人员高空救援装置的制作方法

专利名称：人员高空救援装置的制作方法
技术领域：
该发明涉及一种当与防坠设备相连的人员坠落后在高空被制动和悬吊之后将其下降到安全地点的人员高空救援装置。特别是，该发明涉及一种与高空作业的人员物理连接的人员高空救援装置，在人员从高空坠落后被制动的情况下，人员高空救援装置能使该人员下降到安全地点，无论是地面或一些其它安全高度。
背景技术：
在高空作业的人员通常需要穿戴身体吊带。身体吊带缠绕在穿戴者身体的部分周围，以便保证穿戴者的身体被牢固地保持在身体吊带内。身体吊带典型地连接到系索的一端，然后系索的另一端连接到安全锚地。一种可选布置是全身吊带连接到可以从鼓轮抽出或缩回到鼓轮中的绳，该鼓轮可以在外壳内旋转，而外壳连接到安全锚地。从鼓轮抽出绳通常通过牵拉所述绳来实现，而绳缩回到鼓轮中自动发生，这是由于扭簧的作用倾向于旋转鼓轮以使绳缩回。如果从鼓轮快速地抽出绳(这将是在发生坠落的情况)，则外壳内的棘爪啮合在鼓轮上并且阻止鼓轮作任何进一步的旋转直到由于牵拉作用而形成于绳上的载荷被解除。安全锚地可以是布置或建筑物上的任何合适的锚地或者它可以是诸如缆索系统的另一个防坠系统的一部分，由此在锚地牢固地连接到所述缆索的同时，安全锚地能够沿着缆索的长度移动，由此允许接近缆索长度附近的区域。在任何一种防坠布置中，通常能量吸收器连接到全身吊带和安全锚地之间，并且这种能量吸收器在指定的载荷极限内实现展开以便限制坠落者身体上的载荷。许多系索具有平矩形横截面，并且通过折叠系索长度的一部分然后将其缝合在一起实现能量吸收器，使得当系索在任一端受到足够拉伸载荷时，在这种拉伸载荷持续的同时，缝合逐渐断裂，导致系索的有效长度伸长，由此吸收能量。与从鼓轮抽出或缩回到鼓轮上的绳相连的能量吸收器常常包含在鼓轮和其外壳之间，从而当在绳上的拉伸载荷超过小于坠落者身体上的指定载荷限度的阈值限度的条件下，棘爪已啮合之后通过允许鼓轮旋转以从鼓轮抽出绳。通常通过施加在鼓轮和其外壳之间的摩擦机械地确定阈值载荷，由此只要绳上的载荷足以克服由于摩擦产生的阻力载荷，鼓轮就可以旋转。
防坠系统和设备通常允许人员接近建筑物或布置的边缘，在那里有发生坠落的可能性。在发生人员意外坠落的不幸事件时，防坠设备制动了坠落者的坠落，使坠落者悬吊在接近建筑物或布置的边缘的高空。坠落者被固定在吊带内，然后吊带连接到系索或可收缩绳，然后系索或可收缩绳连接到安全锚地。在坠落制动过程中，位于坠落者和安全锚地之间的能量吸收器将通常根据需要吸收的坠落能量而展开，由此限制在坠落者身体上的载荷。虽然坠落者被安全地制动并且施加在坠落者身体上的载荷受到限制，然而如果坠落者体重轻或者处于相对较差的健康状态，则在坠落事件期间对人体的身体要求是特别重要的。然而，在坠落事件之后在高空被悬吊在吊带中的坠落者会经历更严重的并发症。在吊带中静止悬吊即使很短的时间也会引起血液静脉滞留效应，这在短至十分钟的时间内变得危险，由此导致失去意识和逐渐死亡。已经进行了各种调查研究来证实静止悬吊的危险，现在通常的一致意见是尽可能快速地救援和恢复坠落者是至关重要的，以避免严重致命性并发症发作。
目前有各种方法用于救援坠落者，但是这些方法中没有一种总体上令人满意。最普通的方法是调出消防队。反应速度取决于许多因素，例如坠落发生的地点和该地点离最近消防站的距离，在发生坠落事件时消防队资源的可用性和最近的消防站是否具有用于救援被悬吊在高空的人员的专用设备，例如移动平台和提升设备。专用设备往往比较昂贵，并且比标准消防设备用得少，并且通常仅仅可在选择的消防站获得。所有这些因素使得难以预测消防队从报警坠落事件至到达现场开始将被悬吊人员下降到地面之间将花费多长时间。通常，反应时间在最快大约10分钟到高达1小时之间大幅变化。另一个问题可以是到达发生坠落的建筑物周边的特定位置。许多建筑物位于与建筑物相邻的位置或者存在诸如栅栏这样的障碍物，所有这些阻碍了适当高度的救援设备快速到达坠落位置。
另一个救援方法是援救者配备了下降的下降装置，或使救援者自己下降到坠落者旁边并且将坠落者的吊带连接到下降装置。然后援救者通常用刀切断坠落者的系索，从而坠落者的重量被转移到下降装置上。切断了坠落者的系索之后，援救者和坠落者一起下降。该方法存在多个缺点，至少需要援救者将他自己置于相当大的危险中。援救者也将需要接受基本的技术和身体训练以便执行该救援方法。该训练通常是昂贵的，因此往往限制于少数人，由此增加有合适能力执行这种救援过程的人员在坠落事件的时候不能立即到达的可能性。
另一个救援方法是将坠落者的吊带连接到例如在GB2376009中提供的提升装置并且将坠落者提升到建筑物的顶部或缆索防坠系统的初始位置。该方法存在许多问题。首先，从坠落被制动之后悬吊在高空的人员的吊带连接点有可能在建筑物边缘下方两米或两米以上。从建筑物顶部的位置将提升缆索连接到连接点的任何企图将典型地危及援救者的安全。GB2376009说明了一种采用顶悬梁形式的坚固并且方便的锚地点。在与防坠系统或设备相连的人员进行作业的最典型位置不太可能有方便和合适的锚地，该锚地足够高于坠落者和建筑物的边缘，以在恢复到从其发生坠落的高度之前能使被悬吊坠落者被提升越过所述边缘。在坠落事件后竖起这种梁所需的时间将是相当长的。然而，即使坠落者将被成功地升高和恢复，仍然存在的问题是将他或她容易地且安全地运输到地面以便在他或她受伤的可能情况下能使他或她获得合适的紧急服务。
在不包括使用消防队的方法的前述任一救援方法中，需要查找救援系统装置和将其运输到坠落发生的地点并且需要在开始救援工作之前打开和准备装置。由于承担救援的需要极其少见，很有可能存在的问题是可能导致进一步的延迟，例如查找救援装置，确保包含装置的包装是完整的以及救援设备被妥善地维护。而且，如已提到的，救援方法通常需要训练高水平的人员，因此需要保证当执行高空进入作业时手边总是有适当资格的援救者。
考虑以上所有因素，相当有利的是将救援装置布置成为坠落者的个人装备的整体部分，从而装置在坠落地点立即可得到并且准备就绪以供坠落者和/或援救者操作。

发明内容
因此，该发明的一个目的在于提供一种人员高空救援装置，该装置是与在高空作业的人员相连的个人装备的一部分，如果人员坠落并且被防坠设备制动，救援装置能够经受住动态坠落制动载荷，然后当坠落被制动之后救援装置准备待用以将人员下降到地面或其它安全高度。该发明的另一个目的在于人员高空救援装置应当重量轻并且紧凑以便对使用设备的人员的活动性能产生最小的影响，而且使人员高空救援装置的制造经济。
该发明的另一个目的在于提供一种人员高空救援装置，该装置在坠落被制动之后能使人员无延迟地下降到地面或其它安全高度。本发明可以由配备装置的坠落者操作，尽管考虑到装置可由另一参与者，例如援救者操作或者与援救者协同操作。如果坠落者失去意识，则由援救者操作将是重要的。而且，为了避免障碍物和在下降期间对关于风力影响选择路线，必须有一个或多个援救者帮助。可选地或附加地，当人员从坠落被制动之后，特别是在坠落期间如果人员受伤或导致失去意识，人员高空救援装置可以自动操作。包括头部的损伤是常见的，尤其是使用的防坠设备具有相当大的弹性，使得坠落者在达到停止之前受到许多坠落振动，其中每个振动增加了坠落者与周围物体碰撞的可能性。
根据本发明提供了一种人员高空救援装置，该装置包括载荷元件，该载荷元件带有用于连接到安全绳(例如系索或其它类型的安全绳)的一端的部件，该安全绳的另一端连接到安全锚地，例如建筑物或其它结构，该装置也包括用于连接到由人员穿戴的安全吊带上的吊带连接部件，以及连接器，该连接器带有可释放部件和用于释放所述可释放部件的部件，由此所述连接器牢固地连接在载荷元件和吊带连接部件之间，在从高空坠落之后人员被制动的情况下，连接器具有足够的强度以保持其连接到载荷元件和吊带连接部件上以便在人员从所述坠落被制动的过程期间承受载荷元件和吊带连接部件之间的载荷，该装置进一步包括一段长度的挠性细长件，该挠性细长件在一端安全地连接到载荷元件并且其长度的一部分被保持在存储器中，该装置也包括至少一个速度控制部件，该速度控制部件布置在人员高空救援装置中使得它控制所述一段长度的挠性细长件相对于所述吊带连接部件移动的速度，使得在人员坠落并且坠落被制动的情况下，载荷元件和吊带连接部件之间的坠落制动载荷由带有可释放部件的所述连接器承受，然后使得人员被悬吊在高空，随后当坠落被制动之后为了将人员下降到安全地点，用于操作连接器的可释放部件的部件被操作使得连接器被释放，由此释放在载荷元件和吊带连接部件之间的连接，从而载荷元件和吊带连接部件之间的载荷然后被转移到所述一段长度的挠性细长件，导致该挠性细长件相对于吊带连接部件以受到至少一个速度控制部件控制的速度从存储器展开，由此以受控的下降速度下降人员。
在大部分实施例中，人员高空救援装置具有壳体，该壳体提供方便的底部以用于连接和容纳部件。在典型的实施例中吊带连接部件和速度控制部件都连接到壳体，从而壳体有效地提供这两个部件之间的连接。而且，壳体提供方便的外壳以用于存储所述一段长度的挠性细长件和用于保护它免于环境影响和可能的意外损坏。壳体也用于存储带有可释放部件的连接器以及可以包括用于释放该连接器的部件的机构的一部分或全部。
在制动从高空坠落的过程期间施加在载荷元件和吊带连接部件之间的载荷典型地明显高于在坠落制动事件后被静止悬吊之后使人员下降时的载荷。在人员和安全锚地之间的能量吸收器在坠落制动事件中限制在人员身体上的载荷。所需的载荷限度的量值在国际范围之间变化。在欧洲人员身体上的最大极限为6kN，而在美国该极限通常为4kN。所以，应用两倍的安全系数，带有可释放部件的连接器将需要能够在它上面承受至少12kN的载荷。然而，一旦连接器被释放，挠性细长件中的拉伸载荷将基本上相当于正在下降的人的静态重量，典型地为1kN左右。所以，应用高达4倍的大安全系数以解决在下降期间的任何制动的减速效应，挠性细长件和用于控制挠性细长件相对于吊带连接部件展开的速度的任何速度控制部件将仅仅需要承受载荷元件和吊带连接部件之间高达4kN的拉伸载荷而不是高达12kN的更高的动态坠落载荷，从而人员高空救援装置可以比较紧凑并且重量比较轻。
尽管使用带有可释放连接器的载荷元件有利于能使挠性细长件和用于控制挠性细长件的展开速度的任何速度控制部件两者在坠落情况下避免动态坠落制动载荷，因此紧凑并且重量轻，本发明也可以包括带有可释放布置的实施例，所述可释放布置主要防止任何速度控制部件在这样的动态坠落制动载荷下操作。可以通过各种方法防止这样的动态坠落制动载荷施加到任何速度控制部件，例如将可释放止挡件或制动器应用到挠性细长件或用于展开挠性细长件的部件，而不是使用可释放连接器作用在挠性细长件中的一个所连接的载荷元件上。例如，这样的实施例可以包括一段长度的挠性细长件，由此其第一端连接到鼓轮，其长度的大部分螺旋地缠绕在所述鼓轮上并且其第二端连接到安全绳或直接连接到安全锚地，鼓轮安装在中心轴上并且围绕中心轴自由旋转，中心轴牢固地连接到一个布结构，该结构牢固地连接到吊带连接部件或者可以与其一体化，这样的实施例进一步包括带有释放部件的可释放止挡件或制动器，所述释放部件用于释放止挡件或制动器，使得可释放止挡件或制动器可以作用在鼓轮上以防止它旋转，直到止挡件或制动器被释放，这样的实施例也包括至少一个速度控制部件，该速度控制部件用于控制挠性细长件相对于吊带连接部件展开的速度，使得在人员坠落并且坠落被制动的情况下，通过可释放止挡件或制动器防止挠性细长件从鼓轮展开，由此也防止在挠性细长件和吊带连接部件之间的动态坠落制动载荷施加到至少一个速度控制部件。当坠落被制动之后，可以通过操作其释放部件释放可释放止挡件或制动器，然后挠性细长件和吊带连接部件之间的载荷被转移到至少一个速度控制部件，由此能使挠性细长件从鼓轮展开以便以受控的下降速度将人员下降到地面或其它安全高度。释放部件释放止挡件或制动器的操作可以类似于与包括手动、自动和远程释放的可释放连接器相连的前述和随后实施例中的任何一个。然而将止挡件或制动器应用到挠性细长件或用于从其存储器展开挠性细长件的部件存在的缺点是动态坠落载荷可施加到所述一段长度的挠性细长件的至少一部分，并且在例如使用鼓轮作为存储器的实施例中，动态坠落载荷也施加到鼓轮，其轴和将轴连接到吊带连接部件的布置导致这些部件需要比较坚固，因此可能比使用带有连接器的载荷元件(其中动态载荷仅仅施加在载荷元件和吊带连接部件之间而未施加到挠性细长件)更重和更大。可以通过将受到更大动态坠落载荷的挠性细长件的一部分布置成具有适当更大的横截面积或由一个以上的平行长度的挠性细长件组成来优化挠性细长件的尺寸和重量。
在人员高空救援装置的任一或所有实施例中，本发明可以包括上述的能量吸收器，当从坠落被制动时能量吸收器限制在人员身体上的载荷，其中载荷极限在欧洲要求小于6kN，在美国要求小于4kN。典型地，能量吸收器将被包含在载荷元件和吊带连接部件之间的任一连接器中或载荷元件和连接器之间或吊带连接部件和连接器之间。
用于释放连接器的部件的操作可以通过手动操作实现，理想地由坠落后正被下降的人员手动操作。在许多情况下，个人救援装置在坠落之后的悬吊期间将位于坠落者头部的后面，从而释放控制部件被延伸以到达由坠落者操作的方便位置。操作的典型部件由拉索提供，该拉索连接到合适的机构以用于启动连接器的释放。通常管理当局要求在可意外地启动释放的安全临界条件下的连接器的释放具有两个或两个以上的不同动作以便完成释放功能。所以，尽管可以用单次操作动作操作释放部件，例如拉动绳索一次，提供一个以上不同动作的各种其它释放操作的实施例也是可能的。简单的手动释放操作实施例可以是提供一个拉索，该拉索仅仅需要一个牵拉动作来释放连接器，但是需要通过打开拉索袋接近绳索，从而打开拉索袋和牵拉拉索成为两个不同的动作。另一个释放操作布置可以利用两个或两个以上的拉索，所述拉索需要一起牵拉、按顺序牵拉或者按顺序但是以规定顺序牵拉以便释放连接器。另一个释放操作布置可以是仅仅使用一个拉索，在释放连接器之前该拉索被牵拉规定的次数。当人员从坠落被制动之后而不是在坠落事件期间或之前被悬吊时，可以应用其它安全措施，其仅仅允许部件的连续操作来释放连接器。另外，许多不同实施例是可能的。例如，释放机构可以仅仅在载荷元件和吊带连接部件之间的载荷量值的预定范围内可操作，以便仅仅当载荷等于被悬吊人员的重量时才可释放。另一个实施例可以具有这样的释放机构，仅仅当载荷元件和吊带连接部件之间的实际静态载荷持续了预定持续时间时或者这样的基本静态载荷等于被悬吊人员的重量并且已经持续了预定持续时间时，所述释放机构才可释放。
如果坠落者由于坠落事件导致损伤或失去意识而不能操作连接器释放部件，则人员高空救援装置可以包括一个或多个能使连接器由援救者或帮助者释放的机构。这可以通过使用附加的释放部件来实现，当人员从坠落被制动之后所述释放部件延伸到地面或者其它安全高度，或者通过将延伸部连接到坠落者自己的手动释放部件来实现，所述手动释放部件然后由援救者或帮助者操作，或者通过使用诸如在一端带有钩的杆的装置来实现，由此所述钩可以用于启动释放部件，或者通过任何其它合适的部件实现。另一个选择是援救者配备了个人救援装置以将他或她自己下降到无意识的坠落者旁边并且替坠落者操作坠落者的手动释放部件。
在一些实施例中，自动操作连接器释放部件是有利的，特别是当在坠落被制动后被悬吊的人员头部受伤并且变得失去意识的情况下。通常重要的是保证在制动从高空坠落的过程完成之前连接器的自动释放不会发生，以避免在这样的坠落期间的较高动态载荷被转移到所述一段长度的挠性细长件和至少一个速度控制部件的可能性。带有用于释放连接器的自动释放部件的实施例可包括释放部件，所述释放部件响应施加在载荷元件和吊带连接部件之间的载荷自动释放连接器，其中这种载荷的量值在典型地与人员高空救援装置的最重和最轻用户的各自重量有关的上限和下限内。而且，这种自动释放部件可以包括在初次检测所述上和下载荷限度之间的载荷之后将连接器的释放延迟一小段时间(例如30秒)的部件，以便保证当坠落事件完成之后发生启动。许多坠落不仅包括初次坠落而且包括随后的动态运动，所述动态运动通常由防坠系统中的弹性产生，导致坠落者在达到停止之前反弹，因此重要的是保证仅仅当垂直面中的动态运动基本停止时或之后释放连接器。可以布置一个安全部件，以防止释放部件被意外启动以释放连接器，使得在载荷元件和吊带连接部件之间的量值上限和下限内的载荷在这样的量值限度内持续特定的时段(例如30秒)之后才能启动释放部件。典型地，如果载荷在特定的量值上限和下限内持续的时段小于特定时段，例如30秒，则启动过程可以停止，如同载荷元件和吊带连接部件之间的载荷未被施加。在其它实施例中，如果这样的载荷减小到特定下限以下启动过程将停止，就如同载荷未被施加。然而，如果这样的载荷增加到特定上限以上，则启动过程可以暂停并且随后如果这样的载荷下降到特定上限以下就继续。这样的自动释放部件可以使用用于提供规定时间延迟的机械装置机械地实现。
用于释放连接器的更复杂的自动释放部件可以使用典型的标准电子部件实现，所述电子部件电子地启动致动器，然后该致动器释放连接器。这种致动器可以是电机、螺线管、烟火装置或任何其它合适类型的致动器。烟火致动器广泛地用于汽车工业中用于启动安全气囊和预拉伸座椅安全带并且具有在各种的环境中长期可靠的优良记录。它们还具有的优点是可以由相对较小的电流引爆，同时在引爆之后产生高水平的机械能，然后该机械能可用于释放连接器。依赖安全临界装置中的电力的潜在问题是保证当它需要时有足够的电力可用。电力典型地取自电池或与人员高空救援装置结合的其它合适的便携式电力存储器。为了使电力使用最小化，包括电池的电路可以被布置成使得它保持打开，并且在载荷被施加到载荷元件和吊带连接部件之间(当坠落制动事件之后人员被悬吊时发生该情况)之前不会动用电池上的任何电力。载荷的量值典型地大于规定下限以便使电路被意外闭合的可能性最小化。下限量值可与人员高空救援装置的最轻用户的重量有关。当载荷元件和吊带连接部件之间的载荷大于规定下限时，电路将是闭合的，使得来自电池的电力可用于启动致动器。为了保证电启动致动器仅仅在坠落事件完成并且坠落者基本静止之后释放连接器，标准电子定时器可以用于在电路被闭合和致动器被启动以释放连接器之间提供预定时间延迟，例如30秒，使得如果载荷元件和吊带连接部件之间的载荷被消除或者它的量值在所述下限以下，则电路将被打开并且启动过程将停止，就如同载荷未被施加。在一些工作场所应用中，当工人特别是在险峻的倾斜表面上作业时使用他的吊带、系索和安全锚地来限制他的位置时，相对较大的载荷可以施加在载荷元件和吊带连接部件之间。相对较重的工人可以将可能超过载荷量值的所述下限的限制载荷施加在载荷元件和吊带连接部件之间，因此启动电路。尽管该情况是不太可能的，电路可以包含传感器，该传感器检测载荷元件和吊带连接部件之间的载荷或者在动态坠落事件期间检测人员高空救援装置的加速力，使得仅仅当载荷量值的相对较大的阈值限度被超过之后才释放连接器。这将有效地保证仅仅当比较严重的坠落事件之后才释放连接器，其中坠落者可能受伤或者导致失去意识。这种人员高空救援装置将具有手动释放部件以便在不太严重的坠落事件中能使坠落者操作他自己的手动释放部件。手动释放部件可以是启动电致动器的简单电开关或者它可以是机械布置或者任何其它合适的布置。也可以机械地提供用于检测大于相对较高的阈值限度的负载的部件。
在用于释放可释放连接器或可释放止挡件或制动器的释放部件被自动操作或者借助于延长的拉索手动操作的任一实施例中，人员高空救援装置可以位于穿戴吊带的人员和与人员相连的在结构或建筑物上的安全锚地之间的任何位置，因为不需要人员高空救援装置接近这样的人员。例如，人员高空救援装置可以直接连接到安全锚地而不是人员的吊带，从而安全锚地承受人员高空救援装置的重量。在人员高空救援装置直接连接到安全锚地的实施例中，优选的是吊带连接部件可以以另外方式连接到吊带，连接到锚地，并且载荷元件和/或挠性细长件连接到布置在人员的吊带和安全锚地之间的安全绳，从而当挠性细长件被展开时仅仅挠性细长件远离安全锚地，由此减小被下降路径中的障碍物阻碍展开的可能性。
在使用电能的前述或随后的任一实施例中，可以机械地提供进一步的备用释放部件以防止电动释放部件由于某种原因而出现故障。
对使用电能的前述或随后的任一布置有用的附加件可以是包括电子发声器，该电子发声器可以被启动以发出人员坠落的可听警报。这种发声器也可用于指示正从电池吸取电力。电动发声器也可以被加入到前述或随后的任一布置，但是这种发声器由诸如电池这样的电能量源供能。可选地，可以以各种布置机械地设置发声器，该发声器包括改造至少一个速度控制机构，使得其操作作为人员在坠落制动事件之后正在下降的警报可清晰地被听到。
使用典型的标准电子部件的该发明的可选实施例将能由援救者或帮助者远程地执行连接器的释放。在坠落者需要医疗的致伤性坠落事件中，理想的是援救者或帮助者启动坠落者的释放部件，然后当坠落者到达地面时准备好接受和给予援助。所以本发明的实施例是援救者或帮助者配备典型的标准无线发送器，从而援救者或帮助者可以将无线信号发送到包含在坠落者的人员高空救援装置中的无线接收器，使得信号可以开启致动器(例如电机、螺线管、烟火装置或一些其它合适的致动器)的电启动，以便释放连接器。如前所述，可以通过电池或一些其它合适的电力存储器提供电力，为了使电力使用最小化，包括电池的电路可以被布置成使得它保持打开，并且在预定阈值的载荷被施加到载荷元件和吊带连接部件之间(在坠落之后人员被悬吊的情况下发生该情况)之前不会动用电池上的任何电力。也可以包括延时装置以保证在坠落事件基本完成之前不释放连接器。坠落者也可以配备无线发送器，以便在坠落之后当他未受伤或者未失去意识的情况下启动他自己的释放部件。在另一情况下是有利的，其中角色互换，坠落者变为援救者，并且他然后利用他自己的无线发送器执行远程救援。可选地，坠落者可以用直接连接到他的人员高空救援装置中的电路的简单的手动电开关启动他自己的释放部件或者用一些其它合适的释放部件(例如独立于任何电路的机械释放部件)启动他的释放机构。
在典型的实施例中，该发明具有自动控制和限制人员下降速度的速度控制部件。然而其它实施例也可以具有可由正在下降的人员手动操作以便减小下降速度的另一个速度控制部件，并且如果需要也可以让所述部件停止它们的下降。除了或代替由正下降的人员操作，该另一个速度控制部件可以具有由援救者操作的能力。在正下降的人员无意识的情况下由援救者操作是有用的。为了方便起见自动和手动两种速度控制部件通常很近。在实践中，已发现牵拉或释放一个或多个控制绳是操作手动速度控制部件的合适方法。然而，关于通过牵拉或释放一个或多个控制绳的速度是否将减小是有争议的。牵拉是有意识的动作，所以常常与减小速度最相关，特别是在人员无意识的情况下，在该情况下尽可能快速地将人员下降到安全地点是至关重要的。为了方便起见和使混淆的可能性最小化，手动速度控制部件的操作常常但不必须与用于释放连接器的释放部件的操作合用。在手动速度控制部件的另一个典型实施例中提供了用于手动操作速度控制部件的部件，以在下降过程中的任何阶段停止挠性细长件展开和在停止之后保持固定而不需要手动速度控制部件的任何持续或进一步的操作。这在以下情况下是有用的，其中配备人员高空救援装置的援救者需要将他自己下降到在从坠落被制动之后失去意识和被悬吊而且也配备人员高空救援装置的人员旁边，而且援救者需要在坠落者旁边保持固定并且让两只手和任何其它可用的机构自由以便释放坠落者的连接器释放部件。然后停止挠性细长件展开的手动速度控制部件可以在适当的时间被操作以释放制动机构和继续从存储器展开挠性细长件。
然而，在复杂的实施例中，可以设置制动部件的电动启动，这与关于连接器释放部件的电动启动所述的情况相同。与连接器释放部件的电动启动相同，可以通过从位于正在下降的人员和/或援救者的控制器无线地发送信号来控制手动速度控制部件的电动启动。


现在将通过例子仅仅参考附图描述本发明，其中图1示出了由人员穿戴了根据本发明的第一实施例的人员高空救援装置；图2示出了围绕竖直轴线旋转的图1中的实施例的背面视图；图3示出了在坠落后被制动之后由被悬吊的人员穿戴的图1中的实施例；图4示出了图3中的视图，但是连接器已被释放并且人员处于下降的早期阶段；图5a示出了图1中的实施例的部分剖视图；图5b示出了图5a的部分剖视图；图5c示出了在第一级操作中的图5a的部分剖视图；图5d示出了在第二级操作中的图5a的部分剖视图；图6a示出了带有第一可选连接器释放机构的图5a的部分剖视图；图6b示出了在第一级操作中的图6a；图6c示出了在第二级操作中的图6a；图7a示出了带有第二可选连接器释放机构的图5a的部分剖视图；图7b示出了在随后一级操作中的图7a；图7c示出了在又一级操作中的图7b；图8示出了第三可选连接器释放机构的部分剖视图；图9a示出了第四可选连接器释放机构的部分剖视图；图9b示出了图9a的部分剖视图；图10示出了由人员穿戴的根据本发明的第二实施例的人员高空救援装置；
图11a示出了图10中的本发明的部分剖视图；图11b示出了图11a的部分剖视图；图12a示出了带有展开释放挠性细长件的可选方法的图10中的本发明的部分剖视图；图12b示出了在第二级操作中的图12a中的本发明的部分剖视图；图13a示出了应用于图1或图10的本发明的部分剖视图，其示出了可行的自动释放机构；图13b示出了图13a中的本发明的部分剖视图；图13c示出了在第二级操作中的图13a和13b中的本发明的部分剖视图；图13d示出了带有机械延时布置的图13a至13c中的本发明的部分剖视图；图13e示出了在第二级操作中的图13d中的本发明的部分剖视图；图14a示出了在第一级操作中的带有用于系索、吊带和救援绳连接的可选布置的本发明的视图；图14b示出了在第二级操作中的图14a中的本发明的视图；图14c示出了在人员坠落的第一模式中包括外壳的图14a中的本发明的侧视图；图14d示出了在人员坠落的第二模式中包括外壳的图14a中的本发明的侧视图；图14e示出了在人员坠落的第三模式中包括外壳的图14a中的本发明的侧视图；图15a示出了带有离心式动态伺服制动布置的本发明的部分剖视图；图15b示出了图15a中的本发明的部分视图；图16a示出了包含在第一级操作中的图14a至图15b中的本发明的部分剖视图，其中制动器也由释放连接器的拉索操作；图16b示出了在第二级操作中的图16a中的本发明的部分剖视图；图17a示出了包含图14a至图16b中的本发明的侧视图；
图17b示出了图17a中的本发明的主视图；图18a示出了具有拉索的延伸部的本发明的一部分的视图，当人员从坠落被制动时，所述延伸部用于操作延伸到地面或其它安全高度的连接器的释放；图18b示出了图18a中的本发明的剖视图；图18c示出了图18a中的本发明的第一部件的视图；图18d示出了图18a中的本发明的第二部件的视图。
具体实施例方式
在图1中，人员高空救援装置的第一实施例被示出穿戴在当时在高空执行普通作业任务的人员1的后背上。人员1穿戴吊带2，该吊带借助于穿过支架3中的开口6的吊带2的带4和5牢固地连接到图2中的支架3。带4和5也穿过导向件7和8以便将人员高空救援装置保持在吊带2上的适当位置，该导向件是人员高空救援装置外壳9的一部分或者连接到人员高空救援装置外壳9。在图1中，系索10被示出在一端借助于被示出为弹簧扣12的典型连接装置连接到环11，而系索10的另一端连接到由防坠系统或单点锚地提供的安全锚地。环11和支架3是连接在一起的坚固部件，从而施加在系索10上的任何载荷穿过环11和支架3之间的连接部分转移到吊带2。在人员1将坠落的情况下，他坠落的严重程度以及导致在他身体上施加的载荷在很大程度上取决于他的重量以及在防坠锚地和他的吊带2之间被制动之前他坠落通过的距离。然而，管理当局认识到人体在受到导致严重损伤之前可以承受的载荷极限，因此要求在高空作业的人员应当在吊带和防坠锚地之间配备能量吸收器，该能量吸收器以与坠落的严重程度无关的方式限制吊带上的载荷。这种能量吸收器典型地被接合到系索10或通常被称为防坠器的另一装置中，所述防坠器连接在吊带和防坠锚地之间并且依靠摩擦吸收能量。管理当局要求的载荷极限在国际上有所变化。在欧洲，吊带上的载荷被限制在6kN以下，而在美国吊带上的载荷被限制在4kN以下。管理当局通常也要求安全设备部件应当被设计成按照至少两倍的安全系数执行最大预测载荷。所以环11和支架3以及它们之间的连接部分在人员坠落后被制动的情况下需要承受至少12kN的载荷。
图3示出了坠落后被制动之后处于典型姿态的配备人员高空救援装置的第一实施例的人员1。特别是在前述的坠落事件期间人员1的身体倾向于朝着支撑他的身体的吊带2的部分落下以及吊带2倾向于受到一些拉伸，这两者导致带4和5变得围绕支架3重新定位，使得由于坠落事件和坠落事件之后产生的载荷由支架3承受。支架3上的载荷通过其与环11的连接部分转移到系索10，然后传递到安全防坠系统或单点锚地。所以人员高空救援装置能够经受住吊带2和支架3之间、支架3和环11之间以及环11与系索10之间的坠落制动载荷。
当人员1在坠落后被制动之后停住并且悬吊在高空时，在通过支架3和环11施加的基本上静态的载荷相当于人员1的重量，人员高空救援装置现在准备好被展开，以将人员下降到地面或其它安全高度。典型地通过释放在环11和支架3之间的第一连接和用第二连接替换环11和支架3之间的连接开始展开，所述第一连接承受坠落事件的坠落制动阶段时的载荷，所述第二连接包括可以被展开以使人员下降的挠性细长件。图4示出了人员1已启动环11和支架3之间的连接的释放，从而连接被转移到挠性细长件21，从而允许环11远离壳体9，由此远离吊带2所连接的支架3。
图5a至9a更详细地示出了第一实施例，第一实施例带有用于启动释放环11和支架3之间的连接的可选部件。
在图5a和5b中，销13和14是圆柱形轴，其轴线垂直于作为壳体9的一部分的平行板，并且两个销支撑在该平行板之间。两个销13和14也位于支架3中，从而支架3牢固地连接到销13和14。支架3也可以牢固地连接到壳体9。然而，销14与销13的区别在于销14具有平面部分18并且也能够相对于壳体9旋转，使得平面部分18也能够围绕销14的轴线相对于壳体9旋转。环11具有抵接件15和16，它们均分别抵靠在销13和14上，使得当平面部分18处于图5a所示的径向方位时环11不能沿箭头17的方向移动。
杠杆30被刚性地连接到销14，使得杠杆30的旋转也导致销14的旋转。杠杆32处于与杠杆30相同的平面中，并且能够围绕轴33旋转和具有扭簧34，该扭簧倾向于迫使相对于图5a沿顺时针方向旋转，使得杠杆32在其静态位置通常抵靠着止挡销35。杠杆30和32通过销31连接，销31被刚性地连接到杠杆32并且也被限制在杠杆30上的狭槽36内，使得销31围绕轴33的径向移动将导致杠杆30和销14相对于壳体9径向移动。拉索37是一段长度的挠性细长件，其在一端连接到杠杆32，其另一端位于人员1的吊带上的方便位置。拉索37被示出成由套38封闭。典型地，套38为保护拉索37的管状套并且张力很大，以便例如在坠落制动事件期间防止拉索37被意外牵拉。夹子39将套38牢固地连接到壳体9。在图5c中，拉索37被示出成基本上沿箭头40的方向已被牵拉，由此沿逆时针方向围绕轴33旋转杠杆32导致杠杆30与销14一起沿顺时针方向围绕销14相对于壳体9旋转，使得平面部分18也沿顺时针方向旋转。当平面部分18到达如图5c中所指示的旋转程度时，环11的抵接件16能够与销14无关地围绕支承在销13上的抵接件15旋转。在图5d中，环11被示出成已与两个销13和14分离。
为了避免在从坠落被制动之后除随后悬吊之外的意外释放的可能性，通常要求两个不同的动作以便完成释放机构的启动。在其最简单的形式中，这可以通过要求人员1在牵拉拉索37以启动释放之前进入可用诸如维可牢尼龙搭扣(Velcro)的临时固定方法固定的拉索袋来实现。
当坠落被制动后被悬吊之后为了使人员1下降而释放环11时，人员1的重量然后被转移到挠性细长件21。在图5a中，挠性细长件21是一段长度的挠性细长件，其在一端牢固地连接到环11，在其另一端连接到端部止挡件22。从其连接到环11，挠性细长件21穿过两个导向件19和20，然后相对于图5a以逆时针方向螺旋地缠绕在圆柱23周围，圆柱23被刚性地连接到壳体9。圆柱23减小在挠性细长件从环11缠绕到圆柱23上的位置和挠性细长件离开圆柱23的位置之间的挠性细长件21上的拉伸载荷。这本质上是由于挠性细长件21的表面和圆柱23的径向表面之间的径向摩擦导致的结果。图5a示出了已经围绕圆柱23缠绕大约两圈的挠性细长件。然而，缠绕圈数将取决于挠性细长件21和圆柱23的表面之间的摩擦系数。一旦离开圆柱23，挠性细长件21相对于图5a以顺时针方向螺旋地缠绕在鼓轮24周围，鼓轮24能够围绕轴25旋转，轴25固定到壳体9。在鼓轮24的一个轴向端上具有被示出包括从鼓轮24的表面伸出的销26a和销26g的六个销，由此所有六个销围绕轴25径向等间隔分开。在图5c中，速度控制杠杆41是可以围绕轴42枢转且具有成形孔43的加重杠杆，包括销26a和26g的六个销通过该成形孔从鼓轮24的表面伸出。当环11被释放并且人员1的重量被转移到挠性细长件21时，挠性细长件围绕圆柱23滑动并且与鼓轮24一起围绕轴25旋转。当挠性细长件离开圆柱23并且通过鼓轮24周围时，如前所述那样减小了在挠性细长件21中基本上相当于人员1的重量的张力。当鼓轮24与挠性细长件21一起旋转时，速度控制杠杆41被迫使沿着由并置的开孔43限定的弧的相反径向方向与包括26a和26g的六个销一起运动。由于鼓轮24的旋转产生速度控制杠杆41围绕轴42的运动，因此将存在这样的限制，使得速度控制杠杆41的运动所导致的惯性阻力将受到抵制并且因此减小或限制鼓轮24的旋转速度，由此限制挠性细长件从鼓轮24展开的速度。为了减小挠性细长件21上的拉伸载荷而使用圆柱23能使速度控制杠杆41比较紧凑。尽管速度控制杠杆41被示出是用于限制挠性细长件21从鼓轮24上展开的速度的一个部件，但可以使用用于控制速度的任何其它合适的部件。
从鼓轮24移动远离环11的挠性细长件21在被包装在如图5a中所示的存储区域中之前通过导向件44和45之间。典型地，导向件44和45被布置成使得它们稍微支承在挠性细长件21上，以在离开存储区域和缠绕到鼓轮24上的挠性细长件21之间提供一些张力。在挠性细长件21的存储端部具有端部止挡件22，该端部止挡件牢固地连接到挠性细长件21的端部，使得在使人员1下降时存储的挠性细长件耗尽的情况下，端部止挡件22将变成卡在导向件44和45之间，由此防止挠性细长件21离开壳体9。
挠性细长件21可以是新式高强度聚合物绳索。在实践中，它需要承受相当于人员1的重量的基本上静态的张力载荷，该张力载荷典型地大约为1kN。然而，当采用大约4倍的增大安全系数时，该张力载荷可以增加到至少4kN。各种高强度纤维绳索被广泛使用，并且绳索通常具有小至4mm的横截面直径以具有高达18kN的断裂载荷。所以，挠性细长件21可以是这样一种高强度绳索，使得该绳索可以被紧凑地存储，该绳索有足以安全地下降被悬吊人员的长度和轻的重量。考虑到人员高空救援装置由在高空作业的人员穿戴，因此紧凑和重量轻是重要的因素。然而，挠性细长件21可以是任何其它合适的材料，该材料包括钢索或钢丝或聚合物带或织物带。
在图5d中，杠杆32具有突出销46，使得当杠杆32相对于图5d沿逆时针方向围绕轴33旋转时，销46支承在速度控制杠杆41的表面47上，由此限制速度控制杠杆41围绕轴42运动的径向运动范围并且抵制鼓轮24旋转。所以，尽管当基本上沿箭头40的方向被牵拉到第一级时拉索37释放了环11，从而当挠性细长件21被展开时允许环11移动远离壳体9，拉索37也可以被牵拉到抵制或停止速度控制杠杆41的径向运动的第二级，由此减慢并且必要时停止人员1的下降。在一些实施例中，操作拉索37的前述第一和第二级两者可以是相同的，使得在释放连接器的同时施加制动。
图6a至6c示出了用于释放环11的第一可选布置，由此要求以拉索50先于拉索51的特定顺序牵拉拉索50和51。这将进一步减小过早地意外释放所述机构的可能性。在图6a中，杠杆48连接到杠杆32，使得杠杆32可以相对于杠杆48围绕轴54旋转。杠杆49能够围绕轴53旋转并且具有突出销52，该突出销52刚性地固定到其表面并且支承在杠杆49的表面56上。而且，杠杆49具有支承在杠杆48上的抵接件55。所以，如果基本上沿箭头51a的方向牵拉拉索51，则由于突出销52支承在杠杆48的表面56上而防止杠杆48移动。如果基本上沿箭头51a的方向同时牵拉两个拉索50和51，这也是适用的。然而，如果如图6b中所示首先基本上沿箭头50a的方向牵拉拉索50，则杠杆49围绕轴53旋转，从而允许突出销52远离杠杆48上的表面56，使得然后可以通过基本上沿如图6c中所示的箭头51a的方向牵拉拉索51使杠杆48移动，由此旋转杠杆30和释放环11。在轴53处加入倾向于相对于图6b沿顺时针方向旋转杠杆49的扭簧105将仅仅在拉索50被牵拉到其程度之后和同时才允许牵拉拉索51。
图7a至7c示出了用于释放环11的第二可选布置，由此要求基本上沿箭头58a的方向牵拉拉索58，然后释放拉索58，但是要求牵拉和释放顺序连续地执行一次以上。所示的实施例包括需要连续3次牵拉拉索58以便释放环11的释放机构。在图7a中，杠杆62被刚性地连接到销14并且具有支承在止挡件65上的止挡件64，止挡件65连接到壳体9的一部分。扭簧66在杠杆62和壳体9之间，使得杠杆62倾向于相对于图7a沿逆时针方向朝着止挡件65移动。杠杆62也具有与棘爪61啮合的径向齿，棘爪61安装在杠杆59上，使得棘爪61可以相对于杠杆59围绕轴63旋转。杠杆59能够围绕轴60旋转并且具有与之连接的拉索58。轴60连接到壳体9。扭簧67在棘爪61和杠杆59之间倾向于相对于图7a沿顺时针方向朝着杠杆62推动凸轮61。扭簧68在杠杆59和壳体9之间倾向于相对于图7a沿顺时针方向朝着止挡件65推动杠杆59。当基本上沿箭头58a的方向第一次牵拉拉索58时，棘爪61与杠杆62的第一个齿啮合并且沿顺时针方向使杠杆62和销14旋转通过有限的弧度。由于支承在销14上的环11上的载荷不足，在环11和销14之间产生的摩擦将被扭簧66的强度克服，因此当拉索58被释放时杠杆62将返回到其初始位置。然而，在环11相对于销14承载了人员1的重量的情况下，在环11和销14之间产生的摩擦将足以克服扭簧66的强度，使得在第一次牵拉拉索58之后，杠杆62和销14将相对于环11旋转并且保持旋转。进一步基本上沿箭头58a的方向牵拉拉索58将使凸轮61啮合在杠杆62中的后续齿中，由此使杠杆62旋转通过又一段的旋转弧度。图7b示出了基本上沿箭头58a的方向第三次牵拉拉索58的开始，在图7c中示出已完成第三次牵拉，由此销14中的平面部分18被充分转动以使环11能够脱离。这是特别安全的释放方法，因为它要求不同地连续牵拉拉索58，并且如果环11上的载荷不足以抵抗扭簧66的话，杠杆62返回到其开始位置靠在止挡件65上。尽管图7a至7c示出了要求连续三次牵拉拉索58的实施例，其它类型的实施例可以要求两次或两次以上的牵拉。
图8、9a和9b示出了启动环11的释放的第三和第四可选方法，使得仅仅可以在环11上的载荷的最小和最大范围之间启动释放，由此载荷范围具体包括等于人员重量的载荷，但是排除例如可能在高空正常活动期间遇到的轻载荷和例如当制动坠落时出现的重载荷。图8中的实施例示出了一种简单机构，在环11上的载荷的预定阈值以下所述机构将抵制环11被释放。杠杆71能够围绕轴70旋转，轴70固定在壳体9中。杠杆71也具有与环11上的配合表面对接的突出表面74。弹簧73是在抵接件73a和杠杆71之间的压缩弹簧，该抵接件连接到壳体9或是其一部分，并且弹簧73具有足够的强度以将杠杆74推靠在环11上，使得如果销14上的表面18将旋转到环11可以以另外方式在那里脱离的位置，则杠杆71上的突出表面74的啮合将在高达环11和销14之间的载荷的量值的最小阈值使环11固定就位。
图9a和9b的实施例示出了一种机构，在环11上的载荷的预定阈值以上所述机构将抵制环11释放。杠杆30被刚性地连接到带有平坦表面18的销14，并且存在倾向于相对于环11沿逆时针方向推动杠杆30和销14旋转的扭簧81。两个杠杆75和82围绕相同的轴76旋转，扭簧80被布置成杠杆75和82之间，倾向于相对于图9a沿顺时针方向朝着杠杆75推动杠杆82旋转。拉索79连接到杠杆82。销78从杠杆75的表面伸出并且与杠杆30中的狭槽形状接合，使得杠杆75围绕轴76的旋转也导致杠杆30围绕销14旋转。如果支承在两个销13和14上的环11上的载荷高于预定的最大阈值极限，则在基本上沿箭头79a的方向牵拉拉索79的情况下在销14和环11之间产生的摩擦将大于扭簧80的强度。在这样的情况下，拉索79将导致杠杆82旋转，但是杠杆75将由杠杆30保持，而杠杆30又通过销14和环11之间的摩擦保持。然而，如果销14和环11之间的摩擦不足以克服扭簧80的强度(如果环11上的载荷在预定的上限阈值以下就属于这种情况)，则由拉索79启动的杠杆82的旋转运动将转动杠杆75，杠杆75然后将转动杠杆30和销14，从而允许环11脱离。图8以及图9a和9b中所示的两个实施例可以组合以提供一种机构，该机构将仅仅在环11上的载荷的预定最大和最小阈值之间允许释放环11。
在图10，11a和11b中示出了人员高空救援装置的第二实施例。在图10中，第二实施例被示出穿戴在当时在高空执行普通作业任务的人员1的后背上。在用于释放环11的释放机构方面以及在使用支架3将人员高空救援装置连接到吊带2的方法方面，本发明的第二实施例与第一实施例相同。主要区别在于在坠落制动后被悬吊之后使人员下降时存储和展开挠性细长件的部件以及控制挠性细长件的展开速度并且由此控制人员的下降速度的部件。
在图11a和11b中，挠性细长件85是一段长度的挠性细长件，其一端连接到环11并且在相对于图11a沿顺时针方向螺旋地缠绕到鼓轮90上之前穿过导向件87和88。挠性细长件85的另一端牢固地连接到鼓轮90。鼓轮90被刚性地连接到销91。在销91的一端具有能够在轴向轴承92内旋转的头部部分，轴向轴承92固定到壳体86，从而鼓轮90和销91都可以在轴向轴承92内一起旋转。销91也穿过固定在布置95内的轴向轴承96，布置95刚性地连接到壳体86或是其一部分。在布置95以外，销91具有被示出为典型右旋的螺纹93的螺纹部分。螺母94是特殊成形螺母，其具有拧到销91的螺纹93上的中心螺纹孔。所以，鼓轮90，销91和螺母94可以相对于壳体86一起旋转。螺旋弹簧98连接在螺母94和销91之间，倾向于相对于销91沿逆时针方向推动螺母94旋转，使得螺旋弹簧98倾向于推动螺母94上的螺纹相对于销91上的螺纹93旋松。速度控制盘99是这样一种盘，其连接到结构95并且保持有粘性材料100，使得该粘性材料被布置在速度控制盘99和螺母94之间。粘性材料用来形成螺母94和布置95之间的预定阻力，使得当鼓轮90相对于图11a沿逆时针方向旋转时，螺母94的螺纹部分倾向于朝着鼓轮90旋紧到销91的螺纹93上。当基本上沿箭头40的方向牵拉拉索37以释放环11时，鼓轮90相对于壳体86和相对于图11a沿逆时针方向旋转，从而从鼓轮90展开挠性细长件85。螺旋弹簧98的伸展倾向于相对于销91旋松螺母94，由此允许鼓轮90旋转。然而，当鼓轮90的旋转速度超过预定极限时，由螺母94和布置95之间的粘性材料100施加的粘性阻力倾向于克服螺旋弹簧98的强度并且导致螺母94的螺纹部分旋紧到销91的螺纹93上，使得销91和鼓轮90两者朝着螺母94移动。摩擦盘101是由摩擦材料制成的盘，其在自身与布置95和鼓轮90的配合表面之间具有基本上预定的摩擦系数，使得当销91和鼓轮90朝着摩擦盘101移动，并且布置95和鼓轮90与摩擦盘101相互作用时，鼓轮90的旋转速度被减小，直到弹簧98的强度超过由粘性材料100施加的粘性阻力，由此倾向于相对于销91的螺纹93旋松螺母94的螺纹部分，使得鼓轮90倾向于远离摩擦盘101，由此减小鼓轮90的旋转运动的阻力。滚珠轴承97分隔开螺母94和布置95，使得防止螺母94变得锁定到布置95。如果没有滚珠轴承97，螺母94可由于在它们的配合表面之间形成的摩擦而变成锁定到布置95，从而当鼓轮90的旋转速度被减小到预定限度以下时，螺旋弹簧98将不能克服摩擦并因此不能相对于销91旋松螺母94。
因此，在以上实施例中，鼓轮90的旋转速度被有效地控制，并且人员1的下降速度被有效地限制。可以容易增加带有一种机构的手动控制制动器，除了由粘性材料100施加的粘性阻力之外，所述机构简单地将阻力施加到螺母94。然后这种机构可以联接到拉索或者其它合适的操作部件，以便通过牵拉拉索来操作制动器。
尽管施加到鼓轮90的自动速度控制被示出由在螺母94上产生的阻力的粘性材料100施加，阻力的施加可以是提供动态阻力的任何其它合适的部件，所述动态阻力与鼓轮90的旋转速度有关，由此当环11被释放之后限制了人员1的下降速度。在挠性细长件85的长度不足以将人员1下降到安全高度的情况下，由于挠性细长件的端部牢固地连接到鼓轮90，因此可以防止挠性细长件85离开鼓轮90。而且，挠性细长件85可以是任何合适的材料和横截面。然而，在实践中，已发现当缠绕在鼓轮周围时钢索既结实又紧凑。尤其可以使用高强度聚合物绳索，因为它结实、紧凑并且比钢索轻。也可以使用诸如织物带这样的聚合物带。
图12a和12b示出了与图11a和11b中的布置类似的布置，区别在于作用在环11上的可释放连接器由可释放止挡件代替，该可释放止挡件防止鼓轮90旋转，由此防止鼓轮90展开挠性细长件和将动态坠落制动载荷施加到控制挠性细长件从鼓轮展开的速度的速度控制机构，直到可释放止挡件被释放。在图12a中挠性细长件85的第一端固定到鼓轮90，然后挠性细长件的大部分长度螺旋地缠绕到鼓轮90上，挠性细长件85的第二端牢固地连接到环101。环101是显著的，因为它并不具有可以防止其远离鼓轮90的实质特征。与图11a和11b中的情况相同，鼓轮90可以围绕轴91旋转，由此轴91固定在壳体86的平行侧面之间。也有与图11a和11b中类似的用于控制鼓轮90的旋转速度的机构，尽管这未被清楚地示出。爪式止挡件104连接到杠杆102或者与其一体化，杠杆102能够相对于外壳86围绕其轴103旋转，该轴固定到和布置在外壳86的两个平行侧面之间。拉伸弹簧105迫使杠杆102倾向于相对于图12a和12b沿顺时针方向旋转。在动态坠落制动情况下，动态坠落载荷将沿远离鼓轮90的方向施加于环101，使得动态坠落载荷将被施加到挠性细长件85，因此倾向于导致鼓轮90旋转。然而，为了防止鼓轮90相对于图12a和12b沿逆时针方向旋转，以及由此将相对较高的动态坠落载荷施加到速度控制机构，如图12a中所示的爪式止挡件104啮合在鼓轮90边缘中的切口部分106中，从而停止其旋转。在轴103与位于爪式止挡件104和切口部分106之间的啮合表面之间画出的线理想地基本上平行于挠性细长件85的长度部分85a，使得施加到长度部分85a的拉伸载荷基本上被在其轴103的爪式止挡件104抵消，由此使鼓轮90和其轴91之间的载荷最小化。在结束动态坠落制动情况之后，可以沿箭头40的方向牵拉拉索37，由此也抵抗拉伸弹簧105所施加的驱动载荷牵拉其与杠杆102的连接107，使得杠杆102相对于图12a和12b沿逆时针方向旋转，直到旋转程度足够从其在鼓轮90的切口部分106处与鼓轮90的啮合以释放爪104。然后鼓轮90自由旋转，由此在受到速度控制机构控制的展开速度下展开挠性细长件85。显然，图5a至11b中用于操作释放部件和释放可释放连接器的任一前述方法可以同等地应用于释放爪式止挡件104。而且，存在许多不同的布置，该布置可以用于在坠落被制动的期间停止挠性细长件85和/或其展开部件(例如鼓轮90)移动，由此防止动态坠落制动载荷施加到速度控制机构。作用在挠性细长件或挠性细长件展开部件上以停止挠性细长件的运动而不是如图5a至11b中所示使用可释放连接器作用在可释放环上的缺点在于动态坠落制动载荷被施加到挠性细长件85的至少一部分长度，特别是在环101和缠绕到鼓轮90上的初始螺旋绕组之间的长度。为了使挠性细长件的尺寸和重量最小化，其长度的相对较高载荷部分可以具有比其余部分更大的强度。可以以各种方式提供该更大的强度，这些方式包括简单地沿着其长度的具有相对较高载荷的所述部分增加挠性细长件的横截面面积或者通过指定强度更大的材料用于其长度的该部分。可选地，挠性细长件的一个以上的长度可以平行地布置并且沿着挠性细长件的具有相对较高载荷的一部分长度固定在一起或者挠性细长件可以环绕在与环101的连接部周围，使得环绕长度也被螺旋地缠绕到鼓轮90上，直到载荷被径向摩擦作用减小，以便有效地使其长度的相对较高载荷部分的强度性能加倍。
图13a至13c示出了用于自动释放环11的部件，使得当施加到环11的载荷在预定的上限和下限内时启动释放。当人员在不包括坠落事件的正常使用中配备人员高空救援装置时，该人员可以使用他与安全锚地的连接部作为用于限制他的位置的部件或者从绊倒和滑倒恢复的部件，因此在这样的情况下期望的是环11不被释放。所以，在其以下不能启动环11的预定下限将典型地由配备人员高空救援装置的最轻人员的重量确定。典型的下限可以是大约400N。为了保证挠性细长件在从坠落被制动的过程基本结束之前不能被展开，载荷的预定上限将典型地由配备人员高空救援装置的最重人员的重量确定。典型的上限可以是大约2000N。
在图13a中，销13和14限制环11。销13固定在壳体86的平行侧面之间。销14是带有沿其长度的平面部分18的圆柱，并且被固定到较大直径的销110或是其一体部分。销110固定在壳体86的平行侧面之间，使得它可以围绕其中心轴线相对于壳体86旋转。当载荷典型地沿箭头111的方向施加到环11时，环11支承在销14上，倾向于相对于图13a和壳体86沿顺时针方向旋转较大的销110，这是由于销14的位置偏离销110的中心的结果。图13c示出了销110的这种旋转怎样最后导致环11能够脱离两个销13和14所提供的限制。然而，在图13a中，如果在环11上的典型地沿箭头111的方向的载荷大于大约2000N的预定上限，则销110和壳体86的互连表面之间的摩擦足以防止挡销110旋转。图13b示出了带有壳体86的平行侧面中的外侧面的图13a的视图。连杆112的第一端固定到销113，使得连杆112以围绕销113旋转，连杆112的第二端连接到拉伸弹簧114。拉伸弹簧114也在连接位置115处连接到壳体86，从而拉伸弹簧114迫使连杆112朝着位置115移动。销113典型地固定到销110或是其一体部分并且两个销的中心轴线被对准。当环11沿箭头111的方向被轻轻地加载荷时，拉伸弹簧114迫使销110抵靠在壳体86上，使得如果在环11上典型地沿箭头111的方向的载荷小于大约400N的预定下限，则销110和壳体86的互连表面之间的摩擦防止挡销110旋转。然而，如果环11上的载荷在预定的上限和下限内，则销110和壳体86之间的载荷将倾向于由环11和拉伸弹簧114的反作用减轻，使得销110和壳体86之间的摩擦相对较小，因此销110可以在壳体86中旋转。而且，销113可以在连杆112中的直径相对较小的孔中相对容易地旋转。
图13d和13e示出了用于使图13a至13c中的环11的释放延迟预定时段的部件。当环11上的载荷在上限和下限之间时，图13a至13c中的实施例将允许环11释放。然而，这可以在制动坠落过程期间而不是在所述过程基本结束时发生。所以，理想的是包括时间延迟以保证上限和下限之间的载荷已维持典型地大约30秒的时段，一允许在释放环11之前有足够的时间来结束任何动态坠落制动事件。在图13d中，杠杆臂118固定到销110和销14或与其一体化。当载荷典型地沿箭头111的方向并且在预定上限和下限内施加到环11时，杠杆臂118被迫使相对于图13d和13e沿顺时针方向与销110一起旋转。在杠杆臂118的远离其与销110的连接的端部，杠杆臂118支承在可以围绕轴122滚动的辊121上。轴122连接到接受器123上，接受器123能够围绕销120旋转，销120连接到或布置在壳体86的平行侧面之间，使得杠杆臂118迫使接受器123相对于图13d沿逆时针方向旋转。吸盘124固定到壳体86并且具有挠性隔膜。图13d中接受器123被压在吸盘119上，在吸盘119内形成真空或部分真空，使得接受器被迫使附着到吸盘119。杠杆臂118支承在辊121上的动作倾向于从吸盘119上分离接受器123。吸盘119具有小孔，空气可以通过该小孔泄漏，直到经过预定时段之后，吸盘119中的真空被足够地充满，从而吸盘119不再被迫使附着到接受器123。典型地，接受器123被弹簧(未图示)朝着隔膜124推动，以保证在人员高空救援装置的正常使用期间保持吸盘119内的真空或部分真空，更具体地，保证如果环11上的载荷在上限和下限之间和之外变化时它可以被复位。例如，如果在从坠落初次被制动之后坠落者将由于防坠设备或系统的任何弹性而振荡或反弹，则需要该复位机构。反弹的作用可以将宽范围的载荷施加到环11上，该载荷可能在上限和下限之内和之外。
在前述实施例中，系索所连接的环11和吊带所连接的支架3被刚性地连接到外壳9，从而在制动某人坠落的情况下当载荷被施加在环11和支架3之间时，由于环11和支架3倾向于与施加的载荷成一条直线，外壳9可以被迫使围绕支架3旋转。如果坠落者首先脚落下(处于基本直立位置，头在身体上方，身体在脚上方)则这通常不是问题，因为不太可能有外壳9围绕支架3朝着坠落者的身体的任何旋转，因而几乎没有载荷施加在外壳9上。然而，如果坠落者以头、脚和身体基本在相同平面的俯卧姿态坠落并且救援装置安装在坠落者的后背上，由于环11和支架3被迫使与为了制动坠落施加的载荷成一条直线，外壳9将倾向于旋转到坠落者的后背。当外壳9的下边缘接触坠落者的后背时，环11和支架3将被限制到使它们可以与施加的载荷成一条直线的程度，从而导致所有这三个部件难以被加载荷，特别是外壳9。外壳9的旋转及其在坠落者后背上的接触载荷可以足以导致损伤。如果坠落者坠落时头朝下并且身体和脚在头上方的话同样适用。
在实践中，难以确定某人将如何坠落，因此必须预防所有可能的不测事件。图14a至14e示出了通过允许外壳9与系索连接部件和吊带连接部件两者之间的铰接提供不同坠落方式的优选实施例。在前述实施例中的环11由环130和锚定器131代替。
在图14a和14b中，环130和锚定器131均被示出为由从层状材料折叠以在每个中形成环，并且环130具有锚定器131从其中穿过的细长口130a，从而当细长口130a支承在锚定器131中的环131a上时，环130和锚定器131有效地彼此牢固连接。而且，环130能够围绕锚定器131中的折叠环131a的径向轴线旋转。环130中的折叠环130b被设置以能使诸如弹簧钩这样的可拆卸固定件(典型地在系索或其它安全绳的端部)穿过环130b以实现与环130的牢固连接。吊带支架133具有用连接杆133c间隔开的两个平行臂133a和133b，该连接杆垂直于每个臂并且牢固地固定到每个臂的一端或者是每个臂的一端的一部分。轴134连接到每个臂的另一端并且牢固地位于布置135中，使得吊带支架133可以相对于布置135围绕轴134的轴线旋转。锚定器131也有效地固定到布置135，由此图14b中所示的在锚定器131中的切口131b和131c分别与圆柱形止挡件136和凸轮式止挡件137接合。布置135被示出由带有背面135a和两个平行侧面135b和135c的平板材料形成，这两个平行侧面135b和135c垂直于背面135a并且为了方便起见通过折叠板材的两个相对边缘而形成。圆柱形止挡件136的一端固定到布置135的背面135a的平面，并且圆柱形止挡件136的圆柱轴线垂直于布置135的背面135a的平面。未在图14a和14b中示出的前板被定位成其平面与布置135的背面135a平行和间隔，并且位于口135d和135e中。然后圆柱形止挡件136的另一端牢固地固定到所述前板，从而布置135和所述前板也有效地彼此刚性地连接。凸轮式止挡件137固定在布置135和所述前板之间并且能够围绕与圆柱形止挡件136的轴线平行和间隔开的轴线旋转。所以，在图14a中，环130和吊带支架133都固定到布置135，并且能够在相对于彼此和布置135基本上平行的轴线上旋转。
图14c至14e示出与相对于用于不同坠落姿态时的外壳9铰接的环130和吊带支架133，环130被沿箭头146的方向加载荷，支架133被沿箭头147的方向加载荷。在所有的图14c至14e中，布置135连接到和容纳在外壳9内。图14c示出了环130和吊带支架133与外壳9成一条直线，从而呈现出如果人员首先脚朝下坠落时所处的典型姿态，其中在外壳9上没有显著的载荷，因为外壳9没有围绕吊带支架133朝着吊带2和坠落者的身体旋转的倾向。图14d示出了环130和吊带支架133成一条直线，如果人员头朝下坠落时这是典型的。尽管在图14d中，外壳9有围绕吊带支架133朝着吊带2旋转的一些倾向，坠落者后背上的载荷不太可能致伤并且可以通过外壳9上的圆形区域9a缓解以分散在坠落者后背上的载荷。图14e示出了环130与吊带支架133成一条直线，这在如果人员以头、身体和脚基本上在相同垂直水平的俯卧姿态坠落时是典型的，其中与图14c中相同，由于外壳9有围绕吊带支架133朝着吊带2以及由此朝着坠落者的身体旋转的任何倾向，因此外壳9上没有显著的载荷。在图14a中，环130靠在布置135上的突出抵接件135f和135g上，如图14b中所示，为了避免锚定器131被沿如图14b中所示的最终释放锚定件131的方向之外的方向过度加载荷。
在图14b中，凸轮式止挡件137与图7a中的杠杆62共有一些类似之处。当坠落被制动时在其正常径向位置这，凸轮式止挡件137具有基本上圆柱形的表面以接合到锚定器131中的切口131c中。然而，当凸轮式止挡件137相对于图14a沿逆时针方向旋转到如图14b中所示的程度时，圆柱形表面被旋转远离切口131c并且由允许锚定器131并且因此允许环130脱离布置135的平面切掉区域代替。销138牢固地位于锚定器131中，并且挠性细长件85的一端典型地终止于形成在封闭环中的细长件，该环用诸如套圈这样的部件限定，并且该环然后牢固地连接在销138周围。
在实践中，已发现两个图11a和11b中所示的用于容纳挠性细长件21和控制其展开速度的方法是有利的，原因是摩擦盘101是用于减小鼓轮90的旋转速度的主要部件，而粘性材料100仅仅充当伺服机构以用于控制致使鼓轮90支承在摩擦盘101上的力。这意味着粘性材料100所需要用来控制鼓轮90的粘性阻力相对较小，从而伺服机构可以重量相对较轻并且制造成本经济。然而，粘性材料会由于其粘性倾向于根据其温度发生变化而出现问题，从而当救援装置用于下降人员时，装置内的一些散逸的热量可以传递到粘性材料100，并且影响其粘性阻力特性。一种替代选择是使用离心制动机构，在图15a和15b中示出了其实施例。
与图11a和11b中相同，图15a中的实施例具有螺旋地缠绕到鼓轮90上的挠性细长件85。挠性细长件85的一端连接到诸如图14a和14b中的锚定器131的部件上，另一端牢固地连接到在图15a中未示出的鼓轮90上。鼓轮90被刚性地连接到销91上，并且两者能够在作为外壳9c的一部分的支承表面150内旋转。销91具有螺纹区域93a，该螺纹区域接合在特定成形螺母94中的配合螺纹区域中。螺母94穿过正齿轮(主动齿轮151)的中心，并且借助于制动衬圈152和弹簧垫圈153摩擦地固定到主动齿轮151上，使得防止螺母94和主动齿轮151之间的相对旋转运动，直到螺母94和主动齿轮151之间的反向扭矩超过预定极限。推力轴承154使螺母94和外壳9c之间的摩擦作用最小化。当鼓轮90和销91沿上紧销91和螺母94之间的配合螺纹面的方向一起旋转时，螺母94将倾向于相对于销91旋松，原因是由于推力轴承154在螺母94和外壳9c之间没有显著的摩擦。因此，当鼓轮90相对于外壳9c旋转时，主动齿轮51也将倾向于沿相同方向旋转。
主动齿轮151与正齿轮(空转齿轮155)互相啮合，空转齿轮155围绕心轴161自由旋转。空转齿轮155与正齿轮(小齿轮156)啮合。小齿轮156被刚性地连接到心轴157，心轴157连接到瓦块(shoe)驱动臂158，使得心轴157和瓦块驱动臂158被限制成一起旋转。另外如图15b中所示，瓦块驱动臂158位于瓦块159a和159b之间，并且两个瓦块159a和159b可以在容纳在外壳9e中的圆柱形摩擦衬里160内围绕其圆柱轴线旋转，外壳9e位于外壳9c和和9d之间，使得主动齿轮151的旋转将导致瓦块159a和159b旋转。当瓦块159a和159b旋转时，每个瓦块的质量和旋转速度将决定每个瓦块和圆柱形摩擦衬里160之间的径向力的量值，该径向力被转换成切向制动力，然后切向制动力通过正齿轮系传回主动齿轮151。齿轮151上的合成阻力也将在螺母94上施加阻力，使得鼓轮90正在进行的旋转将倾向于使销91旋紧到螺母94中的配合螺纹中。当销91被朝着螺母94牵引时，鼓轮90也被朝着摩擦盘101牵引，摩擦盘101被限制成不相对于外壳9c旋转，由此减小鼓轮90的旋转速度。当鼓轮90的旋转速度进一步减小时，主动齿轮151的旋转速度以及最终瓦块159a和159b的旋转速度减小，由此也减小了倾向于将螺母94旋紧到销91上的离心阻力。最终，离心阻力将减小到一种程度，使得螺母94的螺纹倾向于相对于销91旋松，从而允许鼓轮90远离摩擦盘101和使鼓轮90自由，从而其旋转速度可以再次增加。这样，离心制动器作为动态伺服机构以根据鼓轮90的旋转速度调节鼓轮90和摩擦盘101之间的制动力，由此控制挠性细长件85从鼓轮90展开的速度。该布置的显著优点是离心制动机构可以具有相对较小的强度和较轻的重量，因为在鼓轮90和摩擦盘101之间的摩擦进行减小鼓轮90的速度的主要工作。由于相对较小的机械载荷要求这种伺服机构，因此已发现主动齿轮151和空转齿轮155都可以典型地由塑料制造。
在优选的实施例中，已发现有利的是在销91和螺母94之间的配合螺纹面被涂覆低摩擦材料，并且螺纹具有非标准的延长螺距以增加螺母94相对于销91旋松的倾向。
在用救援装置将人员下降到地面或安全高度的过程期间，人员可临时着陆在救援路径中的墩台上，然后进行第二次坠落。在最坏的情形下，第二次坠落会包含一些自由坠落，其中人员在挠性细长件未从鼓轮90展开的情况下坠落通过垂直距离。在这种情况下，在自由坠落距离的终点，鼓轮90的旋转将急剧加速并且快速到达一个速度，该速度将触动离心伺服制动并且用相对较高的力使鼓轮90支承在摩擦盘101上，该力可以被传递到正在下降的人员以及救援装置自身。为了减轻该作用，如图15a中所示，由于弹簧垫圈153迫使螺母94和主动齿轮151支承在制动衬圈152上，螺母94和主动齿轮151之间的预定摩擦附着将被克服并且鼓轮90和螺母94将独立于主动齿轮151旋转，由此保证挠性细长件85上的载荷决不会超过预定极限，该预定极限有效地将人员和挠性细长件85上的载荷限制在典型地大约为2.5kN或3kN的安全水平内。由于自由坠落带来的坠落能量被至少部分地通过鼓轮90的抵抗载荷旋转运动和鼓轮90转动的程度多重吸收。
当人员以受控速度下降通过一段距离时，由于控制下降速度而吸收的大量能量将被转换成热量。尽管通常这不是问题，管理救援装置内的热量分布是切合实际的，特别在塑料部件附近。在实践中，已发现如果鼓轮90由铝制成并且摩擦盘101被外壳9c限制而不与鼓轮90一起旋转，热量可以有效地存储在鼓轮90中。另外，如果挠性细长件85由镀锌钢丝制成，当钢丝从救援装置被展开时，虽然速度缓慢，钢丝自身可以存储热量并且分散热量。可选地，如果挠性细长件85由易受热量影响的纤维绳索制成，外壳9c可以由铝制成，并且鼓轮90可以限制摩擦盘101与鼓轮90一起旋转。
参考图14a、14b、15a和15b，图16a和16b示出了一个实施例，该实施例具有由拉索37操作的下降制动器，并且拉索37具有启动锚定器131的释放的功能。图16a示出了当拉索37被释放时正在作用的下降制动器，图16b示出了当拉索37被牵拉时正在释放的下降制动器。
在图16a中，拉索37连接到杠杆166的一端，杠杆166的另一端连接到销165并且可以围绕销165旋转，使得当拉索37被牵拉时，杠杆166围绕销165旋转。销165的位置相对于外壳9d被固定。杠杆臂169也连接到销165并且可以围绕销165旋转。销170连接到杠杆臂169和制动杠杆171的一端，从而杠杆臂169和制动杠杆171都可以围绕销170旋转。朝着制动杠杆171的另一端，制动杠杆171首先被限制在制动环173和更靠近制动杠杆171的端部的抵接件172之间。抵接件172和制动环173的中心轴线的位置相对于外壳9d被固定，并且制动环173能够在典型地是外壳9d的整体部分的圆柱形外壳9f内旋转。制动环173的旋转轴线与图15a和15b中的瓦块159a和159b的旋转轴线相同，并且制动环173具有位于瓦块159a和159b的端部之间的突缘173a和173b，从而制动环173和瓦块159a和159b有效地被限制成在公共轴线上一起旋转。扭簧174迫使销170相对于图16a沿逆时针方向围绕销165旋转，从而制动杠杆171由于其运动被抵接件172限制而被迫使支承在制动环173上，由此在瓦块159a和159b上施加载荷以阻止和停止它们的旋转，使得鼓轮90的旋转速度减小或者停止，从而减慢或停止挠性细长件85的展开。
在图16b中，拉索37被示出当被沿箭头37a的方向牵拉之后的一个位置，使得杠杆166相对于图16b沿顺时针方向旋转。销168连接到杠杆166并且在一端被升高到杠杆166的表面之上，使得它形成在接触表面169a作用于杠杆臂169的抵接件，由此倾向于相对于图16b沿顺时针方向围绕销165旋转杠杆臂169，从而销170和连接到销170的制动杠杆171的端部也围绕销165旋转，由此允许制动杠杆171在制动环173和抵接件172之间运动。扭簧174迫使制动杠杆171朝着抵接件172旋转并且远离制动环173。制动瓦块159a和159b自由旋转，从而鼓轮90也能够继续展开挠性细长件85。在图15a或15b中均未示出的弹簧迫使杠杆166相对于图15a和15b沿逆时针方向围绕销165旋转，从而当在被沿箭头37a的方向牵拉之后拉索37被释放时，杠杆166返回如图15a中所示的其位置，然后再应用制动器。
参考图14a和14b，图16a和16b也示出了通过牵拉拉索37释放锚定器131的优选实施例。杠杆167在一端连接到销168并且能够围绕销168旋转。销168也连接到杠杆166，使得当沿箭头37a的方向牵拉拉索37时，杠杆166、销168和杠杆167的所述一端相对于图16a沿顺时针方向围绕销165一起旋转。在图15a或15b中均未示出的弹簧倾向于迫使杠杆167相对于图16a沿顺时针方向围绕销168旋转。销167a固定到杠杆167的另一端并且啮合在凸轮式止挡件137的第一齿中。凸轮式止挡件137围绕轴线137a旋转，凸轮式止挡件137的位置相对于外壳9d固定。当制动某人坠落时，凸轮式止挡件啮合在图14b中的锚定器131中的切口131c中，防止锚定器131脱离布置135。当拉索37被沿箭头37a的方向牵拉时，杠杆167和销167a在凸轮式止挡件137的所述第一齿上施加载荷，倾向于相对于图16a沿逆时针方向旋转凸轮式止挡件137。在拉索37的第一次牵拉动作之后，凸轮式止挡件137保持啮合在锚定器131中的切口131c中。在图16a或16b中均未示出的弹簧倾向于迫使凸轮式止挡件137相对于所述图沿顺时针方向围绕其轴线137a旋转，从而当拉索37被释放时凸轮式止挡件137将倾向于返回如图16a中所示的第一位置。然而，当在某人的吊带和环130之间存在预定水平的载荷时(当坠落被制动后将发生该情况)，凸轮式止挡件137将支承在锚定器131中的切口131c上，并且当拉索37被释放之后，在凸轮式止挡件137和切口131c的接触表面之间的摩擦阻力将足以阻止凸轮137返回其第一位置。在这种被制动坠落的情况下，当拉索37被释放时，销167a啮合在凸轮式止挡件137的第二齿中，从而拉索37的另一次牵拉将使凸轮式止挡件137旋转通过另一个旋转角度到达一种程度，在该程度下凸轮式止挡件137与切口131c不啮合，然后锚定器131可以如图16b中所示脱离。释放锚定器131的该方法避免了例如在拉索37被意外绊住的情况下锚定器131被意外释放。
应当理解的是由拉索37操作的制动器将典型地在锚定器131被释放之后并且当人员正在下降时被使用。如果人员从高空中的一个高度下降到除地面之外的另一高度，这种制动功能将特别有用。例如，如果人员在高层建筑上的坠落被制动，则所述人员可以下降和停止在待救援的较低高度旁边将是有利的。然而，在下降相对比较简单的高空位置作业时，可能不需要拉索制动机构，在该情况下更经济的是提供不带有它的救援装置。图17a和17b示出了结合在图14a，14b，15a和15b以及在16a和16b中描述的实施例的救援装置的外视图，该救援装置可以包括或不包括由拉索37操作的制动器。
在图17a中吊带2的吊带穿过限制器185并且围绕吊带支架133。限制器185典型地与吊带一起使用以防止救援装置相对于吊带滑动。环130通常在静止时如图所示成角度，并且弹簧扣然后通过开环被固定。支架133通常将由于救援装置的重量而相对于外壳9d旋转。然而，为了方便起见当在正常工作条件下携带救援装置时，支架133典型地通常通过将外壳9c或9d的下部连接到吊带支架133的一个或多个带保持在图17a中所示的位置。
在图17b中，虚线圆圈表示鼓轮90、主动齿轮151、空转齿轮155和小齿轮156典型地将如何定位在装置容纳部件9b、9c和9d的内部。固定件186和187用于将图14a和14b中的布置135定位在外壳9c和9d内。拉索37被示出不带有任何套，因为在许多实施例中进行多次牵拉启动锚定器131的释放将足以在坠落被制动之前避免意外释放。
已经参考了当坠落被制动时人员能力丧失的程度使得人员不能手动操作释放拉索37的可能性，并且进一步参考了所提出的技术方案，由此在制动坠落的过程期间拉索37的延伸部可以落到地面或者其它安全高度，从而允许另一个人员从坠落者将要降落到的高度代为启动释放机构。图18a、18b、18c和18d示出了提供拉索37的这种延伸部的实施例的例子。
织物带202是一段长度的编织物带，其典型地为人员的吊带的一部分。在图18b中被示出成环圈202a的环圈形成于织物带202中，并且环圈轴线平行于织物带202的宽度，然后环圈202a穿过圆柱形鼓轮201的一个侧面中的基本上矩形的口。所述口的长度至少与织物带202的宽度一样长，并且所述口的宽度在每个侧面上被两个相对的斜壁201c和201d限制，所述斜壁连接到鼓轮201并且典型地是其一部分。销204是圆柱形销，其长度典型地与织物带202的宽度相同并且小于鼓轮201中的所述口的长度。销24被放置在环圈202a内，并且其圆柱轴线平行于环圈202a的折叠轴线。鼓轮201中的所述口的宽度小于销204和环圈202a的有效直径，从而在没有首先除去销204的情况下，销204和环圈202a都通常不能通过鼓轮201中的口返回。挠性细长件200是一段长度的挠性细长件，其螺旋地缠绕在鼓轮201上并且至少在环圈202a的区域中充满鼓轮201，使得环圈202a和销204都有效地位于挠性细长件200和鼓轮201中的所述口之间。图18c中的201e和201f是止挡件，该止挡件保持销204并且防止挡销204沿着其圆柱轴线运动。盖203通过其狭槽203c组装在织物带202上，然后它作为防止挠性细长件200从鼓轮201的边缘脱离的部件被定位在鼓轮201上。图18b和18d中的抵接件203a和203b帮助将盖203相对于鼓轮201定位在适当位置。为了方便起见，盖203可以在连接部件205连接到织物带202以阻止它变得易于脱离织物带202。在实践中，已发现维可牢尼龙搭扣(Velcro)适合作为连接部件205。
优选地由结实、直径相对较小(紧凑)并且重量轻的绳索制成的挠性细长件200牢固地连接到图17b中的拉索37或者是其一部分。在实践中，已发现具有小至2.5mm的小直径的一些新式纤维绳索提供足够的强度。挠性细长件200的长度典型地至少与图15a中缠绕到鼓轮90上的挠性细长件85一样长，从而当人员从坠落被制动之后有足够的长度到达地面或某个其它的安全高度。
当人员从坠落被制动时，由于限制和制动坠落，因此人员吊带的编织物带被显著地加载拉伸载荷。当织物带202典型地沿图18b中的箭头206和207的相反方向被加载到超过预定高度时，由于环圈202a倾向于伸直，斜壁201c和201d在载荷下偏转，直到斜壁201c和201d的偏转足以能使销204和环圈202a两个通过鼓轮201中的口脱离。当销204和环圈202a脱离时，鼓轮201远离织物带202自由下落并且下降到地面或其它安全高度。当鼓轮201下落时，鼓轮201也由于挠性细长件从鼓轮被展开而旋转。已发现在其下降期间鼓轮201的旋转是有利的，因为鼓轮倾向于远离其路径中的任何障碍物滚动。当鼓轮201到达地面或某个其它的安全高度时，除了坠落者之外的人员可以捡起绳并且操作坠落者的救援装置。如果挠性细长件200是相对较结实的小直径绳索，人员可能难以足够紧地抓住绳索来操作救援装置释放机构。鼓轮201中的狭槽201a和201b能使绳索在鼓轮201上由鼓轮自身机械地夹紧，从而人员可以抓住鼓轮201而不是挠性细长件200来实现必要的紧握和牵拉张力。
在以从图1至图13e的任一实施例释放环11的任一方法中，包括图12a和12b中用于释放鼓轮90以及图14a至17b中用于释放环130和锚定器131的任一或所有方法，可以加入定时器，从而如果在预定时段内还未手动执行释放，则释放机构可以被自动启动。当坠落和/或被制动时人员受伤并且因此不能操作手动释放控制以释放环11或棘爪止挡件104的情况下这将是有用的。可选地，可以使用附加的扩展手动释放控制，其设置在图18a、18b、18c和18d中。而且，在以上任一实施例中，人员高空救援装置可以连接到任何合适的吊带或安全带并且相对于穿戴吊带或安全带的人员连接到任何位置。例如，人员高空救援装置可以连接在人员的前面，特别是如果在人员正执行需要他或她面对安全锚地的任务的情况下，所述安全锚地由防坠系统或单点锚地提供。
关于手动控制的任何上述参考也可以表示由人员的身体、肢体或头的任何其它部分的控制。在任一前述实施例的描述中所指的任何一种拉索中的绳索典型地为挠性细长件，并且挠性细长件的所有前述参考指的是可以由任何合适的材料制成并且带有任何合适的横截面的挠性细长件。
所述的实施例在它们的细节上不同，但是它们由共同的操作原理联系在一起。因此，本领域的技术人员将会理解参考一个实施例描述的技术特征通常将可应用于其它实施例。
参考这些特定实施例在上面已详细地描述了本发明，本领域的技术人员将会理解，这些仅仅是示例性的，在权利要求的范围内可能有如下的变型。
权利要求
1.一种高空救援装置，其包括载荷元件，其相对于支架可释放地保持在第一位置，所述支架被设置为在使用中连接到吊带；安全绳，该安全绳的一端连接到所述载荷元件，所述安全绳的另一端在使用中连接到安全锚地；挠性细长元件，其一端固定到所述载荷元件，其另一端固定到至少一个速度控制部件；释放部件，其用于从所述第一位置释放所述载荷元件，从而当所述载荷元件被释放时，所述细长元件和所述载荷元件能够相对于所述支架以可控速度移动，以便提供受到控制的下降速度。
2.如权利要求1中所述的高空救援装置，其特征在于，所述载荷元件可释放地固定到所述支架。
3.如权利要求1或2所述的高空救援装置，其特征在于，所述支架提供载荷元件固定部分和吊带部分。
4.如权利要求3中所述的高空救援装置，其特征在于，所述载荷元件固定部分可枢转地连接到所述吊带连接部分。
5.如权利要求4中所述的高空救援装置，其特征在于，所述载荷元件具有与所述安全绳连接的第一部分和相对于所述支架可释放地固定的第二部分，这两个部分能够相对于彼此枢转。
6.如权利要求5中所述的高空救援装置，其特征在于，所述吊带连接部分的枢轴轴线基本上平行于所述载荷元件的枢轴轴线。
7.如权利要求1-6中任一项所述的高空救援装置，其特征在于，所述载荷元件被固定在设在所述支架上的一对间隔开的保持元件之间，所述保持元件中的一个是可移动的以释放所述载荷元件。
8.如权利要求7中所述的高空救援装置，其特征在于，所述一个可移动的保持元件采用具有槽形部分的圆柱销的形式，所述销可以围绕其纵向轴线旋转以允许设在所述载荷元件上的抵接件通过所述槽形部分。
9.如权利要求7中所述的高空救援装置，其特征在于，所述一个可移动的保持元件具有一个或多个突起，并且可旋转以便使所述一个或多个突起与在所述载荷元件中形成的相应槽口啮合/脱离。
10.如权利要求9中所述的高空救援装置，其特征在于，在所述槽口中设置两个或两个以上的突起以用于连续啮合，所述释放部件需要致动两次或两次以上以便释放所述载荷元件。
11.如权利要求1-10中任一项所述的高空救援装置，其特征在于，所述释放部件包括拉索，所述拉索连接到适于释放所述载荷元件的杠杆机构。
12.如权利要求1-11中任一项所述的高空救援装置，其特征在于，所述挠性细长元件被组织在外壳内，所述外壳相对于所述支架固定。
13.如权利要求12中所述的高空救援装置，其特征在于，所述速度控制部件包括所述细长元件缠绕在其周围的一个或多个圆柱。
14.如权利要求13中所述的高空救援装置，其特征在于，所述细长元件盘绕在所述外壳内，并且在到所述圆柱之前通过导向部件。
15.如权利要求12中所述的高空救援装置，其特征在于，所述细长元件缠绕在鼓轮上，所述鼓轮被安装在所述外壳内和相对于所述外壳旋转，所述圆柱的旋转速度由所述至少一个速度控制部件控制。
16.如权利要求15中所述的高空救援装置，其特征在于，所述速度控制部件包括手动制动器。
17.如权利要求15中所述的高空救援装置，其特征在于，所述速度控制部件包括伺服动态速度控制机构。
18.如权利要求15中所述的高空救援装置，其特征在于，所述速度控制部件包括离心制动机构。
19.如权利要求1中所述的高空救援装置，其特征在于，所述细长元件盘绕在可旋转的鼓轮上，并且所述细长元件的靠近所述载荷元件的部分比所述细长元件的其余部分结实。
20.如权利要求19中所述的高空救援装置，其特征在于，所述细长元件的所述更结实部分围绕所述鼓轮延伸多圈。
21.如权利要求19中所述的高空救援装置，其特征在于，所述细长元件的所述更结实部分相对于所述鼓轮固定并且在坠落后可从其上释放。
22.如权利要求19-21中任一项所述的高空救援装置，其特征在于，所述释放部件直接或间接作用在所述鼓轮上。
23.如权利要求22中所述的高空救援装置，其特征在于，所述释放部件包括抵抗弹簧作用于杠杆的拉索，所述杠杆接合在所述鼓轮中形成的一个或多个凹槽中。
24.如权利要求11或23中所述的高空救援装置，其特征在于，所述拉索具有容纳在鼓轮上的附加长度，在发生坠落的情况下，所述长度适于落到地面，从而可以由使用者以外的人员致动所述拉索。
25.如权利要求1-24中任一项所述的高空救援装置，其特征在于，所述释放部件被电动地致动。
26.如权利要求25中所述的高空救援装置，其特征在于，所述电动致动由远程控制。
27.如权利要求1-26中任一项所述的高空救援装置，其特征在于，载荷限制部件被设置用于当所述载荷元件被释放之后限制在所述细长元件上的载荷。
28.如权利要求27与权利要求18结合情况下的所述的高空救援装置，其特征在于，所述离心制动机构包括与螺母螺纹连接的所述鼓轮和设在所述鼓轮和所述外壳之间的摩擦元件，所述螺母摩擦地啮合主动齿轮，所述主动齿轮被朝着所述螺母弹性地推动，所述主动齿轮驱动瓦块驱动器旋转，所述瓦块驱动器具有安装在其上用于与圆柱形摩擦衬里接合的瓦块。
全文摘要
提供了一种包括壳体(9)的高空救援装置，该壳体包含用于连接到吊带(2)的支架。该支架可以可释放地连接到载荷元件(11)，该载荷元件与安全绳(10)连接，安全绳(10)依次与安全锚地连接。具有拉索(38)形式的释放部件以用于当坠落之后从支架(4)释放载荷元件(11)，以及具有速度控制部件以用于控制存储在壳体(9)内的细长元件的展开速度，因此控制用户(1)的下降。
文档编号A62B1/10GK1997426SQ200580021299
公开日2007年7月11日 申请日期2005年5月13日 优先权日2004年5月15日
发明者J·E·伦顿, P·T·M·诺特 申请人:安全降落有限公司