CN211357505U - 基于整体鼓轮结构的速差防坠装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种结构简单、体积小、成本低、抗破坏能力强的基于整体鼓轮结构的速差防坠装置。它包括机架，中心轴，转动设置在中心轴上的鼓轮，卷绕在鼓轮上的安全绳；鼓轮包括一体结构的圆盘和圆筒；在机架与鼓轮圆盘之间的空间内设置棘爪、棘轮在内的锁止结构，棘轮固定在与鼓轮圆盘相对的机架上，棘爪套装在固定在鼓轮上的棘爪转轴上；当鼓轮沿工作方向转动的旋转速度超过锁止速度时，棘爪在离心力的作用力绕棘爪转轴转动，棘爪卡入棘轮齿槽，使得鼓轮、棘爪停止转动。

Description

基于整体鼓轮结构的速差防坠装置

技术领域

本专利涉及一种安全防护用具领域，尤其涉及一种用于工人高空作业时的一种基于整体鼓轮结构的速差防坠装置。

背景技术

现在，随着科技的发展，地面空间的越来越小，大量的高楼大厦拔地而起。随着高度的增加，平时较为简单的工作，由于是高空作业，使得这样的工作变得更加困难，随之而来的速差防坠器解决了上述的困难。高空作业时，速差防坠器的机架一端悬挂于高处，安全绳伸出速差防坠器的外端挂于操作人员腰部（或系在操作人员腰部上的完全带），安全绳随着工人作业而随动。它的工作原理是当操作人员平时正常作业以正常速度下降时，防坠器的卷绕在鼓轮上的安全绳跟随人体运动而放出保持在合适的长度，一旦操作人员下降速度过大或发生坠落时，由于安全绳放出速度超出正常速度，防坠器内部机械发生作用，鼓轮被锁止、安全绳无法放出，避免了操作人员继续跌落可能带来的生命安全危害，当操作人员恢复正常工作时，防坠器可人工解锁进行下一次的安全防护。

对于高空作业人员来说，速差防坠器是必不可少的防护用具。但是现有防坠器体积较大，结构比较复杂，加工方法复杂，从而使得成本较高。特别是鼓轮是由两个半鼓轮经过组装而成，在力的传递链上，应力集中环节过多，抗破坏性弱，这就使得整个速差防坠器结构不太合理，使用次数多了就会出现无法锁止或结构破坏的风险，给施工工人带来安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、体积小、成本低、抗破坏能力强的基于整体鼓轮结构的速差防坠装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现：

本实用新型所述的基于整体鼓轮结构的速差防坠装置，包括：机架23，固定在机架23上的中心轴5，转动设置在中心轴上的鼓轮6位于机架内，卷绕在鼓轮6上的安全绳21的内端固定在鼓轮上，外端穿过机架23向外延伸；鼓轮6沿工作方向转动时放出安全绳21，沿与工作方向相反的非工作方向转动时，收回安全绳21；其特征是：鼓轮6包括一体结构的位于上部的直径较大的圆盘61和位于下部的直径较小的圆筒62；在机架23与鼓轮圆盘之间的空间内设置包括棘爪7、棘轮19在内的锁止结构；棘轮19固定在与鼓轮圆盘相对的机架上，棘轮上的齿槽均布在棘轮19的外周；棘爪7位于棘轮外周外侧，并套装在固定在鼓轮上的棘爪转轴15上，在鼓轮圆盘上设置有限制棘爪7绕棘爪转轴15沿某一方向即止转方向摆动的挡柱10，在鼓轮圆盘与棘爪7之间设置有常态时使得棘爪7与挡柱10相接触状态的弹性元件；

当鼓轮6绕中心轴5沿工作方向转动的旋转速度超过设定的锁止速度时，棘爪7在离心力的作用力绕棘爪转轴15沿与止转方向相反的锁止方向转动，棘爪7的尖端卡入棘轮19的齿槽，使得鼓轮6、棘爪7停止转动。

本专利的有益效果：工人高空作业时，机架一端相对固定悬挂于高处，安全绳21外端挂于工人腰部，安全绳21随着工人作业而随动。在平时正常作业时，鼓轮6整体机构转速很缓慢，也即鼓轮圆盘的棘爪7受到的离心力很小，克服不了弹性元件对棘爪7的作用力，棘爪7基本上处于与挡柱10相接触的状态，基本不会绕棘爪转轴15转动，从而棘爪7尖端不会与棘轮19接触，连接有棘爪7的鼓轮6可以顺利沿工作方向转动，安全绳逐渐放出。一旦作业时发生坠落，安全绳外端受到人体下坠的力，带动鼓轮6快速转动，当鼓轮转速达到锁止速度时，使得鼓轮圆盘上的棘爪7受到较大离心力，棘爪7克服弹性元件的作用力而绕着棘爪转轴15沿锁止方向发生转动，棘爪7尖端会卡到棘轮19上齿槽内，实现锁止，保证使用者的安全。

这种棘爪、棘轮等组成的锁止机构是外啮合棘轮机构，棘爪在棘轮的外周的外侧，相对于常规的速差防坠装置使用的内啮合棘轮机构，棘轮尺寸较小，体积紧凑，结构简单，可加工性强。

特别鼓轮是一个整体的结构，在力的传递链上，应力集中环节处理得当，抗破坏性强，可靠性非常突出，这就使得整个速差防坠器结构相对稳定，降低了因使用次数过多而引起鼓轮出现故障的可能性，给施工工人带来更安全的保障。

作为对上述的基于整体鼓轮结构的速差防坠装置的进一步改进，棘爪转轴15平行于中心轴5，且两者之间的距离大于圆筒62外径；圆筒62的外周具有沿着鼓轮径向方向凸出的凸台68；凸台68、圆盘61、圆筒62是一体结构，所述棘爪转轴15同时与圆盘和凸台相连。

常规的速差防坠装置中，棘爪转轴15仅仅安装在鼓轮圆盘上。而与棘爪转轴配合的鼓轮圆盘部分厚度较薄，所能承载的冲击力较小。考虑到因机构锁止导致的力传递到棘爪转轴来承担，为此本实用新型在鼓轮圆筒上延伸一较厚的凸台，棘爪转轴同时与圆盘和凸台相连，保证了棘爪转轴能够承受较大的力，而圆盘、凸台不会损坏。

作为对上述的基于整体鼓轮结构的速差防坠装置的进一步改进，所述圆筒62为中空结构，圆筒的圆柱面具有开口63，绳索柱18固定中空的圆筒内部；安全绳21内端套接于绳索柱18上，并穿过开口缠绕于鼓轮圆筒。

该鼓轮圆筒部分采用空心结构，内部安装绳索柱，结构简单，重量轻。

作为对上述的基于整体鼓轮结构的速差防坠装置的进一步改进，它还包括卷簧25、卷簧盘22在内的安全绳回收装置；穿过鼓轮6和卷簧盘22的中心轴5的上下两端与机架23固定相连，卷簧盘22固定在鼓轮6的下部且位于鼓轮6下部与机架之间，位于卷簧盘22内的卷簧25的一端固定在中心轴5上，另一端固定在卷簧盘22的周边；当在安全绳的外端施加外力，通过安全绳21拉动鼓轮6和卷簧盘22沿工作方向转动时，卷簧25被绕紧扭矩逐渐增大；当外力释放时，卷簧25带动卷簧盘22和鼓轮6沿非工作方向转动，伸出机架的安全绳长度逐渐缩短，安全绳21被卷绕在鼓轮6上。

附图说明

图1是速差防坠装置的总装示意图；

图2是上机架与棘轮等立体图；

图3是速差防坠装置的立体图（去掉机架、安全绳等）；

图4是速差防坠装置的俯视图；

图5是图4的A-A剖面图；

图6是鼓轮、卷簧盘等的立体图；

图7是卷簧盘、卷簧、中心轴等的立体图；

图8是鼓轮的立体图；

图9是鼓轮的另一立体图；

图10是卷簧盘、鼓轮、绳索柱等立体图；

图11是速差防坠装置锁止时的状态图。

图中，5 中心轴，51孔，6 鼓轮，61圆盘，62圆筒，63开口，绳索柱孔64，棘爪转轴孔65，挡柱孔66，螺纹孔67，凸台68，7 棘爪，8 垫柱，10 棘爪挡柱，11 弹簧紧固螺钉， 13 绳索端口，14 棘爪拉伸弹簧，15 棘爪转轴，16 卡簧，18 绳索柱，19 棘轮，21 安全绳，22 卷簧盘，221槽，23 机架，231上机架，下232机架，24 耐磨轴套，25 卷簧。

具体实施方式

下面结合附图，对本专利作进一步说明：

参见如图1所示的速差防坠装置，机架23是由上机架231和下机架232固定连接构成；所述机架一端具有供安全绳穿过的绳索端口13，另一端为挂钩端。所述机架23上设有中心轴，中心轴5两端分别固定在上机架231和下机架232。在上机架231下表面上通过垫柱8固定棘轮19。棘轮19为空心圆环形结构，结构小巧，质量轻。

参见图6、8、9，所述鼓轮6由直径较大的圆盘（也就是鼓轮的上端面）61和直径较小的圆筒62组成一体结构，即卷绕安全绳21的鼓轮圆筒部分61与设置棘爪7的鼓轮圆盘部分62是一个整体。鼓轮圆筒通过耐磨轴套24套装在中心轴5上。鼓轮6和耐磨轴套24可以相对于中心轴转动。

参见图10，所述鼓轮圆筒62部分为中空式，圆筒的圆柱面具有开口63，圆筒下端与卷簧盘22固定连接；绳索柱18位于中空的圆筒内部，其上下两端伸入的到圆筒上的绳索柱孔64内；安全绳21内端套接于绳索柱18上，并通过开口缠绕于鼓轮圆筒部分；安全绳21外端穿过机架上的绳索端口13。

鼓轮圆盘部分62结构也较为简单，在鼓轮圆盘62上分别设置固定棘爪转轴15的棘爪转轴孔65、固定挡柱10的挡柱孔66和固定棘爪拉伸弹簧14的螺纹孔67。在考虑到因机构锁止导致的力传递到棘爪转轴15来承担，而与棘爪转轴15配合的棘爪转轴孔65的厚度较薄，也即鼓轮圆盘部分62厚度较薄，为此在鼓轮圆盘部分62的棘爪转轴孔65下端分别延伸一较厚弓型凸台68，然后棘爪转轴孔65贯穿该弓型凸台68。

参见图5-7，在高空作业时，安全绳21的外端与工人相连，所以使用者下坠的速度与安全绳21速度同步，安全绳21拉动鼓轮6沿工作方向转动。所述卷簧盘22内设有卷簧25，卷簧25的一端通过螺钉固定在转轴5穿过卷簧盘22的下端部的孔51处，另一端通过螺钉固定在卷簧盘22周边所开的槽221上，整个卷簧25被限制在卷簧盘22内部。在发生坠落排除危险后，卸载安全绳21外端的力，安全绳21会在卷簧25的作用下收缩缠绕回鼓轮6上，并且棘爪7会在棘爪限位弹簧14的拉力下恢复至与挡柱10接触的初始状态。

所述的中心轴5套接有鼓轮6和卷簧盘22，鼓轮6和卷簧盘22固定连接，鼓轮6和卷簧盘22固定为一体机构，在正常工作时其作为整体绕着中心轴5转动；鼓轮圆盘上端固定有中心对称的两棘爪转轴15和两棘爪挡柱10，所述两棘爪转轴15上分别套接有位于棘轮外周的棘爪7，在两棘爪转轴15上分别设有卡簧16，以此来限制棘爪7沿棘爪转轴15的轴向移动；所述两棘爪7上分别连接有棘爪拉伸弹簧14，棘爪拉伸弹簧14一端连接于棘爪7尖端，棘爪拉伸弹簧另一端连接在固定在鼓轮圆盘上端的弹簧紧固螺钉11上。

参见图3、11，工人高空作业时，机架23挂钩端相对固定悬挂于高处，安全绳21外端挂于工人腰部的安全带上，安全绳21随着工人作业而随动，在平时正常作业时，鼓轮6整体机构转速很缓慢，也即鼓轮圆盘上端的棘爪7受到的离心力很小，克服不了棘爪拉伸弹簧14的拉伸力，棘爪与挡柱10相接触，不会绕棘爪转轴15转动，从而棘爪7尖端不会与棘轮外周的齿槽接触，棘爪可以顺利通过棘轮19而不会受到阻碍。一旦作业时发生坠落，受到人体下坠的力，鼓轮6沿工作方向的转速变快，使得鼓轮圆盘上的棘爪7受到较大离心力，棘爪7克服棘爪拉伸弹簧14的拉伸力而绕着棘爪转轴15发生转动，当鼓轮转速达到锁止转速时，棘爪7尖端会向棘轮的齿槽方向摆动卡到棘轮19内，实现锁止，达到防坠目的。

本实用新型采用的是一个体积紧凑，结构简单，可加工性强的结构设计方案，从而使得成本也相对较低。特别鼓轮是一个整体的结构，在力的传递链上，应力集中环节处理得当，抗破坏性强，可靠性非常突出，这就使得整个速差防坠器结构相对稳定，降低了因使用次数过多而引起鼓轮出现故障的可能性，给施工工人带来更安全的保障。其中的关键部件棘轮结构中的棘轮采用空心圆环形结构，固定在机架上，且棘轮最大外径小于棘爪转轴所在的以中心轴轴线为中心的圆的直径，结构小巧，质量轻，锁止可靠。

在考虑到因机构锁止导致的力传递到棘爪转轴来承担，而常规的与棘爪转轴配合的棘爪转轴孔的厚度较薄，也即鼓轮圆盘部分厚度较薄，为此本实用新型在鼓轮圆盘部分的棘爪转轴孔下端分别延伸一较厚弓型凸台，然后棘爪转轴孔贯穿该弓型凸台。

Claims (4)

1.基于整体鼓轮结构的速差防坠装置，包括：机架（23），固定在机架（23）上的中心轴（5），转动设置在中心轴上的鼓轮（6）位于机架内，卷绕在鼓轮（6）上的安全绳（21）的内端固定在鼓轮上，外端穿过机架（23）向外延伸；鼓轮（6）沿工作方向转动时放出安全绳（21），沿与工作方向相反的非工作方向转动时，收回安全绳（21）；其特征是：鼓轮（6）包括一体结构的位于上部的直径较大的圆盘（61）和位于下部的直径较小的圆筒（62）；在机架（23）与鼓轮圆盘之间的空间内设置包括棘爪（7）、棘轮（19）在内的锁止结构；棘轮（19）固定在与鼓轮圆盘相对的机架上，棘轮上的齿槽均布在棘轮（19）的外周；棘爪（7）位于棘轮外周外侧，并套装在固定在鼓轮上的棘爪转轴（15）上，在鼓轮圆盘上设置有限制棘爪（7）绕棘爪转轴（15）沿某一方向即止转方向摆动的挡柱（10），在鼓轮圆盘与棘爪（7）之间设置有常态时使得棘爪（7）与挡柱（10）相接触状态的弹性元件；

当鼓轮（6）绕中心轴（5）沿工作方向转动的旋转速度超过设定的锁止速度时，棘爪（7）在离心力的作用力绕棘爪转轴（15）沿与止转方向相反的锁止方向转动，棘爪（7）的尖端卡入棘轮（19）的齿槽，使得鼓轮（6）、棘爪（7）停止转动。

2.如权利要求1所述的基于整体鼓轮结构的速差防坠装置，其特征是：棘爪转轴（15）平行于中心轴（5），且两者之间的距离大于圆筒（62）外径；圆筒（62）的外周具有沿着鼓轮径向方向凸出的凸台（68）；凸台（68）、圆盘（61）、圆筒（62）是一体结构，所述棘爪转轴（15）同时与圆盘和凸台相连。

3.如权利要求1所述的基于整体鼓轮结构的速差防坠装置，其特征是：所述圆筒（62）为中空结构，圆筒的圆柱面具有开口（63），绳索柱（18）固定中空的圆筒内部；安全绳（21）内端套接于绳索柱（18）上，并穿过开口缠绕于鼓轮圆筒。

4.如权利要求1-3任一项所述的基于整体鼓轮结构的速差防坠装置，其特征是：它还包括卷簧（25）、卷簧盘（22）在内的安全绳回收装置；穿过鼓轮（6）和卷簧盘（22）的中心轴（5）的上下两端与机架（23）固定相连，卷簧盘（22）固定在鼓轮圆筒的下部且位于鼓轮圆筒下部与机架之间，位于卷簧盘（22）内的卷簧（25）的一端固定在中心轴（5）上，另一端固定在卷簧盘（22）的周边；当在安全绳的外端施加外力，通过安全绳（21）拉动鼓轮（6）和卷簧盘（22）沿工作方向转动时，卷簧（25）被绕紧扭矩逐渐增大；当外力释放时，卷簧（25）带动卷簧盘（22）和鼓轮（6）沿非工作方向转动，伸出机架的安全绳长度逐渐缩短，安全绳（21）被卷绕在鼓轮（6）上。

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