[发明专利]自动回缩式救生索系统和用于自动回缩式救生索系统的制动系统

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请要求2008年2月25日提交的、序列号为No.61/031,336的美国临时专利申请以及2008年4月17日提交的、序列号为No.61/045,808的美国临时专利申请的优先权，上述申请的公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及救生索系统，具体地，本发明涉及自动回缩式救生索系统以及用于自动回缩式救生索系统的制动系统。

背景技术

提供下面的信息以帮助读者理解下面公开的本发明以及典型地使用本发明的环境。本文中使用的术语并不意图局限于任何特定的狭义解释，除非在本文中以其他方式清楚地声明。本文中给出的参考文献可以帮助理解本发明或者本发明的背景。本文中引用的所有参考文献的公开内容都通过引用并入本文中。

已经开发了许多设备，尝试用于防止从高空坠落的工作者受伤或者使其受伤降至最低。例如，已经开发了许多设备(或者已知的自动回缩式救生索、自动回缩式系索、坠落制动器(fall arrest block)，等等)，它们能够将工作者的自由坠落距离限制到指定的距离并且将防坠落作用力限制到指定值。

一般地，大多数目前可以获得的自动回缩式救生索安全设备或系统都包括许多常用部件。通常，外壳或盖提供对内部容纳的部件的包封/保护。外壳包括连接至其上的连接件，用于将自动回缩式救生索锚定在使用者身上或者将自动回缩式救生索锚定在固定的锚定点上。连接件必须能够承受在给定距离内使给定质量的坠落物体停止所需的作用力。

鼓或线轴在外壳内旋转，鼓或线轴上卷绕或者缠绕有救生索。通常，在足够的旋转张力的作用下，鼓将过度延伸的救生索卷起，而不会妨碍使用者的移动。与锚定连接件和回缩式救生索安全设备的其他操作性部件一样，形成的鼓用于承受在给定距离内使给定质量的坠落物体停止所需的作用力。系索或救生索在其一端连接至鼓，以允许鼓卷起过量的救生索。救生索的另一端连接至使用者或者连接至锚定点，使用者或者锚定点都不连接至外壳。

自动回缩式救生索系统还包括制动机构，当指示发生坠落时，所述制动机构锁定自动回缩式救生索的鼓组件(即，阻止鼓组件旋转)。例如，当从自动回缩式救生索系统中拉出的安全索(safety line)(例如，绳子、线缆或网(web))导致鼓组件以高于特定角速率的速率旋转时，制动机构能够导致鼓组件突然锁定。

用于自动回缩式系索系统的许多目前可获得的制动系统在鼓组件达到预定角速率时启动。鼓组件的旋转速率与安全索的线速率成比例。对于在预定或极限角速率下启动的自动回缩式系索制动系统(例如美国专利No.5,771,993中所公开的系统)，棘爪典型地在棘爪枢轴(pawl pivot)处连接至鼓组件，棘爪枢轴与棘爪的重力中心分开。棘爪可以围绕棘爪枢轴相对于鼓组件枢转。棘爪弹簧施加作用力，该作用力倾向于使得棘爪抵靠鼓组件上的棘爪止挡件而回缩。当棘爪回缩时，鼓组件旋转时棘爪无法撞击接合点(abutment)。当鼓组件旋转时，棘爪的质量中心倾向于沿与鼓组件相切的直线路径移动，但是棘爪弹簧的作用力阻止棘爪向外枢转。但是，如果鼓以足够的速率旋转，则保持棘爪抵靠棘爪止挡件所需的向心力将会超过棘爪弹簧所提供的作用力。在这一点处，棘爪围绕棘爪枢轴旋转到径向向外延伸的位置，其中棘爪紧靠接合点(例如，位于外壳上)并且使鼓组件(以及安全索)停止运动。

在速率启动的制动器的设计方面，必须限定所需的最大或极限安全索速率(以及鼓组件的相应角速率)。例如，可以使用快速步行的速率或速度。可以由最大安全索速率来确定鼓组件的最大或极限角速率或旋转速率。然后由棘爪的质量确定必须由棘爪弹簧提供的向心力。

基于角加速度的制动系统例如通常与汽车安全带约束系统(automobile seatbelt restraint)一起使用。目前可获得的加速度制动系统通常包括复杂地相互作用的低强度部件的系统，这些加速度制动系统没有在坠落保护领域中得到广泛应用。

虽然已经开发了用于与自动回缩式救生索和其他系统一起使用的多种制动机构，但是这些机构经常是复杂的(例如，需要大量相互连接的并且经常操作复杂的部件)、具有相对较高的成本，并且不够结实(rugged)。

因此需要开发减少或消除与目前可获得的自动回缩式救生索系统相关联的上述和/或其他问题的系统、设备和方法。

发明内容