一种绳索自锁结构及具有该结构的自锁轮和自锁块的制作方法

本实用新型涉及机械结构领域，具体涉及绳索自锁结构、自锁轮和自锁块。

背景技术：

升降装置是一种实现人或物完成低处与高处来回运动的一个装置，升降装置的重要指标是：1、安全性；2、可拆装性；3、具备危机解除及逃生功能。

由于户外作业场景不尽相同，例如电力施工领域，需要在高处的电塔上作业施工，就要用到升降攀爬设备，由于施工场地的限制，采用现有的建筑升降梯存在较大的不便。另外如火灾现场，正常通道被堵，没有有效的升降装置来辅助救援工作。

为此，有人设计了一种依靠绳索牵引进行升降的简易升降装置，一般包括电机、转盘、压紧件和绳索，具体的说绳索围绕转盘，压紧件压紧绳索，电机驱动转盘转动，通过绳索和转盘之间的静摩擦力，使转盘沿着绳索滚动，从而驱动整个装置升降，电机的正转/反转，控制装置的上升或下降。

但是，该结构的现有升降装置，其中压紧件一般为压板，沿转盘的径向直接作用于绳索上，为了绳索和转盘之间具有足够的静摩擦力，可以通过增加绳索和转盘的接触面积来实现，此时压紧件则采用弧形压板，还可以通过增加压紧件的压力来增加摩擦力。不管通过上述何种方式来保证绳索和转盘之间的静摩擦力，始终存在以下问题：1、在升降装置升降过程中，压紧件和绳索之间存在滑动摩擦力，而且该滑动摩擦力和静摩擦力成正比例关系，该滑动摩擦力的存在一方面会产生大量的热量，存在安全隐患，另一方面长时间摩擦，会使绳索和压紧件不断磨损，同样存在安全隐患。2、压紧件一般是固定的，随着使用时间的增加，压紧件不断磨损，压力减小，静摩擦力也随着减小，一方面使升降装置的负重能力降低，另一方面也存在静摩擦力突变成滑动摩擦力的风险。

本申请人曾对上述结构中的转盘和压紧件进行改进，设计了一种轴向压紧机构，包括转盘和压紧件，所述转盘底部周侧延伸出支撑台，绳索沿所述转盘的圆周方向围绕于所述转盘外围且置于所述支撑台上，所述压紧件包括压制壳体和压制滚轮，所述压制滚轮转动设置于所述压制壳体上，所述压制壳体可沿所述转盘的轴向固定，所述压制滚轮沿所述转盘的轴向压制所述绳索接触所述支撑台；所述转盘在所述绳索上行进时，所述绳索驱动所述压制滚轮转动。另外，本申请人还设计了一种径向压紧机构，包括转盘和压紧件，所述压紧件为链条结构，包括链板和滚轮，所述链板依次铰接，所述滚轮铰接于两侧的所述链板之间，所述压紧件两端固定，且设置于所述转盘外围，所述转盘和所述压紧件之间穿过绳索，所述滚轮压制所述绳索接触所述转盘；所述转盘在所述绳索上行进时，所述绳索驱动所述滚轮转动。通过上述结构解决了绳索和转盘的相对固定问题。

但是不管是径向压紧机构和轴向压紧机构其都由转盘和压紧件两部分组成。作为安全设备，各个零件之间的连接可靠性要求极高，不能有半点疏忽。因此零件越多其可靠性越不能保证，同时使用寿命也相对较短。而且上述结构的生产精度要求高，制造成本较高，不利于市场推广。

因此，如何对现有的绳索的锁定结构进行改进，使其克服上述存在的问题，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供一种结构简单，锁定可靠，且能锁定不同大小绳索的绳索自锁结构。

本实用新型的另一个目的在于提供一种结构简单，锁定可靠，工艺简单，成本低，且能锁定不同大小绳索的自锁轮。

本实用新型的还一个目的在于提供一种结构简单，锁定可靠，工艺简单，成本低，且能锁定不同大小绳索的自锁块。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种绳索自锁结构，其特征在于：包括两块相对设置的夹板，两块所述夹板之间设置有连接块，所述连接块用于固定连接两块所述夹板，所述连接块位于所述夹板内侧，所述夹板外侧具有开口，所述开口供绳索进入两块所述夹板之间；其中至少一块所述夹板内侧设置有斜楞，所述斜楞从外到内向所述绳索的运动趋势方向倾斜，且所述斜楞的顶面从外到内向中间倾斜。

一种具有绳索自锁结构的自锁块，其特征在于：包括两块相对设置的夹板，两块所述夹板之间设置有连接块，所述连接块用于固定连接两块所述夹板，所述连接块位于所述夹板内侧，所述夹板外侧具有开口，所述开口供绳索进入两块所述夹板之间；其中至少一块所述夹板内侧设置有斜楞，所述斜楞从外到内向所述绳索的运动趋势方向倾斜，且所述斜楞的顶面从外到内向中间倾斜；

所述夹板为直线板，所述连接块为直线块，所述开口为直线开口，所述直线板、所述直线块和所述直线开口构成“凹”字型结构；所述斜楞为等距斜楞，两块所述直线板上均设置有多个等距斜楞，多个所述等距斜楞平行且等距分布于所述直线板上；且两侧的所述等距斜楞错位分布；

所述等距斜楞顶面的倾斜角度为α1，5°≤α1≤20°；所述等距斜楞的倾斜角度为β1，30°≤β1≤80°。

作为优选，α1＝10°，β1＝45°。

一种具有绳索自锁结构的自锁轮，其特征在于：包括两块相对设置的夹板，两块所述夹板之间设置有连接块，所述连接块用于固定连接两块所述夹板，所述连接块位于所述夹板内侧，所述夹板外侧具有开口，所述开口供绳索进入两块所述夹板之间；其中至少一块所述夹板内侧设置有斜楞，所述斜楞从外到内向所述绳索的运动趋势方向倾斜，且所述斜楞的顶面从外到内向中间倾斜；

所述夹板为圆板，所述连接块为圆柱，所述开口为圆环开口，所述圆板和所述圆柱同心设置，所述圆板、所述圆柱和所述圆环开口构成“工”字型的滚轮结构；所述斜楞为等角斜楞，至少一块所述圆板上设置有多个等角斜楞，多个所述等角斜楞沿圆周方向均匀分布(相邻等角斜楞之间的夹角均相同，而且是呈放射状分别)。

作为优选，所述等角斜楞顶面的倾斜角度为α2，5°≤α2≤20°；所述等角斜楞的倾斜角度为β2，30°≤β2≤80°。两个倾斜角度直接影响自锁轮的锁紧效果，上述范围的倾斜角度具有较好的锁紧效果。由于绳索是沿圆周方向缠绕在自锁轮上，因此绳索的运动趋势方向始终为该点绳索的切线方向，从而可知等角斜楞的倾斜角度为β2，为该等角斜楞在圆板处的切线和该等角斜楞的夹角。

进一步优选，α2＝10°，β2＝60°；所述等角斜楞为十二个。当β2＝60°时，根据几何原理可知，圆柱的直径是圆板的直径的二分之一；同时当等角斜楞为十二个时，相邻等角斜楞之间的夹角为30°。上述角度和数量的设置，既有统一性和协调性，又具有足够的锁紧力。

作为一种实施方式，两块所述圆板上均设置有所述等角斜楞，两侧的所述等角斜楞错位分布。错位分布使得锁定更加可靠，优选的采用等距错位。

作为另一种实施方式，其中一块所述圆板上设置有所述等角斜楞，另一块所述圆板为平整板面。

作为改进，所述圆柱为可分离结构，两侧的所述圆板之间的距离可通过所述圆柱的移动进行调节。圆板之间的距离可调可以适用更多不同大小的绳索，提高自锁轮的适用性和可调性。

具体的，两侧的所述圆柱齿键连接，具有轴向移动功能和周向固定作用；两侧的所述圆板之间设置有压紧装置，所述压紧装置包括轴套、压紧环和压紧弹簧，所述轴套穿过所述圆柱，且固定设置于其中一块所述圆板上，另一块所述圆板滑动设置所述轴套上，所述轴套顶部设置有螺纹，所述压紧环螺纹连接于轴套上，所述压紧弹簧设置于另一块所述圆板和所述压紧环之间；所述压紧环在所述轴套上转动，用于调节两块所述圆板之间的距离。压紧装置不仅能调节圆板之间的距离，还能持续提供圆板压力，保证绳索和圆板之间具有足够的静摩擦力，另外通过调节压紧弹簧的压力，即调节圆板之间能最大承受的压力，从而进行最大负重调节。

与现有技术相比，本方案的绳索自锁结构具有以下优点：在绳索从开口进入后，当绳索和绳索自锁结构具有相当运动趋势后，绳索能在斜楞的作用下向内侧滑动，同时又由于斜楞顶面向中间倾斜，绳索在向内侧滑动的同时向中间靠拢，直到两侧的斜楞(或者一侧斜楞一侧夹板)完全压紧绳索，从而完成自锁；又由于斜楞顶面之间呈V字型，因此能锁定不同大小的绳索。综上，本方案的绳索自锁结构具有结构简单，锁定可靠，且能锁定不同大小绳索的优点。

与现有技术相比，本方案的自锁块在具备上述自锁结构优点的同时，主要具有以下作用：自锁块能牢牢的“抓”住绳索，能应用于各种绳索攀爬装置，同时也适用于绳索缓降装置。另外，本方案的自锁块结构简单，方便加工，成本低，具有较大的应用前景。

与现有技术相比，本方案的自锁轮在具备上述自锁结构优点的同时，主要具有以下作用：相比原有的转盘和压紧件，自锁轮仅用一个零件就能实现原有转盘和压紧件的功能，而且自锁轮的可靠性和使用寿命也有明显提高，显然本方案的自锁轮具有结构简单，锁定可靠，工艺简单，成本低，且能锁定不同大小绳索的优点；值得一提的是，本方案的自锁轮不仅能应用于升降装置上，还能应用缓降装置、绞磨等需要对绳索进行锁定的装置、设备上。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例一的立体结构示意图；

图2是根据本实用新型的实施例一中图1的俯视图，并标注了α1所显示的角度；

图3是根据本实用新型的实施例一中图1的侧视图；

图4是根据本实用新型的实施例一的图2中沿A-A方向的剖视图，并标注了β1 所显示的角度；

图5是根据本实用新型的实施例二中一侧带有等角斜楞的圆板和圆柱的立体结构示意图；

图6是根据本实用新型的实施例二中图5的侧视图，并标注了α2所显示的角度；

图7是根据本实用新型的实施例二中图5的俯视图，并标注了β2所显示的角度；

图8是根据本实用新型的实施例二两侧均设置等角斜楞时的立体结构示意图；

图9是根据本实用新型的实施例二单侧设置等角斜楞时的立体结构示意图；

图10是根据本实用新型的实施例二设置有压紧装置时的立体结构示意图；

图11是根据本实用新型的实施例二中图10的爆炸视图；

图12是根据本实用新型的实施例二中图10的侧视图；

图13是根据本实用新型的实施例二的图11中沿B-B方向的剖视图；

图14是根据本实用新型的实施例一应用于绳索攀爬装置时的立体结构示意图；

图15是根据本实用新型的实施例二应用于升降装置时的立体结构示意图；

图16是根据本实用新型的实施例二应用于缓降装置时的立体结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

如图1～16所示，所有实施例中均具有相同的结构：绳索自锁结构，具体的，包括两块相对设置的夹板，两块夹板之间设置有连接块，连接块用于固定连接两块夹板，连接块位于夹板内侧，夹板外侧具有开口，开口供绳索进入两块夹板之间；其中至少一块夹板内侧设置有斜楞，斜楞从外到内向绳索的运动趋势方向倾斜，且斜楞的顶面从外到内向中间倾斜。

实施例一

如图1至4所示，为实施例一自锁块1的结构示意图，其在绳索自锁结构的基础上作了以下具体设计：夹板为直线板11，连接块为直线块12，开口为直线开口14，直线板11、直线块12和直线开口14构成“凹”字型结构；斜楞为等距斜楞13，两块直线板 11上均设置有多个等距斜楞13，多个等距斜楞13平行且等距分布于直线板11上；且两侧的等距斜楞13错位分布；等距斜楞13顶面的倾斜角度为α1，5°≤α1≤20°；等距斜楞13的倾斜角度为β1，30°≤β1≤80°。本实施例中，α1＝10°，β1＝45°。

如图14所示，实施例一的自锁块1应用于绳索攀爬装置的结构示意图，其包括绳索100、自锁块1和弹簧3，其工作流程类似于电线杆攀爬器(也叫脚扣)，具体的：将两根绳索100的两段固定，双手抓住绳索100，双脚踩在绳索攀爬装置上，依靠自锁块1 和绳索100之间的摩擦力进行锁定，当需要攀爬时，将一侧的自锁块1向两侧移动，使其脱离绳索100，再上抬至合适位置，最后将该自锁块1向中间复位，继续“抓”住绳索100，另一侧的自锁块1使用相同的方法交替上抬，完成登高动作。弹簧3的作用在于限制自锁块1的移动距离，便于自锁块1更好的进出绳索100。

实施例二

如图5至13所示，为实施例二自锁轮2的结构示意图，其在绳索自锁结构的基础上作了以下具体设计：夹板为圆板21，连接块为圆柱22，开口为圆环开口24，圆板21 和圆柱22同心设置，圆板21、圆柱22和圆环开口24构成“工”字型的滚轮结构；斜楞为等角斜楞23，至少一块圆板21上设置有多个等角斜楞23，多个等角斜楞23沿圆周方向均匀分布。等角斜楞23顶面的倾斜角度为α2，5°≤α2≤20°；等角斜楞23的倾斜角度为β2，30°≤β2≤80°。本实施例中，α2＝10°，β2＝60°，等角斜楞23为十二个。

另外，为了增加自锁轮的适用性，圆柱22为可分离结构，两侧的圆板21之间的距离可通过圆柱22的移动进行调节。具体的，两侧的圆柱22齿键连接，具有轴向移动功能和周向固定作用；两侧的圆板21之间设置有压紧装置25，压紧装置25包括轴套251、压紧环252和压紧弹簧253，轴套251穿过圆柱22，且固定设置于其中一块圆板21上，另一块圆板21滑动设置轴套251上，轴套251顶部设置有螺纹，压紧环252螺纹连接于轴套251上，压紧弹簧253设置于另一块圆板21和压紧环252之间；压紧环252在轴套 251上转动，用于调节两块圆板21之间的距离。

本实施例又有两种实施方式：如图8所示，其中一种为两块圆板21上均设置有等角斜楞23，两侧的等角斜楞23错位分布。如图9所示，另一种为其中一块圆板21上设置有等角斜楞23，另一块圆板21为平整板面。

如图15所示，实施例二的自锁轮2应用于升降装置的结构示意图，其包括绳索 100、自锁轮2和升降电机4，通过升降电机4的正反转，使自锁轮2能沿着绳索100升降，从而带动整个升降装置运动。

如图16所示，实施例二的自锁轮2应用于缓降装置的结构示意图，其包括绳索 100、自锁轮2和擒纵机构5(其中发电机和电动机组合的充放电机构也可以看做是一种擒纵机构)，缓降装置依靠重力下降，使得绳索100带动自锁轮2转动，并传递到擒纵机构5，擒纵机构反作用于自锁轮2，使其可以在绳索100上间歇运动(即停止-下降交替进行)，从而使缓降装置达到缓降的目的。

另外，自锁轮2还可以应用于绞磨等常用机构。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。