防坠落装置及防坠落方法

专利名称：防坠落装置及防坠落方法
技术领域：
本发明是关于一种防坠落装置及防坠落方法，特别是指应用于杆塔上高空作业时 的防坠落装置及防坠落方法。
背景技术：
我国输电线路杆塔由水泥杆、铁塔组成，高度基本上都在20米以上，线路的安装、 检修、维护等工作都需要作业人员上下杆塔，进行高空作业。可靠的防坠落装置可以为作业 人员提供安全保障。防坠落装置是用于杆塔高处作业人员在攀登、移动和作业过程中发生坠落后安全 悬挂在空中的防护用品。目前在高空作业上通常使用的防坠落装置为导向型防坠落装置， 一般由导轨、自锁器(防坠器)、安全带(绳)等主要部件组成，主要是由自锁器与导轨之间 的相互作用产生制动效果。传统的导向型防坠落装置是依靠自锁器与导轨之间的摩擦作用产生制动效果，亦 称摩擦式防坠落装置。摩擦式防坠落装置的制动需要自锁器与导轨之间有足够大的摩擦系 数，对导轨材质有特殊要求；且当在倾斜导轨上作业或做横向移动时需要人拖着自锁器移 动，这时自锁器很容易发生自锁，从而影响工作人员的正常行动；另外，导轨在覆水、覆冰或 覆油等恶劣工况条件下，将存在极大的安全隐患，无法正常使用。为了提高高空作业人员的安全保护性，相关设计人员对防坠落装置进行了研究， 改进了导向型防坠落装置自锁器与导轨之间的相互制动机理。例如，CN 201205413Y公开 了一种防坠落设备，其中是在纵向的C型滑槽导轨上冲压出向滑槽内凸出的卡座，利用自 锁器的卡块与导轨上卡座的上表面产生卡止作用而实现防坠，这样的制动机理与传统的单 纯靠摩擦制动相比提高了制动的可靠性，且导轨的使用可不受覆水、覆冰或覆油等工况条 件限制。然而，上述导轨的卡座为整体冲压成型，冲压时，导轨母材拉伸在导轨滑槽内形成 凸台作为卡座，由于在冲压时存在应力的集中，母材拉伸不均勻，拉伸区域往往集中在卡座 与材料母体相连接的部分，造成此部位厚度变薄，向外拉伸量越大，此部位厚度越薄，直至 断裂。请参见图1所示的该卡座结构的侧面示意图，这种结构的卡座凸台四周与导轨母体 连接部分过薄(凸台四周与导轨母体连接部分请参见图1中箭头所指部位)。当自锁器在 导轨内坠落时，卡座与导轨母体的连接部位将承受很极大的应力，而当冲击力过大时，由于 此卡座与导轨母体的连接部位厚度很薄，很容易引起断裂，一旦断裂就起不到安全保护效 果，对作业人员的人身安全造成危害。另外，采用这种结构的导轨，为了使自锁器在上升过 程中不受导轨卡座凸台的影响而能自由滑行，同时能保证自锁器在坠落时能与卡座有效实 现锁止，自锁器的卡块从壳体底部伸缩幅度应足够大，卡块旋转中心距卡块与导轨卡座凸 台的接触点距离较长，这样，当自锁器坠落时卡块与导轨上的卡座发生作用，通过卡块传给 自锁器机体的冲击力较大，容易造成自锁器机体损坏而导致不安全系数增大。此外，作业人员在杆塔作业时，当需要从一条导轨进入另一条不同方向的导轨，通常需要在两条不同方向的导轨间设置转向器，而现有技术中的转向器要么仅能进行特定角 度或方向的转换，要么具有复杂的结构且不利于在高空中的操作，具有一定的局限性。因此，研究开发安全可靠的防坠落装置是十分必要的，对于保证相关作业人员的 安全性具有重要意义。

发明内容
本发明的主要目的在于根据我国输电线路杆塔上高空作业的需求，针对现有防 坠落装置的缺陷，对其相关部件结构进行改进，提供一种防坠落装置，以提高防坠落装置的 制动可靠性，从而提高作业人员的安全保护性。本发明的另一目的在于提供一种利用所述防坠落装置进行防坠落的方法。一方面，本发明提供了一种防坠落装置，该防坠落装置包括导轨、自锁器及安全 带，其中，所述导轨上设置有至少一个凸出导轨母体表面的卡座，该卡座上端面为与自锁器 卡块发生卡止制动的卡止面，且该卡座与导轨母体的连接部分由上至下逐步增厚；所述自锁器包括卡块及机体，所述卡块通过转动销轴与机体活动连接，且该卡块 设有卡头，该卡块能以转动销轴为中心进行转动而使卡头伸出机体底面；所述自锁器在导轨中下行时能藉由伸出机体底面的卡头与所述导轨上的卡座实 现锁止制动。根据本发明的具体实施方案，该防坠落装置还包括限位组件，该限位组件包括第 一端定位块，能固定在导轨上，所述第一端定位块上设有一第一通孔，并且所述第一端定位 块具有一突出部，所述突出部上设有一卡槽；第二端定位块，所述第二端定位块设有第二通 孔和第三通孔，所述第二端定位块位于所述突出部的上方；弹性部件，所述弹性部件的一端 作用在所述卡槽内，另一端作用在所述第三通孔内；固定钉，所述固定钉依次穿过所述弹性 部件、第二通孔和第一通孔，将所述弹性部件、第二端定位块和第一端定位块固定；所述第 二端定位块能以所述固定钉为轴转动；所述自锁器还设有挡块，所述挡块平行于机体底面且垂直于自锁器的滑行方向设 置；当自锁器沿导轨下行时，所述限位组件的弹性部件作动使第二端定位块卡住自锁 器的挡块而阻止自锁器下行。根据本发明的具体实施方案，该防坠落装置还包括转向器，该转向器包括转向 块，所述转向块中心设有第一通孔，所述转向块具有与所述导轨相应的轨道结构而使自锁 器能沿该转向块的一端滑至另一端；底板，所述底板上设有第二通孔以及至少一个用于固 定该转向器的第三通孔；第一螺栓，所述第一螺栓依次穿过所述第一通孔和第二通孔将所 述转向块和所述底板固定，并且，所述转向块能以第一螺栓为轴转动；该转向器设置于两条不同方向的导轨末端之间用以衔接这两条导轨。根据本发明的具体实施方案，该防坠落装置还包括固定夹具，且所述导轨上还设 置有贯穿导轨母体的固定用通孔，利用所述固定夹具通过导轨上的固定用通过而能将所述 导轨固定于杆塔上。根据本发明的具体实施方案，本发明的导轨具体可以为C型滑槽导轨，所述卡座向滑槽内凸出设置。根据本发明的优选具体实施方案，所述卡座自上端的卡止面到下端凸 出导轨母体部分的高度递减；更优选的，该卡座下端凸出导轨母体部分的高度为0(卡座下 端与导轨母体为一体连接)。根据本发明的具体实施方案，所述卡座的卡止面凸出导轨母体部分的高度为3 15mm。根据本发明的具体实施方案，所述卡座自上端的卡止面到下端的高度为10 50mm ； 所述卡座宽度为15 100mm。根据本发明的具体实施方案，所述防坠落装置用导轨上设置 有多个卡座，相邻卡座间的距离为20 200mm ；优选的，根据卡座的制造工艺、安装等因素 考虑，本发明中导轨上设置的相邻卡座间的距离为100 160mm，最优选140mm ；优选的，所 述卡座在导轨上等间距设置。根据本发明的具体实施方案，所述导轨上还设置有贯穿导轨母体的固定用通孔， 以利用固定组件将该导轨固定于杆塔上。该导轨具体可以为纵向导轨或倾斜导轨。本发明的导轨的制作，关键在于所述卡座形状结构与现有技术不同，该卡座可 以是由导轨母材按照所述卡座形状冲压而成，在冲压的过程中导轨母体材料拉伸，从而形 成凸出于导轨母体的卡座，导轨的其他制作包括材质及制作工艺等可与现有技术的导轨相 同。由于在冲压过程中，形成卡座的材料无法做到均勻拉伸，卡座与导轨母体相连接的部分 拉伸量越大，此部位厚度越薄。本发明中设计卡座自上端的卡止面到下端凸出导轨母体部 分的高度递减，即卡座与导轨母体相连接的部分自上至下拉伸量递减，所以，被拉伸部位的 厚度自上至下逐步递增，具有该结构的卡座抗冲击性能好，可承受的应力也大。根据本发明的具体实施方案，本发明的自锁器还设置有垂直于机体底面的调节螺 钉，该调节螺钉的一端通过螺纹与机体底部螺接，另一端与卡块接触。通过调节该调节螺 钉而能调节卡块的卡头凸出机体底面的高度，可通过调节该螺钉而适当调整卡块的活动位 置，调节卡头的锁止位置，使得自锁器可以更好的适应各种条件，也可也通过自身的调节使 自锁器本身达到最佳的使用效果；并且，本发明中通过该调节螺钉的设置，当自锁器坠落时 卡块遇到导轨上的卡座发生卡止作用而实现锁止时，还可适当减轻对自锁器的冲击力，提 高制动的安全可靠性。根据本发明的具体实施方案，所述转动销轴到调节螺钉中心的距离为30 150mm,该尺寸越大，发生锁止制动时机体结构所受冲击力越小。根据本发明的具体实施方案，所述卡头可以设置在卡块对应于所述调节螺钉的位 置与对应于转动销轴的位置之间；优选的，所述卡头与卡座的接触面为平面，具有较大的接 触面积。根据本发明的具体实施方案，所述卡块的卡头凸出机体底面的高度为3 15mm。本发明的自锁器中，所述转动销轴距卡块与导轨卡座的接触点在垂直机体底面方 向的距离(即锁止制动发生时产生冲击力的力臂)短，可为10 16mm。当自锁器坠落时 卡块与导轨上的卡座发生作用，冲击力通过卡块传给自锁器机体，本发明的较短的力臂可 以有效的减轻卡块对自锁器机体的冲击，对自锁器和作业人员也更加安全。根据本发明的具体实施方案，该自锁器的机体上还可设有凹进或凸出机体表面的 使用姿态提示标示。由于自锁器只有按照正确的方式进入导轨才能起到安全防护作用，在 自锁器机体上铸有相关提示标示，可以提示作业人员自锁器的使用姿态，避免了作业人员 因业务生疏或者对产品不熟悉而带来的误操作。
根据本发明的具体实施方案，该自锁器机体上与导轨接触处还可设置有耐摩擦凸 台，例如尼龙凸台等。由于自锁器机体的该部分与导轨接触，作业人员上下移动时自锁器机 体与导轨间发生摩擦和碰撞，长时间的摩擦碰撞会对自锁器机体和导轨产生磨损或损坏， 影响自锁器使用寿命。耐摩擦凸台的设置可有效的保护自锁器和导轨，避免自锁器与导轨 摩擦、碰撞而产生的损伤。根据本发明的具体实施方案，该自锁器还设有用以防止自锁器脱离导轨的挡块。 该挡块的设置位置应不影响自锁器的正常运动，且该挡块可与设置于导轨或杆塔上的限位 组件发生作用，从而防止自锁器在操作人员不知情的情况下脱离导轨而使作业人员失去安 全保护。根据本发明的具体实施方案，该自锁器还进一步设置有用以辅助卡块转动的弹簧 装置。该弹簧装置一般设置于转动销轴附近，一端固定于自锁器机体上，另一端以镶嵌方式 嵌入卡块。在自锁器正常滑行时，该弹簧处于压缩状态，而当自锁器坠落时，弹簧可辅助卡 块绕转动销轴转动而使卡头伸出自锁器机体底部外，起到辅助制动作用。本发明的防坠落装置的自锁器的制作，可以将所述壳体、卡块分别铸造成型，然后 组装成自锁器。组装时，卡块的卡头是伸出机体底部外，所述调节螺钉上端伸入卡块的对应 沉孔内顶着卡块；所述辅助制动的弹簧处于自由状态。根据本发明的具体实施方案，所述限位组件中的所述弹性部件为扭簧；更选地，所 述扭簧为圆柱螺旋扭转弹簧。在第二端定位块在外力作用下转动之后离开原始位置之后， 上述弹性部件能够在外力去除之后，使第二端定位块复位；任何能够实现该复位功能的弹 性部件均可以用于此，并不限于扭簧(或称扭转弹簧)等。优选的，在上述限位组件中，所述第二端定位块为片状或棒状；所述第二端定位块 为直角梯形片，即第二端定位块为两面为直角梯形的片状；优选的，所述第二端定位块的直 角腰与导轨垂直。优选的，在上述限位组件中，所述第一端定位块上设有用于固定所述第一 端定位块的第四通孔或者螺纹孔。通过调整第一端定位块的形状，使其与不同的导轨配合，可以使本发明提供的限 位组件适用于不同的导轨。在本发明的限位组件中，第一端定位块的形状与导轨的形状相 适应，第二端定位块以及弹性部件等均是固定到第一端定位块上，然后通过第一端定位块 将整个限位组件固定到导轨上，其固定方式可以采用本领域常用的方式。本发明提供的限位组件中，该第二端定位块可以以固定钉为轴转动，当高空作业 人员带着自锁器等其他防坠落装置或组件(这些其他防坠落装置或组件上应设有相应的 突出部件(挡块)，该突出部件应能够卡在第二端定位块上并能够承受一定的压力或拉力) 经过时，第二端定位块可以向上转动(第二端定位块仅允许向一个方向转动，即突出部件 仅能够由一个方向通过，突出部件通过之后，第二端定位块会在弹性部件的作用下复位)， 允许自锁器通过，但是自锁器等通过之后，第二端定位块会在弹性部件(例如扭簧)的作用 下回复原位；但是，第二端定位块设置在第一端定位块的突出部上方，被该突出部所限制， 无法向下转动或滑动，当高空作业人员带着自锁器经过之后，即使高空作业人员因松懈或 打滑等原因失手抓空而落下，该第二端定位块也会将自锁器卡住，防止高空作业人员继续 下落，避免出现坠落事故。本发明提供的限位组件可以安装在防坠落导轨的终端，即导轨的入口处和出口处，并且，该限位组件在出口处为反方向安装(即第二端定位块阻止滑块或自缩器由下向 上脱离滑动导轨)，当自锁器进入导轨时不受任何限制，一旦进入导轨，除非认为手动解除 限位组件限制，否则自锁器不能从导轨中出来。采用上述限位组件，能够限制自锁器的活动 范围，防止自锁器脱离导轨；设置在防坠落导轨的顶端，还能够提醒作业人员自锁器已到导 轨的顶端，在解除限制前应系好安全带，防止作业人员在不知情的情况下脱离保护。本发明 提供的限位组件也可以设置在滑动轨道中间的不同位置，例如每隔一定距离设置一个限位 组件，可以保证高空作业人员随时在轨道上停留，并且不会因为失手抓空而坠落。本发明提供的限位组件结构简单实用，能够很好地避免出现因高空作业人员失手 等原因而造成的高空坠落事故，大大提高了高空作业的安全性和稳定性。根据本发明的具体实施方案，本发明的转向器的底板可以是任意的形状，优选为 圆形。本发明的转向器优选还包括护板，所述护板包括两块弧形板，分别与所述转向块连 接，通过设置护板，可以在转向块与护板转动时，利用两块弧形板挡住转向块两端所连接的 导轨的出口，避免自锁器由此位置与导轨脱离。优选的，该防坠落装置的转向器还包括限 位块，所述限位块设置在所述底板上，能够限制所述转向块的转动范围，采用该优选方案可 以防止自锁器出现180度的倒转，避免自锁器失去自锁保护作用。优选的，所述限位块位于 一块所述弧形板下方，采用该优选方案可以使转向器的结构更紧凑，从而减小转向器的体 积。优选的，所述底板包括能用于固定滑动导轨的至少一个第四通孔；更优选的，所述第四 通孔包括至少两个等角度间隔分布的通孔。在使用状态下，转向器上、下的滑动导轨可以通 过螺栓以及第四通孔固定到转向器底板上。在本发明提供的防坠落装置用转向器中，优选 地，所述第四通孔为弧形孔，并且，所述弧形孔的中心角a大于或等于两个相邻的第四通孔 之间的夹角b ；其中，中心角a和夹角b的两边均以弧形孔两端的圆端的圆心与所述底板的 中心(例如圆形底板的圆心)的连线计。本发明的转向器结构简单，安装方便，能够满足各 种杆塔以及各种转向角度的需要，能够实现任意角度转向。另一方面，本发明还提供了一种防坠落方法，其中是利用本发明所述的防坠落装 置。具体地说，本发明的防坠落方法主要包括步骤将导轨固定于杆塔上；利用安全带将自锁器与作业人员连接固定，且通过安全带 的拉力能使自锁器的卡块转动；将自锁器安装到导轨上，使其能沿导轨滑行；作业人员正常作业时利用安全带对自锁器向上的拉力使自锁器卡块的卡头缩在 机体内，而使该自锁器沿导轨自由滑动；当作业人员发生坠落时，安全带对自锁器向上的拉 力消失，自锁器卡块的卡头弹出机体底面，自锁器在导轨中下行时藉由该伸出机体底面的 卡头与所述导轨上的卡座实现锁止制动。在本发明的一具体实施方案中，所述的防坠落装置包括所述转向器，所述的防坠 落方法包括步骤当自锁器滑动到一条导轨的末端，使其从该导轨的末端滑进所述转向器 的转向块的轨道的一端，转动所述转向器的转向块，使该转向块的轨道的另一端与另一条 导轨衔接，而使所述自锁器滑进该另一条导轨中，实现自锁器在不同方向的导轨间的转向。综上所述，本发明采用科学的设计原理，通过对防坠落装置结构设计进行研究改 进，提供了一种具有新型结构的防坠落装置及方法，可以提高防坠落装置制动的可靠性； 可以实现在保护作业人员安全的同时又不影响其正常的自身行动和检修作业，做到高空作 业过程不离保护，能解决高空作业人员的安全隐患问题。本发明的防坠落装置，广泛适用于各行业上下攀爬高塔、高杆、高台、深井等作业环境的安防需要，如电力、通信、石油、化工、 消防、市政、厂矿等行业，可确保作业人员在上下杆塔全程得到最可靠的安全保护。


图1为现有技术中防坠落装置的导轨及其上的卡座的结构示意图。图2为本发明的防坠落装置的导轨结构的正视示意图。图3为本发明的防坠落装置的导轨结构的侧视剖面示意图。图4为图3中I部分的放大结构示意图，示意了本发明的防坠落装置的导轨的卡 座结构。图5A为图4中A向剖视示意图，图5B为图4中B向剖视示意图，示意了本发明中 导轨的同一卡座的不同高度处卡座与导轨母体的连接部分的厚度变化。图6为图2中所示A向视图，示意了本发明的防坠落装置的导轨的横截面结构。图7为本发明的防坠落装置的自锁器的整体结构主视示意图。图8为本发明的防坠落装置的自锁器的俯视示意图。图9为图8中A-A向剖视图，示意了本发明的防坠落装置的自锁器中的调节螺钉 以及辅助制动的弹簧装置的结构。图10为本发明的防坠落装置的自锁器的卡块的结构示意图。图11为图7中B-B向剖视图，示意了本发明的防坠落装置的自锁器的挡块的结 构。图12为本发明的防坠落装置的限位组件的组合装配图。图13为图12的A向视图。图14为本发明的防坠落装置的限位组件的侧视图。图15为图14的B-B向视图。图16为限位组件第一端定位块的主视图。图17为限位组件第一端定位块的侧视图。图18为限位组件第一端定位块的后视图。图19为限位组件第二端定位块的结构示意图。图20为防坠落装置用转向器的组合结构示意图。图21为图20的A-A向视图。图22为图20的B-B向视图。图23为防坠落装置的转向器的转向块与护板组合结构示意图。图M为图23的A-A向视图。图25为防坠落装置用转向器的底板结构示意图。图沈与27为本发明的防坠落装置的自锁器与卡座的制动示意图。其中，图沈为 本发明的防坠落装置的自锁器在导轨中上行时的动作示意图，图27为本发明的防坠落装 置的自锁器在导轨中坠落时的制动示意图。图观为本发明的另一实施例的防坠落装置中的自锁器与卡座之间制动的结构示 意图。图四为本发明的防坠落装置的自锁器与限位组件的制动示意图。
具体实施例方式以下通过优选的具体实施例并配合附图，进一步详细说明本发明的防坠落装置的 导轨及防坠落装置以及所具有的有益效果。请参见图2、图3、图4图5A、图5B及图6所示意的本发明的一具体实施例的防坠 落装置的导轨结构。该实施例的防坠落装置的导轨10上设置有至少一个凸出导轨母体11 表面的卡座12，该卡座12上端面为与自锁器卡块发生卡止制动的卡止面121。本实施例中，所述防坠落装置的导轨10为C型滑槽导轨，所述卡座12向滑槽内凸 出设置。所述卡座12为由导轨母体11的母材受冲压均勻拉伸弯曲而成。图5A与图5B分 别示意了本发明的同一卡座12的不同高度处卡座12与导轨母体11的连接部分(连接部 分请参见图中箭头所示)的厚度变化。从图中可以看出，卡座12且上端的卡止面121到下 端凸出导轨母体11部分的高度递减，对材质的拉伸量递减，材质的产生的形变越小。因此， 在卡座12的上端(图4中A视图位置)，卡座12与导轨母体11的连接部分较薄；在卡座 12的下端(图4中B视图位置)，卡座12与导轨母体11的连接部分较厚，基本为导轨母材 厚度。本实施例的该卡座12的设计相对于现有技术中的卡座的设计，该卡座的抗冲击性能 更好。本实施例中，所述卡座12的尺寸设计应考虑自锁器卡块大小，例如，卡座12上 端的卡止面凸出导轨母体11的高度应确保能与弹出的自锁器卡块实现有效锁止，同时应 考虑卡座与导轨母体连接部分受力情况，本发明中，所述卡座12的卡止面121凸出导轨母 体11部分的高度通常为3 15mm，所述卡座12自上端的卡止面121到下端的高度优选为 10 50mm所述卡座12宽度优选为15 100mm。图中所示卡座12上端的卡止面121凸出 导轨母体11的高度约为导轨母材厚度的2倍，卡座12自上端的卡止面121到下端的高度 约为导轨母材厚度的5倍。所述卡座12宽度约为导轨母材厚度的6倍。所述导轨母材的 厚度优选约为4mm。具有该卡座结构设计的防坠落装置的导轨10结构简单合理，不会影响 自锁器在导轨滑槽内正常滑动时的动作，且能有效提高防坠落装置制动的可靠性。导轨10的材质可以为现有技术中的刚性导轨材质，优选耐磨、耐腐蚀、抗冲击、不 老化的材质，例如铝合金、不锈钢等。本实施例中，所述防坠落装置的导轨10上等间距设置有多个卡座12，根据卡座的 制造工艺、安装等因素考虑，相邻卡座12间的距离约为140mm，作业人员的可坠落距离很短。本实施例中，所述导轨10上还设置有贯穿导轨母体11的固定用通孔13，可以利用 固定组件(例如螺固组件等，图中未显示)将该导轨10固定于杆塔上。本实施例的防坠落装置的导轨，可以用作纵向导轨或倾斜导轨。请参见图7所示的本发明的一具体实施例的防坠落装置的自锁器的主视结构。该 实施例的防坠落装置的自锁器20包括卡块21及机体(壳体)22。请结合参见图8所示的 该自锁器20的俯视示意图、图9所示的该自锁器20的剖面示意图，以及图10所示的卡块 21的结构，所述机体22为凹槽结构，底面上设有贯穿的孔洞221 (所述机体22的底面是指 自锁器在防坠落装置的导轨中滑行时贴近导轨滑槽的那面)；卡块21容置于机体22的凹 槽内，为具有一定厚度的片体，设有卡头211，卡块21通过转动销轴23与机体22活动连接，该卡块21能以转动销轴23为中心进行转动而使卡头211从机体22底面上的孔洞221伸 出机体22底面。所述转动销轴23设置在自锁器上行时的靠上部位置。并且，该自锁器20 还设置有垂直于机体22底面的调节螺钉M，该调节螺钉M的一端与机体22底面螺接，另 一端与卡块21相接触，通过调节该调节螺钉M，可以调整卡块21的活动位置，同时调节卡 头211伸出自锁器机体22底面的距离。所述调节螺钉M设置在自锁器上行时的靠下部位 置。所述调节螺钉M的具体设置可以是在自锁器机体22底面设置螺纹通孔，从机体 底部将调节螺钉M螺入该螺纹通孔，调节螺钉在该孔内通过螺纹移动，从而实现卡块锁止 位置的调节，使自锁器可以更好的适应各种条件，达到最佳的使用效果。具体地说，可以如 图9、图观所示，调节螺钉M为平端螺钉，其平端直接抵着卡块的平面；也可以如图26、图 27所示，在卡块21上对应该调节螺钉的位置设置沉孔，调节螺钉M的一端可伸入该沉孔内 与卡块21接触而实现对卡块21活动位置的调节。本实施例中，所述卡块21上还设置有用以与安全带连接的贯穿孔213，该贯穿孔 213的设置位置最好应能保证在安全带向上拉力作用下，能使卡块21的卡头211缩进机体 22内，而使自锁器20不产生自锁。本实施例中，在自锁器的机体22上还设有凹进或凸出机体表面的使用姿态提示 标示222 (请参见图7所示)；在自锁器机体22上与导轨接触处还设置有耐摩擦的尼龙凸 台223 ；另外还可安装有方便在导轨上滑行的导轮组224等。本实施例的自锁器20还设置有用以辅助卡块转动的弹簧装置25，请参见图9所 示。该弹簧装置25设置于转动销轴附近，包括弹簧，弹簧的作动方向与卡块的转动方向一 致，弹簧一端固定于自锁器机体22上，另一端以镶嵌方式嵌入卡块21 (卡块21上设置对应 的弹簧沉孔214，请结合参见图10所示)，当卡块21卡头211完全伸出机体22底面时该弹 簧处于自由状态。本实施例中的自锁器20还设有用以防止自锁器脱离导轨的挡块26。请结合参见 图11所示，该挡块26平行于机体底面且垂直于自锁器的滑行方向设置，应用时可与固定于 导轨或杆塔上的限位组件(关于该限位组件的具体结构请见后述)发生作用，防止自锁器 脱离导轨。本发明的防坠落装置用自锁器20，除所述耐摩擦凸台223外，其他部件均可由刚 性材料，优选耐磨、耐腐蚀、抗冲击、不老化的材料，例如铝合金、不锈钢等制成。其中所述调 节螺钉M也可以是由具有适当弹性的材料例如尼龙、橡胶等制成，当该调节螺钉M作用于 卡块21时可起到适当缓冲冲击力的作用。本实施例的防坠落装置还包括限位组件30 (请参见图12 15所示)，其包括第一 端定位块31、第二端定位块32、扭簧33和固定钉34 ；其中，第一端定位块31、第二端定位块 32、固定钉34均可以是Q235A碳素钢制成的，扭簧33可以是65Mn钢制成的。图16 18分别为第一端定位块31的主视图、侧视图和后视图。如图16 18所 示，第一端定位块31具有与导轨形状配合的卡槽(图中所示大致为“U”形)，能够贴合到导 轨10的后侧。第一端定位块31上设有第一通孔311，该第一通孔311是供固定第二端定位 块32和扭簧33时使用的。第一端定位块31还具有一突出部312，其位于第一通孔311附 近，与第一端定位块31 —体成型，并且，安装之后，该突出部312与滑动导轨的表面垂直；该突出部312上设有用于设置扭簧33的一端的卡槽313。在第一端定位块31中设有第四通 孔314(也可以是一螺纹孔)，穿过该第四通孔314能够将限位组件固定到滑动导轨上，可以 通过螺栓或者螺杆等进行固定。图19为第二端定位块32的结构示意图。如图19所示，该第二端定位块32为片 状，其形状为直角梯形，其上设有一第二通孔321和第三通孔322。再请参见图12 15所示，图12为本实施例提供的限位组件30的组合装配图，图 13为图12的A向视图，图14为限位组件的组合装配图的侧视图，图15为图14的B-B向视 图。如图12 15所示，固定钉34依次穿过扭簧33的孔、第二通孔321和第一通孔311，将 第一端定位块31、第二端定位块32和扭簧33固定在一起，并且，第二端定位块32设置在突 出部312之上，只能向上运动，不能向下运动；扭簧33为圆柱形扭簧，由图13可以看出，其 一端作用在突出部312上的卡槽内，另一端作用在第二端定位块32上的第三通孔322内； 第二端定位块32能够以固定钉34为轴转动。本发明的防坠落装置的转向器40的结构请参见图20 22所示，包括转向块41、 底板42、第一螺栓43、护板44和限位块45，另配有第二螺栓46、第三螺栓47。再请参见图 23与M所示，转向块41的形状与导轨10配合，其中心具有第一通孔411 ；护板44为两块 弧形板，分别连接在转向块41的两侧；转向块41和护板44均可以是由Q235A碳素钢制成 的，二者之间的连接可以是焊接，也可以是铆接。图25为防坠落装置用转向器的底板42结 构示意图，如图25所示，底板42为圆形，其中心设有第二通孔421，边缘设有第三通孔422 和第四通孔423，其中，第三通孔422和第四通孔423均包括了等角度间隔设置的多个通 孔，分别用于固定底盘42和导轨10 ；底板42可以是由Q235A碳素钢制成的；其中，第四通 孔423为一弧形孔，其中心角为a，相邻两个第四通孔423之间的夹角为b，a的角度大于或 等于b，在图25中，第四通孔423以等角度间隔均勻分布在底板42上，中心角a和夹角b均 为24°，从而可以使该转向器能够实现360°转向。再请参见图20 22所示，其中，第一螺栓43依次穿过转向块41中心的第一通孔 411、底板42中心的第二通孔421将二者连接在一起；当进行转向操作时，转向块41可以以 第一螺栓43为轴转动；限位块45位于右侧的护板44下方，能够限制转向块41的转动范 围，防止自锁器进入转向块41之后产生180度的倒转，倒转后的自锁器将失去自锁保护作 用，并且护板44设有相应的缺口为转向块41的移动提供足够的空间；第二螺栓46可以包 括多个螺栓，分别能够穿过第三通孔422将底板42固定到杆塔上，从而实现对整个转向器 的固定；第三螺栓47能够穿过第四通孔423将导轨10固定到底板42上，根据所需要实现 的转向角度的不同，可以选择不同角度的第四通孔423来固定上述导轨10 ；限位块45可以 是由Q235A碳素钢制成的，上述各种螺栓则可以是由40Cr钢制成的。使用本发明的防坠落装置时，将导轨10通过连接夹具与杆塔固定在一起，组成向 上攀登铁塔的轨道；自锁器20可通过卡块上的贯穿孔213利用U型环等连接件与作业人员 身上的安全带相连，然后将自锁器20安装入导轨10的滑槽。安装好后，自锁器20可通过 安全带拉力随作业人员上下杆塔移动。导轨10上设置限位组件30 ；在需要完成转向的位 置还可设有转向器40，转向器40与不同方向的导轨相连，自锁器20在转向器40上可实现 运行方向的改变。本发明的防坠落装置，自锁器20与导轨10上的卡座12以及与限位组件30可分别起到制动作用。关于本发明中的自锁器20与导轨10的卡座12之间的制动请参见图沈、图27和 图观所示。在正常作业过程中，自锁器20卡块21在自身重力和安全带向上拉力(拉力方 向请参见图沈中箭头所示)的作用下，卡头211收缩在自锁器机体22内部，此时，锁止动作 不会发生。当作业人员发生坠落时，请参见图27所示，安全带对自锁器20卡块21向上的 拉力消失，卡块21在自身重量及弹簧装置25弹力作用下将卡头211从机体22底部弹出， 弹出的卡头211下行时遇到导轨10上凸出卡座12的上端面，发生卡止作用，从而防止坠落 事故的发生。优选的，卡头211与卡座12的接触面为平面，具有较大的接触面积。另外，在 自锁器20的卡块卡头与导轨10的卡座12发生卡止动作时，请参见图27或图洲所示，将 产生使卡块21绕转动销轴23沿图中顺时针方向旋转的力形成对自锁器结构的冲压，而本 发明的调节螺钉M的设置，可减少或分担部分冲压力，减轻对自锁器结构特别是对转动销 轴23连接部位的影响，提高了防坠落装置制动的可靠性；更具体的，本发明中，所述转动销 轴到调节螺钉中心的距离(请参见图28中H所标示)优选为30 150mm，该尺寸越大，发 生锁止制动时机体结构所受冲击力越小。本实施例中综合制作工艺及其他结构参数，所述 转动销轴到调节螺钉中心的距离例如可为65mm。而且，本发明中，所述转动销轴23距卡头 211与导轨卡座的接触点在垂直机体底面方向的距离(如图观中D所示，当卡头与导轨卡 座的接触为面接触时，以最远离转动销轴的接触点计算)比较短，可为10 16mm，较短的力 臂可以有效减轻卡止动作发生时对自锁器机体的冲击，对自锁器和作业人员也更加安全。关于本发明中的自锁器20与限位组件30之间的制动请参见图四所示。如图四 所示，限位组件30通过螺栓固定到导轨10上，限位组件30被固定且不会产生移动，保证使 用过程中的安全。自锁器20在导轨10内滑动时，由于扭簧33作用，自锁器20的挡块沈可 以上行通过第二端定位块32，而下行时如不手动先把第二端定位块32扳转，挡块沈将受到 第二端定位块阻挡，自锁器20将被卡住，防止高空作业人员继续下落，避免出现坠落事故。
权利要求
1.一种防坠落装置，该防坠落装置包括导轨、自锁器及安全带，其中，所述导轨上设置有至少一个凸出导轨母体表面的卡座，该卡座上端面为与自锁器卡块 发生卡止制动的卡止面，且该卡座与导轨母体的连接部分由上至下逐步增厚；所述自锁器包括卡块及机体，所述卡块通过转动销轴与机体活动连接，且该卡块设有 卡头，该卡块能以转动销轴为中心进行转动而使卡头伸出机体底面；所述自锁器在导轨中下行时能藉由伸出机体底面的卡头与所述导轨上的卡座实现锁 止制动。
2.根据权利要求1所述的防坠落装置，其中，所述导轨为C型滑槽导轨，所述卡座为由 导轨母材向滑槽内冲压而形成；优选的，所述卡座自上端的卡止面到下端凸出导轨母体部 分的高度递减。
3.根据权利要求1所述的防坠落装置，其中，所述自锁器还设置有垂直于机体底面的 调节螺钉，该调节螺钉的一端通过螺纹与机体底部螺接，另一端与卡块接触，通过调节该螺 钉以调节卡头伸出机体底面的距离。
4.根据权利要求1所述的防坠落装置，该防坠落装置还包括限位组件，该限位组件包 括第一端定位块，能固定在导轨上，所述第一端定位块上设有第一通孔，并且所述第一端 定位块具有一突出部，所述突出部上设有一卡槽；第二端定位块，所述第二端定位块设有第 二通孔和第三通孔，所述第二端定位块位于所述突出部的上方；弹性部件，所述弹性部件的 一端作用在所述卡槽内，另一端作用在所述第三通孔内；固定钉，所述固定钉依次穿过所述 弹性部件、第二通孔和第一通孔，将所述弹性部件、第二端定位块和第一端定位块固定；所 述第二端定位块能以所述固定钉为轴转动；所述自锁器还设有挡块，所述挡块平行于机体底面且垂直于自锁器的滑行方向设置；当自锁器沿导轨下行时，所述限位组件的弹性部件作动使第二端定位块卡住自锁器的 挡块而阻止自锁器下行。
5.根据权利要求1所述的防坠落装置，该防坠落装置还包括转向器，该转向器包括转 向块，所述转向块中心设有第一通孔，所述转向块具有与所述导轨相应的轨道结构而使自 锁器能沿该转向块的一端滑至另一端；底板，所述底板上设有第二通孔以及至少一个用于 固定该转向器的第三通孔；第一螺栓，所述第一螺栓依次穿过所述第一通孔和第二通孔将 所述转向块和所述底板固定，并且，所述转向块能以第一螺栓为轴转动；该转向器设置于两条不同方向的导轨末端之间用以衔接这两条导轨。
6.根据权利要求1所述的防坠落装置，该防坠落装置还包括固定夹具，且所述导轨上 还设置有贯穿导轨母体的固定用通孔，利用所述固定夹具通过导轨上的固定用通过而能将 所述导轨固定于杆塔上。
7.根据权利要求1所述的防坠落装置，其中，所述自锁器还设置有用以辅助卡块转动 的弹簧装置。
8.一种防坠落方法，其中是利用权利要求1 7任一项所述的防坠落装置。
9.根据权利要求8所述的防坠落方法，该方法包括步骤将导轨固定于杆塔上；利用安全带将自锁器与作业人员连接固定，且通过安全带的拉 力能使自锁器的卡块转动；将自锁器安装到导轨上，使其能沿导轨滑行；作业人员正常作业时利用安全带对自锁器向上的拉力使自锁器卡块的卡头缩在机体内，而使该自锁器沿导轨自由滑动；当作业人员发生坠落时，安全带对自锁器向上的拉力消 失，自锁器卡块的卡头弹出机体底面，自锁器在导轨中下行时藉由该伸出机体底面的卡头 与所述导轨上的卡座实现锁止制动。
10.根据权利要求8或9所述的防坠落方法，其中所述的防坠落装置包括所述转向器， 该防坠落方法包括步骤当自锁器滑动到一条导轨的末端，使其从该导轨的末端滑进所述 转向器的转向块的轨道的一端，转动所述转向器的转向块，使该转向块的轨道的另一端与 另一条导轨衔接，而使所述自锁器滑进该另一条导轨中，实现自锁器在不同方向的导轨间 的转向。
全文摘要
本发明提供了一种防坠落装置及防坠落方法，所述防坠落装置包括导轨、自锁器、安全带等，其中所述导轨上设置有至少一个凸出导轨母体表面的卡座，该卡座上端面为与自锁器卡块发生卡止制动的卡止面，且该卡座形状自上端的卡止面到下端凸出导轨母体部分的高度递减；所述自锁器包括卡块及机体，所述卡块通过转动销轴与机体活动连接，且该卡块设有卡头，该卡块能以转动销轴为中心进行转动而使卡头伸出机体底面，与导轨上的卡座实现锁止制动。本发明的防坠落装置受力性能更好，导轨与自锁器之间具有更安全可靠的制动性能，利用该装置和方法可以实现在保护作业人员安全的同时又不影响其正常的自身行动和检修作业。
文档编号A62B35/00GK102049111SQ20091023732
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者任玉锁, 李学斌, 杨军宁, 郑毅 申请人:北京国网富达科技发展有限责任公司