[发明专利]旋转能量吸收器和跌落制动系统

说明书

发明领域

本发明涉及一种改进的旋转能量吸收器，并且具体地涉及用于跌落制动系统(fall arrest system)的改进的旋转能量吸收器。 

背景技术

跌落制动系统用于防止在高处作业的人员遭受因跌落引起的伤害或死亡。跌落制动系统通常也称为高度安全系统或跌落预防系统。 

用于跌落制动系统的一种常见类型的旋转能量吸收器是摩擦制动型能量吸收器。此种类型的能量吸收器通常包括保持处于面对面接触的两个圆形或环状的摩擦垫，在两个摩擦垫之间有预先设置的载荷。当足够大的力偶施加在两个垫之间时，两个垫将发生相对转动，并且垫之间的摩擦将吸收能量。在跌落制动系统中，旋转能量吸收器用于吸收正在跌落的用户的动能，因而减慢而后制动他们的跌落。 

这种摩擦旋转能量吸收器存在很多问题。首先，存在的基本问题是开始两个垫的相对转动需要施加的力偶比使转动持续下去所需要的力偶要大。这是跌落制动系统中一个特定的问题，因为存在当正在跌落的人的跌落被制动时他们能承受的最大安全载荷。跌落制动系统必须布置成使得由开始摩擦垫的相对转动所需要的力偶施加到正在跌落的用户的载荷不大于安全限制，由此得出，由继续摩擦垫的相对转动所需要的较小的力偶施加到正在跌落的用户的载荷将小于安全限制。因此，吸收跌落的能量的速率将小于如果施加到正在跌落的用户的载荷恒定在安全限制时能够达到的值，以致正在跌落的用户在他们的跌落被制动和停止之前将跌落得更远。额外的跌落距离增加正在跌落的用户将被障碍物或地面撞击所伤害的风险。此外，额外的跌落距离增大必须被吸收的能量的总量，要求能量吸收器的能量吸收能力的增加，并因此不合意地增加尺寸、重量和成本。 

此外，两个垫之间的摩擦程度取决于作用在两个垫之间的接触载荷。因此，为了将开始并继续垫的相对转动所需要的力偶设置到想要的值，此 摩擦能量吸收器要求接触载荷的精确设置。此外，通常是某些弹簧形式的、用于设置接触载荷的机构还遭受所施加的载荷由于环境影响而随着时间的推移改变的问题。 

最后，开始并继续垫的相对转动所需要的力偶对垫的表面性质高度地敏感。这些性质受到所需的力偶由于环境影响而随着时间的推移改变的问题。 

发明内容

本发明旨在至少部分地克服这些问题。 

在第一方面，本发明提供了一种旋转能量吸收器，其包括： 

卷绕器构件(coiler member)； 

可塑性变形材料的细长元件；以及 

变形器结构(deformer structure)； 

细长元件具有连接到卷绕器构件的第一端和远离于第一端的第二自由端；细长元件在第一端和第二端之间的位置延伸穿过变形器结构；卷绕器构件和变形器结构的相对转动引起细长元件牵引穿过变形器结构，使细长元件塑性变形，并使细长元件以线卷形式围绕卷绕器构件缠绕。 

在本发明的第一个实施方式中，卷绕器构件可相对于相对固定的变形器结构转动。 

卷绕器构件可包括被布置成相对于外部构件相对转动的内部构件；该外部构件包括变形结构(deforming structure)。有利地，致动使得当小于预先设值的力偶施加到卷绕器构件时，细长元件不被牵引穿过变形器结构，并且卷绕器不转动，而当施加大于预先设置值的力偶时，细长构件穿过变形器结构且塑性变形，从而吸收能量并允许卷绕器构件和外部构件的转动。 

旋转能量吸收可包括围绕卷绕器构件的空间，该空间足以允许仅细长元件的一部分缠绕在卷绕器构件上。 

当细长元件由于细长元件将空间填满而停止穿过变形器结构时，能量 吸收器将支持至少为预先设置值的两倍的力偶。 

细长元件可具有恒定的横截面。 

细长元件可为条带。 

细长元件可为不锈钢条带。 

卷绕器可包括内部构件，该内部构件布置成相对于外部构件相对转动；外部构件包括变形器结构，该外部构件以环形的环或部分环形的环布置，并且在卷绕器构件和变形器结构之间界定有环形空间或部分环形空间。 

变形器结构可具有一个或多个弯曲的变形表面。 

变形器结构可包括槽路径，该槽路径用于使细长元件牵引穿过以产生塑性变形。 

旋转能量吸收器可包括变形器结构，该变形器结构界定蜿蜒路径，该蜿蜒路径用于使细长元件牵引穿过以产生塑性变形。 

外部构件可包括多个分离的间隔开的元件。 

细长元件可在牵引穿过变形器结构之前形成为卷绕储存。