CN111388905B - 高空作业简易可拆除安全防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高空作业简易可拆除安全防护装置，包括安全带本体，安全带本体的正面固定有安装板，安装板转动连接有收卷轴，收卷轴固定连接有安全绳，安全绳远离收卷轴的一端安装有固定器，安装板连接有用于与固定器连接的连接扣；转轴套接有扭簧，扭簧一端与安装板固定，另一端与收卷轴固定，安全绳伸出收卷轴时扭簧收紧。通过采用上述技术方案，当使用者结束工作后，安全绳的长度满足使用者进入室内，然后在室内解除固定器与连接扣之间的连接，并在室内通过转动收卷轴将安全绳牵引收卷，从而在精神状态不佳时使用者处于室内解除安全防护，安全性更佳。其中扭簧用于对安全绳施加弹力，当需要收卷安全绳使能对安全绳施加拉力，收卷更加轻松。

Description

高空作业简易可拆除安全防护装置

技术领域

本发明涉及安全防护装置的技术领域，尤其是涉及一种高空作业简易可拆除安全防护装置。

背景技术

目前高空作业的安全防护装置具体指高空作业安全带，又称全方位安全带或五点式安全带，经国标GB6095-2009规定带体需采用高强度涤纶织带或更高强度纤维材质加工而成的。

现有的高空作业安全带如申请号为CN201820024362.8的中国专利所示，包括肩带、卡扣、扣环、连接扣、限位杆、安全绳、固定器、前胸带、护腰带、束紧带、后挡板、定位钮、腿部带、护腿垫等，固定器一般选用安全扣，在使用过程中将固定器与作业环境周围的护栏或防护杆固定，从而在高空作业时，在安全绳的范围内给予使用者保护，在失足坠落时可以通过攀爬安全绳回到作业平台。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：高空作业时护栏或防护杆一般都在室外工作平台，如塔吊维修等都是从驾驶室爬出后再将固定器与护栏或防护杆连接，并且高空作业时工人精神高度集中，长时间工作后容易疲劳，在拆卸固定器进入室内环境的过程中工人往往因疲惫而放松警惕，使得意外的发生率提高，因此存在改进空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高空作业简易可拆除安全防护装置，具有更加安全的使用状态，避免工人结束工作后在室外拆除固定器。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高空作业简易可拆除安全防护装置，包括安全带本体，所述安全带本体的正面固定有安装板，所述安装板转动连接有收卷轴，所述收卷轴固定连接有安全绳，所述安全绳远离所述收卷轴的一端安装有固定器，所述安装板连接有用于与固定器连接的连接扣；所述转轴套接有扭簧，所述扭簧一端与安装板固定，另一端与所述收卷轴固定，所述安全绳伸出所述收卷轴时所述扭簧收紧；所述收卷轴同轴转动有第一棘轮，所述安装板铰接有与所述第一棘轮卡接的第一棘爪，所述第一棘爪与安装板之间固定有驱动第一棘爪复位的第一弹簧；所述安装板设置有控制所述第一棘爪与所述第一棘轮解除卡接的第一控制机构。

通过采用上述技术方案，安全带本体用于供使用者穿戴，正面的安装板用于安装收卷轴、连接扣和扭簧等，收卷轴用于收卷安全绳，安全绳远离收卷轴一端的固定器用于与连接扣固定，固定器可以为安全扣。从而在高空作业过程中，使用者可以将安全绳绕护栏或防护杆一圈后将固定器与连接扣连接，连接时使用者处于刚工作状态，即使在室外连接注意力也较为集中，安全性较高；当使用者结束工作后，安全绳的长度满足使用者进入室内，然后在室内解除固定器与连接扣之间的连接，并在室内通过转动收卷轴将安全绳牵引收卷，从而在精神状态不佳时使用者处于室内解除安全防护，安全性更佳。其中扭簧可以选用发条弹簧、卷簧等，用于对安全绳施加弹力，当需要收卷安全绳使能对安全绳施加拉力，收卷更加轻松。其中第一棘爪和第一棘轮在卡接的过程中对收卷轴起到单向转动的限位作用，使用者在高空作业过程中可以将安全绳放到比较长的长度而不会在扭簧作用下自动收回，使使用者在高空操作更自由方便。当使用者回到室内需要解除固定器与连接扣的连接关系并收回安全绳时，通过第一控制机构解除第一棘爪和第一棘轮的卡接关系，从而使扭簧对安全绳施加拉力，使收卷安全绳更加方便快捷。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述安装板固定有垂直于安装板所在平面的第一侧板，所述第一控制机构包括与所述第一棘爪铰接的第一拉杆，所述第一侧板开设有第一通槽，所述第一拉杆远离铰接点的一端伸出所述第一通槽，所述第一侧板上安装有对第一拉杆进行限位的第一限位机构。

通过采用上述技术方案，第一侧板对第一棘轮、第二棘爪和第一拉杆起到保护作用，并且也可用于与第一弹簧连接，其中第一侧板上开设有供第一拉杆伸出的第一通槽。从而使用者在需要解除第一棘爪和第一棘轮之间的卡接关系时，拉动第一拉杆将第一棘爪向远离第一棘轮方向拉动，即可实现解除第一棘爪和第一棘轮之间的卡接关系，并且此时第一弹簧处于压缩状态，从而需要配合第一限位机构对第一拉杆进行移动限位，使第一棘爪保持和第一棘轮分离的状态，便于使用者收卷安全绳。解除第一限位机构的限位后，第一拉杆在第一弹簧的作用下复位，第一棘爪也复位至与第一棘轮卡接的状态。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一限位机构包括与所述第一侧板滑动连接的第一限位块，所述第一拉杆中部开设有第一环形槽，所述第一限位块朝向所述第一通槽滑动，所述第一限位块朝向第一通槽的一端开设有与所述第一环形槽配合的第一圆弧缺口，所述第一圆弧缺口用于与所述第一环形槽卡接。

通过采用上述技术方案，第一限位块与第一侧板之间滑动连接，且第一限位块的圆弧缺口朝向第一通槽设置，从而在第一拉杆移动至第一环形槽伸出第一通槽的时候，可以通过滑动第一限位块至圆弧缺口与第一环形槽卡接的状态，从而实现对第一拉杆的限位，进而实现对第一拉杆的移动限位，使第一棘爪保持与第一棘轮分离的状态，便于收卷安全绳。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述安全带本体的背面安装有缓冲箱，所述缓冲箱内安装有气泵、充气管、蓄电池、加速度传感器和气囊，所述充气管两端分别与气囊和气泵的进气口连通，所述蓄电池与所述气泵电性连接，所述加速度传感器控制所述气泵启闭。

通过采用上述技术方案，缓冲箱的设置用于在日常工作中收纳和保护气泵、充气管、蓄电池、加速度传感器和气囊。在实际使用过程中，使用者不慎坠下后，在安全绳的牵引作用下往往会失控晃动，如果此时使用者距离塔吊、建筑墙体、高压电塔本体等距离较近时，容易在失控摇晃的时候与塔吊、建筑墙体、高压电塔本体发生碰撞，对使用者造成伤害。通过加速度传感器和单片机的设置，感应到加速度接近重力加速度g时，触发气泵的电机工作，对气囊进行固定时间的充气，使气囊膨胀，从而在使用者即将发生膨胀之前对使用者的后背进行保护，使用者可以通过自身的调整尽可能使气囊朝向硬物，起到对使用者的保护功能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述收卷轴同轴转动有齿牙方向与第一棘轮相反的第二棘轮，所述安装板铰接有与所述第二棘轮卡接的第二棘爪，所述第二棘爪与安装板之间固定有驱动第二棘爪复位的第二弹簧；所述安装板设置有控制所述第二棘爪与所述第二棘轮解除卡接的第二控制机构。

通过采用上述技术方案，第二棘轮的齿牙方向与第一棘轮相反，从而在第二棘齿和第二弹簧的作用下对收卷轴进行另一转向的限位。在平时使用时，通过第二控制机构将第二棘爪和第二棘齿保持分离状态，而当使用者坠落时，先通过第一控制机构和第一限位机构控制第一棘爪和第一棘齿分离，然后通过控制第二机构使第二棘齿与第二棘轮卡接。从而在使用者沿安全绳上爬的过程中，安全绳会随着使用者上爬的高度而逐渐在扭簧的作用下收卷在收卷轴上，并且此时第二棘轮和第二棘齿卡接，第一棘轮和第二棘齿打滑，从而在使用者爬累的时候，可以通过安全绳悬挂休息，而安全绳在第二棘轮和第二棘齿的作用下不会伸出，从而便于力气不足的中老年使用者自救。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述安装板固定有垂直于安装板所在平面的第二侧板，所述第二控制机构包括与所述第二棘爪铰接的第二拉杆，所述第二侧板开设有第二通槽，所述第二拉杆远离铰接点的一端伸出所述第二通槽，所述第二侧板上安装有对第二拉杆进行限位的第二限位机构。

通过采用上述技术方案，第二侧板对第二棘轮、第二棘爪和第二拉杆起到保护作用，并且也可用于与第二弹簧连接，其中第二侧板上开设有供第二拉杆伸出的第二通槽。从而使用者在需要解除第二棘爪和第二棘轮之间的卡接关系时，拉动第二拉杆将第二棘爪向远离第二棘轮方向拉动，即可实现解除第二棘爪和第二棘轮之间的卡接关系，并且此时第二弹簧处于压缩状态，从而需要配合第二限位机构对第二拉杆进行移动限位，使第二棘爪保持和第二棘轮分离的状态，便于使用者收卷安全绳。解除第二限位机构的限位后，第二拉杆在第二弹簧的作用下复位，第二棘爪也复位至与第二棘轮卡接的状态。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二限位机构包括与所述第二侧板滑动连接的第二限位块，所述第二拉杆中部开设有第二环形槽，所述第二限位块朝向所述第二通槽滑动，所述第二限位块朝向第二通槽的一端开设有与所述第二环形槽配合的第二圆弧缺口，所述第二圆弧缺口用于与所述第二环形槽卡接。

通过采用上述技术方案，第二限位块与第二侧板之间滑动连接，且第二限位块的圆弧缺口朝向第二通槽设置，从而在第二拉杆移动至第二环形槽伸出第二通槽的时候，可以通过滑动第二限位块至圆弧缺口与第二环形槽卡接的状态，从而实现对第二拉杆的限位，进而实现对第二拉杆的移动限位，使第二棘爪保持与第二棘轮分离的状态，便于收卷安全绳。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述连接扣与所述安装板铰接。

通过采用上述技术方案，将连接扣与安装板铰接，从而提高连接扣在受力时的灵活性，并且在不受力时能转动至与安装板贴合的状态，减少空间占用或刮碰使用者的情况。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过设置与安全绳固定的用于收卷安全绳的收卷轴，以及与安装板铰接的连接扣，从而在实际使用过程中可以通过将安全绳与护栏或防护杆绕一圈后将固定器与连接扣连接，当使用者结束工作后，安全绳的长度满足使用者进入室内，然后在室内解除固定器与连接扣之间的连接，并在室内通过转动收卷轴将安全绳牵引收卷，从而在使用者精神状态不佳时能处于室内解除安全防护，安全性更佳；

2.通过设置扭簧、第一棘轮、第一棘爪和第一控制机构，以及第二棘轮、第二棘爪和第二控制机构对收卷轴进行转向相反的单向转动控制，从而在平时使用时可以通过第一棘轮、第一棘齿的配合，使安全绳伸出后不会自动收回，而需要收回时再通过第一控制机构接触第一棘轮和第二棘爪的卡接，使安全绳自动收回；而当使用者处于悬挂状态时，可以通过第二控制机构控制第二棘爪和第二棘轮卡接配合，并分离第一棘轮和第一棘爪，从而在使用者向上攀爬的时候安全绳可以自动收卷，并在使用者疲惫的时候可以通过第二棘轮、第二棘爪对收卷轴的转动限位实现悬停休息，使用效果更佳；

3.通过设置加速度传感器和单片机，在感应到加速度接近重力加速度g时，触发气泵的电机工作，对气囊进行固定时间的充气，使气囊膨胀，从而在使用者即将发生膨胀之前对使用者的后背进行保护，使用者可以通过自身的调整尽可能使气囊朝向硬物，起到对使用者的保护功能。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为本实施例的另一角度的结构示意图；

图3为本实施例中缓冲箱的内部结构示意图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为本实施例中安装板、第一侧板和第二侧板的局部剖视图；

图6为本实施例中沿收卷轴轴线方向的局部爆炸图；

图7为本实施例的使用状态图；

图8为本实施例中气囊打开状态的结构示意图。

附图标记：1、安全带本体；2、安装板；21、收卷轴；22、安全绳；23、固定器；24、连接扣；25、扭簧；26、第一侧板；261、第一通槽；27、第二侧板；271、第二通槽；31、第一棘轮；32、第一棘爪；33、第一弹簧；34、第一拉杆；341、第一环形槽；35、第一限位块；351、第一圆弧缺口；41、第二棘轮；42、第二棘爪；43、第二弹簧；44、第二拉杆；441、第二环形槽；45、第二限位块；451、第二圆弧缺口；5、缓冲箱；51、气泵；52、充气管；53、气囊。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图2所示，本发明公开的一种高空作业建议可拆除安全防护装置，包括安全带本体1，安全带本体1包括包括现有的肩带、卡扣、扣环、连接扣24、限位杆、安全绳22、固定器23、前胸带、护腰带、束紧带、后挡板、定位钮、腿部带、护腿垫等，其中固定器23可以选用常规的安全扣，固定器23与安全绳22的端部固定连接。

如图2至图3所示，缓冲箱5内安装有气泵51、充气管52、蓄电池、加速度传感器、单片机（加速度传感器和单片机图中未示出）和气囊53，其中单片机选用STM32单片机，加速度传感器选用MPU6050传感器，充气管52两端分别与气囊53和气泵51的进气口连通，蓄电池与气泵51的电机电性连接，蓄电池为气泵51供电。加速度传感器的输出端与单片机的输入管脚电性连接，单片机的输出管脚与气泵51的电机电性连接（如图4所示）。当使用者坠落时加速度传感器感应到加速度等于重力加速度g时，转换为电信号并输入与单片机连接的输入管脚内，单片机接收电信号后向气泵51的电机输入控制信号，控制电机启动，气泵51充气，达到预设时间后，再向电机输入控制信号，电机关闭，使气囊53充气至饱和状态，其中缓冲箱5选用塑料等制成，气囊53膨胀时将缓冲箱5冲破。

如图5至图6所示，安全带本体1的正面固定有安装板2，安装板2转动连接有收卷轴21，收卷轴21固定连接有安全绳22，安全绳22缠绕收纳在收卷轴21上，安全绳22远离收卷轴21的一端安装有固定器23，安装板2铰接有用于与固定器23连接的连接扣24。转轴套接有扭簧25，扭簧25一端与安装板2固定，另一端与收卷轴21固定，安全绳22伸出收卷轴21时扭簧25收紧。

收卷轴21同轴转动有第一棘轮31和第二棘轮41，第一棘轮31和第二棘轮41的齿牙相反设置，安装板2铰接有与第一棘轮31卡接的第一棘爪32，第一棘爪32与安装板2之间固定有驱动第一棘爪32复位的第一弹簧33；安装板2设置有控制第一棘爪32与第一棘轮31解除卡接的第一控制机构。安装板2铰接有与第二棘轮41卡接的第二棘爪42，第二棘爪42与安装板2之间固定有驱动第二棘爪42复位的第二弹簧43；安装板2设置有控制第二棘爪42与第二棘轮41解除卡接的第二控制机构。

其中安装板2两侧分别固定有第一侧板26和第二侧板27，第一侧板26和第二侧板27的所在平面均与安装板2垂直。第一控制机构包括与第一棘爪32铰接的第一拉杆34，第一侧板26开设有第一通槽261，第一拉杆34远离铰接点的一端伸出第一通槽261，第一侧板26上安装有对第一拉杆34进行限位的第一限位机构。第二控制机构与第一控制机构类似，第二控制机构包括与第二棘爪42铰接的第二拉杆44，第二侧板27开设有第二通槽271，第二拉杆44远离铰接点的一端伸出第二通槽271，第二侧板27上安装有对第二拉杆44进行限位的第二限位机构。其中第一拉杆34和第二拉杆44向反方向移动。

第一限位机构包括与第一侧板26滑动连接的第一限位块35，第一拉杆34中部开设有第一环形槽341，第一限位块35朝向第一通槽261滑动，第一限位块35朝向第一通槽261的一端开设有与第一环形槽341配合的第一圆弧缺口351，第一圆弧缺口351用于与第一环形槽341卡接。第二限位机构与第一限位机构类似，第二限位机构包括与第二侧板27滑动连接的第二限位块45，第二拉杆44中部开设有第二环形槽441，第二限位块45朝向第二通槽271滑动，第二限位块45朝向第二通槽271的一端开设有与第二环形槽441配合的第二圆弧缺口451，第二圆弧缺口451用于与第二环形槽441卡接。第一限位块35和第二限位块45均可以采用常规的滑轨卡接的滑动方式与第一侧板26和第二侧板27连接。

本实施例的实施原理为：

如图7所示，该高空作业建议可拆除安全防护装置在使用时，先将安全带本体1正常穿戴在使用者身上，然后移步到室外后将安全绳22端部的固定器23与护栏或防护杆缠绕后与连接扣24连接。此时使用者刚刚开始工作，注意力集中，在室外缠绕安全绳22和连接固定器23时也不易发生危险。

在作业时第一棘爪32和第一棘轮31卡接，第二棘爪42和第二棘轮41分离，从而在安全绳22伸出收卷轴21时，收卷轴21转动、扭簧25积蓄弹性势能，第一棘爪32和第一棘轮31打滑，并且限制收卷轴21反转，避免安全绳22收回，使使用者有较为舒适的安全绳22长度和更大的活动空间。

当使用者结束工作后，因为安全绳22长度能满足使用者进入室内，所以使用者可以在回到室内后再解除固定器23与连接扣24的连接，避免了因疲劳而大意，在室外解除固定器23与连接扣24连接时发生意外的情况。并且解除固定器23与连接扣24的连接后，牵引第一拉杆34将第一棘爪32和第一棘轮31分离，此时收卷轴21在扭簧25的作用下转动并将安全绳22收回，便于下一次使用。

如图8所示，当使用者失足坠落时，安全绳22伸出至最长，使用者在安全绳22的拉扯下处于悬挂状态，此时拉动第一拉杆34接触第一棘爪32和第一棘轮31之间的卡接关系，并通过第一限位块35对第一拉杆34进行限位使第一棘爪32和第二棘轮41保持分离的状态。然后通过释放第二限位块45对第二拉杆44的限位，使第二棘爪42和第二棘轮41卡接，从而在使用者向上攀爬安全绳22的时候，安全绳22会在扭簧25的作用下收卷在收卷轴21上，且在第二棘爪42和第二棘齿的卡接作用下，收卷轴21不会伸出安全绳22，使用者可以进行短暂休息后再继续攀爬，适用于中老年的工作者，更加人性和多功能。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高空作业简易可拆除安全防护装置，包括安全带本体(1)，其特征是：所述安全带本体(1)的正面固定有安装板(2)，所述安装板(2)转动连接有收卷轴(21)，所述收卷轴(21)固定连接有安全绳(22)，所述安全绳(22)远离所述收卷轴(21)的一端安装有固定器(23)，所述安装板(2)连接有用于与固定器(23)连接的连接扣(24)；所述收卷轴(21)套接有扭簧(25)，所述扭簧(25)一端与安装板(2)固定，另一端与所述收卷轴(21)固定，所述安全绳(22)伸出所述收卷轴(21)时所述扭簧(25)收紧；所述收卷轴(21)同轴转动有第一棘轮(31)，所述安装板(2)铰接有与所述第一棘轮(31)卡接的第一棘爪(32)，所述第一棘爪(32)与安装板(2)之间固定有驱动第一棘爪(32)复位的第一弹簧(33)；所述安装板(2)设置有控制所述第一棘爪(32)与所述第一棘轮(31)解除卡接的第一控制机构，所述收卷轴(21)同轴转动有齿牙方向与第一棘轮(31)相反的第二棘轮(41)，所述安装板(2)铰接有与所述第二棘轮(41)卡接的第二棘爪(42)，所述第二棘爪(42)与安装板(2)之间固定有驱动第二棘爪(42)复位的第二弹簧(43)；所述安装板(2)设置有控制所述第二棘爪(42)与所述第二棘轮(41)解除卡接的第二控制机构；

所述安装板(2)固定有垂直于安装板(2)所在平面的第一侧板(26)，所述第一控制机构包括与所述第一棘爪(32)铰接的第一拉杆(34)，所述第一侧板(26)开设有第一通槽(261)，所述第一拉杆(34)远离铰接点的一端伸出所述第一通槽(261)，所述第一侧板(26)上安装有对第一拉杆(34)进行限位的第一限位机构；

所述第一限位机构包括与所述第一侧板(26)滑动连接的第一限位块(35)，所述第一拉杆(34)中部开设有第一环形槽(341)，所述第一限位块(35)朝向所述第一通槽(261)滑动，所述第一限位块(35)朝向第一通槽(261)的一端开设有与所述第一环形槽(341)配合的第一圆弧缺口(351)，所述第一圆弧缺口(351)用于与所述第一环形槽(341)卡接；

所述安装板(2)固定有垂直于安装板(2)所在平面的第二侧板(27)，所述第二控制机构包括与所述第二棘爪(42)铰接的第二拉杆(44)，所述第二侧板(27)开设有第二通槽(271)，所述第二拉杆(44)远离铰接点的一端伸出所述第二通槽(271)，所述第二侧板(27)上安装有对第二拉杆(44)进行限位的第二限位机构；

所述第二限位机构包括与所述第二侧板(27)滑动连接的第二限位块(45)，所述第二拉杆(44)中部开设有第二环形槽(441)，所述第二限位块(45)朝向所述第二通槽(271)滑动，所述第二限位块(45)朝向第二通槽(271)的一端开设有与所述第二环形槽(441)配合的第二圆弧缺口(451)，所述第二圆弧缺口(451)用于与所述第二环形槽(441)卡接。

2.根据权利要求1所述的高空作业简易可拆除安全防护装置，其特征是：所述安全带本体(1)的背面安装有缓冲箱(5)，所述缓冲箱(5)内安装有气泵(51)、充气管(52)、蓄电池、加速度传感器、单片机和气囊(53)，所述充气管(52)两端分别与气囊(53)和气泵(51)的进气口连通，所述蓄电池与所述气泵(51)电性连接，所述加速度传感器与所述单片机电性连接，所述单片机控制所述气泵(51)启闭。

3.根据权利要求1所述的高空作业简易可拆除安全防护装置，其特征是：所述连接扣(24)与所述安装板(2)铰接。

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