CN114761089A - 锁止下降控制系统和装置 - Google Patents

Abstract

一种自动下降控制装置包括线，所述线被配置为附接到负载。当所述线未受载时，线系统从所述线缩回松弛，并且当所述线受载时，延伸所述线。至少一个制动系统在所述线受载时提供制动力，以便控制所述线的延伸和所述负载的下降速率。所述至少一个制动系统可在至少两种配置中操作，所述至少一个制动系统使所述负载以第一下降速率下降的第一配置和所述至少一个制动系统使所述负载以第二下降速率下降或锁定的第二配置。所述负载是恒量，并且所述第一下降速率大于所述第二下降速率。

Description

锁止下降控制系统和装置

相关申请的交叉引用

本申请于2020年9月18日提交，并且要求于2020年5月7日提交的美国临时申请号63/021,42以及于2019年9月20日提交的美国临时申请号62/903,385的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

攀爬(例如室内或室外攀岩)通常使用利用绳索附接在一起的双人手动系统，攀爬者和保护者。绳索在一端附接到攀爬者，通过顶部锚定件延伸到攀爬路线的顶部，并且向下到达保护者。保护者通过保护装置馈送绳索，并且可以在攀爬者坠落时抓住攀爬者。一旦攀爬者到达攀爬路线的顶部，攀爬者就使绳索受载并将体重转移到保护者和保护装置。然后，保护者可以通过系缆装置将绳索馈送回来而使攀爬者下降。该系统允许攀爬者停在攀爬路线上的任何位置处，将其体重转移到绳索，并且保护者可以将攀爬者保持在途中。这允许攀爬者可以休息或反复尝试困难的移动而不会一直向下下降到地面。该方法被称为“锁止”或“挂起/吊狗(hangdogging)”。

一些已知的攀爬系统可以在不使用保护者的情况下自动地保护攀爬者免于坠落。线分配装置(诸如用于攀爬的自动保护装置)在绳索没有受载时(例如，在攀爬者攀爬时)缩回松弛，并且在绳索受载时(例如，在攀爬者坠落时)提供制动力，使得绳索的端部上的攀爬者下降到地面。这些系统允许攀爬者独自攀爬并且消除了对于保护者的需要。然而，自动保护装置不能锁止并允许攀爬者在途中休息或挂起/吊狗。

发明内容

本公开描述了可操作为在下降装置受载时使攀爬者以第一下降速率自动下降并且在下降装置受载时选择性地使攀爬者以不同的第二下降速率下降的自动下降控制系统和下降装置(例如，自动保护装置)的示例。第一下降速率大于第二下降速率，使得在第二下降速率的情况下，根据需要或期望允许攀爬者悬挂在地面上方而不一直下降到地面。控制系统和下降装置可以以任何数量的下降控制技术来实施，包括风扇制动系统、摩擦制动系统、液压制动系统、磁制动系统等，如本文描述的。

在一个方面中，该技术涉及一种自动下降控制装置，包括：线，所述线被配置为附接到负载；线系统，当所述线未受载时，所述线系统从所述线缩回松弛(slack)，并且当所述线受载时，所述线系统延伸所述线；以及至少一个制动系统，所述至少一个制动系统在所述线受载时提供制动力以便控制所述线的延伸和所述负载的下降速率，其中所述至少一个制动系统能够在至少两种配置中操作：第一配置，其中所述至少一个制动系统使所述负载以第一下降速率下降；以及第二配置，其中所述至少一个制动系统使所述负载以第二下降速率下降或锁定，并且其中所述负载是恒量，并且所述第一下降速率大于所述第二下降速率。

在示例中，所述第二下降速率锁定所述线的位置并且防止所述负载下降。在另一示例中，所述至少一个制动系统在预定时间段后从所述第二配置自动切换到所述第一配置。在又一示例中，所述至少一个制动系统包括能够在所述第一配置中操作的第一制动系统和能够在所述第二配置中操作的第二制动系统。在又一示例中，所述第二制动系统与所述线接合以便限定所述第二下降速率。在示例中，所述第二制动系统与所述线系统接合以便限定所述第二下降速率。

在另一示例中，所述至少一个制动系统包括风扇制动系统、摩擦制动系统、液压制动系统、电磁制动系统或磁制动系统中的一个。在又一示例中，控制器被配置为使所述至少一个制动系统在所述第一配置与所述第二配置之间切换。在又一示例中，所述控制器是电子控制器或机械控制器中的一种。

在另一方面中，该技术涉及一种自动下降控制装置，包括：外壳；轴，所述轴能够旋转地支撑在所述外壳内；线，所述线被配置为附接到负载，其中所述线耦接到所述轴，并且其中当所述线未受载时，所述线缩回在所述外壳内并缠绕在所述轴上，并且当所述线受载时，所述线从所述外壳延伸并围绕所述轴退绕；涡电流制动系统，所述涡电流制动系统耦接到所述轴，其中当所述线受载时，所述涡电流制动系统向所述轴提供第一制动力，并且其中所述涡电流制动系统使所述负载以第一下降速率下降；第二制动系统，所述第二制动系统耦接到所述轴，其中当所述线受载时，所述第二制动系统向所述轴提供第二制动力，其中所述第二制动系统使所述负载以第二下降速率下降，并且其中所述负载是恒量，并且所述第一下降速率大于所述第二下降速率；以及控制器，所述控制器耦接到所述第二制动系统，其中所述控制器在接收到接合信号后选择性地接合所述第二制动系统。

在示例中，所述涡电流制动系统包括能够旋转地耦接到所述轴的制动轴、至少一个导体和至少一个磁体，并且其中所述第一制动力通过所述制动轴的旋转来产生，所述制动轴的旋转将离心力引入所述至少一个导体或所述至少一个磁体中，使得所述至少一个导体或所述至少一个磁体相对于另一个移动。在另一示例中，所述制动轴从所述轴偏移，并且所述制动轴通过一个或多个齿轮耦接到所述轴。在又一示例中，所述制动轴被配置为以与所述轴不同的速度旋转。在又一示例中，所述转子被配置为以与所述轴相同的速度旋转。在示例中，传感器，所述传感器被配置为检测所述线何时受载并向所述控制器发送致动信号，并且所述控制器在接收到所述致动信号后选择性地致动所述第二制动系统。

在另一示例中，所述传感器包括编码器、加速度计、测力计、应变计和激光传感器中的一个或多个。在又一示例中，接合按钮，所述接合按钮被配置为产生所述接合信号，并且所述接合按钮远离所述外壳。在又一示例中，所述第二制动系统包括盘式制动系统、带式制动系统和电磁制动系统中的一个。在示例中，所述第二制动系统包括所述盘式制动系统，并且所述盘式制动系统包括耦接到所述轴的转子和支撑在所述外壳上的至少一个卡钳。在另一示例中，所述第二制动系统包括所述电磁制动系统，并且所述电磁制动系统包括耦接到所述轴的转子和支撑在所述外壳上的电磁体。

在另一方面中，该技术涉及一种自动下降控制系统，包括：下降装置，所述下降装置包括：线，所述线被配置为附接到负载；线系统，当所述线未受载时，所述线系统从所述线缩回松弛，并且当所述线受载时，所述线系统延伸所述线；至少一个制动系统，所述至少一个制动系统在所述线受载时提供制动力以便控制所述线的延伸和所述负载的下降速率，其中所述至少一个制动系统至少能够在第一配置和第二配置中操作；以及控制器，所述控制器被配置为选择性地接合所述第二配置；接合装置，所述接合装置通信地耦接到所述控制器，其中当所述接合装置脱离接合时，所述至少一个制动系统在所述第一配置中操作并且使所述负载以第一下降速率下降，并且当所述接合装置接合时，所述控制器接合所述至少一个制动系统的所述第二配置并且使所述负载以第二下降速率下降，并且其中所述第一下降速率大于所述第二下降速率；以及传感器装置，所述传感器装置通信地耦接到所述控制器，其中所述传感器装置检测所述线何时受载，使得所述控制器在所述第二配置中致动所述至少一个制动系统。

在示例中，所述至少一个制动系统在所述第一配置中自动操作，除非所述第二配置被接合。在另一示例中，在经由所述接合装置接合所述第二配置后，所述控制器在预定时间段之后自动脱离所述第二配置。在又一示例中，所述传感器装置远离所述下降装置。在又一示例中，所述传感器装置监测所述负载的位置。在示例中，所述传感器装置监测所述下降装置的状况。

在另一示例中，所述接合装置远离所述下降装置。在又一示例中，所述接合装置被定尺寸并成形为攀岩保持器。

在另一方面中，该技术涉及一种自动下降控制装置，包括：至少一个制动系统，所述至少一个制动系统被配置为接收附接到负载的线的至少一部分，其中所述至少一个制动系统在所述线受载时提供制动力，以便控制所述线经过所述下降控制装置的速率和所述负载的下降速率，其中所述至少一个制动系统能够在至少两种配置中操作：第一配置，其中所述至少一个制动系统使所述负载以第一下降速率下降；以及第二配置，其中所述至少一个制动系统使所述负载以第二下降速率下降或锁定，并且其中所述负载是恒量，并且所述第一下降速率大于所述第二下降速率。

在示例中，所述第二下降速率锁定所述线的位置并且防止所述负载下降。在另一示例中，所述至少一个制动系统包括能够在所述第一配置中操作的第一制动系统和能够在所述第二配置中操作的第二制动系统。在又一示例中，所述第一制动系统包括所述线延伸通过的一系列滑轮。在又一示例中，所述制动力基于所述线经过所述至少一个制动系统的速度。

在另一方面中，该技术涉及一种自动下降控制装置，包括：外壳；轴，所述轴能够旋转地支撑在所述外壳内；线，所述线被配置为附接到负载，其中所述线耦接到所述轴，并且其中当所述线未受载时，所述线缩回在所述外壳内并缠绕在所述轴上，并且当所述线受载时，所述线从所述外壳延伸并围绕所述轴退绕；第一制动系统，所述第一制动系统耦接到所述轴，其中当所述线受载时，所述第一制动系统向所述轴提供第一制动力，并且其中所述第一制动系统使所述负载以第一下降速率下降；机电制动系统，所述机电制动系统耦接到所述轴，其中当所述线受载时，所述机电制动系统向所述轴提供第二摩擦制动力，其中所述机电制动系统使所述负载以第二下降速率下降或锁定，并且其中所述负载是恒量，并且所述第一下降速率大于所述第二下降速率；以及控制器，所述控制器耦接到所述机电制动系统，其中所述控制器在接收到接合信号后选择性地接合所述机电制动系统。

在示例中，所述第一制动系统是涡电流制动系统。在另一示例中，所述机电制动系统包括：塞轴，所述塞轴被配置为耦接到所述轴；离合器轴承，所述离合器轴承耦接到所述塞轴；制动毂，所述制动毂耦接到所述离合器轴承，所述塞轴、所述离合器轴承和所述制动毂都是同轴的，并且都由所述轴能够旋转地驱动；夹持轮，所述夹持轮耦接到所述外壳；以及制动衬块，所述制动衬块耦接到所述夹持轮。在又一示例中，所述夹持轮包括被配置为产生磁场的电线圈。在又一示例中，所述机电制动系统包括：磁阻轮；以及传感器，所述传感器被配置为经由所述磁阻轮测量所述轴的旋转速度和方向。在示例中，远程接口保持器与所述下降控制装置通信地耦接，所述接口保持器包括被配置为向所述电磁制动系统提供功率的功率源。

在另一方面中，该技术涉及一种用于自动下降控制装置的辅助制动系统，所述辅助制动系统被配置为相对于可旋转轴产生第一制动力，所述辅助制动系统包括：塞轴，所述塞轴被配置为耦接到所述自动下降控制装置的所述可旋转轴并从其旋转驱动；转子组件，所述转子组件耦接到所述塞轴；以及定子组件，所述定子组件相对于所述旋转组件固定，其中所述转子组件和所述定子组件被配置为通过所述塞轴相对于所述轴产生第二制动力。

在示例中，所述第二制动力是基于摩擦的。在另一示例中，所述转子组件包括：离合器轴承，所述离合器轴承耦接到所述塞轴；以及制动毂，所述制动毂耦接到所述离合器轴承，所述塞轴、所述离合器轴承和所述制动毂都是同轴的，并且都由所述可旋转轴能够旋转地驱动。在又一示例中，所述定子组件包括：夹持轮，所述夹持轮耦接到所述外壳；以及制动衬块，所述制动衬块耦接到所述夹持轮。在又一示例中，控制器被配置为选择性地接合所述第二制动力，所述控制器被配置为经由磁阻轮测量所述可旋转轴的旋转速度和方向。

通过阅读以下详细描述和对相关附图的回顾，这些和各种其他特征以及表征本文描述的自动保护装置的优势将是显而易见的。附加的特征将在下面的描述中阐述，并且部分地从描述中显而易见，或者可以通过本技术的实践来了解。通过书面描述及其权利要求以及附图中特别指出的结构，将实现和获得该技术的益处和特征。

应理解，前述引言和以下详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

构成本申请一部分的以下附图示出了所描述技术，并不意味着以任何方式对要求保护的发明的范围进行限定，该范围应基于所附权利要求。

图1是示例性自动下降控制系统的示意图。

图2是另一自动下降控制系统的示意图。

图3是另一自动下降控制系统的示意图。

图4是另一自动下降控制系统的示意图。

图5是用于与自动下降控制系统一起使用的示例性传感器装置的示意图。

图6是用于与自动下降控制系统一起使用的示例性自动下降控制装置的示意图。

图7是另一自动下降控制装置的示意图。

图8是另一自动下降控制装置的示意图。

图9是另一自动下降控制装置的示意图。

图10是可以与图9所示的下降装置一起使用的第二制动装置的示意图。

图11是另一自动下降控制装置的示意图。

图12是另一自动下降控制装置的透视图。

图13是图12所示的下降装置的剖视图。

图14是具有另一第二制动系统的图12所示下降装置的局部剖视图。

图15是具有又一第二制动系统的图12所示的下降装置的透视图。

图16是另一自动下降控制装置的透视图。

图17是图16所示的下降装置的第二制动系统的剖视图。

图18是图17所示的第二制动系统的分解透视图。

图19是图17和图18所示的第二制动系统的局部分解透视图。

图20是示例性接口保持器前视图。

图21是图20所示并沿线21-21截取的接口保持器的透视剖视图。

具体实施方式

本公开描述了可在两种不同的配置中操作的自动下降控制系统和下降装置的示例。在第一和正常操作配置中，所述系统和装置在下降装置受载时使攀爬者以第一下降速率自动下降。如本文描述的，下降装置受载包括攀爬者坠落或将体重的至少一部分转移到下降装置。另外，所述系统和装置可选择性地在第二和锁止操作配置中操作，由此在下降装置受载时使攀爬者以第二下降速率下降。第一下降速率大于第二下降速率，使得在锁止操作配置中，允许攀爬者悬挂在地面上方而不一直下降到地面。

本文描述的下降控制系统包括具有可在正常操作配置和锁止操作配置两者中操作的制动系统的下降装置。接合装置用于选择性地接合制动系统的锁止操作配置。该接合装置可以远离下降装置，例如，攀爬壁上的按钮或可操作地监测攀爬壁的一个或多个特征的控制站的一部分。另外，提供传感器装置，使得可以检测下降装置的负载并且接合制动系统，以便产生用于第二下降速率的制动力。该传感器装置可以监测下降控制系统的任何数量的部件，例如下降装置的移动、制动系统本身或攀爬者的位置。因此，接合装置可以由攀爬者主动接合或自动接合而不需要攀爬者的动作。

本文描述的下降装置(例如，自动保护装置)可以包括可以改变操作配置的单个制动系统，或具有两个单独的制动系统，每个操作配置一个。通过使用两个单独的制动系统，现有的下降装置(诸如风扇制动系统、摩擦制动系统、液压制动系统、电磁制动系统和磁制动系统)可以适于允许攀爬者在锁止操作配置中悬挂在地面上方。

遍及该描述，对下降装置的取向(例如，(向)前、(向)后、顶部、底部、后部、右、左、上、下等)的引用涉及当安装在攀爬壁上时的其位置，并且仅用于描述和说明的方便。无论下降装置本身如何定位，术语的使用并不意味着限制。

图1是示例性自动下降控制系统100的示意图。系统100包括攀爬壁102和位于攀爬壁102顶部的下降装置104。在该示例中，攀爬壁102是室内壁，该室内壁具有在地面106上方的高度H和多个攀爬保持器(未示出)，使得攀爬者108可以根据需要爬上壁102并在地面106上方。虽然本文描述的示例包括室内攀爬壁102，但是应当理解，系统100的任何部件可以用于室外攀爬壁(例如人造壁、自然壁、移动壁等)、挑战路线(例如障碍物路线、绳索路线等)、基于训练或工作的活动(例如搜索和救援、消防部门、建筑等)、安全系统、或需要或期望从地面上方的高度下降的任何其他活动。

下降装置104包括被配置为附接到攀爬者108(例如，负载)的线110。如本文所用，术语“线”是指任何线缆、绳索、细绳、链条、钢丝、织带、条带或任何其他长度的柔性材料。当线110未受载时，使得线110能够缩回在下降装置104内。例如，当攀爬者108沿着壁102向上移动时，使得线110中的松弛被移除。当线110受载时，还使得线110能够从下降装置104延伸。例如，当攀爬者108从壁102坠落时，攀爬者的体重从壁102转移到线110。下降装置104具有制动系统(未示出)，该制动系统在线受载时向线110施加制动力，以便控制线110的延伸和攀爬者108的下降速率。下降装置104可以根据需要或期望具有风扇制动系统、摩擦制动系统、液压制动系统、电磁制动系统、磁制动系统或任何其他制动系统。下面在图6-图15中进一步描述不同类型的下降装置104。

在其他示例中，下降装置104可以是线110经过并在线110上施加制动力以便控制线110经过的速率并且因此攀爬者108的下降速率的装置。例如，这些装置可以是在低速下(例如，攀爬者攀爬并且线卸载)允许线110自由地经过制动系统并且在增加的速度下(例如，攀爬者坠落并且使线受载)制动系统锁定线110的攀爬辅助滑轮。这些类型的装置通常具有摩擦制动系统(诸如与线110接合的一系列滑轮)，或利用凸轮机构的机械优势。

在该示例中，下降装置104可选择性地在至少两种配置中操作，以控制攀爬者108的下降速率。例如，下降装置104可以具有第一或正常操作配置，其中当攀爬者108从壁102坠落时，线110延伸，以便将攀爬者108完全下降到地面106。在该正常操作配置中，制动系统不能锁止和保持攀爬者108。更确切地说，线110上的制动力是自动产生的，并且只有当线110未受载并且线延伸停止时，制动力也才停止。因此，下降装置104还具有第二或锁止操作配置，其中当攀爬者108从壁102坠落时，线110被限制延伸，使得攀爬者108通过下降装置104保持在壁102上且地面106上方的适当位置。该配置允许攀爬者108在地面106上方重复地休息和尝试困难的移动，而不需要通常像正常操作配置那样一直下降到地面。

当下降装置104处于正常操作配置时，攀爬者108以第一或正常下降速率下降。例如，正常下降速率可以在约0.5米/秒和4米/秒之间。这种类型的下降速率通常导致攀爬者108在从壁坠落之后一直下降到地面106。然而，当下降装置104处于锁止操作状态时，攀爬者108以第二或锁止下降速率下降。例如，锁止下降速率可以在约0米/秒和0.3米/秒之间。在一些示例中，锁止下降速率可以在物理上使攀爬者108停止并且防止沿着壁102向下的下降(例如，0米/秒)。在其他示例中，与正常下降速率相比，锁止下降速率可以显著减慢攀爬者沿着壁102向下的下降，并允许攀爬者108在壁102上休息并攀爬回来。在任一示例中，对于相同的攀爬者负载，正常下降速率大于锁止下降速率。

下降装置104可以根据需要或期望在正常操作配置和锁止操作配置之间切换。例如，不同配置之间的切换可以由攀爬者108主动引发或在装置104内自动引发(例如，从攀爬者108被动引发)。如图1所示，接合装置112设置成远离下降装置104的控制器114并且与下降装置104的控制器114通信地耦接。控制器114被配置为使下降装置104在正常操作配置与锁止操作配置之间切换。在该示例中，当接合装置112接合时，下降装置104在锁止操作配置中操作。否则，接合装置112脱离，使得下降装置104在作为默认配置的正常操作配置中操作。接合装置112可以是位于壁102的底部上的按钮，使得攀爬者可以在单独攀爬时选择接合锁止操作配置。

另外，当攀爬者108被锁止时，锁止操作配置是可脱离的(例如，主动或被动)，使得攀爬者108可以一直下降到地面106而不保持锁止在壁上。被动脱离(例如，从攀爬者108的角度来看)可以由控制器114(例如，机械或电子控制器)控制。在一个示例中，从壁102坠落的攀爬者108可以启动包括弹簧和齿轮的机械时钟(未示出)，在预定时间段之后该机械时钟将触发锁止操作配置的脱离。在另一示例中，机械时钟可以是被配置为预定时间段的沙漏或水时钟(例如，流体、气体或固体通过收缩部的移动)。在又一示例中，计时器可以是机械装置，诸如凸轮凸角、弹簧或气体减震器。在又一示例中，下降装置104可以具有电子计时器(例如，在控制器114上)，该电子计时器在满足预定时间段或条件后自动脱离锁止操作配置，使得攀爬者108可以一直下降到地面106。例如，如果攀爬者108从线110悬挂超过30秒，则下降装置104可以自动切换到正常操作配置并使攀爬者108朝向地面106下降。在另一示例中，在攀爬者108进行三次顺序的锁止操作后，随后的锁止操作将自动将下降装置104切换到正常操作配置，并使攀爬者108朝向地面106下降。因此，利用系统100的这种布局，攀爬者108可以在没有另一个人(例如，保护者)存在的情况下攀爬。

在一些示例中，接合装置112被定尺寸并成形为用于由攀爬者108使用的攀岩保持器。在其他示例中，接合装置112可以是开关、可调节控制器、计算机接口、触敏区域、生物识别传感器、移动应用、声音传感器等。例如，设置在壁102上且地面106上方(例如，大约六英尺)的位置传感器可以用于检测攀爬者108在壁102上的位置，并且一旦攀爬者108到达预定高度就自动接合锁止操作配置。在又一示例中，接合装置112可以是从RFID标签、条形码、QR码或其他基于代码的信息中读取信息并将信息中继到下降装置104的扫描仪。例如，代码可以接合锁止操作配置并指定锁止的时间段或指定攀爬者108的三个顺序的锁止操作，使得在满足条件之后，下降装置104切换到正常操作配置。在又一示例中，接合装置112可以定位在下降装置104内，并且包括可以检测来自攀爬者108拉动线110的一系列特定模式的传感器。例如，当攀爬者108快速连续地向下拉动线110三次时，接合装置112可以接合锁止操作配置。附加地或替代地，接合装置112可以是允许攀爬者108根据需要或期望选择性地接合锁止操作配置的其他系统/方法。在示例中，接合装置112可以是攀爬者108在使用期间可以携带的远程开关。

自动下降控制系统100还可以包括一个或多个与控制器114通信连接的辅助接合装置116。例如，按钮可以设置在壁102的顶部处，使得当攀爬者108完成路线时，锁止操作配置可以主动脱离，并且攀爬者108可以一直下降到地面106。在另一示例中，锁止操作配置可以是默认配置，并且接合装置112将下降装置104切换到正常操作配置。例如，接合装置112设置在壁102的顶部处，以便使得攀爬者108能够接合下降装置104的正常操作配置并一直下降到地面106。

下降装置104具有在两种操作配置中控制攀爬者108的下降速率的制动系统(未示出)。在一些示例中，可以在两种操作配置中使用相同的制动系统，而在其他示例中，每个操作配置可以具有它自己的独立制动系统。下面参考图6-图13进一步描述制动系统。在一些示例中，为了致动下降装置104的一个或多个制动系统，利用通信地耦接到控制器114的传感器装置118。传感器装置118检测受载的线110的一个或多个操作配置(例如，攀爬者108从壁上坠落)，以便致动制动系统。

在该示例中，传感器装置118设置在下降装置104内，使得下降装置104的状况被监测。传感器装置118可以是旋转编码器，以测量线110是从外壳延伸还是缩回以及以什么速度和/或加速度。在另一示例中，可以根据需要或期望使用加速度计、力传感器、应变计、速度传感器、激光传感器、LIDAR传感器、声纳、相机等。在其他示例中，传感器装置118可以远离下降装置104。例如，一个或多个传感器装置118可以放置在壁102和/或地面106上，并且用于监测攀爬者108的位置和移动，因此如果发生坠落，则可以致动制动系统。在又一示例中，传感器装置118可以是指向整个壁系统的相机，以监测攀爬者108的位置和移动并根据需要或期望致动制动系统。传感器装置118可以放置在线110上/中、壁102上的保持特征、沿着攀爬者108的路线或壁102本身上。在又一示例中，传感器装置118可以是位于壁102上或远离壁102的按钮，保护者按压该按钮以根据需要或期望致动制动系统。

控制器114可以在有线通信网络中连接到接合装置112、116和/或传感器装置118。在其他示例中，控制器114在无线通信网络中连接到接合装置112、116和/或传感器装置118。无线通信可以根据需要或期望包括红外、

无线技术、802.11a/b/g/n、蜂窝或其他射频通信系统。控制器114操作为从(一个或多个)接合装置112、116和(一个或多个)传感器装置118接收关于用于控制下降装置104(例如，接合特定配置并致动制动器)的用户输入或选择的数据。在一些示例中，控制器114还可以操作为根据需要或期望传输关于下降装置104的数据。在这些示例中，控制器114是电子地接合并致动制动系统的电子控制器。例如，通过电致动伺服机构、马达等，以便接合锁止操作配置并致动制动系统来产生制动力。

在其他示例中，控制器114可以是机械地接合并致动制动系统的机械控制器。例如，通过机械地致动动力螺杆、导螺杆、蜗轮、齿条和小齿轮、棘轮、棘爪、弹簧离合器、飞球调速器、惯性调速器、配重、阻力、(一个或多个)弹簧、时钟弹簧、隔膜、贝氏垫圈、扭力杆、板簧、螺旋弹簧、气体减震器等，以便接合锁止操作配置并致动制动系统来产生制动力。

图2是另一自动下降控制系统200的示意图。类似于上述示例，系统200包括攀爬壁102和下降装置104，下降装置104具有附接到攀爬者108的线110。然而，在该示例中，下降装置104通信地202(例如，有线或无线)耦接到控制站204。控制站204远离壁102，并且在一些示例中，可以是用于实施本文描述的系统和方法的方面的计算装置。控制站204使得用户(例如，保护者)能够将控制信号传输到下降装置104。例如，用户可以根据需要或期望接合或脱离(上述)锁止操作配置。控制站204可以通信地耦接到多个下降装置104(例如，在人造攀爬壁上)，使得单个用户可以为多个攀爬者108控制多个下降装置104。在其他示例中，控制站204可以耦接到监测攀爬者108的远程定位的传感器装置118(图1所示)。因此，控制站204还可以将致动信号传输到制动系统。例如，多相机投影系统可以监测攀爬壁102并且用于检测攀爬者108的位置以用于致动制动系统。

当控制站204是计算装置时，计算装置包括处理装置和系统存储器。计算装置的示例包括台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、包括智能电话的移动装置或被配置为处理数字指令的任何其他装置。计算装置可以包括输入装置，诸如键盘、指针、麦克风、触敏显示器等，以使得用户能够向计算装置提供输入。

图3是另一自动下降控制系统300的示意图。在该示例中，下降装置302包括平行的第一线304和第二线306。两条线304、306附接到攀爬者108并且用于当攀爬者108攀爬壁102时。第一线304仅在正常操作配置中操作，而第二线306仅在锁止操作配置中操作。这允许使用两个单独的制动系统(例如，每条线304、306一个)，并且允许根据需要或期望接合/脱离锁止操作配置。通过将制动系统分离，形成冗余系统。

图4是另一自动下降控制系统400的示意图。在该示例中，第一下降装置402具有耦接到第二下降装置406的第一线404。第二下降装置406具有耦接到攀爬者108的第二线408。两个下降装置402、406串联地耦接并且具有不同的制动特性(例如，不同的下降速率)，使得当攀爬者108从壁102坠落并且启用锁止操作配置时提供分级制动。在另一示例中，第一下降装置402可以由将线404并且因此第二下降装置406延伸和缩回到地面的致动器(例如，电动马达、螺线管、螺旋千斤顶等)代替。该配置使得第二下降装置406能够在任何受载场景中具有锁止操作配置。为了攀爬者108返回到地面，致动器用于将攀爬者下降到地面。

图5是用于与自动下降控制系统100(图1所示)一起使用的传感器装置118的示意图。参考图1和图5，传感器装置118a可以设置在下降装置104内，并且被配置为检测受载的线110的一个或多个操作配置(例如，攀爬者从壁上坠落)，以便致动制动系统。在一个示例中，传感器装置118a可以监测线110的移动。移动可以是移动的位置和/或方向，使得可以确定速度和加速度。例如，利用激光传感器、加速度计、测力计、应变计、速度传感器、LIDAR传感器、声纳、光学传感器等。在另一示例中，线可以包括辅助传感器监测的特征(例如，金属股线、标志、RFID芯片等)。

在其他示例中，传感器装置118B可以定位在转子120上，并且被配置为检测受载的转子120的一个或多个操作配置，以便致动制动系统。在一个示例中，传感器装置118B可以监测下降装置104的一个或多个部件的旋转移动。移动可以是移动的位置和/或方向，使得可以例如利用旋转编码器确定速度和加速度。如所示出的，转子120可以是线110在其上面经过的辊。在其他示例中，转子120可以是线110缠绕在其上的卷筒。附加地或替代地，传感器装置118可以监测制动系统的部件。

传感器装置118也可以远离下降装置104设置。例如，一个或多个传感器装置118可以放置在壁102(例如，如保持在攀爬路线上)和/或地面106上，并且用于监测攀爬者108的位置和移动。在又一示例中，传感器装置118可以是指向整个壁系统的相机，以监测攀爬者108的位置和移动(例如，经由控制站204(图2所示))。在又一示例中，传感器装置118可以是位于壁102上或远离壁102的按钮，保护者按压该按钮以根据需要或期望致动制动系统。在所描述的示例中，正常操作配置通常自动产生制动力，但是锁止操作配置需要能够选择性地接合和脱离，并且因此需要传感器装置118来触发要产生的制动力。应当理解，该操作顺序也可以颠倒，或两种操作配置都使用传感器装置118来触发要产生的制动力。

图6是用于与上述自动下降控制系统一起使用的示例性自动下降控制装置500的示意图。下降装置500包括线系统502，当线未受载时，线系统502从线504缩回松弛，并且当线受载时(例如，在攀爬者坠落时)，线系统502延伸线504。线系统502包括可旋转轴506和线504缠绕在其上的卷筒508。下降装置500还包括第一制动系统510，该第一制动系统510在线504受载时提供制动力，以便控制线504的延伸并限定负载(例如，攀爬者)的第一下降速率。在该示例中，第一制动系统510是自动风扇制动系统并且包括多个风扇叶片512。当风扇叶片512旋转通过工作流体(例如，空气)时，产生制动力以减慢轴506的旋转，并且因此减慢线504的延伸。

另外，第二制动系统514耦接到第一制动系统510的一个或多个部件(例如，轴506)，并且还向轴506提供制动力，以便控制线504的延伸并限定负载的第二下降速率。在该示例中，第二制动系统514是盘式制动系统516，其具有耦接到轴506的转子518和被配置为与转子518接合以产生制动力的至少一个卡钳520。在操作中，第一制动系统510使得下降装置500能够在正常操作配置中操作。因为风扇叶片512耦接到轴506，所以当轴506旋转时，第一制动系统510总是可操作的。然而，为了以第二下降速率下降负载并锁止攀爬者，第二制动系统514可选择性地操作，使得下降装置500可以在锁止操作配置中操作。因此，对于相同恒定负载(例如，攀爬者)的两种不同下降速率，下降装置500具有至少两种不同的配置。

如上所述，当第二制动系统514启用时，盘式制动系统516可以锁定轴506并且因此锁止线504的位置，以便防止攀爬者下降到地面。另外，盘式制动系统516可以根据需要或期望缓慢地下降线504。当盘式制动系统516脱离时(例如，在上述预定时间段内)，下降装置500自动切换到第一制动系统510，使得正常操作配置被接合。此外，通过使用两个单独的制动系统，提供了冗余制动系统，并且减少了下降装置500的可能失效点的数量。

在其他示例中，根据需要或期望，第二制动系统514可以是任何其他旋转制动装置。例如，可以使用缠绕在任何旋转部件(例如，轴506)上的带式制动器。可以使用与卷筒508或轴506接合的卷筒式制动器。还可以使用销锁，其中旋转元件耦接到具有预加载销的轴506，所述预加载销选择性地与静态元件接合(例如，通过定时装置)以防止系统的旋转。制动系统514可以与风扇叶片512相互作用以防止轴506的旋转。例如，通过带式制动器或通过盘式制动器，其中叶片的顶端与转子元件耦接在一起。在另一示例中，第二制动系统514可以是电磁制动器。第二制动系统514也可以是另一风扇型制动系统。下降装置500的控制器114(图1所示)用于接合和脱离第二制动系统514，如上所述。

在另一示例中，第二制动系统514可以与第一制动系统510集成在一起，同时仍使得下降装置500能够在正常操作配置与锁止操作配置之间切换。例如，风扇叶片512可以安装在致动器(未示出)上，使得可以选择性地调整相对于轴506的旋转轴线的风扇羽角。在该示例中，可以修改风扇羽角，例如，叶片在朝向基本上平行于旋转轴线的方向上取向，以用于缓慢的下降速率和锁止操作配置。当调整风扇羽角时，其中叶片在朝向基本上垂直于旋转轴线的方向上取向，并且用于更快的下降速率和正常操作配置。

在其他示例中，风扇叶片512的尺寸(例如，表面积)可以是可调整的，以便控制充当用于制动系统的工作流体的空气量。在该示例中，叶片的更大表面积将增加制动力并减小下降装置500的下降速率，而叶片的更小表面积减小制动力并增加下降装置500的下降速率。在其他示例中，风扇叶片512可以耦接到导螺杆，使得叶片512可以选择性地线性移动。因此，当导螺杆接合时，风扇叶片512可以行进到摩擦制动器、具有一个或多个锁定棘爪的区域、具有高齿轮比的区域等中。

在又一示例中，第二制动系统514可以与卷筒508集成在一起。在线504的延伸期间，线504在卷筒508上引起张力。施加在卷筒508上的张力可以用于经由一个或多个制动元件在轴506上产生制动力。在其他示例中，第二制动系统514可以是耦接到轴506的摩擦制动装置或磁/电磁制动装置。

在其他示例中，风扇叶片512可以被封闭在外壳(未示出)内，使得工作流体的物质特性可以是可调整的，以便改变所产生的制动力。例如，当工作流体是空气时，空气的密度或压力可以是可调整的。在其他示例中，可以根据需要或期望使用诸如水、油、气体等的工作流体。在另一示例中，工作流体可以包括磁性颗粒，使得当磁场被诱发时，可以锁定风扇叶片512的旋转。在又一示例中，可以使用非牛顿流体。

图7是用于与上述自动下降控制系统一起使用的另一自动下降控制装置600的示意图。下降装置600被示出为处于正常操作配置602和锁止操作配置604。在该示例中，制动系统606是摩擦制动系统，并且包括摩擦接合以便产生制动力的制动卷筒608和至少一个制动衬块610。在该示例中，制动衬块610耦接到可旋转轴612，该可旋转轴612在线(未示出)延伸/缩回时旋转。当下降装置600处于正常操作配置602时，制动衬块610相对于卷筒608的旋转产生摩擦力作为作用在轴612上的制动力，以便使攀爬者以第一下降速率下降。

在该示例中，制动系统606还包括致动器系统614，该致动器系统614选择性地防止制动衬块610在卷筒608内旋转(例如，经由与卷筒608的锁定接合)，使得下降装置600处于锁止操作配置604并将攀爬者保持在第二下降速率。致动器系统614包括凸轮616和销618。凸轮616可以选择性地旋转R，以便通过不同的径向凸轮表面来平移T销618，并锁定制动衬块610抵靠卷筒608的位置。凸轮616可以根据需要或期望通过电动马达、通过离心力或任何其他方法来旋转。在其他示例中，销618可以通过螺线管等来平移T。下降装置600的控制器114(图1所示)用于接合和脱离致动器系统614，如上所述。

如图7所示，致动器系统614集成在下降装置600的制动系统606内。在其他示例中，制动系统606可以包括两个分立的制动系统。例如，主摩擦制动系统用于正常操作配置602，并且辅助摩擦制动系统用于锁止操作配置604。在一些示例中，根据需要或期望，辅助制动系统可以是卷筒式制动器、带式制动器、阻尼器、盘式制动器、电磁制动器等。主制动系统和辅助制动系统可以串联地或并联地定位。

图8是用于与上述自动下降控制系统一起使用的另一自动下降控制装置700的示意图。类似于上面在图7中描述的示例，下降装置700包括具有制动卷筒704和至少一个制动衬块706的摩擦制动系统702。然而，在该示例中，制动衬块706被支撑在枢转点708处，并且与枢转点708相对的是致动器系统710。致动器系统710选择性地使制动衬块706相对于卷筒704枢转P并且在正常操作配置与锁止操作配置之间切换，如本文描述。致动器系统710可以是螺线管、凸轮、弹簧等。

图9是用于与上述自动下降控制系统一起使用的另一自动下降控制装置800的示意图。下降装置800包括支撑负载804(例如，攀爬者)的线系统802。线系统802包括延伸通过多个滑轮808并附接到第一制动系统810的线806。在该示例中，第一制动系统810是液压制动系统，并且包括液压油缸812。在正常操作配置中，油缸812经由液压流体的移动使负载804以第一下降速率下降。在一个示例中，当攀爬者攀爬壁时，液压流体进入油缸812，并且在攀爬者下降时从油缸812排出，以便在线806上产生制动力并使负载804以第一下降速率下降。

在该示例中，下降装置800还包括第二制动系统814。第二制动系统814耦接到第一制动系统810的一个或多个部件(例如，线806)，并且还提供制动力，以便控制线806的延伸并限定负载804的第二下降速率。在该示例中，第二制动系统814是线性致动器816，线性致动器816耦接到线806并且被配置为选择性地吸收线806中的松弛，以便在锁止操作配置中使负载804以第二下降速率下降。例如，致动器816的自由端可以包括可以与线806接合并且可以线性地平移T的一个或多个辊818。通过选择性地调整线806通过滑轮808的长度，制动力在线806上产生并且使负载804以第二下降速率下降。线性致动器816可以基本上正交于气油缸812取向。在一些示例中，致动器816可以是液压油缸，使得第一制动系统810和第二制动系统814可以共用液压流体歧管。在其他示例中，第二制动系统814可以包括电动马达，该电动马达致动螺线管以产生平移移动T。下降装置800的控制器114(图1所示)用于接合和脱离第二制动系统814，如上所述。

图10是可以与下降装置800(图9所示)一起使用的第二制动系统820的另一示例的示意图。在该示例中，第二制动系统820可以相对于线806移动，以便增加线系统中的摩擦并产生制动力。例如，通过一个或多个摩擦元件822调整线806的偏离角。因此，第二制动系统820可以在锁止操作配置中使线806上的负载以第二下降速率下降。在另一示例中，第二制动系统820可以是使用机械凸轮机构(未示出)的装置，该机械凸轮机构将机械摩擦施加到线806以调节所施加的制动力。下降装置800的控制器114(图1所示)用于接合和脱离第二制动系统820，如上所述。

继续参考图9和图10，在其他示例中，第二制动系统814、820可以是在锁止操作配置中选择性地与线806接合的线缆锁扣(未示出)。线缆锁扣可以相对于线806固定，并且当线受载时(例如，在攀爬者坠落时)防止线806快速抽出通过该系统。在另一示例中，第二制动系统814、820可以是在线806上施加制动力的线性磁涡电流制动器。线806可以根据需要或期望包括导体或磁性元件。可以缩放由涡电流制动器施加的制动力，以便限定第二下降速率。在其他示例中，第二制动系统814、820可以耦接到一个或多个滑轮808，使得可以通过滑轮808上的旋转阻力来施加制动力。在该示例中，根据需要或期望，第二制动系统814、820可以是基于磁的、基于电磁的、基于摩擦的、基于风扇的等。第二制动系统814、820还可以耦接到滑轮808的旋转轴。

图9和图10中描述的第二制动系统814、820作用在下降装置800的线806上。应当理解，可以根据需要或期望使用作用在任何下降装置的线上的制动系统(例如，风扇制动系统、摩擦制动系统、液压制动系统、电磁制动系统和磁制动系统)。在其他示例中，第二制动系统814、820可以与包括配重或马达的第一制动系统一起使用。

另外地或可选地，第二制动系统814、820可以耦接到液压油缸812，以便在锁止操作配置中控制第二下降速率。在一些示例中，辅助操作器(未示出)可以控制(例如，打开/关闭)液压流体阀，以便控制液压流体通过油缸812的流动。该操作器可以耦接到压力传感器，该压力传感器监测液压油缸812内的流体的压力，以确定阀的位置和液压阻尼器的力。传感器和阀操作器可以根据需要或期望可操作地耦接到控制站204(图2所示)。在另一示例中，第二制动系统814、820可以是耦接到油缸812的基于磁性的制动系统(例如，线性涡电流制动系统)，以减慢杆在油缸内的延伸并产生制动力。

图11是用于与上述自动下降控制系统一起使用的另一自动下降控制装置900的示意图。类似于图9中描述的装置，在该示例中，下降装置900包括第一制动系统902，该第一制动系统902是具有第一液压油缸904的液压制动系统。在正常操作配置中，液压油缸904经由液压流体的移动经由线906使攀爬者以第一下降速率下降。另外，下降装置900包括第二制动系统908，该第二制动系统908是具有与第一制动系统902串联的第二液压油缸910的液压制动系统。在锁止操作配置中，油缸910经由液压流体的移动经由线906使攀爬者以第二下降速率下降。在该示例中，攀爬者同时附接到两个制动系统902、908。

每个液压油缸904、910可以具有不同的制动特性，以便限定正常操作配置和锁止操作配置。在一些示例中，每个液压油缸904、910选择性地操作，而在其他示例中，两者可以一起操作。可以通过如上所述的那样改变线906的长度来进一步调整制动特性。在第一液压油缸904耗尽的情况下，也可以激活第二液压油缸910。在其他示例中，第一制动系统902和第二制动系统908可以并联地定位，每个制动系统具有耦接到攀爬者的线906并且具有不同制动特性。

图12是用于与上述自动下降控制系统一起使用的另一自动下降控制装置1000的透视图。图13是下降装置1000的剖视图。同时参考图12和图13，下降装置1000包括至少部分地设置在外壳1004内的线系统1002。线系统1002包括安装在第一可旋转轴1008上的卷筒1006，该第一可旋转轴1008通过一个或多个轴承1010由外壳1004可旋转地支撑。线系统1002还包括被配置为附接到攀爬者的线(未示出)。线至少部分地缠绕在卷筒1006上并且延伸通过外壳1004的底部处的开口1012。当线未受载时，线缩回在外壳1004内并缠绕在卷筒1006上，并且当线受载时，线从外壳1004延伸并围绕卷筒1006退绕。当线缠绕和退绕卷筒1006时，卷筒1006使第一轴1008围绕第一轴线1014旋转。

下降装置1000包括第一制动系统1016，该第一制动系统1016耦接到第一轴1008。在该示例中，第一制动系统1016是涡电流制动系统，并且包括安装在第二可旋转轴1020上的盘1018，该第二可旋转轴1020通过一个或多个轴承1010可旋转地支撑在外壳1004中。盘1018包括一个或多个导体1022，而一个或多个磁体1024安装到外壳1004。在盘1018围绕第二轴线1026旋转时，离心力用于选择性地使导体1022经过由磁体1024产生的磁场。磁场阻止该运动，从而在线上产生制动力并使攀爬者以第一下降速率下降。第一制动系统1016在下降装置1000的正常操作配置中使用。在2013年7月23日授权给Allington等人的美国专利号8,490,751中描述了这种类型的涡电流制动系统的一个示例，并且该专利通过引用整体并入本文。

在该示例中，第一轴1008平行于但偏离第二轴1020，并且轴1008、1020通过一个或多个齿轮1028耦接在一起。齿轮1028使得第一轴1008能够以与第二轴1020不同的速度旋转。在其他示例中，第一轴1008可以以与第二轴1020相同的速度旋转。在其他示例中，第二轴1020可以与第一轴1008轴向对齐或集成在一起，使得轴1008、1020可以以相同的速度旋转。

下降装置1000还包括耦接到第一轴1008的独立的第二制动系统1030。在该示例中，第二制动系统是盘式制动系统，并且包括耦接到第一轴1008的转子1032和支撑在外壳1004上的至少一个卡钳1034。第二制动系统1030也在线上提供制动力，并使攀爬者以第二下降速率下降。第二制动系统1030在下降装置1000的锁止操作配置中使用。控制器1036耦接到第二制动系统1030，并且当第二制动系统1030接合时选择性地接合第二制动系统1030，并且当产生制动力时选择性地致动卡钳1034。例如，并且如图1中详细地描述的，控制器1036可以接收接合信号以便接合第二制动系统1030以进行操作，并且然后一旦传感器1038检测到攀爬者已经从壁上坠落，控制器1036就致动第二制动系统1030。

接合信号可以由远程接合按钮(未示出)产生。另外，传感器1038与控制器1036通信地耦接。传感器1038可以是旋转编码器(如所示出的)，以检测线何时受载并将致动信号发送到第二制动系统1030的控制器1036。在其他示例中，根据需要或期望，传感器1038可以是加速度计、测力计、应变计或激光传感器。在该示例中，控制器1036是具有电路板的电子控制器，该电路板具有使得能够如本文描述的那样操作第二制动系统1030的部件。电源(未示出)也包括在下降装置1000中。在其他示例中，根据需要或期望，控制器1036可以是机械控制器。

在其他示例中，第二制动系统1030可以安装在第二轴1020上。在又一示例中，第一制动系统1016的磁体1024可以耦接到功率源并形成电磁体。然后可以(例如，通过控制器1036)调制到电磁体的功率流以产生制动力。在该示例中，不需要第二制动系统1030，因为功率流可以用于在正常操作配置和锁止操作配置两者中操作第一制动系统1016。功率的增加将增加由涡电流制动系统产生的制动力。在又一示例中，第二制动系统1030可以是带式制动器。下面参考图14和图15描述电磁制动器和带式制动器的示例。

图14是具有不同的第二制动系统1100的下降装置1000的局部剖视图。如上所述，下降装置1000包括至少部分地设置在外壳1004内的线系统1002。线系统1002包括安装在第一可旋转轴1008上的卷筒1006，第一可旋转轴1008由一个或多个轴承1010可旋转地支撑。下降装置1000可以包括第一制动系统(未示出)，该第一制动系统是涡电流制动系统，以在操作期间产生制动力。然而，在该示例中，独立的第二制动系统1100是带式制动系统，并且包括经由离合器/滚珠轴承1104耦接到第一轴1008的卷筒1102。带式制动衬块1106定位在卷筒1102的径向外侧并且耦接到致动器(未示出)。致动器可以移动带式制动衬块1106，以便向卷筒1102施加摩擦制动并产生制动力。

图15是具有另一不同的第二制动系统1200的所示下降装置1000的透视图。如上所述，下降装置1000包括外壳1004，该外壳1004包围线系统(未示出)并且具有第一制动系统(未示出)，该第一制动系统是涡电流制动系统以在操作期间产生制动力。然而，在该示例中，独立的第二制动系统1200是电磁制动系统，并且包括经由毂1204耦接到第一轴的旋转制动衬块1202。制动衬块1202邻近电磁基座1206定位，电磁基座1206耦接到外壳1004的外部。在操作中，可以将电功率施加到基座1206，使得产生磁场并且磁吸引力拉动制动衬块1202与基座1206接触。磁场的摩擦和强度产生制动力。

图16是用于与上述自动下降控制系统一起使用的另一自动下降控制装置1300的透视图。如上所述，下降装置1300包括至少部分地设置在外壳1302内的线系统(未示出)。在外壳1302内，可旋转轴1304(图17所示)被支撑，并且第一制动系统(未示出)耦接到其。第一制动系统在下降装置1300的正常操作配置中使用，并且在该示例中，是涡电流制动系统。在Allington等人的美国专利号8,490,751中描述了这种类型的涡电流制动系统的一个示例。此外，在2020年3月18日提交的美国临时申请号62/991,467中详细地描述了设置在外壳1302内的使得能够操作下降装置1300的第一制动系统的某些部件，并且该申请通过引用整体并入本文。

下降装置1300还包括独立的第二制动系统1306，第二制动系统1306耦接到外壳1302和可旋转轴1304。第二制动系统1306可以根据需要或期望从外壳1302和轴1304移除。如上所述，第二制动系统1306也在线上提供制动力，并且被配置为使攀爬者以第二下降速率下降。第二制动系统1306在下降装置1300的锁止操作配置中使用，如本文描述的。如图16所示，未示出第二制动系统1306的外壳，使得示出其中的一些部件。外壳(未示出)用于将第二制动系统1306封闭在单个系统中，该单个系统可以根据需要或期望耦接到下降装置外壳1302。

在该示例中，第二制动系统1306是使用电磁力向轴1304施加机械摩擦阻力的电磁制动系统。制动系统1306包括被配置为选择性地接合第二制动系统1306以便产生制动力的控制器1307。为了产生机械摩擦阻力，制动系统1306包括制动毂1308、制动衬块1310和夹持轮1312。夹持轮1312可以经由一个或多个紧固件1314(例如，螺栓)耦接到外壳1302。下面并参考图17-图19进一步详细地描述第二制动系统1306的部件。

图17是第二制动系统1306的剖视图。图18是第二制动系统1306的分解透视图。同时参考图17和图18，第二制动系统1306被配置为耦接到下降装置1300(图16所示)。在该示例中，下降装置包括可旋转轴1304，该可旋转轴1304具有可通过外壳1302(图16所示)接近的一端。制动系统1306包括锁止塞轴1316，该锁止塞轴1316被配置为耦接到可旋转轴1304，使得可旋转轴1304围绕旋转轴线1318的旋转驱动塞轴1316围绕旋转轴线1318的对应旋转。在该示例中，塞轴1316和可旋转轴1304沿着轴线1318同轴。在一方面中，塞轴1316和可旋转轴1304经由花键耦接件耦接在一起，使得轴1304的直接旋转驱动塞轴1316的直接对应旋转。附加地或替代地，紧固件1320可以用于进一步将可旋转轴1304和塞轴1316固定在一起。

第二制动系统1306的转子组件耦接到塞轴1316，并且包括支撑离合器轴承1324的夹头1322。轴环1326用于将离合器轴承1324固定在夹头1322上。制动毂1308耦接到离合器轴承1324，使得制动毂1308可围绕旋转轴线1318旋转并由可旋转轴1304驱动。磁阻轮1328耦接到轴环1326，使得磁阻轮1328也可围绕旋转轴线1318旋转并由可旋转轴1304驱动。第二制动系统1306的定子组件经由紧固件1314耦接到外壳1302(图16所示)，并且包括夹持轮1312。支撑在夹持轮1312上的是制动衬块1310。制动衬块1310邻近制动毂1308设置，其之间具有间隙1330。

第二制动系统1306还包括控制器1307。在一方面中，控制器1307耦接到制动系统1306的外壳(未示出)，该外壳包围转子组件和定子组件。在该示例中，控制器1307包括印刷电路板(PCB)1332，印刷电路板(PCB)1332被配置为使得能够如本文描述的那样操作第二制动系统1306。控制器1307与夹持轮1312电通信地耦接，使得可以施加电压并且可以产生磁场。PCB 1332包括被配置为读取磁阻轮1328的旋转速度和/或方向的一个或多个传感器1334。在一方面中，磁阻轮1328是铁磁的，并且传感器1334是磁传感器(有源或无源)。根据需要或期望，PCB 1332还可以包括任何其他基于电的部件。例如，PCB 1332可以具有存储器和处理器，以便处理实现如本文描述的下降装置1300和制动系统1306的功能的算法和/或控制回路。PCB 1332可以具有用于有线或无线通信的一个或多个通信部件。例如，制动系统1306经由接合装置(例如，按钮)或控制站的选择性接合。在其他示例中，通信部件可以根据需要或期望从下降装置1300和制动系统1306发送操作数据。例如，用户攀爬的次数和/或时间等。

在一些方面中，控制器1307和相关联的部件可以使得下降装置1300能够记录线检查。例如，当与正常操作相比时，线检查将具有对卷筒的独特旋转，从而使得能够识别发生了多少线检查(例如，总数或一段时间内的次数)。在另一方面中，下降装置1300可以记录用户的下降次数。例如，可以在装置重新认证程序期间使用该基于使用的数据。在其他示例中，可以确定使用频率，使得所有者可以更有效地设置攀爬壁和下降装置的数量。在其他示例中，下降装置1300可以向其他装置发送实时使用信息。这使得所有者能够基于实际攀爬者使用来优化下降装置和/或允许攀爬者参与虚拟游戏或攀爬比赛。在又一方面中，下降装置1300可以检测攀爬者的体重，因为不同的体重将具有独特的下降曲线。在示例中，该基于使用的数据可以用于帮助确定要使用和购买的安全带尺寸。在其他方面中，下降装置1300可以确定过载状况。例如，大于或等于装置上的最大额定负载的攀爬者体重或松弛跳跃，由此攀爬者拉出线上的松弛并跳跃到捕获跳跃的装置上。应当理解，本文还设想了其他功能。

在操作中，下降装置1300包括为涡电流制动系统的第一制动系统(未示出)，但是也可以使用本文描述的任何其他制动系统以用于正常的操作配置中使用。在该配置中，第一制动系统的部件耦接到可旋转轴1304并围绕可旋转轴1304设置，使得可旋转轴1304在用户攀爬和下降时旋转。另外，第二制动系统1306脱离，使得在轴1304上不产生额外的制动力。然而，因为磁阻轮1328耦接到可旋转轴1304并随之旋转，所以控制器1307可以根据需要或期望在正常操作配置期间收集和/或传输数据。

当接合时，第二制动系统1306也在可旋转轴134上提供制动力，并且当在锁止操作配置中时用于使攀爬者以第二且不同的下降速率下降(例如，更慢或停止)。在锁止操作配置中，控制器1307经由传感器1334和磁阻轮1328检测可旋转轴1304的旋转方向和速度。基于轴1304的移动的检测，控制器1307选择性地将电流或电压引导到夹持轮1312。夹持轮1312包括电线圈，使得当施加功率时，产生磁场。磁场吸引铁磁的制动毂1308，以便闭合制动衬块1310和制动毂1308之间的间隙1330，并且从而在可旋转轴1304上引起摩擦制动力。供应到夹持轮1312的功率量可以控制施加到系统的摩擦制动力的量。制动衬块1310可以是可更换的，以便延长第二制动系统1306的寿命。为了释放制动毂130和摩擦制动力，可以从夹持轮1312移除功率并且移除磁场。离合器轴承1324用于为制动器毂1308和可旋转轴1304之间的耦接提供一定的滑动和阻尼，以便增加部件的寿命并减少磨损。

图19是第二制动系统1306的局部分解透视图。上面描述了某些部件，并且因此不必进一步描述。夹头1322通过第一键1336耦接到塞轴1316，使得旋转移动可以在两者之间传递。离合器轴承1324也通过第一键1336耦接到夹头1322，使得旋转移动可以在两者之间传递。第二键1338用于将制动毂1308(图17和图18所示)耦接到离合器轴承1324，使得旋转移动可以在两者之间传递。第一键1336和第二键1338是不同的尺寸，使得转子组件的组装更高效(例如，在维护期间)。轴环1326由紧固件1340(例如，螺栓)固定，以便将其他部件保持在塞轴1316上，并且使得转子组件可以由轴1304可旋转地驱动。

图16-图19中的电磁制动器是一种可以容易地耦接到下降装置的轴以便提供如本文描述的锁止操作的系统。通过自包含锁止操作所需的所有部件，减少或完全消除了对原始下降控制装置的修改。例如，第二制动系统1306可以根据需要或期望容易地附接和移除。另外，电子控制器1307提供用于下降装置和第二制动系统的操作的电子监测系统。这使得能够下降装置的操作被更容易地监测并且基于用户的数据能够被收集。例如，可以对用户攀爬和坠落的次数进行计数，可以测量操作服务时间，可以测量攀爬速度等，从而下降装置的性能得以增加。

图20是示例性接口保持器1400的前视图。图21是沿着线21-21截取的接口保持器1400的透视剖视图。同时参考图20和图21，接口保持器1400是本文描述的接合装置的一个示例，其使得下降装置能够在正常操作配置和锁止操作配置之间远程地切换。在该示例中，接口保持器1400被配置为与本文描述的下降装置通信地耦接。接口保持器1400包括在被致动(例如，按压)时远程接合下降装置的锁止操作配置的一个或多个按钮1402。在一些示例中，接口保持器1400可以无线地耦接到下降装置(例如，经由Wi-Fi或蓝牙)，以便接合锁止操作配置。在所示的示例中，接口保持器1400可以有线连接到下降装置，使得接口保持器1400也可以用作用于下降装置和设置在其中的(一个或多个)制动系统的功率源。例如，电线(未示出)可以在下降装置和接口保持器1400之间并且沿着攀爬壁的后侧延伸，使得攀爬者无法接近电线。

接口保持器1400还包括安装板1404和可移除地耦接到其的外壳盖1406，并且在其中限定内部腔室1408。接口保持器1400被配置为例如通过一个或多个孔1410安装在攀爬壁上，一个或多个孔1410被成形并定尺寸为接收固定到攀爬壁的螺栓(未示出)。在一方面中，接口保持器1400可以朝向攀爬壁的底部耦接，使得攀爬者可以在攀爬开始的时候根据需要或期望接合锁止操作配置。接口保持器1400还可以被配置为根据需要或期望支撑攀爬者。外壳盖1406具有外表面，该外表面具有多个倾斜表面，使得接口保持器1400可以与本领域已知的其他攀爬保持器区分开。应当理解，接口保持器1400可以根据需要或期望采用任何其他形状，包括对应于已知的攀爬保持器的形状。在该示例中，按钮1402设置在外壳盖1406的底部处，然而，本文设想了其他位置。另外，外壳盖1406可以包括视觉指示器(例如，LED灯、显示屏等)，该视觉指示器使得系统能够指示下降装置的操作配置和/或下降装置的任何其他状态状况(例如，开/关等)。

在内部腔室1408内，接口保持器1400包括功率源1412和控制器1414。在一方面中，功率源1412可以是可更换的电池组或可再充电的电池组(例如，具有用于充电的端口)。在其他方面中，功率源1412可以耦接到外部功率源，诸如用于建筑物/结构或发电机的线路功率。在该示例中，可移除盖1416可以用于接近功率源1412。在一方面中，盖1416设置在外壳盖1406的顶部处，然而，本文设想了其他位置。控制器1414邻近按钮1402设置，并且包括实现如本文描述的系统的功能的任何数量的电子部件。例如，控制器1414使得能够与下降装置通信并向其供应功率。然而，应当理解，在其他示例中，下降装置可以根据需要或期望具有其自己的功率源。在一些方面中，接口保持器1400可以是防水的，以便与室外攀爬壁一起使用。

本文描述的自动下降控制系统使得任何数量的攀爬壁布局能够适于允许锁止操作配置被接合，使得允许攀爬者悬挂在地面上方而不会一直下降到地面。例如，接合装置可以安装在攀爬壁上以便攀爬者接合锁止操作配置。在另一示例中，可以使用控制系统，使得保护者可以控制锁止操作配置。另外，可以使用传感器装置，使得当在锁止操作配置中时，制动系统被致动以产生制动力。传感器装置可以监测任何数量的部件，包括线和制动系统。例如，传感器装置可以是编码器、加速度计、测力计、应变计、激光传感器、相机等中的任何一种。此外，系统仍然可以正常操作，以允许攀爬者在正常操作配置中根据需要或期望一直下降到地面。

本文描述的下降装置可以包括可以改变操作配置的单个制动系统，或具有两个单独的制动系统，每个操作配置一个。单个制动系统的示例包括附接到线的马达。在一些示例中，可以使用齿轮减速或传动装置来选择性地控制攀爬者的下降速率。使用两个单独的制动系统使得现有的下降装置(诸如风扇制动系统、摩擦制动系统、液压制动系统和磁制动系统)能够适于允许攀爬者在锁止操作配置中悬挂在地面上方。

显然，本文描述的系统和方法非常适合于获得所提到的结果和优点以及其固有的结果和优点。本领域技术人员将认识到，本说明书中的方法和系统可以以多种方式实现，并且因此不受前述示例性实施例和示例的限制。在这方面，本文描述的不同实施例的任何数量的特征可以组合成单个实施例，并且具有少于或多于本文描述的所有特征的替代实施方式也是可能的。应当理解，本文采用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是限制性的。必须注意的是，如本说明书中所使用的，单数形式“一”，“一个”、和“所述”包括复数指称对象，除非上下文中另有明确规定。

虽然已经出于本公开的目的描述了各种实施例，但是对于本领域技术人员来说可以容易地使人想起各种改变和修饰，并且也可以进行各种改变和修饰，这些改变和修饰完全在本公开的范围内。

Claims (44)

1.一种自动下降控制装置，包括：

线，所述线被配置为附接到负载；

线系统，当所述线未受载时，所述线系统从所述线缩回松弛，并且当所述线受载时，所述线系统延伸所述线；以及

至少一个制动系统，所述至少一个制动系统在所述线受载时提供制动力以便控制所述线的延伸和所述负载的下降速率，其中所述至少一个制动系统能够在至少两种配置中操作：

第一配置，其中所述至少一个制动系统使所述负载以第一下降速率下降；以及

第二配置，其中所述至少一个制动系统使所述负载以第二下降速率下降或锁定，并且其中所述负载是恒量，并且所述第一下降速率大于所述第二下降速率。

2.根据权利要求1所述的自动下降控制装置，其中所述第二下降速率锁定所述线的位置并且防止所述负载下降。

3.根据权利要求1所述的自动下降控制装置，其中所述至少一个制动系统在预定时间段后从所述第二配置自动切换到所述第一配置。

4.根据权利要求1所述的自动下降控制装置，其中所述至少一个制动系统包括能够在所述第一配置中操作的第一制动系统和能够在所述第二配置中操作的第二制动系统。

5.根据权利要求4所述的自动下降控制装置，其中所述第二制动系统与所述线接合，以便限定所述第二下降速率。

6.根据权利要求4所述的自动下降控制装置，其中所述第一制动系统与所述线系统接合，以便限定所述第一下降速率。

7.根据权利要求1所述的自动下降控制装置，其中所述至少一个制动系统包括风扇制动系统、摩擦制动系统、液压制动系统、电磁制动系统或磁制动系统中的一个。

8.根据权利要求1所述的自动下降控制装置，还包括控制器，所述控制器被配置为使所述至少一个制动系统在所述第一配置与所述第二配置之间切换。

9.根据权利要求8所述的自动下降控制装置，其中所述控制器是电子控制器或机械控制器中的一种。

10.一种自动下降控制装置，包括：

外壳；

轴，所述轴能够旋转地支撑在所述外壳内；

线，所述线被配置为附接到负载，其中所述线耦接到所述轴，并且其中当所述线未受载时，所述线缩回在所述外壳内并缠绕在所述轴上，并且当所述线受载时，所述线从所述外壳延伸并围绕所述轴退绕；

涡电流制动系统，所述涡电流制动系统耦接到所述轴，其中当所述线受载时，所述涡电流制动系统向所述轴提供第一制动力，并且其中所述涡电流制动系统使所述负载以第一下降速率下降；

第二制动系统，所述第二制动系统耦接到所述轴，其中当所述线受载时，所述第二制动系统向所述轴提供第二制动力，其中所述第二制动系统使所述负载以第二下降速率下降或锁定，并且其中所述负载是恒量，并且所述第一下降速率大于所述第二下降速率；以及

控制器，所述控制器耦接到所述第二制动系统，其中所述控制器在接收到接合信号后选择性地接合所述第二制动系统。

11.根据权利要求10所述的自动下降控制装置，其中所述涡电流制动系统包括能够旋转地耦接到所述轴的制动轴、至少一个导体和至少一个磁体，并且其中所述第一制动力通过所述制动轴的旋转来产生，所述制动轴的旋转将离心力引入所述至少一个导体或所述至少一个磁体中，使得所述至少一个导体或所述至少一个磁体相对于另一个移动。

12.根据权利要求11所述的自动下降控制装置，其中所述制动轴从所述轴偏移，并且其中所述制动轴经由一个或多个齿轮耦接到所述轴。

13.根据权利要求12所述的自动下降控制装置，其中所述制动轴被配置为：以与所述轴不同的速度旋转。

14.根据权利要求11所述的自动下降控制装置，其中所述转子被配置为：以与所述轴相同的速度旋转。

15.根据权利要求11所述的自动下降控制装置，还包括传感器，所述传感器被配置为检测所述线何时受载并向所述控制器发送致动信号，其中所述控制器在接收到所述致动信号后选择性地致动所述第二制动系统。

16.根据权利要求15所述的自动下降控制装置，其中所述传感器包括编码器、加速度计、测力计、应变计和激光传感器中的一个或多个。

17.根据权利要求11所述的自动下降控制装置，还包括接合按钮，所述接合按钮被配置为产生所述接合信号，并且其中所述接合按钮远离所述外壳。

18.根据权利要求10所述的自动下降控制装置，其中所述第二制动系统包括盘式制动系统、带式制动系统以及电磁制动系统中的一个。

19.根据权利要求18所述的自动下降控制装置，其中所述第二制动系统包括所述盘式制动系统，并且其中所述盘式制动系统包括耦接到所述轴的转子和支撑在所述外壳上的至少一个卡钳。

20.根据权利要求18所述的自动下降控制装置，其中所述第二制动系统包括所述电磁制动系统，并且其中所述电磁制动系统包括耦接到所述轴的转子和支撑在所述外壳上的电磁体。

21.一种自动下降控制系统，包括：

下降装置，所述下降装置包括：

线，所述线被配置为附接到负载；

线系统，当所述线未受载时，所述线系统从所述线缩回松弛，并且当所述线受载时，所述线系统延伸所述线；

至少一个制动系统，所述至少一个制动系统在所述线受载时提供制动力以便控制所述线的延伸和所述负载的下降速率，其中所述至少一个制动系统至少能够在第一配置和第二配置中操作；以及

控制器，所述控制器被配置为选择性地接合所述第二配置；

接合装置，所述接合装置通信地耦接到所述控制器，其中当所述接合装置脱离接合时，所述至少一个制动系统在所述第一配置中操作并且使所述负载以第一下降速率下降，并且当所述接合装置接合时，所述控制器接合所述至少一个制动系统的所述第二配置并且使所述负载以第二下降速率下降或锁定，并且其中所述第一下降速率大于所述第二下降速率；以及

传感器装置，所述传感器装置通信地耦接到所述控制器，其中所述传感器装置检测所述线何时受载，使得所述控制器在所述第二配置中致动所述至少一个制动系统。

22.根据权利要求21所述的自动下降控制系统，其中所述至少一个制动系统在所述第一配置中自动操作，除非所述第二配置被接合。

23.根据权利要求22所述的自动下降控制系统，其中在经由所述接合装置接合所述第二配置后，所述控制器在预定时间段之后自动脱离所述第二配置。

24.根据权利要求21所述的自动下降控制系统，其中所述传感器装置远离所述下降装置。

25.根据权利要求21所述的自动下降控制系统，其中所述传感器装置监测所述负载的位置。

26.根据权利要求21所述的自动下降控制系统，其中所述传感器装置监测所述下降装置的状况。

27.根据权利要求21所述的自动下降控制系统，其中所述接合装置远离所述下降装置。

28.根据权利要求27所述的自动下降控制系统，其中所述接合装置被定尺寸并成形为攀岩保持器。

29.一种自动下降控制装置，包括：

至少一个制动系统，所述至少一个制动系统被配置为接收附接到负载的线的至少一部分，其中所述至少一个制动系统在所述线受载时提供制动力，以便控制所述线经过所述下降控制装置的速率和所述负载的下降速率，其中所述至少一个制动系统能够在至少两种配置中操作：

第一配置，其中所述至少一个制动系统使所述负载以第一下降速率下降；以及

第二配置，其中所述至少一个制动系统使所述负载以第二下降速率下降或锁定，并且其中所述负载是恒量，并且所述第一下降速率大于所述第二下降速率。

30.根据权利要求29所述的自动下降控制装置，其中所述第二下降速率锁定所述线的位置并且防止所述负载下降。

31.根据权利要求29所述的自动下降控制装置，其中所述至少一个制动系统包括能够在所述第一配置中操作的第一制动系统和能够在所述第二配置中操作的第二制动系统。

32.根据权利要求31所述的自动下降控制装置，其中所述第一制动系统包括所述线延伸通过的一系列滑轮。

33.根据权利要求29所述的自动下降控制装置，其中所述制动力基于：所述线经过所述至少一个制动系统的速度。

34.一种自动下降控制装置，包括：

外壳；

轴，所述轴能够旋转地支撑在所述外壳内；

线，所述线被配置为附接到负载，其中所述线耦接到所述轴，并且其中当所述线未受载时，所述线缩回在所述外壳内并缠绕在所述轴上，并且当所述线受载时，所述线从所述外壳延伸并围绕所述轴退绕；

第一制动系统，所述第一制动系统耦接到所述轴，其中当所述线受载时，所述第一制动系统向所述轴提供第一制动力，并且其中所述第一制动系统使所述负载以第一下降速率下降；

机电制动系统，所述机电制动系统耦接到所述轴，其中当所述线受载时，所述机电制动系统向所述轴提供第二摩擦制动力，其中所述机电制动系统使所述负载以第二下降速率下降或锁定，并且其中所述负载是恒量，并且所述第一下降速率大于所述第二下降速率；以及

控制器，所述控制器耦接到所述机电制动系统，其中所述控制器在接收到接合信号后接合所述机电制动系统。

35.根据权利要求34所述的自动下降控制装置，其中所述第一制动系统是涡电流制动系统。

36.根据权利要求34所述的自动下降控制装置，其中所述机电制动系统包括：

塞轴，所述塞轴被配置为耦接到所述轴；

离合器轴承，所述离合器轴承耦接到所述塞轴；

制动毂，所述制动毂耦接到所述离合器轴承，其中所述塞轴、所述离合器轴承和所述制动毂都是同轴的，并且都由所述轴能够旋转地驱动；

夹持轮，所述夹持轮耦接到所述外壳；以及

制动衬块，所述制动衬块耦接到所述夹持轮。

37.根据权利要求36所述的自动下降控制装置，其中所述夹持轮包括被配置为产生磁场的电线圈。

38.根据权利要求34所述的自动下降控制装置，其中所述机电制动系统包括：

磁阻轮；以及

传感器，其中所述传感器被配置为经由所述磁阻轮测量所述轴的旋转速度和方向。

39.根据权利要求34所述的自动下降控制装置，还包括与所述下降控制装置通信地耦接的远程接口保持器，其中所述接口保持器包括被配置为向所述电磁制动系统提供功率的功率源。

40.一种用于自动下降控制装置的辅助制动系统，所述辅助制动系统被配置为相对于可旋转轴产生第一制动力，所述辅助制动系统包括：

塞轴，所述塞轴被配置为耦接到所述自动下降控制装置的所述可旋转轴并从其旋转驱动；

转子组件，所述转子组件耦接到所述塞轴；以及

定子组件，所述定子组件相对于所述旋转组件固定，其中所述转子组件和所述定子组件被配置为通过所述塞轴相对于所述轴产生第二制动力。

41.根据权利要求40所述的辅助制动系统，其中所述第二制动力是基于摩擦的。

42.根据权利要求40所述的辅助制动系统，其中所述转子组件包括：

离合器轴承，所述离合器轴承耦接到所述塞轴；以及

制动毂，所述制动毂耦接到所述离合器轴承，其中所述塞轴、所述离合器轴承和所述制动毂都是同轴的，并且都由所述可旋转轴能够旋转地驱动。

43.根据权利要求40所述的辅助制动系统，其中所述定子组件包括：

夹持轮，所述夹持轮耦接到所述外壳；以及

制动衬块，所述制动衬块耦接到所述夹持轮。

44.根据权利要求40所述的辅助制动系统，还包括控制器，所述控制器被配置为选择性地接合所述第二制动力，其中所述控制器被配置为经由磁阻轮测量所述可旋转轴的旋转速度和方向。

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