攀爬辅助系统的制作方法

专利名称：攀爬辅助系统的制作方法
攀爬辅助系统
背景技术：
为了能到达高架的维护装置，需要一种使维护技术人员到达该维护装置的系统。 一种通常用来到达高架位置的系统是梯子。然而，当到达该装置的距离很大时，梯子的使用 就仅仅局限于在体格上能攀爬该梯子距离的人员。必须考虑到安全问题。工人越疲劳，就 越有可能发生诸如滑倒和坠落之类的事故。因此，当实施到达高架位置的装置的系统时，应 考虑到攀爬较大距离所带来的疲劳。由于上述原因和下述其它原因，在本领域内需要一种有效和安全的装置来辅助工 人攀爬梯子，在熟悉本领域的技术人员阅读和理解了本说明书之后，这些原因将会变得显 而易见。

发明内容
当前系统的上述问题将由本发明的诸实施例来解决，并且将通过阅读和研究下面 的说明书来得到理解。以下的综述仅仅是示例，不作为限制。它仅仅用来帮助读者理解本 发明的一些方面。在一个实施例中，提供一种机动化的攀爬辅助组件。该机动化的攀爬辅助组件包 括圈结带、附连构件、电动机组件和坠落阻止系统。附连构件联接至圈结带。安全吊带则联 接至附连构件。电动机组件包括电动机和驱动滑轮。电动机具有驱动轴。驱动滑轮联接至 驱动轴。此外，驱动滑轮与圈结带相接触。坠落阻止系统与驱动滑轮形成一体，并构造成限 制圈结带由于坠落事件而造成的运动。


当考虑到详细描述和下面的附图时，本发明可更容易理解，其它优点和用途也因 此更加显而易见，在附图中图IA是梯子的前视立体图，本发明一实施例的攀爬辅助系统联接至该梯子；图IB是梯子的后视立体图，图IA的攀爬辅助系统联接至该梯子；图2A是本发明一实施例的电动机组件和张力调节组件的局部放大的后视立体 图；图2B是图2A的电动机组件和张力调节组件的局部放大的前视立体图。图2C示出了本发明一实施例的缆绳通过滑轮的路径；图3是本发明一实施例的电动机组件的局部放大的前视图；图4A是本发明一实施例的电动机组件的组装后的前视立体图；图4B是图4A的电动机组件的分解的前视立体图；图4C是本发明另一实施例的电动机组件的组装后的前视立体图；图4D是本发明另一实施例的电动机组件的分解的前视立体图；图5A是本发明一实施例的驱动滑轮的组装后的前视图；图5B是图5A的驱动滑轮的分解的前视立体图5C是本发明一实施例的驱动滑轮的前视图；图5D是沿线BB的、图5C的驱动滑轮的侧剖视图；图5E是图5C的驱动滑轮的分解的前视立体图；图5F是本发明一实施例的坠落阻止组件的前视图；图6是本发明一实施例的控制面板的图；图7是本发明一实施例的控制系统的框图；图8A是本发明一实施例的张力调节组件的组装后的前视立体图；图8B是图8A的张力调节组件的分解的前视立体图；图9A是本发明一实施例的上部缆绳引导器的组装后的前视图；图9B是图9A的上部缆绳引导器的分解的前视图；图IOA是本发明另一实施例的上部缆绳引导器的组装后的前视图；图IOB是图IOA的上部缆绳引导器的组装后的后视图；图IOC是图IOA的上部缆绳引导器的分解图；图IlA是本发明一实施例的另一上部缆绳引导器的后视立体图；图IlB是图IlA的上部缆绳引导器的前视立体图；图IlC是图IlA的上部缆绳引导器的分解的前视立体图；以及图IlD是图IlA的上部缆绳引导器的一部分的局部放大图。根据惯例，各项所述的特征不按比例绘制，而是绘制成强调与本发明有关的特定 特征。附图标记在附图和说明书中标示相同的元件。
具体实施例方式在下面的详细描述中参照附图，附图是该详细描述的一部分，且其图示是为了说 明本发明所实践的具体实施例。充分详细地描述这些实施例从而使熟悉本领域的技术人员 能实践本发明，应能理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，也可采用其它实施例， 并可作出逻辑、机械和电气上的变化。因此，下面的详细描述不应被认为具有限制的意思， 本发明的范围仅由权利要求书及其等同物来限定。本发明的实施例提供一种辅助用户在梯子上爬上爬下的系统。在诸实施例中，诸 如圈结绳索之类的圈结缆绳或类似附连装置可工作地联接至用户。当用户在梯子上爬上爬 下时，缆绳在用户身上提供选定的拉力。因此，当用户爬上爬下时，可减轻用户的一部分重 量，由此减少用户所费的力气。在一些实施例中，攀爬辅助器检测用户何时停止，作为响应 而中止拉力。在这些实施例中，攀爬辅助器通过用户的诸如拉缆绳之类的动作来复位。在 其它实施例中，将坠落阻止系统结合在攀爬辅助系统中。参见图IA和1B，示出了攀爬辅助系统100的一实施例。具体地说，图IA示出了 具有联接于其上的攀爬辅助系统100的梯子101的前视立体图，图IB是具有联接于其上的 攀爬辅助系统100的梯子的后视立体图。攀爬辅助系统100的诸实施例可联接至梯子101 的前部或后部。攀爬辅助系统100包括上部缆绳引导器103(或上部引导器103)、张力调 节组件104、电动机组件102和圈结缆绳120。圈结缆绳120或圈结绳索120通常是细长构 件，可称为圈结带子120。上部缆绳引导器103包括延伸构件106，该延伸构件经由附连托架 110联接至梯子101的上端附近。延伸构件106的梯钩112用来在配合附连托架110时将
7延伸构件106定位在梯子101上。D形环118联接至上部缆绳引导器103的延伸构件106。 当用户在延伸构件106附近工作时，该D形环118可用来附连系索或救生索，系索或救生索 联接至用户所穿上的安全吊带。因此，D形环118可用于坠落保护或工作定位。D形环118 也可用作绞盘的连接点，该绞盘将延伸构件沿梯子101向上提升以便初始定位。上部滑轮 组件116联接至延伸构件106的上端附近。上部滑轮组件116如图IB所示引导圈结缆绳 120。张力调节组件104包括罩壳105，该罩壳用托架110附连至梯子110。类似于延伸 构件106，罩壳105包括梯钩112，用来在配合附连托架110时将罩壳105定位在梯子101 上。电动机组件102联接至张力调节组件104。电动机组件102在圈结绳索120上提供拉 力，这将在下文中进一步描述。如图IB所示，将圈结缆绳120引导成围绕上部滑轮组件116 且经过电动机组件102。攀爬辅助附连构件122联接至圈结缆绳120。用户将该用户所穿 上的安全吊带之类附连至附连构件122。在一个实施例中，附连构件122是可拆卸的缆绳 套管，诸如来自DB工业股份有限公司(DB Industries Inc.)的、零件编号为6116540的 LAD-SAF TM可拆卸缆绳套管。在图IB的实施例中，圈结缆绳120是一种其端部与缆绳连接 结构121连接在一起以形成圈结的缆绳。在另一实施例中，无接头端子系统(未示出)用 来将缆绳端部联接在一起。在该系统的一实例中，可使用来自森科不锈钢有限公司(Simcor Stainless Inc.)的Quick Attach (快速附连)眼式附连结构。还可设想到将缆绳端部 附连在一起以形成圈结的其它方法，本发明并不局限于特定的方法。在图IB的实施例中， 缓冲器123A和123B定位在缆绳连接结构的两侧附近。此外，在一个实施例中，缓冲器123A 和123B各由围绕缆绳120定位的尿烷圆柱件制成。在缆绳连接结构可能会撞击到攀爬辅 助系统100的重要部件之前，缓冲器123A和123B停止缆绳120的运动。具体地说，假如缓 冲器123B与上部滑轮组件116相接触或缓冲器123A与电动机组件102相接触，则缆绳120 将停止运动。下文将进一步描述缆绳120的运动和运动停止。因此，缓冲器123A和123B 防止攀爬辅助系统100的连接结构或其它重要部件被损坏。图2A和2B示出了电动机组件102和张力调节组件104的局部放大图。具体地说， 图2A是电动机组件102和张力调节组件104的局部放大后视立体图，图2B是电动机组件 102和张力调节组件104的局部放大前视立体图。参见图2A和2B，示出了电动机组件102 如何联接至张力调节组件104。具体地说，图2A所示的电动机调节托架204联接至电动机组 件102的固定板412和附连构件208，该附连构件容纳在张力调节组件104的罩壳105中。 如图2A和2B所示，经由延伸穿过张力调节组件104的罩壳105的开口 206可接近附连构 件208。在一个实施例中，附连构件208通过轴252联接至附连托架204和固定板412，该 轴延伸穿过附连构件中的附连开口 825 (如图8B所示)、附连托架204中的孔270和固定板 412中的孔272。此外，在一个实施例中，穿过附连托架的螺钉205配合在孔811中(如图 8B所示)，从而在转动调节构件108时防止附连构件208在罩壳150中转动。在另一实施 例中，附连构件208的尺寸和形状被选定为紧密地装配在罩壳105内以防止转动。在这个 实施例中，不使用螺钉205。如图2A和2B所示，附连托架204还经由紧固件250穿过罩壳 105中的开口 206联接至固定板412。附连构件208在罩壳105内的定位受调节构件108 控制。下文将参照图8A和8B进一步描述张力调节组件104。图2A还示出攀爬辅助托架202，该攀爬辅助托架将攀爬辅助附连构件122联接至缆绳120。此外，图2A示出了接近开关250。接近开关250用来监测滑轮的运动，这将在下 文中进一步描述。诸实施例中滑轮的运动用来至少部分地控制电动机组件102。这也将在 下文中参照图7进一步描述。电动机组件102包括四个不同的滑轮组件209、211、213和 215，缆绳120围绕这些滑轮组件被引导。具体地说，滑轮组件215、213和211将圈结缆绳 120引导成围绕驱动滑动组件209。圈结缆绳120在驱动滑轮组件209上的配合为圈结缆 绳120提供运动。图2C示出了将圈结缆绳120引导经过电动机组件102的滑轮组件209、 211,213 和 215。参见图3，示出了电动机组件102的局部放大前视立体图。该图示出了本发明一实 施例的坠落阻止系统330。坠落阻止系统330包括环形捕捉件304，该环形捕捉件联接至驱 动滑轮组件209的保护盖420。环形捕捉件304包括内突部306。棘爪302联接至驱动滑 轮组件209的驱动滑轮210。棘爪302随驱动滑轮210 —起转动。棘爪302构造成当驱 动滑轮210沿与攀爬辅助方向相反的方向以选定速度转动时，配合环形捕捉件304的内突 部306，由此停止驱动滑轮210的转动。因此，假如用户滑倒和坠落，将用户附连于其上的圈 结缆绳120就会以快速的方式沿攀爬辅助方向(向上)的相反方向(向下)被拉动。与驱 动滑轮210摩擦接触的圈结缆绳102就会以相对快速的方式响应于坠落而沿攀爬辅助方向 的相反方向移动驱动滑轮210。该相对快速的转动将引起棘爪302配合环形捕捉件304的 内突部306，由此进一步防止驱动滑轮210的该方向运动。一旦驱动滑轮210停止运动，缆 绳120就会因此阻止坠落。由于该坠落阻止系统(棘爪302和环形捕捉件304)是机械式 的，所以即使攀爬辅助系统失去动力，坠落阻止系统也能工作。坠落阻止系统的进一步讨论 将在下文参照图5C至5E进行描述。图3还示出控制面板320，该控制面板在该实例中联接 至电动机组件102。在其它实施例中，控制面板320位于攀爬辅助组件100上的不同位置。 控制面板320为攀爬辅助组件100提供用户界面。控制面板的一实例将在下文参照图6进 行描述。图4A和4B示出电动机102。具体地说，图4A示出组装后的电动机组件102的前 视立体图，图4B示出未组装的、分解的电动机组件102的前视立体图。电动机组件102包 括具有驱动轴410的电动机402。电动机402转动驱动轴410。通常，图4B所示的各个部 件通过如图所示的紧固件450、452、454和460以及螺母458联接在一起。固定板412附连 至电动机102的罩壳，该固定板包括供驱动轴410延伸穿过其中的开口 411。第一引导滑轮 组件211的第一引导滑轮212、第二引导滑轮组件213的第二引导滑轮214和第三引导滑轮 组件215的第三引导滑轮216转动地联接至固定板412。第一保护盖414装配成围绕第一 引导滑轮212和第二引导滑轮214。第一保护盖414包括第一开口 415和第二开口 413，第 一开口 415为圈结缆绳120到达第二引导滑轮214提供路径，第二开口 413为圈结缆绳120 到达第一引导滑轮212提供路径。第一滑轮盖406联接至第一保护盖414以覆盖第一引导 滑轮滑轮212和第二引导滑轮214。第二保护盖442装配成围绕第三引导滑轮216。第二 引导盖442包括第一开口 441和第二开口 443，第一开口 441和第二开口 443为圈结缆绳 120到达和离开第三引导滑轮216提供路径。第二滑轮盖408联接至第二保护盖442以覆 盖第三引导滑轮216的前部。驱动滑轮210经由滑动离合器502联接至电动机402的驱动轴410。第三保护盖 420联接至固定板412以覆盖驱动滑轮210的V形槽中的圈结缆绳120。第三引导盖420包括第一缆绳开口 421和第二缆绳开口 423，第一缆绳开口 421和第二缆绳开口 423为圈结 缆绳120到达和离开驱动滑轮210提供路径。如图所示，环形捕捉件304联接至第三保护 盖420。第一驱动滑轮盖404和第二驱动滑轮盖422联接至环形捕捉件304以覆盖驱动滑 轮210的前部。参见图4C，示出了另一实施例的电动机组件430的组装后的前视立体图。该实施 例包括射频识别(RFID)标签434。RFID标签434用来识别攀爬辅助系统100以及与攀爬 辅助系统100有关的轨道检查和其它信息。如图所示，在该实施例中，板434联接至第一滑 轮盖406。图4D示出了电动机组件430的分解的前视立体图。该图示出了紧固件434如何 配合垫圈436和轴承438，从而分别将第一引导滑轮212、第二引导滑轮214和第三引导滑 轮216转动地联接至固定板412。驱动滑轮210进一步示于图5A和5B中。在图5A中，示出了包括滑动离合器502 的驱动滑轮210的组装的前视立体图。在图5B中，示出了包括驱动滑轮210和滑动离合器 502的分解的前视立体图。如图所示，驱动滑轮210包括滑轮508。滑轮508具有容纳圈结 缆绳120 (未示出)的槽507。槽507在一个实施例中是V形的。滑轮508和圈结缆绳120 之间的摩擦力引起圈结缆绳120运动。圈结缆绳120上的张力越紧，摩擦力就越大。滑动 离合器502包括短轴521。短轴521包括中央孔501、颈部526和从颈部526延伸的圆柱 形轴部518。中央孔501容纳电动机402的驱动轴410 (如图4B所示)。短轴521的轴部 518包括螺纹524、以及第一平坦表面520和第二平坦表面522，如图所示。第一摩擦盘504 具有第一内直部503和第二内直部504，第一内直部503和第二内直部504各自抵靠短轴 521的轴部518的相应第一平坦表面522和第二平坦表面520。如图所示，轴衬506容纳在 滑轮508和短轴521之间。滑轮508用螺母514固定在短轴521的轴部518上，该螺母配 合短轴521的轴部528上的螺纹524。第二摩擦盘510和垫圈512定位在螺母和滑轮508 之间。定位成抵靠滑轮508的第二摩擦盘510包括第一直部511和第二直部513，第一直 部511和第二直部513抵靠短轴521的轴部518的相应第一平坦表面522和第二平坦表面 520。假如施加了太大的力的话，滑动离合器502就允许滑轮508相对于驱动轴410滑动。 因此，滑动离合器502防止电动机组件102以大于所需的力拉动缆绳120。例如，假如发生 电气/电子故障而导致电动机提供太高的扭矩输出，则离合器502将防止用户被完全提起。 在另一实例中，假如用户要在攀爬过程中将其足部、衣物、工具等搁置在某处，则离合器520 可滑动。参见图5C至5E，示出了坠落阻止系统的包括棘爪530的驱动滑轮210的图。具体 地说，图5C是一个实施例的驱动滑轮210的前视图。图5D是沿着线BB的、图5C的驱动滑 轮210的侧剖视图，图5E是图5C的驱动滑轮210的分解的前视立体图。如图所示，坠落阻 止系统包括偏置构件530。在一个实施例中，偏置构件530是弹簧。每个棘爪302的第一 端经由紧固件532和轴承532枢转地联接至驱动滑轮210的侧板210a。每个偏置构件530 联接在相应棘爪302的第二端和驱动滑轮210的侧板210a之间。偏置构件530将棘爪302 偏置离开环形捕捉件304的内突部306(如图3所示)，直到通过驱动滑轮210的速度产生 足够大的离心力以抵消偏置构件530的力为止。这将在坠落事件中发生。如上所述，棘爪 302与环形捕捉件304的内突部306的配合可提供坠落阻止系统的坠落阻止功能。图5F示出包括棘爪302A和302B以及环形捕捉件304的坠落阻止组件550的另一实施例。该坠落阻止组件550可用在任何类型的实施了枢转棘爪的坠落阻止系统中，以 防止坠落事件中放出救生绳。在该实施例中，轴承是由可压缩材料制成的轴衬532，该可压 缩材料诸如但不局限于尿烷之类的弹性材料。这有助于在坠落事件中防止“松脱”。松脱是 本领域中用来描述被锁定的救生绳上的重量在冲击时向上回弹的术语。这种向上回弹会释 放制动组件(例如将棘爪与内突部306释放)，由此允许缩回和放出救生绳从而致使用户坠 落，直到制动组件再次停止转筒的转动为止。该松脱效应可在坠落过程中发生若干次。具 有由弹性材料制成的轴衬532有助于在坠落阻止组件550中防止松脱。该实例中的坠落阻止系统550包括两个棘爪302A和302B。应能理解，可使用一个 或多个棘爪，本发明并不局限于两个棘爪。棘爪302A和302B中的每个棘爪具有第一端，该 第一端枢转地联接至诸如驱动滑轮210之类的转筒的侧板210a。驱动滑轮210与上述圈结 缆绳120之类的救生绳转动连接。弹性轴衬532围绕枢转连接结构570。在棘爪302A和 302B中的每个棘爪的另一端附近，偏置构件530联接在相应棘爪302A和302B中的连接孔 556和螺钉558之间。如上所述，偏置构件530将棘爪302偏置离开环形捕捉件304的内突 部304，直到通过驱动滑轮210的速度产生足够大的离心力以抵消偏置构件530的力为止， 因此允许棘爪向外枢转。图5F示出了坠落阻止事件中的坠落阻止组件550。具体地说，图5F示出了棘爪 302A枢转以使棘爪302A的表面552配合内突部306的表面554。该图还示出了弹性轴衬 532的形状响应于坠落事件、在棘爪302A所提供的力下如何变形或压缩。具体地说，径向长 度560显示成小于径向长度562，径向长度560是由与棘爪302A相关联的轴衬532的一部 分的对应箭头来标示的，而径向长度562是由与棘爪302A相关联的轴衬532的另一部分的 对应箭头来标示的。而且，可将径向长度560和562与未配合内突部306的棘爪302B所关 联的径向长度560’和562’作比较。如图所示，径向长度560小于径向长度560’，而径向长 度562大于径向长度562，。在使用中，与棘爪302A相关联的轴衬532变形，从而吸收了棘爪302A的表面552 撞击在内突部306的表面554上时所产生的一些能量。能量被吸收，而不是像通常刚性接 触系统(例如金属撞击在金属上)中的那样回放(回弹)。除了该能量吸收方面之外，轴衬 532的变形还允许滑轮在棘爪脱开之前沿着坠落的相反方向稍稍转动。这是因为，滑轮转过 几度以使轴衬回到其原始的未变形形状。在滑轮转过几度的过程中、弹性轴衬532所提供 的游隙(径向长度差)足以帮助防止棘爪302A与环形捕捉器304 (棘轮)的内突部306之 间的脱开。因此，即使系统回弹几度，弹性轴衬532所提供的变形也允许系统跟上回弹，而 不使棘爪302A与内突部306脱开。因此，使用弹性轴衬532可防止松脱。尽管在图5F中 示出仅仅一个棘爪302A与内突部配合，但是在其它实施例中，一个以上棘爪可在坠落事件 中与内突部配合。而且，尽管坠落阻止组件550显示成联接至攀爬辅助系统100的驱动滑 轮210，但是它也可用在采用转筒和一个或多个棘爪的任何类型的坠落阻止系统中，诸如但 不局限于自缩回救生绳。图6示出了一个实施例的控制面板600。控制面板600为攀爬辅助系统100提供 用户界面，类似于图3的控制面板320。如图所示，一个用户控制器是上拉力控制器602，上 拉力控制器602调节由电动机402施加至驱动轴410的力的数值。选定的力的数值取决于 包含用于所携带的任何设备或工具重量在内的用户重量、以及用户的个人偏好和舒适性。例如，在一个实施例中，提升力可在50_1201bs之间进行调节。然而，根据用途也可提升力 的其它范围，本发明并不局限于特定的范围。还示出了接通/断开开关606，该接通/断开 开关606在使用时将攀爬辅助系统100的电动机402接通，在不使用时将攀爬辅助系统100 的电动机402断开。指示器608和610用来为用户提供攀爬辅助系统的状态的视觉指示， 诸如它在向上还是向下。假如遇到紧急情况，则紧急停止控制器604允许靠近控制面板的 用户以快速的方式停止攀爬辅助系统100的电动机104。当附连构件122定位在梯子101 的顶部附近且第一用户已将其安全吊带与缆绳120的攀爬辅助附连构件122脱开时，取回 控制器650允许第二用户取回附连构件122。这就允许一个以上用户工作在梯子101的顶 部附近。例如，第一用户可使用攀爬辅助系统100到达梯子101的顶部。然后该第一用户 可将其安全吊带(未示出)与附连构件122脱开，并用减震系索将安全吊带等连接至D形 环118或其它固定支承件。然后地面上的第二用户可按下取回控制器650以取回附连构件 122。一旦取回附连构件122，第二用户就可将其安全吊带(未示出)附连至附连构件122， 并启动攀爬辅助系统100。在该实施例中，控制面板600还包括标签612、614和616。具体 地说，标签612涉及系统100的规格，标签614涉及警告，标签616涉及用户指南。参见图7，示出了一实施例的攀爬辅助系统100的控制系统700的框图。在该实 施例中，控制器702联接至诸如图6所示的控制面板600之类的控制面板，以接收用户输入 704。控制器702联接至电动机402，以基于用户输入和来自接近开关250的信号来控制电 动机402。图2A进一步示出的接近开关250监测电动机组件102的滑轮的运动。接近开关 250通常可称为运动传感器。如上所述，在使用中，接近开关250监测其所关联的滑轮的运 动。图4B所示的任何一个滑轮212、214、216或210都可由接近开关250来监测。因此，本 发明并不局限于监测特定滑轮212、214、216或210的运动。假如被监测的滑轮停止，则接 近开关250 (或运动传感器)向控制器702发送信号以停止电动机402。为了启动电动机以 支持攀爬辅助，在一个实施例中，用户简单地曳拉圈结缆绳120，这就使被监测的滑轮212、 214,216或210运动，接着运动传感器检测到该运动。运动传感器发送信号给控制器702， 控制器702作出响应而启动电动机402以用于攀爬辅助。因此，运动传感器基于联接至圈 结缆绳120的用户的动作而发送信号给控制器702。此外，图7示出了诸如图6的视觉指 示器608和610之类的输出708，输出708由控制器702来控制，如图所示。在一个实施例 中，控制器702包括变频驱动器(VFD)，变频驱动器控制电动机的扭矩和转速。VFD确保电 动机402提供合适数值的扭矩。具体地说，VFD致使电动机以合适的转速转动以达到所想 要的扭矩。当攀爬人员移动时，VFD调节电动机402的转速以跟上用户，直到达到合适的扭 矩为止。图8A和8B示出了张力调节组件104的一实施例。如上所述，缆绳120和驱动滑轮 210之间的摩擦力引起缆绳120运动。由张力调节组件104控制的张力至少部分地决定缆 绳120和驱动滑轮210之间的摩擦力。图8A示出了张力调节组件104的组装后的前视立 体图。图8B示出了张力调节组件104的分解的前视立体图。如上所述，张力调节组件104 包括罩壳105，罩壳105至少部分地利用梯钩112联接至梯子101。罩壳105具有延伸穿过 相反两侧的开口 206。如同上文所进一步讨论的那样，附连构件208容纳在罩壳105中。如 同上文参见图2A和2B所述，电动机组件103 (图8A和8B中未示出)联接至附连构件208。 具体地说，图8B所示的附连构件208中的附连开口 825用来经由轴252将如图2A和2B所示的电动机组件102的附连托架204和固定板412联接至附连构件208。回过来参见图8B，张力调节组件104包括调节构件108和运动支承件803。当调 节构件108转动时，运动支承件803向下运动以调节缆绳120中的张力。运动支承件803 包括如上所述的附连构件208。运动支承件803还包括偏置构件808、垫圈806、轴252以 及轴承812A和812B。轴252装配穿过附连构件208中的开口 825。轴承812A和812B装 配在轴252上，靠近轴252的相应两端。具体地说，相应的固定环816A和816B定位在轴承 812A和812B与附连构件208的外表面之间。固定环816A和816B确保附连管208保持在 罩壳105的中部，罩壳105在一个实施例中是方的。轴承812A和812B将附连构件208引 入张力调节组件104的罩壳105的相反两侧的开口 206。图8A示出了将轴承812B引入开 口 206。此外，调节构件108螺纹地配合罩壳105中的螺纹孔804以使调节构件108上下运 动。当达到所想要的张力数值以将运动支承件803固定在罩壳105内的所想要位置时，上 紧锁定螺母802。调节构件108具有配合端850，配合端850配合垫圈806，垫圈806则配合 偏置构件808的第一端。偏置构件808的第二端配合轴252。联接至附连构件208的电动 机组件102 (在图2A和2B中示出)用力使附连构件208移向张力调节组件104顶部的螺 母802(图8B)。调节构件108的邻抵垫圈806的配合端850抵消该力。通过在螺纹孔804 中转动调节构件108可增大张力，以使调节构件108的配合端850移离螺纹孔804，并将偏 置构件808进一步压在轴252上。因此，调节构件108的转动可调节驱动滑轮210中的缆 绳102的张力。在诸实施例中，重要的是保持足够的张力，从而实现坠落阻止并将正确的扭 矩传送到用户以用于攀爬辅助。在一个实施例中使用标签810，从而用户可在视觉上确认所 用的正确张力数值。在一个实施例中，标签810可与垫圈806在附连构件208的窗口 827 中的位置相比，来指示张力是较低、较高还是正好。图9A和9B示出了联接至梯子顶部的上部缆绳引导器103。具体地说，图9A示出 了上部缆绳引导器103的组装后的前视立体图，图9B示出了上部缆绳引导器103的分解的 前视立体图。上部缆绳引导器103的延伸构件106的包括如上所述的梯钩112、D形环118 和上部滑轮系统116。在一个实施例中，延伸构件106是方形管。如图9B所示，D形环11 8 经由托架922以及紧固件930和932联接至延伸构件。上部滑轮系统116包括上部安装板 902、上部保护盖904、上部滑轮906和上部盖908。上部安装板902经由紧固件930和932 联接至延伸构件106。上部保护盖904装配成围绕上部滑轮906。上部保护盖904包括开 口 903和905，开口 903和905为圈结缆绳120(在图9A和9B中未示出)到达和离开上部 滑轮906提供路径。上部盖908覆盖滑轮906的前部，且经由紧固件940联接至上部保护 盖904和上部安装板902，如图所示。图10AU0B和IOC示出具有缆绳位置调节板1014的上部缆绳引导器1000的另一 实施例。图IOA示出了上部缆绳引导器1000的前视立体图，图IOB示出了上部缆绳引导器 1000的后视立体图，图IOC示出了上部缆绳引导器1000的分解的前视立体图。该上部缆绳 引导器1000包括延伸构件1002，延伸构件1002附连在梯子的第二端附近，类似于图IA和 IB的延伸构件106。梯钩1006经由紧固件1020联接至延伸构件1002。D形环1008经由 托架1018联接至延伸构件1002。托架1018经由螺栓1022、垫圈1050和螺母1048部分地 联接至延伸构件1002。上部滑轮组件1004联接至调节板1014。上部滑轮组件1004包括上部滑轮1010，上部滑轮1010经由紧固件1040、垫圈1042和螺母1046转动地联接至调节板1014。轴承 1044定位在紧固件1040的表面和上部滑轮1010的一部分之间，上部滑轮1010的该部分限 定穿过上部滑轮1010的中央孔1060。上部保护盖1012覆盖容纳在上部滑轮1010中的缆绳 120 (未示出)的一部分。上部保护盖1012具有第一开口 1062和第二开口 1064，第一开口 1062和第二开口 1064允许缆绳120 (未示出)进入和退出上部滑轮1010。前上部盖1016 用来覆盖滑轮1010的前部。前上部盖1016和上部保护盖1012经由紧固件1038联接至调 节板1014。调节板1014包括上部槽1030A和下部槽1030B。调节板1014经由螺栓1024A 和1024B可滑动地联接至延伸构件1002，螺栓1024A和1024B穿过上部槽1030A和下部槽 1030B以及延伸构件1002中的孔1032A和1032B。螺母1036A和1036B将螺栓1024A和 1024B固定在调节板1014的上部槽1030A和下部槽1030B中以及延伸构件1002的孔1032A 和1032B中。同样如图IOC所示，垫圈1026A和1026B以及间隔件1028A和1028B与螺栓 1024A和1024B—起使用。为了调节上部滑轮组件1004的位置，松开螺栓1024A和1024B， 并将组件1004滑动到槽1030A和1030B中的所想要的位置。然后上紧螺栓1024A和1024B 以将组件1004保持在所想要的位置。因此，该实施例允许将圈结缆绳120相对于梯子101 定位。圈结缆绳120相对于梯子101的一个位置示于图IB中。参见图IlA至11D，示出了上部缆绳引导器的另一实施例。图IlA示出了上部缆 绳引导器1100的后视立体图，图IlB示出了上部缆绳引导器1100的前视立体图，图IlC示 出了上部缆绳引导器1100的分解的前视立体图。该上部缆绳引导器1100包括延伸构件 1102，延伸构件1002附连在梯子的第二端附近，类似于图IA和IB的延伸构件106。梯钩 1106联接至延伸构件1106。D形环1108经由托架1118联接至延伸构件1102。托架1118 分别经由紧固件1124A和1124B、以及螺母1036A和1036B部分地联接至延伸构件1102。上部滑轮组件1104联接至调节板1114。上部滑轮组件1104包括上部滑轮1110， 上部滑轮1170经由紧固件1140、垫圈1142和螺母1148转动地联接至固定板1170。具体 地说，紧固件1140穿过固定板中的固定板中央开口 1170c，并与螺母1148配合。轴承1144 定位在紧固件1140的表面和上部滑轮1110的一部分之间，上部滑轮1110的该部分限定 穿过上部滑轮1110的中央孔1160。上部保护盖1112覆盖容纳在上部滑轮1110中的缆绳 120 (未示出)的一部分。上部保护盖1112具有第一开口 1162和第二开口 1164，第一开口 1162和第二开口 1164允许缆绳120 (未示出)进入和退出上部滑轮1110。前上部盖1116 用来覆盖滑轮1110的前部。前上部盖1116和上部保护盖1112经由紧固件1138联接至固 定板1070。该实施例的上部缆绳引导器1100还包括调节板1114。调节板1114包括第一槽 1114(和第二槽11140。连接的第三槽1114E定位在第一槽1114C和第二槽1114D之间。第 三槽1114E的高度大于第一槽1114C和第二槽1114D的高度。固定板1170可滑动地联接 至调节板1114。具体地说，分别穿过固定板1170中的孔1170A和1170B以及槽1114C和 1114D的紧固件1172A和1172B由垫圈1150和螺母1146来固定。联接至紧固件1140的螺 母1148容纳在中央槽1114E中。为了调节滑轮1110的位置，松开螺母1146以允许紧固件 1172A和1172B在调节板的槽1114C和1114D中滑动。当到达所想要的位置时，再次上紧 螺母1146。调节板1114经由紧固件1124A和1124B联接至延伸构件1102。具体地说，穿 过调节板1114中的孔1114A和1114B以及延伸构件1102中的通道1132A和1132B的紧固件1124A禾口 1124B经由螺母1136A禾口 1136B联接至延伸构件1102。间隔件1128A禾口 1128B 用来将调节板1114与延伸构件1102间隔开。在一个实施例中，调节板1114不是对称的， 因此将其组装在正确的位置是很重要的。在该实施例中，槽口 1182定位在限定槽1114E的 表面中，如图IlD中的部分1180的局部放大图所示。该实施例中的槽口 1182表明，调节板 1114应定位成当组装在上部缆绳引导器1100上时使槽口 1182朝向地面。
尽管这里示出和描述了具体实施例，但是熟悉本领域的技术人员应能意识到，设 计成实现相同目的的任何结构都可替代所示的具体实施例。本申请意图覆盖本发明的任何 改型或变型。因此，显然的意思是，本发明仅由权利要求书及其等同要素来限定。
权利要求
一种攀爬辅助和安全系统，包括机动化的攀爬辅助系统，所述机动化的攀爬辅助系统构造成帮助用户使用梯子；以及坠落阻止系统，所述坠落阻止系统与所述机动化的攀爬辅助系统形成一体。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机动化的攀爬辅助系统还包括 张力调节组件，所述张力调节组件构造成联接至所述梯子的第一端附近；电动机组件，所述电动机组件联接至所述张力调节组件，所述电动机组件包括所述坠 落阻止系统；以及上部引导器，所述上部引导器构造成联接至所述梯子的第二端附近，所述电动机组件 和所述上部引导器构造成在其间可动地配合圈结带。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述张力调节组件还包括 罩壳，所述罩壳包括相反两侧，开口延伸穿过所述相反两侧；附连构件，所述附连构件容纳在所述罩壳中，所述电动机组件穿过所述开口联接至所 述附连构件；偏置构件，所述偏置构件具有构造成配合所述附连构件的第一端；以及 调节构件，所述调节构件构造成配合所述偏置构件的第二端以调节所述圈结带中的张力。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电动机组件还包括 电动机，所述电动机具有驱动轴；驱动滑轮，所述驱动滑轮联接至所述驱动轴； 固定板，所述固定板联接至所述电动机；以及至少一个引导滑轮，所述至少一个引导滑轮转动地联接至所述固定板，所述至少一个 引导滑轮构造成将所述圈结带引导成围绕所述驱动滑轮且引导至所述上部引导器。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括运动传感器，所述运动传感器构造成检测所述至少一个引导滑轮的运动。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器构造成控制所述电动机，所述控制器还构造成至少部分地基于来 自所述运动传感器的信号来控制所述电动机。
7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驱动滑轮包括滑动离合器，所述滑动离 合器配合所述电动机的所述驱动轴。
8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电动机组件的所述坠落阻止系统还包括环形捕捉件，所述环形捕捉件联接至所述电动机组件，所述环形捕捉件包括内突部； 至少一个棘爪，所述至少一个棘爪枢转地联接至所述驱动滑轮，所述至少一个棘爪构 造成配合所述环形捕捉件的至少一个内突部以防止所述驱动轴转动，从而防止所述圈结带 由于坠落事件而运动；以及用于每个棘爪的弹性轴衬，每个弹性轴衬定位成围绕枢转连接结构从而将相关联的棘 爪枢转地连接至所述驱动滑轮。
9.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述上部引导器还包括延伸构件，所述延伸构件具有构造成联接至所述梯子的所述第二端附近的第一端；上部安装板，所述上部安装板联接至所述延伸构件的第二端附近；以及 上部滑轮，所述上部滑轮转动地联接至所述上部安装板，所述上部滑轮构造成配合所 述圈结带。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述上部安装板是上部调节板，所述上部 调节板可滑动地附连至所述延伸构件以调节所述上部滑轮的位置。
11.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括 控制器，所述控制器联接成控制所述电动机组件；以及运动传感器，所述运动传感器构造成感测所述圈结带的运动，所述运动传感器与所述 控制器通信，其中，所述控制器至少部分地基于来自所述运动传感器的信号来控制所述电 动机组件。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括用户输入，所述用户输入构造成给所述控制器提供控制信号；以及 至少一个输出，所述至少一个输出构造成指示所述电动机组件的当前状态。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述用户输入至少一个选自以下输入上 拉力调节、开始/停止、紧急停止、以及取回。
14.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述圈结带选自以下之一细长构件、圈结 缆绳、以及圈结绳索。
15.一种机动化的攀爬辅助系统，包括 圈结带；附连构件，所述附连构件联接至所述圈结带，且所述附连构件构造成将安全吊带附连 至其；电动机组件，所述电动机组件包括 电动机，所述电动机具有驱动轴；以及驱动滑轮，所述驱动滑轮联接至所述驱动轴，所述驱动滑轮与所述圈结带相接触；以及 坠落阻止系统，所述坠落阻止系统与所述驱动滑轮形成一体，所述坠落阻止系统构造 成限制所述圈结带由于坠落事件而造成的运动。
16.如权利要求15所述的机动化的攀爬辅助系统，其特征在于，所述圈结带选自以下 之一细长构件、圈结缆绳、以及圈结绳索。
17.如权利要求15所述的机动化的攀爬辅助系统，其特征在于，所述驱动滑轮构造成 当用于攀爬辅助时使所述圈结带运动，而当响应于坠落事件时经由所述坠落阻止系统来限 制所述圈结带的运动。
18.如权利要求15所述的机动化的攀爬辅助系统，其特征在于，还包括 固定板，所述固定板联接至所述电动机；以及至少一个引导滑轮，所述至少一个引导滑轮转动地联接至所述固定板，所述至少一个 引导滑轮构造成将所述圈结带引导至所述驱动滑轮。
19.如权利要求18所述的机动化的攀爬辅助系统，其特征在于，还包括张力调节组件，所述张力调节组件联接至梯子的第一端附近，所述张力调节组件还联 接至所述电动机组件，所述张力调节组件构造成对围绕所述驱动滑轮的所述圈结带中的张 力进行调节；上部引导器，所述上部引导器具有联接至所述梯子的第一端，所述上部引导器的第一 端与所述梯子的第一端隔开选定的距离；以及上部滑轮，所述上部滑轮联接至所述上部引导器的第二端，所述圈结带与所述上部滑 轮配合。
20.如权利要求19所述的机动化的攀爬辅助系统，其特征在于，所述张力调节组件还 包括罩壳，所述罩壳包括延伸穿过其中的开口 ；附连构件，所述附连构件容纳在所述罩壳中，所述电动机组件的所述固定板穿过所述 开口联接至所述附连构件；偏置构件，所述偏置构件具有构造成配合所述附连构件的第一端；以及 调节构件，所述调节构件构造成配合所述偏置构件的第二端以调节与所述攀爬辅助系 统配合的缆绳中的张力。
21.如权利要求15所述的机动化的攀爬辅助系统，其特征在于，还包括 运动传感器，所述运动传感器构造成检测所述圈结带的运动；以及控制器，所述控制器联接成控制所述电动机，所述控制器还联接成接收来自所述运动 传感器的信号，并至少部分地基于来自所述运动传感器的信号来控制所述电动机。
22.—种攀爬辅助系统，包括张力调节组件，所述张力调节组件联接至梯子的第一端附近； 电动机，所述电动机具有驱动轴； 驱动滑轮，所述驱动滑轮联接至所述驱动轴； 固定板，所述固定板联接至所述电动机和所述张力调节组件； 第一引导滑轮，所述第一引导滑轮转动地联接至所述固定板； 第二引导滑轮，所述第二引导滑轮转动地联接至所述固定板； 第三引导滑轮，所述第三引导滑轮转动地联接至所述固定板，其中，所述第三引导滑轮 定位在梯子的与所述驱动滑轮、所述第一滑轮和所述第二滑轮不同的一侧；上部引导器，所述上部引导器具有第一端和第二端，所述上部引导器的所述第一端联 接至所述梯子的第二端附近；上部滑轮，所述上部滑轮联接至所述上部引导器的所述第二端附近； 圈结缆绳，所述圈结缆绳与所述驱动滑轮、所述上部滑轮、所述第一引导滑轮、所述第 二引导滑轮和所述第三弓I导滑轮配合，其中，所述第一滑轮、所述第二滑轮和所述第三滑轮 构造成将所述圈结缆绳引导在所述驱动滑轮和所述上部滑轮之间；以及 附连构件，所述附连构件构造成将安全吊带附连至所述圈结带。
23.如权利要求22所述的攀爬辅助系统，其特征在于，还包括坠落阻止系统，所述坠落 阻止系统构造成在万一坠落时防止所述圈结缆绳运动，所述坠落阻止系统包括环形捕捉件，所述环形捕捉件具有内突部；以及至少一个棘爪，所述至少一个棘爪联接至所述驱动滑轮，且构造成在万一坠落时与所 述环形捕捉件的所述内突部中的至少一个内突部配合，从而防止所述驱动滑轮运动。
24.如权利要求22所述的攀爬辅助系统，其特征在于，还包括缆绳位置调节板，所述缆绳位置调节板可滑动地联接至所述上部引导器，所述上部滑轮转动地联接至所述缆绳位置调节板，其中，所述缆绳位置调节板构造成调节所述上部滑 轮的位置。
25.如权利要求22所述的攀爬辅助系统，其特征在于，所述张力调节组件还包括 罩壳，所述罩壳包括延伸穿过其中的开口 ；附连构件，所述附连构件容纳在所述罩壳中，所述电动机组件穿过所述开口联接至所 述附连构件；偏置构件，所述偏置构件具有构造成配合所述附连构件的第一端；以及 调节构件，所述调节构件构造成配合所述偏置构件的第二端以调节与所述攀爬辅助系 统配合的缆绳中的张力。
26.如权利要求22所述的攀爬辅助系统，其特征在于，还包括所述张力调节组件具有第一梯钩，所述第一梯钩构造成在所述张力调节组件联接至所 述梯子时与所述梯子配合；以及所述上部引导器具有第二梯钩，所述第二梯钩构造成在所述上部引导器联接至所述梯 子时与所述梯子配合。
全文摘要
提供一种机动化的攀爬辅助组件。该机动化的攀爬辅助组件包括圈结带、附连构件、电动机组件和坠落阻止系统。附连构件联接至圈结带。安全吊带则联接至附连构件。电动机组件包括电动机和驱动滑轮。电动机具有驱动轴。驱动滑轮联接至驱动轴。此外，驱动滑轮与圈结带相接触。坠落阻止系统与驱动滑轮形成一体，并构造成限制圈结带由于坠落事件而造成的运动。
文档编号F16D65/14GK101978129SQ201080000691
公开日2011年2月16日 申请日期2010年2月22日 优先权日2009年3月2日
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