本专利提供了一种既能可靠锁止，又能防止锁止时对人体产生较大作用力，具有缓冲效果的缓冲式速差防坠装置。其包括机架，中心轴，转动设置在中心轴上的鼓轮，卷绕在鼓轮上的安全绳；在机架与鼓轮圆盘之间的空间内设置棘爪、棘轮在内的锁止结构，在机架上固定棘轮导向装置，棘轮可相对于棘轮导向装置转动地设置在棘轮导向装置上，钢板弹簧的一端固定在棘轮的内周上，另一端与中心轴滑动配合；棘爪套装在固定在鼓轮上的棘爪转轴上；当鼓轮沿工作方向转动的旋转速度超过锁止速度时，棘爪在离心力的作用力绕棘爪转轴转动，棘爪卡入棘轮槽，鼓轮和棘爪带动棘轮一起开始转动，在钢板弹簧的作用下，转动一定角度后即停止转动。
A buffer type speed difference anti falling device based on leaf spring
【技术实现步骤摘要】
一种基于钢板弹簧的缓冲式速差防坠装置
本专利涉及一种安全防护用具领域，尤其涉及一种用于工人高空作业时的一种基于钢板弹簧的缓冲式速差防坠装置。
技术介绍
高空作业及各项基础设施建设如火如荼，人们对作业安全性的要求越来越高。安全带和安全绳的定义不再局限于传统的概念，根据使用场合的不同，拓展到速差防坠器、导轨防坠器和绳索防坠器等。其中，速差防坠器又称速差自控器能够满足多变的工作环境和生产需求，因此应用最为广泛，市场占有率大概是所有防坠器的80%,是目前比较理想的防高空坠落装置，它从根本上解决了高空安全事故频发的问题。高空作业时，速差防坠器的机架一端悬挂于高处，安全绳伸出速差防坠器的外端挂于操作人员腰部（或系在操作人员腰部上的完全带），安全绳随着工人作业而随动。它的工作原理是当操作人员平时正常作业以正常速度下降时，防坠器的卷绕在鼓轮上的安全绳跟随人体运动而放出保持在合适的长度，一旦操作人员下降速度过大或发生坠落时，由于安全绳放出速度超出正常速度，防坠器内部机械发生作用，鼓轮被锁止、安全绳无法放出，避免了操作人员继续跌落可能带来的冲击伤害，当操作人员恢复正常工作时，防坠器可人工解锁进行下一次的安全防护。对于高空作业人员来说，速差防坠器是必不可少的防护用具。但一般的高空速差防坠器都不具备缓冲功能，即在鼓轮被锁止的瞬间就停止转动（当然，安全绳也不再放出），也就是说鼓轮的速度瞬间降为零，操作人员的下降速度也瞬间降为零，这导致系在操作人员腰部（或操作人员腰部的完全带）上的安全绳外端对人体产生较大作用力，对人体伤害严重，因此具有缓冲功能的速差防坠装置的研究很有必要，具备广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利针对速差防坠器在锁止瞬间立即止动，对人体冲击很大的问题，提供了一种既能可靠锁止，又能防止锁止时对人体产生较大作用力，具有缓冲效果的基于钢板弹簧的缓冲式速差防坠装置，用于工人高空作业时安全防护。本专利的目的是通过以下技术方案实现：本专利所述的基于钢板弹簧的缓冲式速差防坠装置，包括：机架23，固定在机架23上的中心轴5，转动设置在中心轴上的鼓轮6位于机架内，卷绕在鼓轮6上的安全绳21的内端固定在鼓轮上，外端穿过机架23向外延伸；鼓轮6沿工作方向转动时放出安全绳21，沿与工作方向相反的非工作方向转动时，收回安全绳21；在机架23与鼓轮6圆盘之间的空间内设置包括棘爪7、棘轮19在内的锁止结构；棘轮上的齿槽均布在棘轮19的外周，棘爪7位于棘轮外周外侧；在与鼓轮圆盘相对的机架上固定有棘轮导向装置，棘轮导向装置包括与棘轮19的两端面接触的上挡板、下挡板，固定在上挡板与下挡板之间的弧形板，弧形板的弧面与棘轮内周滑动配合；棘轮19的转动轴线与鼓轮6的转动轴线同轴；在中心轴5与棘轮19内周之间设置有能够对转动的棘轮19施加阻力，使得棘轮沿工作方向逐渐停止转动的内缓冲阻尼装置，内缓冲阻尼装置包括钢板弹簧4，钢板弹簧4一端固定在棘轮19的内周上，另一端穿过中心轴5并与中心轴5滑动配合；棘爪7套装在固定在鼓轮6上的棘爪转轴15上，在鼓轮6上设置有限制棘爪7绕棘爪转轴15沿某一方向即止转方向摆动的挡柱10，在鼓轮6与棘爪7之间设置有常态时使得棘爪7与挡柱10相接触状态的弹性元件；当鼓轮6绕中心轴5沿工作方向转动的旋转速度超过设定的锁止速度时，棘爪7在离心力的作用力绕棘爪转轴15沿与止转方向相反的锁止方向转动，棘爪7的尖端卡入棘轮19的齿槽，鼓轮6和棘爪7带动棘轮19一起沿工作方向开始转动，此时在内缓冲阻尼装置的作用下，鼓轮6、棘爪7、棘轮19转动一定角度a后即停止转动。本专利的有益效果：工人高空作业时，机架一端相对固定悬挂于高处，安全绳21外端挂于工人腰部，安全绳21随着工人作业而随动。在平时正常作业时，鼓轮6整体机构转速很缓慢，也即鼓轮6圆盘的棘爪7受到的离心力很小，克服不了弹性元件对棘爪7的作用力，棘爪7基本上处于与挡柱10相接触的状态，基本不会绕棘爪转轴15转动，从而棘爪7尖端不会与棘轮19接触，连接有棘爪7的鼓轮6可以顺利沿工作方向转动，安全绳逐渐放出。一旦作业时发生坠落，安全绳外端受到人体下坠的力，带动鼓轮6快速转动，当鼓轮转速达到锁止速度时，使得鼓轮6圆盘上的棘爪7受到较大离心力，棘爪7克服弹性元件的作用力而绕着棘爪转轴15沿锁止方向发生转动，棘爪7尖端会卡到棘轮19上齿槽内，实现一次锁止。由于棘轮并不是固定在机架上，而是可以相对于机架转动，所以一次锁止时，鼓轮、棘爪仍可以带动棘轮继续沿工作方向转动，也即棘轮19从而跟随转动，此时内缓冲阻尼装置开始发挥作用。棘轮19必须克服钢板弹簧4的弯矩才能转动，钢板弹簧4起到阻碍棘轮19转动的作用，对棘轮起到阻碍转动和减缓转动速度的效果，这样鼓轮6、棘爪7、棘轮19一起转动一定角度a后即逐渐停止转动，实现二次锁止，避免了鼓轮一次锁止即止动对人体造成的冲击力，达到了缓冲作用并实现二次锁止停止坠落，保证使用者的安全。这种棘爪、棘轮等组成的锁止机构是外啮合棘轮机构。由于棘轮转动时，钢板弹簧会发生形变，如在中心轴的周向方向弯曲，所以钢板弹簧的两端不能同时固定，其一端固定时，另一端应是能自由伸缩的自由端。棘轮导向装置包括与棘轮19的两端面接触的上挡板、下挡板，固定在上挡板与下挡板之间的弧形板，弧形板的弧面与棘轮周向滑动配合。这种棘轮导向装置结构简单，对棘轮在轴向和径向定位，棘轮只能以中心轴轴线转动。作为对上述的基于钢板弹簧的缓冲式速差防坠装置的进一步改进，在棘轮19内周上设置突出棘轮内周的安全块；钢板弹簧4一端固定在安全块上；当棘爪7的尖端卡入棘轮19的齿槽，鼓轮6和棘爪7带动棘轮19一起沿工作方向转动一定角度b时，安全块与弧形板9接触，使得鼓轮6、棘爪7、棘轮19停止转动；b≥a。该结构把内缓冲阻尼装置与限制棘轮沿工作方向转动最大角度的安全装置有机的结合了起来。本专利的结构工作时，在内缓冲阻尼装置的作用下，鼓轮6、棘爪7、棘轮19一般转动一定角度a后即逐渐停止转动。但是也有可能由于内缓冲阻尼装置对棘轮产生的阻滞作用力较小，或者内缓冲阻尼装置失效时，鼓轮6、棘爪7、棘轮19转动角度a后仍不能停止转动，为了防止意外，就需要一个限制棘轮沿工作方向转动最大角度的安全装置，它能够在棘轮19转动角度a后仍不能停止转动时起作用，对棘轮进行止动。具体到该结构来说，弧形块、安全块等构成了安全装置，鼓轮6和棘爪7带动棘轮19一起沿工作方向转动一定角度b时，安全块与弧形块9刚性接触，使得棘轮19停止转动。该安全装置限制棘轮沿工作方向转动的最大角度为b。显然棘轮沿工作方向能够转动的最大角度b≥a。这样，本装置把内缓冲阻尼装置、棘轮导向装置、安全装置完美有机统一到一起，结构简洁。最好，内缓冲阻尼装置还包括内缓冲拉簧，内缓冲拉簧的两端分别与安全块和弧形板相连；内缓冲拉簧在常态时对棘轮施加使得棘轮具有沿非工作方向转动趋势的拉力。这样，内缓冲拉簧和钢板弹簧共同对棘轮的转动起到了阻滞作用，同时，内缓冲拉簧连接在安全块与棘轮导向装置中的弧形板之间，简化了整体结构，也使得内缓本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于钢板弹簧的缓冲式速差防坠装置，包括：机架（23），固定在机架（23）上的中心轴（5），转动设置在中心轴上的鼓轮（6）位于机架内，卷绕在鼓轮（6）上的安全绳（21）的内端固定在鼓轮上，外端穿过机架（23）向外延伸；鼓轮（6）沿工作方向转动时放出安全绳（21），沿与工作方向相反的非工作方向转动时，收回安全绳（21）；其特征是：在机架（23）与鼓轮（6）圆盘之间的空间内设置包括棘爪（7）、棘轮（19）在内的锁止结构；棘轮上的齿槽均布在棘轮（19）的外周，棘爪（7）位于棘轮外周外侧；在与鼓轮圆盘相对的机架上固定有棘轮导向装置，棘轮导向装置包括与棘轮（19）的两端面接触的上挡板、下挡板，固定在上挡板与下挡板之间的弧形板，弧形板的弧面与棘轮内周滑动配合；棘轮（19）的转动轴线与鼓轮（6）的转动轴线同轴；在中心轴（5）与棘轮（19）内周之间设置有能够对转动的棘轮（19）施加阻力，使得棘轮沿工作方向逐渐停止转动的内缓冲阻尼装置，内缓冲阻尼装置包括钢板弹簧（4），钢板弹簧（4）一端固定在棘轮（19）的内周上，另一端穿过中心轴（5）并与中心轴（5）滑动配合；/n棘爪（7）套装在固定在鼓轮（6）上的棘爪转轴（15）上，在鼓轮（6）上设置有限制棘爪（7）绕棘爪转轴（15）沿某一方向即止转方向摆动的挡柱（10），在鼓轮（6）与棘爪（7）之间设置有常态时使得棘爪（7）与挡柱（10）相接触状态的弹性元件；/n当鼓轮（6）绕中心轴（5）沿工作方向转动的旋转速度超过设定的锁止速度时，棘爪（7）在离心力的作用力绕棘爪转轴（15）沿与止转方向相反的锁止方向转动，棘爪（7）的尖端卡入棘轮（19）的齿槽，鼓轮（6）和棘爪（7）带动棘轮（19）一起沿工作方向开始转动，此时在内缓冲阻尼装置的作用下，鼓轮（6）、棘爪（7）、棘轮（19）转动一定角度a后即停止转动。/n...
【技术特征摘要】
1.一种基于钢板弹簧的缓冲式速差防坠装置，包括：机架（23），固定在机架（23）上的中心轴（5），转动设置在中心轴上的鼓轮（6）位于机架内，卷绕在鼓轮（6）上的安全绳（21）的内端固定在鼓轮上，外端穿过机架（23）向外延伸；鼓轮（6）沿工作方向转动时放出安全绳（21），沿与工作方向相反的非工作方向转动时，收回安全绳（21）；其特征是：在机架（23）与鼓轮（6）圆盘之间的空间内设置包括棘爪（7）、棘轮（19）在内的锁止结构；棘轮上的齿槽均布在棘轮（19）的外周，棘爪（7）位于棘轮外周外侧；在与鼓轮圆盘相对的机架上固定有棘轮导向装置，棘轮导向装置包括与棘轮（19）的两端面接触的上挡板、下挡板，固定在上挡板与下挡板之间的弧形板，弧形板的弧面与棘轮内周滑动配合；棘轮（19）的转动轴线与鼓轮（6）的转动轴线同轴；在中心轴（5）与棘轮（19）内周之间设置有能够对转动的棘轮（19）施加阻力，使得棘轮沿工作方向逐渐停止转动的内缓冲阻尼装置，内缓冲阻尼装置包括钢板弹簧（4），钢板弹簧（4）一端固定在棘轮（19）的内周上，另一端穿过中心轴（5）并与中心轴（5）滑动配合；
棘爪（7）套装在固定在鼓轮（6）上的棘爪转轴（15）上，在鼓轮（6）上设置有限制棘爪（7）绕棘爪转轴（15）沿某一方向即止转方向摆动的挡柱（10），在鼓轮（6）与棘爪（7）之间设置有常态时使得棘爪（7）与挡柱（10）相接触状态的弹性元件；
当鼓轮（6）绕中心轴（5）沿工作方向转动的旋转速度超过设定的锁止速度时，棘爪（7）在离心力的作用力绕棘爪转轴（15）沿与止转方向相反的锁止方向转动，棘爪（7）的尖端卡入棘轮（19）的齿槽，鼓轮（6）和棘爪（7）带动棘轮（19）一起沿工作方向开始转动，此时在内缓冲阻尼装置的作用下，鼓轮（6）、棘爪（7）、棘轮（19）转动一定角度a后即停止转动。
2.如权利要求1所述的基于钢板弹簧的缓冲式速差防坠装置，其特征是：在棘轮（19）内周上设置突出棘轮内周的安全块；钢板弹簧（4）一端固定在安全块上；当棘爪（7）的尖端卡入棘轮（19）的齿槽，鼓轮（6）和棘爪（7）带动棘轮（19）一起沿工作方向转动一定角度b时，安全块与弧形板（9）接触，使得鼓轮（6）、棘爪（7）、棘轮（19）停止转动；b≥a。
【专利技术属性】
技术研发人员：王金鹏，杨凯，杨伟康，高凯，徐檑，王铮，桂晨晨，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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