攀爬辅助速度控制制造技术

提供了一种攀爬辅助系统，其动态地调节该系统在攀登结构期间向攀爬者提供的负荷辅助的速率和水平。所述攀爬辅助系统包括负荷传感器系统，所述负荷传感器系统被配置为检测攀爬者的状态，例如攀爬者施加到辅助绳索上的负荷，以对攀爬者提供向上的支撑力以补偿攀爬者的重量。另外，所述攀爬辅助系统包括发送器，其被配置为将数据传输给系统的接收器。所述攀爬辅助系统包括控制器，所述控制器被配置成解释接收到的数据，然后通过受控的电动机和驱动系统提供控制，以向攀爬者提供负荷辅助。所述攀爬辅助系统的安全功能被配置为接收指示攀爬者的下降速率的数据，并且如果满足一个或多个条件，则减慢或停止下降。

Climbing auxiliary speed control

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】攀爬辅助速度控制交叉引用本申请要求2017年7月17日提交的临时美国专利申请第62/533,605号的权益，其内容通过引用整体并入本文。
本专利技术总体上涉及一种在结构上升和下降期间为人的重量的一部分提供支撑的装置。
技术介绍
诸如太阳能等可再生能源正在成为越来越重要的技术。可再生能源以多种不同形式表现出来，其中之一就是可以被风力涡轮机捕获的风能。风力涡轮机有许多可移动并且需要定期维护的部件。为了执行此维护，技术人员通常必须登上风力涡轮机的塔架，并沿着塔架(包括塔顶)在各个点执行检查和维护任务。
技术实现思路
本公开的实施例可用于在攀爬诸如梯子的结构时辅助攀爬者。这些实施例可通过将攀爬者和攀爬者的工具和材料运输到各种高度直至这种广泛的攀爬的最高点，来提供减轻疲劳并增强攀爬者安全性的辅助，同时在攀爬或下降期间在突然向下运动的情况下提供安全功能。本文公开的方法和系统还可以应用于许多其他使用领域，包括攀岩、建筑物逃生或营救方法，或需要竖直或接近竖直运输材料和工具的任何其他应用。本公开的一个方案是在攀登梯子的期间内向攀爬者提供辅助的速率和水平的动态调节。这样的系统允许实施范围从恒定速度到恒定负荷的不同控制策略或两种策略的混合。在一个方案中，传感器附接到人以提供直接的负荷感测。在另一个方案中，可以规定辅助的程度，并且辅助程度可以选择性地取决于攀爬者的属性，即身体素质水平和休息需求、体重(其可以为低或高，由诸如100磅(lbs)到300磅的合理范围表示)、爬得快或慢的能力，以及攀爬者在长时间攀爬时可能会感到疲倦的方式，从而导致攀爬辅助程度的首选变化。所公开的实施例提供了选择在攀爬中的任何点的辅助程度的能力。此外，攀爬者可以在攀爬期间与任何地方的控制器进行通信。另外，可以提供安全功能，其自动确定何时攀爬者的行为是不安全的，并且被配置为使攀爬者停止或向攀爬者提供校正反馈。在各种实施例中，安全行为可以被定义为在攀爬期间保持控制的同时以稳定的速率攀爬。附图说明当结合附图阅读时，将更好地理解前面概述以及下面各种实施例的详细描述。为了说明的目的，在附图中示出了示例性实施例；然而，本公开不限于所公开的特定方法和手段。在图中：图1是根据本公开的一个方案的用于攀爬辅助系统的安全功能的流程图；图2是根据本公开的一个方案的用于攀爬辅助系统的安全功能的流程图；图3是根据本公开的一个方案的梯子攀爬辅助系统的侧视图；图4是根据本公开的一个方案的负荷传感器系统的侧视图；图5A是根据本公开的一个方案的负荷传感器系统的侧视图，该负荷传感器系统处于第一位置；图5B是图5A所示的负荷传感器系统的侧视图，该负荷传感器系统处于第二位置；图6是根据本公开的一个方案的传感器系统的侧视图；图7A是根据本公开的一个方案的传感器系统的俯视图；图7B是根据本公开的一个方案的传感器系统的俯视图；图8是根据本公开的一个方案的传感器系统的侧视图；图9是根据一个实施例的攀爬辅助系统的发送器的图；图10是根据一个实施例的攀爬辅助系统的接收器的图；图11是根据本公开的一个方案的机动化驱动系统的侧视图；图12是根据一个实施例的图9中所示的发送器的图；图13是根据一个实施例的图10中所示的接收器的图；图14是根据本公开的一个方案的用于电动机控制的驱动器的图；图15是示出根据本公开的一个方案的发送器算法的流程图；图16是示出根据本公开的一个方案的接收器算法的流程图；图17是根据本公开的一个方案的超速调节器的图；以及图18是配置为实现本公开的各方案的计算装置的图。具体实施方式应该向在诸如风力涡轮机的高层结构上工作的人员提供工具，以辅助在该高层结构上进行长时间的爬上和爬下。携带多种工具和材料的任务会对攀爬者的体力增加负担，从而使攀爬者受到伤害的机会增加。此外，工具和材料的数量可能超过一个攀爬者一次随身可以携带的数量，因此需要攀爬者进行多次往返爬升和爬下高层结构以取回完成工作所必需的工具和材料。例如，风力涡轮机内部的梯子可以具有50英尺至350英尺或更高的高度。因此，攀爬者在攀爬这种梯子时，有时同时携带工具和其他材料，可能会感到疲劳。在此描述的系统的实施例可以通过将攀爬者和攀爬者的工具和材料运输到各种高度并且直到这种广泛的攀爬的最高点，来提供减轻疲劳并增强攀爬者安全性的辅助，同时在攀爬或下降期间在突然向下运动的情况下提供安全功能。在本文描述的各种实施例中，公开了一种可以实现包括安全功能的攀爬辅助控制系统的系统或装置。下面进一步描述攀爬辅助控制系统的示例。安全功能可以被实现为软件或固件。可以在安全功能的遥控器、发送器、接收器和/或电动机控制器处提供软件或固件。在一个实施例中，安全功能可以被配置为在攀爬辅助控制系统的正常工作期间沿向下方向工作。安全功能可以被配置为在系统检测到不安全的攀爬时施加制动力。制动力可以施加在线缆或绳索、电动机或攀爬辅助控制系统中的其他地方上，以减慢或停止攀爬者的下降。在一个实施例中，安全功能可以被配置为检测在攀爬者使用期间的任意时刻、在一段时间内或预定数量的计数内的超速。例如，如果在1.5秒内检测到的攀爬者的速度为0.75m/s，或者在3个循环或周期内检测到的攀爬者的速度为0.75m/s，则安全功能可以被配置为施加制动力。参照图1，在一个实施例中，安全功能可以被配置为确定检测到的速度是否大于预定限值。如果检测到的速度小于限值，则安全功能可以继续监视超速。如果检测到的速度大于或等于限值，则可以将安全功能配置为立即发送停止或减慢攀爬者的下降的命令。可替代地，如果检测到的速度大于或等于限值，则安全功能于是可以确定攀爬者是否在指定的时间段内保持在限值或限值以上。如果攀爬者在指定的时间段内没有保持在限值或限值以上，则安全功能可以继续监视超速。如果攀爬者在指定的时间段内保持在限值或限值以上，则安全功能可以发送停止或减慢攀爬者的下降的命令。在一个实施例中，安全功能可以被配置为检测超加速度。如果检测到的加速度大于或等于预定限值，则安全功能可以配置为立即发送停止或减慢攀爬者的下降的命令。可替代地，安全功能可以被配置为检测在一段时间内或计数内的超加速度。例如，如果在1秒钟以上的时间内检测到的攀爬者的加速度大于0.75g，或者如果在3个循环或周期内检测到的攀爬者速度大于0.75m/s，则安全功能可被配置为发送停止或减慢攀爬者的下降的命令。在一个实施例中，安全功能可以被配置为检测过量负荷。如果检测到的负荷大于或等于预定限值，则安全功能可以被配置为立即发送停止或减慢攀爬者的下降的命令。可替代地，安全功能可以被配置为检测在一段时间或计数内的过量负荷。例如，如果在2秒钟内检测到的负荷大于所需负荷的135％，或者在2秒钟内检测到的负荷大于200lbs，则安全功能可以被配置为停止或减慢攀爬者的下降。在一个实施例中，安全功能可以被配置为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种攀爬辅助系统，其被配置为在结构上沿竖直方向移动期间向攀爬者提供负荷辅助，所述攀爬辅助系统包括：/n辅助绳索，其沿所述结构的至少一部分在竖直方向上延伸；/n抓绳器，其构造成将攀爬者联接至所述辅助绳索，使得攀爬者相对于所述辅助绳索的移动被限制；/n驱动系统，其联接至所述辅助绳索，使得所述驱动系统被配置成向所述辅助绳索提供负荷辅助；/n负荷传感器系统，其被配置为：1)检测施加在所述抓绳器上的负荷；2)响应于检测到的负荷而生成信号；以及3)向所述驱动系统发送信号以调节提供给所述辅助绳索的负荷辅助。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170717 US 62/533,6051.一种攀爬辅助系统，其被配置为在结构上沿竖直方向移动期间向攀爬者提供负荷辅助，所述攀爬辅助系统包括：
辅助绳索，其沿所述结构的至少一部分在竖直方向上延伸；
抓绳器，其构造成将攀爬者联接至所述辅助绳索，使得攀爬者相对于所述辅助绳索的移动被限制；
驱动系统，其联接至所述辅助绳索，使得所述驱动系统被配置成向所述辅助绳索提供负荷辅助；
负荷传感器系统，其被配置为：1)检测施加在所述抓绳器上的负荷；2)响应于检测到的负荷而生成信号；以及3)向所述驱动系统发送信号以调节提供给所述辅助绳索的负荷辅助。


2.根据权利要求1所述的攀爬辅助系统，其中，所述负荷辅助包括辅助水平和辅助速率。


3.根据权利要求2所述的攀爬辅助系统，其中，所述辅助水平包括施加到所述辅助绳索的力，并且所述辅助速率包括在竖直方向上施加到所述辅助绳索的速度。


4.根据权利要求1所述的攀爬辅助系统，其中，所述负荷传感器系统包括磁体和霍尔效应器件，响应于施加到所述抓绳器的负荷的变化，所述磁体和所述霍尔效应器件中的至少一个相对于所述磁体和所述霍尔效应器件中的另一个是能移动的。


5.根据权利要求4所述的攀爬辅助系统，还包括被构造成将所述攀爬者联接到所述抓绳器的系索。


6.根据权利要求5所述的攀爬辅助系统，其中，所述负荷传感器系统包括支撑所述磁体和所述霍尔效应器件中的一个的能移动构件，所述系索联接至所述能移动构件，使得随着施加至所述抓绳器的负荷变化，所述能移动构件移动，从而改变测量的从所述磁体到所述霍尔效应器件的距离，并且改变的距离产生了所述信号。


7.根据权利要求6所述的攀爬辅助系统，其中，所述负荷传感器系统包括偏置构件，所述偏置构件构造成对所述能移动构件施加偏置力以在施加到所述辅助绳索的负荷不变化的情况下维持所述距离。


8.根据权利要求4所述的攀爬辅助系统，其中，所述负荷传感器系统包括柔性材料，所述磁体和所述霍尔效应器件中的至少一个联接至所述柔性材料，并且所述柔性材料被配置为响应于施加到所述辅助绳索的负荷的变化而拉伸和压缩。


9.根据权利要求8所述的攀爬辅助系统，其中，所述柔性材料是弹簧。


10.根据权利要求8所述的攀爬辅助系统，还包括系索，其被配置为将所述攀爬者联接到所述抓绳器，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：摩根·克尼克雷姆，
申请(专利权)人：安全工业责任有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US