。该强度减小的第二路径从主体的该第二端部延伸到中心轴线附近。该强度减小的第二路径具有第二螺旋形状。在该第一端部和该第二端部处沿相反方向施加高于阈值的力时，该主体被构造成沿着该强度减小的第一路径和该强度减小的第二路径分离以吸收能量。

在另一方面，提供了一种水平生命线系统。该水平生命线系统包括至少一对锚定件支撑件。该水平生命线系统还包括安全线，该安全线在至少该对锚定件支撑件之间延伸。该水平生命线系统还包括能量吸收装置，该能量吸收装置可操作地联接到安全线。该能量吸收装置包括主体，该主体具有第一端部和第二端部并且该主体限定穿过其中的中心轴线。该主体包括强度减小的第一路径，该强度减小的第一路径从主体的该第一端部延伸到中心轴线附近。该强度减小的第一路径包括多个穿孔，该多个穿孔延伸穿过主体并且彼此相邻设置。该多个穿孔被布置成第一螺旋形状。该主体还包括强度减小的第二路径，该强度减小的第二路径与强度减小的第一路径间隔开。该强度减小的第二路径从主体的该第二端部延伸到中心轴线附近。该强度减小的第二路径具有第二螺旋形状。在该第一端部和该第二端部处沿相反方向施加高于阈值的力时，该主体被构造成沿着该强度减小的第一路径和该强度减小的第二路径分离以吸收能量。

在又一个方面，提供了一种制造能量吸收装置的方法。该方法包括提供材料坯件。该方法还包括通过材料去除工艺在材料坯件中形成强度减小的第一路径。该强度减小的第一路径包括多个穿孔，该多个穿孔延伸穿过材料坯件并且彼此相邻设置。该多个穿孔被布置成第一螺旋形状。该方法还包括通过材料去除工艺在材料坯件中形成强度减小的第二路径，该强度减小的第二路径与强度减小的第一路径间隔开。该强度减小的第二路径具有第二螺旋形状。

附图说明

考虑到以下结合附图的详细描述，可更全面地理解本文公开的示例性实施方案。附图未必按比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应当理解，在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一个图中用相同数字标记的部件。

图1为根据本公开的一个实施方案的坠落防护系统的示例性表示；

图2为根据本公开的一个实施方案的能量吸收装置的透视图；

图3A为根据本公开的一个实施方案的测试设置的示意图；

图3B为根据本公开的一个实施方案的试样的透视图；

图4A为根据本公开的另一个实施方案的另一个能量吸收装置的透视图；

图4B为根据本公开的另一个实施方案的另一个能量吸收装置的透视图；

图4C为根据本公开的另一个实施方案的另一个能量吸收装置的透视图；

图5A、图5B和图5C为根据本公开的一个实施方案的不同测试结果的图形表示；

图6为根据本公开的一个实施方案的制造图2、图4A、图4B和图4C的能量吸收装置的方法的流程图；并且

图7为根据本公开的一些实施方案的材料坯件的透视图。

具体实施方式

在以下描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了各种实施方案。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，能够设想并作出其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。

参考图1，示出了示例性坠落防护系统100的透视图。更具体地，在所示实施方案中，坠落防护系统100为水平生命线系统102。在其他实施方案中，坠落防护系统100可为任何其他坠落防护系统，诸如垂直生命线系统。水平生命线系统102将在下文可互换地称为“系统102”。系统102包括结构体104。结构体104包括基部支撑件106。基部支撑件106适于在其上支撑系统102的其他部件。在所示实施方案中，基部支撑件106为屋顶表面。在其他实施方案中，基部支撑件106可为任何其他支撑表面，诸如地板表面、墙壁表面、横梁等。

结构体104还包括至少一对锚定件支撑件108、110。在其他实施方案中，基于应用要求，结构体104可包括任何其他数量的锚定件支撑件。结构体104还包括安全线112。安全线112联接到至少该对锚定件支撑件108、110并且在该对锚定件支撑件之间延伸。因此，该对锚定件支撑件108、110中的每个锚定件支撑件均适于支撑安全线112。安全线112可为任何安全线缆，诸如钢基安全线缆。在所示实施方案中，安全线112适于可移除地联接到使用者114，诸如施工人员。更具体地，安全线112经由安全绳索120可移除地联接到个人防护装备116。安全带120可为将个人防护装备116联接到安全线112的任何部件。在各种实施方案中，安全绳索120可为线缆、绳索、网状系索、自缩式生命线(SRL)等。

个人防护装备116适于可移除地设置在使用者114身上。在所示实施方案中，个人防护装备116为全身安全带具。在其他实施方案中，个人防护装备116可为安全身体带或安全腰带。应当指出的是，在其他实施方案中，基于应用要求，结构体104可以可移除地联接到任何其他物体(未示出)，诸如工具、装备等。在这种情况下，基于应用要求，物体可经由安全绳索120、系索、拴系件等可操作地联接到安全线112或该对锚定件支撑件108、110中的任一锚定件支撑件。应当指出的是，在其他实施方案中，基于应用要求，结构体104可另选地包括可移动或可重新定位的结构体(未示出)，诸如空中升降机、高架平台、活动梯等。

系统102还包括能量吸收装置118。能量吸收装置118将在下文可互换地称为“装置118”。在所示实施方案中，装置118可操作地联接到安全线112。因此，装置118联接到该对锚定件支撑件108、110中的一个锚定件支撑件(诸如，在这种情况下为锚定件支撑件108)和安全线112。在其他实施方案中，装置118可诸如经由安全绳索120可操作地联接到个人防护装备116和结构体104。在一些实施方案中，装置118可设置在安全绳索120的任一端部处。在其他实施方案中，装置118可与安全绳索120成一直线或成一整体。在一个示例中，装置118可设置在个人防护装备116与自缩式生命线之间。在另一个示例中，装置118可与自缩式生命线成一直线或成一整体。在其他实施方案中，当系统102可用于向物体(诸如工具、装备等)提供坠落防护时，装置118可以可操作地联接到物体和结构体104。在这种情况下，装置118可以可操作地联接到连接在物体与结构体104之间的安全绳索120、系索、拴系件等。应当指出的是，基于应用要求，系统102可包括本文未描述的附加的一个或多个联接构件，诸如安全钩、固定连接器、开槽连接器、滚动连接器、滑动连接器、登山扣等。

参考图2，示出了装置118的透视图。装置118包括主体202。在所示实施方案中，主体202具有限定中心轴线X-X'和外径“OD”的基本上圆形构型。在其他实施方案中，装置118可具有任何其他构型，诸如椭圆形。主体202还具有限定厚度“T1”的基本上平坦构型。主体202包括第一端部204和第二端部206。在所示实施方案中，第二端部206与第一端部204基本上相对地设置。在其他实施方案中，第二端部206可相对于第一端部204设置在主体202上的任何位置处。

主体202还包括强度减小的第一路径208。强度减小的第一路径208将在下文可互换地称为“第一路径208”。第一路径208从主体202的第一端部204延伸到中心轴线X-X'附近。在所示实施方案中，第一路径208包括多个第一穿孔210。多个第一穿孔210被布置成第一螺旋形状，使得多个第一穿孔210以基本上螺旋构型从主体202的第一端部204延伸到中心轴线X-X'附近。多个第一穿孔210中的每个第一穿孔延伸穿过主体202并且彼此相邻设置。另外，多个第一穿孔210中的每个第一穿孔平行于中心轴线X-X'延伸。更具体地，多个第一穿孔210中的每个第一穿孔限定第一穿孔轴线F-F'，使得第一穿孔轴线F-F'被设置成与中心轴线X-X'基本上平行且间隔开。

在所示实施方案中，多个第一穿孔210中的每个第一穿孔彼此间隔开第一距离“D1”，即，相邻的第一穿孔210间隔开第一距离“D1”。在所示实施方案中，第一穿孔210沿着第一路径208均匀地布置，使得第一距离“D1”的值基本上相等。在其他实施方案中，第一穿孔210可沿着第一路径208不均匀地布置，使得第一距离“D1”的值可变化。在所示实施方案中，多个第一穿孔210中的每个第一穿孔具有基本上圆形构型。因此，多个第一穿孔210中的每个第一穿孔限定第一直径“FD”。在所示实施方案中，多个第一穿孔210中的每个第一穿孔的第一直径“FD”的实际值彼此相等。在其他实施方案中，多个第一穿孔210中的一个或多个第一穿孔的第一直径“FD”的实际值可彼此不同。在其他实施方案中，基于应用要求，多个第一穿孔210中的一个或多个第一穿孔可具有任何其他构型，诸如矩形、三角形、椭圆形等。

另外，主体202包括第一孔212。第一孔212设置在中心轴线X-X'附近并且与第一路径208对准。在所示实施方案中，第一孔212具有基本上泪滴形构型。因此，第一孔212限定第一锥形端部214，使得第一锥形端部214与第一路径208对准。具体地，第一锥形端部214与设置在第一路径208的在中心轴线X-X'附近的端部处的第一穿孔210对准。在其他实施方案中，基于应用要求，第一孔212可具有任何其他构型，诸如圆形、椭圆形等。

主体202还包括强度减小的第二路径216。强度减小的第二路径216将在下文中可互换地称为“第二路径216”。第二路径216被设置成与第一路径208间隔开。第二路径216从主体202的第二端部206延伸到中心轴线X-X'附近。在所示实施方案中，第二路径216包括沟槽218。第二路径216或沟槽218被布置成第二螺旋形状，使得第二路径216或沟槽218以基本上螺旋构型从主体202的第二端部206延伸到中心轴线X-X'附近。另外，第二螺旋形状与第一螺旋形状同心。因此，第一路径208或多个第一穿孔210与第二路径216或沟槽218同心地设置。此外，第一螺旋形状和第二螺旋形状基本上彼此类似。在其他实施方案中，第一螺旋形状和第二螺旋形状可彼此不同。沟槽218延伸穿过主体202并且基本上平行于中心轴线X-X'。更具体地，沟槽218限定沟槽轴线G-G'，使得沟槽轴线G-G'被设置为基本上平行于中心轴线X-X'和第一穿孔轴线F-F'并与它们间隔开。在其他实施方案中，第二路径216可包括任何其他间断，诸如多个穿孔。

另外，主体202包括第二孔220。第二孔220设置在中心轴线X-X'附近并且与第二路径216对准。另外，第二孔220被设置成与第一孔212间隔开。在所示实施方案中，第二孔220具有基本上泪滴形构型。因此，第二孔220限定第二锥形端部222，使得第二锥形端部222与第二路径216或沟槽218对准。在其他实施方案中，基于应用要求，第二孔220可具有任何其他构型，诸如圆形、椭圆形等。

主体202还包括第一区域224和第二区域226。第一区域224由第一路径208、第二路径216和第一孔212中的每一者限定。更具体地，第一区域224以基本上螺旋形状从第一端部204延伸直至主体202的中心轴线X-X'。另外，第二区域226由第一路径208、第二路径216和第二孔220中的每一者限定。更具体地，第二区域226以基本上螺旋形状从第二端部206延伸直至主体202的中心轴线X-X'。另外，第二区域226与第一区域224同心地设置。因此，在所示实施方案中，第一区域224和第二区域226经由第一路径208或多个第一穿孔210彼此连接，并且经由第二路径216或沟槽218彼此分开。

主体202还包括第一联接器228。第一联接器228设置在第一端部204。更具体地，第一联接器228在第一端部204处连接到第一区域224。在所示实施方案中，第一联接器228具有基本上圆形构型。在其他实施方案中，基于应用要求，第一联接器228可具有任何其他构型，诸如椭圆形构型、钩状构型等。主体202还包括第二联接器230。第二联接器230设置在第二端部206。更具体地，第二联接器230在第二端部206处连接到第二区域226。在所示实施方案中，第二联接器230具有基本上圆形构型。在其他实施方案中，基于应用要求，第二联接器230可具有任何其他构型，诸如椭圆形构型、钩状构型等。

第一联接器228和第二联接器230中的每一者适于连接到负载(未示出)。因此，第一联接器228和第二联接器230中的每一者适于在第一端部204和第二端部206处沿相反方向向主体202施加力“F”。参考图1，在所示实施方案中，第一联接器228联接到锚定件支撑件108，并且第二联接器230联接到安全线112。在另一个实施方案中，第一联接器228和第二联接器230中的每一者可联接到安全线112。在另一个实施方案中，第一联接器228可联接到个人防护装备116，并且第二联接器230可联接到安全绳索120，或反之亦然。在一个示例中，第一联接器228可联接到个人防护装备116，并且第二联接器230可联接到自缩式生命线，或反之亦然。在另一个示例中，第一联接器228可联接到自缩式生命线，并且第二联接器230可联接到结构体104，或反之亦然。在又一个示例中，第一联接器228和第二联接器230均可连接到自缩式生命线，使得装置118与自缩式生命线成一直线或成一整体。当诸如在使用者114的坠落期间在第一端部204和第二端部206处沿相反方向施加高于阈值的力“F”时，主体202被构造成沿着第一路径208和第二路径216分离以吸收能量。更具体地，第一区域224和第二区域226适于沿着第一路径208和第二路径216分离并拉直以吸收坠落能量。

参考图3A，示出了用于装置118的示例性测试设置302。测试设置302可用于装置118的静态测试或动态测试。在所示测试设置302中，第一联接器228经由第一杆件306连接到示例性预定义负载304。另外，第二联接器230经由第二杆件310连接到固定点308。静态测试是指连接到装置118的预定义负载304在预定义时间段的悬吊测试。动态测试是指连接到装置118的预定义负载304从预定义高度的自由落体测试。因此，由于预定义负载304，在第一端部204和第二端部206处沿相反方向向装置118的主体202施加高于阈值的力“F”，以便复制使用者114的坠落。因此，在使用者114坠落期间，多个第一穿孔210可撕裂并且沟槽218可扩展以将第一区域224和第二区域226彼此分离，以便拉直第一区域224和第二区域226中的每一者，如图3B所示，并且吸收坠落能量以提供减震。另外，第一孔212和第二孔220中的每一者可防止在拉直之后第一区域224和第二区域226在中心轴线X-X'附近进一步分离。

参考图4A，示出了装置402的另一个实施方案。装置402基本上类似于图2的装置118。因此，装置402包括主体202，该主体具有第一端部204和第二端部206、第一路径208或多个第一穿孔210、第一孔212、第二路径216或沟槽218、第二孔220、第一区域224、第二区域226、第一联接器228和第二联接器230。另外，装置402包括熔断桥404，该熔断桥设置在第二路径216或沟槽218中。在所示实施方案中，熔断桥404邻近主体202的第二端部206设置。在其他实施方案中，基于应用要求，熔断桥404可设置在第二路径216或沟槽218内的任何位置处。熔断桥404适于在第一端部204和第二端部206处沿相反方向施加高于阈值的力“F”时对第二路径216或沟槽218的分离提供增加的初始阻力。在一些示例中，可提供多个此类熔断桥404。

参考图4B，示出了装置412的另一个实施方案。装置412基本上类似于图2的装置118。因此，装置412包括主体202，该主体具有第一端部204和第二端部206、第一路径208或多个第一穿孔210、第一孔212、第二路径216或沟槽218、第二孔220、第一区域224、第二区域226、第一联接器228和第二联接器230。在所示实施方案中，第一穿孔210彼此间隔开第二距离“D2”，使得第二距离“D2”大于装置118的第一穿孔210之间的第一距离“D1”。

参考图4C，示出了装置422的另一个实施方案。装置422基本上类似于图2的装置118。因此，装置422包括主体202，该主体具有第一端部204和第二端部206、第一路径208或多个第一穿孔210、第一孔212、第二孔220、第一区域224、第二区域226、第一联接器228和第二联接器230。在所示实施方案中，第二路径216包括多个第二穿孔424。多个第二穿孔424中的每个第二穿孔延伸穿过主体202并且彼此相邻设置。另外，多个第二穿孔424中的每个第二穿孔基本上平行于中心轴线X-X'延伸。更具体地，多个第二穿孔424中的每个第二穿孔限定第二穿孔轴线S-S'，使得第二穿孔轴线S-S'被设置成基本上平行于中心轴线X-X'并且与中心轴线间隔开。

在所示实施方案中，多个第二穿孔424彼此间隔开第三距离“D3”，即，相邻的第二穿孔424隔开第三距离“D3”。在所示实施方案中，第二穿孔424沿着第二路径216均匀地布置，使得第三距离“D3”的值基本上相等。在其他实施方案中，第二穿孔424可沿着第二路径216不均匀地布置，使得第三距离“D3”的值可变化。在所示实施方案中，多个第二穿孔424中的每个第二穿孔具有基本上圆形构型。因此，多个第二穿孔424中的每个第二穿孔限定第二直径“SD”。在所示实施方案中，多个第二穿孔424中的每个第二穿孔的第二直径“SD”的实际值彼此相等。在其他实施方案中，多个第二穿孔424中的一个或多个第二穿孔的第二直径“SD”的实际值可彼此不同。

另外，在所示实施方案中，第二直径“SD”等于第一直径“FD”。在其他实施方案中，第二直径“SD”可不同于第一直径“FD”。另外，在所示实施方案中，第三距离“D3”等于第一距离“D1”。在其他实施方案中，第三距离“D3”可不同于第一距离“D1”。在其他实施方案中，基于应用要求，多个第二穿孔424中的一个或多个第二穿孔可具有任何其他构型，诸如矩形、三角形、椭圆形等。因此，在所示实施方案中，第一区域224和第二区域226经由第一路径208或多个第一穿孔210和第二路径216或多个第二穿孔424彼此连接。

参考图5A，示出了装置422的测试结果的图形表示。装置422包括0.25英寸(in)的厚度“T1”、3.50in的外径“OD”、0.050in的第一直径“FD”、0.050in的第二直径“SD”、0.080in的第一距离“D1”、0.080in的第三距离“D3”、6in的初始长度和44in的拉直长度。该图形表示显示了当预定义负载被施加到装置422的第一端部204时，装置422吸收的力“F”相对于时间的曲线图502。更具体地，在测试期间，第一端部204连接到预定义负载，并且第二端部206连接到固定点308。然后，允许预定义负载相对于装置422从3ft的高度自由落下。如附图所示，曲线图502示出了介于大约6.04秒(sec)与6.28sec之间的基本上平坦的能量分布曲线。在测试期间，装置422吸收的最大力为大约1357磅(lb)，装置422吸收的平均力为大约733lb，并且下滑距离为大约17in。下滑距离是指由于第一路径208和第二路径216中的每一者的分离而导致的装置422的主体202的总伸长距离，而无需在中心轴线X-X'附近彼此剪切第一区域224和第二区域226和/或剪切第一区域224和第二区域226中的任一者。

参考图5B，示出了装置422的另一个测试结果的图形表示。该图形表示示出了当另一个预定义负载被施加到装置422的第一端部204时，装置422吸收的力“F”相对于时间的曲线图504。更具体地，在测试期间，第一端部204连接到预定义负载，并且第二端部206连接到固定点308。然后，允许预定义负载相对于装置422从5ft的高度自由落下。如附图所示，曲线图504示出了介于大约5.50sec与5.83sec之间的基本上平坦的能量分布曲线。在测试期间，装置422吸收的最大力为大约1333lb，装置422吸收的平均力为大约712lb，并且下滑距离为大约32.50in。

参考图5C，示出了装置422的另一个测试结果的图形表示。在所示测试中，两个装置422彼此并列设置(未示出)。该图形表示示出了当另一个预定义负载被施加到两个装置422中的每个装置的第一端部204时，两个装置422吸收的力“F”相对于时间的曲线图506。更具体地，在测试期间，两个装置422中的每个装置的第一端部204连接到预定义负载，并且两个装置422中的每个装置的第二端部206连接到固定点308。然后允许预定义负载相对于装置422从5ft的高度自由落下。如附图所示，曲线图506示出了介于大约7.37sec与7.71sec之间的基本上平坦的能量分布曲线。在测试期间，装置422吸收的最大力为大约2707lb，装置422吸收的平均力为大约1348lb，并且下滑距离为大约31.50in。

参考图6，示出了制造装置118、402、412、422的方法600的流程图。在步骤602处，提供材料坯件702(如图7所示)。在所示实施方案中，材料坯件702具有限定厚度“T2”的基本上平坦且圆形构型。在所示实施方案中，坯料702的厚度“T2”等于装置118、402、412、422的主体202的厚度“T1”。在其他实施方案中，材料坯件702的厚度“T2”可与装置118、402、412、422的主体202的厚度“T1”不同。另外，在其他实施方案中，材料坯件702可具有任何其他构型，诸如矩形、椭圆形等。另外，材料坯件702可由任何金属或合金(诸如钢等)制成。基于应用要求，材料坯件702可使用任何工艺制造，诸如铸造、锻造、制造、机加工、增材制造等。

在步骤604处，通过材料去除工艺在材料坯件702中形成第一路径208。在一个实施方案中，材料去除工艺可为使用激光切割工具(未示出)进行的激光切割工艺。在另一个实施方案中，材料去除工艺可为使用射流喷嘴工具(未示出)进行的流体射流切割工艺，诸如水射流切割工艺或磨料流体射流切割工艺。在另一个实施方案中，材料去除工艺可为其他切割工艺，诸如铣削、电火花线切割(EDM)等。在所示实施方案中，第一路径208包括多个第一穿孔210，使得多个第一穿孔210延伸穿过材料坯件702并且彼此相邻设置。另外，多个第一穿孔210被布置成第一螺旋形状。更具体地，激光切割工具或射流喷嘴工具可沿着第一螺旋形状快速连续地钻出多个第一穿孔210，以便在材料坯件702中形成多个第一穿孔210或第一路径208。

在步骤606处，通过材料去除工艺在材料坯件702中形成第二路径216。第二路径216与第一路径208间隔开。另外，第二路径216具有第二螺旋形状。在如图2、图4A和图4B所示的实施方案中，第二路径216包括沟槽218。更具体地，激光切割工具或射流喷嘴工具可以连续方式以第二螺旋形状钻出沟槽218，以便在材料坯件702中形成第二路径216。在另一个实施方案中，如图4C所示，第二路径216包括多个第二穿孔424，使得多个第二穿孔424延伸穿过材料坯件702并且彼此相邻设置。更具体地，激光切割工具或射流喷嘴工具可沿着第二螺旋形状快速连续地钻出多个第二穿孔424，以便在材料坯件702中形成多个第二穿孔424或第二路径216。

另外，通过材料去除工艺在材料坯件702中形成第一孔212和第二孔220中的每一者。第一孔212和第二孔220中的每一者被形成为彼此间隔开并且与主体202的中心轴线X-X'相邻。第一孔212和第二孔220中的每一者具有基本上泪滴形构型。另外，在材料坯件702中形成第一孔212和第二孔220中的每一者，使得第一孔212的第一锥形端部214与第一路径208对准，并且第二孔220的第二锥形端部222与第二路径216对准。更具体地，激光切割工具或射流喷嘴工具可邻近中心轴线X-X'钻出具有泪滴形构型的两个孔，以便在材料坯件702中形成第一孔212和第二孔220中的每一者。此外，在一些实施方案中，如图4A所示，通过材料去除工艺在第二路径216内形成熔断桥404。更具体地，在形成第二路径216或沟槽218期间，激光切割工具或射流喷嘴工具可跳过材料坯件702的一部分以便形成熔断桥404。

装置118、402、412、422提供了使用单步切割工艺(诸如激光切割工艺或流体射流切割工艺)制造的简单、高效且成本有效的能量吸收器。因此，装置118、402、412、422可在不使用制造常规盘绕式能量吸收器所需的附加成形工艺(诸如切割、盘绕等)的情况下制造，继而减少了制造时间、成本和相关联的机械。方法600还在劳动力减少且材料使用量减少的情况下提供了制造了装置118、402、412、422，这继而相对于常规盘绕式能量吸收器减少了占地面积、减少了成品物理尺寸并且减少了运输成本。此外，装置118、402、412、422使用单步切割工艺(诸如激光切割工艺或流体射流切割工艺)来制造，这继而提供了制造的便利性和灵活性。

除非另有说明，否则在说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字应理解为由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。

虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。

Claims

1.一种与坠落防护系统一起使用的能量吸收装置，所述能量吸收装置包括：

主体，所述主体具有第一端部和第二端部，并且所述主体限定穿过其中的中心轴线，所述主体包括：

强度减小的第一路径，所述强度减小的第一路径从所述主体的所述第一端部延伸到所述中心轴线附近，所述强度减小的第一路径包括多个穿孔，所述多个穿孔延伸穿过所述主体并且彼此相邻设置，其中所述多个穿孔被布置成第一螺旋形状；和

强度减小的第二路径，所述强度减小的第二路径与所述强度减小的第一路径间隔开，所述强度减小的第二路径从所述主体的所述第二端部延伸到所述中心轴线附近，所述强度减小的第二路径具有第二螺旋形状，

其中，在所述第一端部和所述第二端部处沿相反方向施加高于阈值的力时，所述主体被构造成沿着所述强度减小的第一路径和所述强度减小的第二路径分离以吸收能量。

2.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其中所述强度减小的第二路径包括沟槽，所述沟槽延伸穿过所述主体。

3.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其中所述强度减小的第二路径包括多个穿孔，所述多个穿孔延伸穿过所述主体并且彼此相邻设置。

4.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其中所述多个穿孔中的每个穿孔平行于所述中心轴线延伸。

5.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其中所述第一螺旋形状与所述第二螺旋形状同心。

6.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其中所述主体还包括：

第一孔，所述第一孔设置在所述中心轴线附近并且与所述强度减小的第一路径对准；和

第二孔，所述第二孔设置在所述中心轴线附近并且与所述强度减小的第二路径对准。

7.根据权利要求6所述的能量吸收装置，其中所述第一孔和所述第二孔中的每一者为泪滴形。

8.根据权利要求1所述的能量吸收装置，所述能量吸收装置还包括：

第一联接器，所述第一联接器设置在所述主体的所述第一端部；和

第二联接器，所述第二联接器设置在所述主体的所述第二端部，其中所述第一联接器和所述第二联接器中的至少一者适于连接至负载以在所述第一端部和所述第二端部处沿相反方向施加所述力。

9.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其中所述主体还包括至少一个熔断桥，所述至少一个熔断桥设置在所述强度减小的第二路径中。

10.一种坠落防护系统，所述坠落防护系统包括：

待进行坠落防护的物体；和

能量吸收装置，所述能量吸收装置可操作地连接到所述物体和结构体，所述能量吸收装置包括：

11.根据权利要求10所述的坠落防护系统，其中所述强度减小的第二路径包括以下中的一者：

沟槽，所述沟槽延伸穿过所述主体；和

多个穿孔，所述多个穿孔延伸穿过所述主体并且彼此相邻设置。

12.根据权利要求10所述的坠落防护系统，其中所述第一螺旋形状与所述第二螺旋形状同心。

13.根据权利要求10所述的坠落防护系统，其中所述主体还包括：

14.根据权利要求10所述的坠落防护系统，所述坠落防护系统还包括：

第二联接器，所述第二联接器设置在所述主体的所述第二端部，

其中所述第一联接器和所述第二联接器中的至少一者适于连接至负载以在所述第一端部和所述第二端部处沿相反方向施加所述力。

15.根据权利要求10所述的坠落防护系统，其中所述主体还包括至少一个熔断桥，所述至少一个熔断桥设置在所述强度减小的第二路径中。

16.根据权利要求10所述的坠落防护系统，其中所述物体为使用者、工具和装备中的一者。

17.一种水平生命线系统，所述水平生命线系统包括：

至少一对锚定件支撑件；

安全线，所述安全线在至少所述一对锚定件支撑件之间延伸；和

能量吸收装置，所述能量吸收装置可操作地联接到所述安全线，所述能量吸收装置包括：

18.根据权利要求17所述的水平生命线系统，其中所述强度减小的第二路径包括以下中的一者：

沟槽，所述沟槽延伸穿过所述主体；和

19.根据权利要求17所述的水平生命线系统，其中所述第一螺旋形状与所述第二螺旋形状同心。

20.根据权利要求17所述的水平生命线系统，其中所述主体还包括：

21.根据权利要求17所述的水平生命线系统，所述水平生命线系统还包括：

22.根据权利要求17所述的水平生命线系统，其中所述主体还包括至少一个熔断桥，所述至少一个熔断桥设置在所述强度减小的第二路径中。

23.一种制造能量吸收装置的方法，所述方法包括：

提供材料坯件；

通过材料去除工艺在所述材料坯件中形成强度减小的第一路径，所述强度减小的第一路径包括多个穿孔，所述多个穿孔延伸穿过所述材料坯件并且彼此相邻设置，其中所述多个穿孔被布置成第一螺旋形状；以及

通过所述材料去除工艺在所述材料坯件中形成强度减小的第二路径，所述强度减小的第二路径与所述强度减小的第一路径间隔开，其中所述强度减小的第二路径具有第二螺旋形状。

24.根据权利要求23所述的方法，所述方法还包括通过所述材料去除工艺在所述强度减小的第二路径内形成至少一个熔断桥。

25.根据权利要求23所述的方法，其中形成所述强度减小的第二路径包括通过所述材料去除工艺形成沟槽，所述沟槽延伸穿过所述材料坯件。

26.根据权利要求23所述的方法，其中形成所述强度减小的第二路径包括通过所述材料去除工艺形成多个穿孔，所述多个穿孔延伸穿过所述材料坯件并且彼此相邻设置。

27.根据权利要求23所述的方法，其中所述材料去除工艺包括激光切割和流体射流切割中的至少一者。