一种手柄式防坠器的制作方法

所属技术领域

本发明属于防坠器技术领域，尤其涉及一种手柄式防坠器。

背景技术：

速差防坠器能在限定距离内快速制动锁定坠落物体；通过该设备，施工人员可以沿导轨方向自由安全走动。在使用过程中一旦人体失足坠落，安全绳的拉出速度加快，器内控制系统立即自动锁止，使安全绳下坠不超过0.2m，冲击力小于2942n，对人体毫无伤害，通过该设备可防止被吊工作人员和工件意外坠落，能有效地保护工作人员的生命安全和被吊工件物体的损坏。

但是有时防坠器因棘轮和棘爪的强度不够，在使用过程中会造成棘轮和棘爪的变形损坏，不能较好的保证安全性。

针对上述这种情况，为了提高安全性，一般具有两种方法：

一种是增加棘爪和棘轮的厚度，增强棘爪和棘轮的强度，但是这种方法会增加防坠器的厚度和增加棘轮和棘爪的转动惯量，造成携带的不便性和降低卡死的灵敏性。

另一种是在制作棘轮和棘爪的时候采用高强度的材质，虽然可以降低质量，但是这样就会增加制作成本。

本发明设计一种通过改变内部结构，在不增加厚度的情况下还可以很好的保证安全性的手柄式防坠器解决如上问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种手柄式防坠器，它是采用以下技术方案来实现的。

一种手柄式防坠器，它包括壳体、弹性套、钢丝绳、锁扣、缠绕轮、棘轮、棘爪，其中弹性套安装在壳体的一侧；缠绕轮通过第二转轴旋转安装在壳体内，缠绕轮上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的一端穿出壳体，且经过弹性套位于壳体外侧固定安装有锁扣；棘轮固定安装在缠绕轮上，棘爪摆动安装在壳体内，且棘爪与棘轮配合；壳体内安装有对棘爪起到复位作用的板簧和对棘爪起到限位作用的限位卡块；其特征在于：所述第二转轴上旋转安装有凸轮，且位于缠绕轮的一侧；棘爪摆动安装在凸轮上；限位卡块安装在凸轮上；与棘爪对应的板簧一端固定安装在棘爪上，另一端固定安装在凸轮上；触发盘的外圆面上具有凹面区域，触发盘固定安装在凸轮的一侧；触发盘与壳体之间安装有复位弹簧；卡机钩安装在壳体内；卡机构是由滑套和限位块组成，滑套滑动安装在壳体内，且滑套与壳体之间安装有第一复位弹簧；滑套上安装的圆柱体，圆柱体与触发盘配合；限位块的一端滑动安装在滑套内，且限位块位于滑套内的一端与滑套之间安装有第二复位弹簧；限位轮上具有限位凸起，限位凸起上具有直面和弧面；限位轮固定安装在缠绕轮的另一侧，限位轮上的限位凸起与限位块配合；限位轮与壳体之间安装有第一涡卷弹簧；当限位块仅受到第二复位弹簧的压力时，限位块从滑套伸出最长状态时，限位块远离滑套的一端与限位轮圆心的距离大于限位轮的半径，小于限位凸起的凸点与限位轮圆心之间距离。

作为本技术的进一步改进，上述限位轮上安装有固定环，第一涡卷弹簧的内端固定安装在壳体上，涡卷弹簧的外端固定安装在固定环的内圆面上。

作为本技术的进一步改进，上述触发盘上所开的凹面与触发盘的外圆面之间具有圆弧倒角，触发盘凹面区域的角度为大于90度，在初始状态下，触发盘在钢丝绳被拉出时的旋转方向上，触发盘凹面与限位块首先配合的一端与限位块的夹角为150度。

作为本技术的进一步改进，上述壳体内固定安装有导向套，导向杆分别滑动安装在导向套内；滑套固定安装在导向杆的一端，第一复位弹簧的一端分别固定安装在导向杆上，第一复位弹簧的另一端分别固定安装在导向套的内端面上。

作为本技术的进一步改进，上述壳体内安装有限位机构。

上述限位机构包括限位弧块、导向滑杆、固定块、限位板、第三复位弹簧，其中固定块固定安装在壳体上，导向滑杆的一端固定安装在固定块上，导向滑杆的另一端固定安装有限位板，限位弧块滑动安装在导向滑杆上，限位弧块与固定块之间安装有第三复位弹簧；限位弧块对凸轮的旋转起到限位作用。

作为本技术的进一步改进，上述触发盘的一端固定安装有固定套；第二涡卷弹簧的内端固定安装在壳体上，第二涡卷弹簧的外端固定安装在固定套的内圆面上。

作为本技术的进一步改进，上述凸轮是由圆面和凸面两部分组成，凸轮通过圆面和凸面与限位弧块配合；在初始状态下，凸轮的凸面在钢丝绳拉出时凸轮的旋转方向上与限位弧块之间角度为250-260度。

作为本技术的进一步改进，上述滑套对称的安装有两个对其起到导向作用的导轨。

作为本技术的进一步改进，上述棘爪通过一个第三转轴旋转安装在对应的凸轮上。

作为本技术的进一步改进，上述第一复位弹簧为拉伸弹簧，且具有预拉力；第二复位弹簧为压缩弹簧，且具有预压力；第三复位弹簧为压缩弹簧。

相对于传统的防坠器技术，本发明设计的有益效果如下：

1、本发明设计的防坠器主要通过限位块与限位轮上的限位凸起对防坠器进行锁死并承受锁死力，所设计的限位块和限位轮的结构体积较大，可保证具有足够的强度去锁死，而通过限位弧块与凸轮的配合这一方法则只是在限位块和限位轮结构失效后，起到备用锁死的目的，当该防坠器通过备用结构锁死时，则需要更换防坠器或对限位块和限位轮结构进行维修。

2、本发明设计的防坠器，在向外拉出钢丝绳的时候，缠绕轮旋转，缠绕轮带动棘轮旋转且在速度较快的情况下，棘轮棘爪锁死，在棘轮棘爪锁死后，钢丝绳还可以被拉出一定的长度，相对于传统的防坠器，在一定程度内工作人员快速拉动钢丝绳，便于工作人员快速操作。

3、当限位块、限位轮锁死结构失效，并通过限位弧块和凸轮锁死时，棘轮棘爪承受锁死力，出于棘轮、棘爪可靠触发要求的考虑其质量较小，但能够保证几次承受锁死力的可靠性，在实际操作中当该防坠器通过棘轮棘爪承受锁死力后，就需要更换防坠器或对防坠器进行维修，所以棘轮棘爪一般不会承受一次以上的锁死力。故对于棘轮、棘爪的强度设计，相对传统承受锁死力的棘轮棘爪，本发明棘轮棘爪强度的设计要求较低。

4、本发明通过设计采用常规强度的材料和质量较小的棘轮棘爪能够满足快速高灵敏度触发，同时利用大质量的强度高的限位块和限位轮进行最终锁死，具有了触发的可靠性和足够强度锁死的安全性。

附图说明

图1是整体部件外观示意图。

图2是整体部件分布示意图。

图3是壳体、弹性套和锁扣结构示意图。

图4是壳体内部结构示意图。

图5是壳体内部结构安装示意图。

图6是缠绕轮结构示意图。

图7是卡机构和限位轮配合示意图。

图8是卡机构结构示意图。

图9是棘轮和棘爪安装示意图。

图10是凸轮和限位弧块配合示意图。

图11是棘轮和棘爪配合示意图。

图12是触发盘结构示意图。

图中标号名称：1、壳体；2、弹性套；3、钢丝绳；4、锁扣；5、缠绕轮；6、限位轮；7、触发盘；8、限位机构；9、卡机构；10、第一涡卷弹簧；11、第二涡卷弹簧；12、凸轮；13、限位凸起；14、固定环；15、导轨；16、导向杆；17、导向套；18、第一复位弹簧；19、滑套；20、第二复位弹簧；21、限位块；22、圆柱体；23、第二转轴；24、棘轮；25、棘爪；26、限位卡块；27、板簧；28、圆面；29、凸面；30、限位弧块；31、导向滑杆；32、第三复位弹簧；33、固定块；34、限位板；35、第三转轴；36、凹面、37、固定套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例或者附图用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1、2所示，它包括壳体1、弹性套2、钢丝绳3、锁扣4、缠绕轮5、棘轮24、棘爪25，其中如图3所示，弹性套2安装在壳体1的一侧；如图5、6所示，缠绕轮5通过第二转轴23旋转安装在壳体1内，如图4所示，缠绕轮5上缠绕有钢丝绳3，钢丝绳3的一端穿出壳体1，且经过弹性套2位于壳体1外侧固定安装有锁扣4；如图9所示，棘轮24固定安装在缠绕轮5上，棘爪25摆动安装在壳体1内，且棘爪25与棘轮24配合；壳体1内安装有对棘爪25起到复位作用的板簧27和对棘爪25起到限位作用的限位卡块26；其特征在于：如图9所示，所述第二转轴23上旋转安装有凸轮12，且位于缠绕轮5的一侧；如图11所示，棘爪25摆动安装在凸轮12上；限位卡块26安装在凸轮12上；与棘爪25对应的板簧27一端固定安装在棘爪25上，另一端固定安装在凸轮12上；如图12所示，触发盘7的外圆面28上具有凹面36区域，如图9所示，触发盘7固定安装在凸轮12的一侧；触发盘7与壳体1之间安装有复位弹簧；如图4、5所示，卡机钩安装在壳体1内；如图8所示，卡机构9是由滑套19和限位块21组成，滑套19滑动安装在壳体1内，且滑套19与壳体1之间安装有第一复位弹簧18；滑套19上安装的圆柱体22，圆柱体22与触发盘7配合；限位块21的一端滑动安装在滑套19内，且限位块21位于滑套19内的一端与滑套19之间安装有第二复位弹簧20；如图7所示，限位轮6上具有限位凸起13，限位凸起13上具有直面和弧面；如图5所示，限位轮6固定安装在缠绕轮5的另一侧，如图7所示，限位轮6上的限位凸起13与限位块21配合；限位轮6与壳体1之间安装有第一涡卷弹簧10；当限位块21仅受到第二复位弹簧20的压力时，限位块21从滑套19伸出最长状态时，限位块21远离滑套19的一端与限位轮6圆心的距离大于限位轮6的半径，小于限位凸起13的凸点与限位轮6圆心之间距离。

本发明中壳体1、弹性套2、钢丝绳3、锁扣4、棘轮24和棘爪25的结构和安装关系与现有防坠器中的壳体1、弹性套2、钢丝绳3锁扣4、棘轮24和棘爪25的结构和安装关系相同，为采用技术。

当缠绕轮5旋转带动棘轮24旋转的时候，棘轮24会拨动棘爪25的一端，使得棘爪25发生摆动，当缠绕轮5的旋转速度较大，即棘轮24的旋转速度相对较大时，棘爪25被棘轮24拨动，摆动的幅度就会相对增大，使得棘爪25的另一端与棘轮24配合，棘轮24通过其上的齿牙拨动棘爪25的另一端，完成棘爪25和棘轮24的锁死。

本发明中板簧27的作用是对棘爪25提供预压力，使得棘爪25的一端与棘轮24在初始状态下处于配合状态，本发明设计的限位卡块26的作用是对棘爪25在初始状态下起到限位作用，防止初始状态下，棘爪25在板簧27的作用下棘爪25与棘轮24接触配合的区域过大，棘轮24在旋转过程中不能顺利与棘爪25脱离，发生运动干涉。

本发明设计的防坠器主要通过限位块21与限位轮6的限位对防坠器进行锁死，而通过限位弧块30与凸轮12的配合这一方法则只是起到备用的效果，但是通过限位弧块30与凸轮12的配合这一途径锁死防坠器也可以保证锁死的能力。

本发明设计限位块21可在滑套19内滑动的原因是，保证在复位过程中，限位轮6上的限位凸起13的弧面在与限位块21接触后，能够推动限位块21朝着滑套19内侧移动，使得限位轮6上的限位凸起13越过限位块21。

如图7所示，上述限位轮6上安装有固定环14，如图5所示，第一涡卷弹簧10的内端固定安装在壳体1上，涡卷弹簧的外端固定安装在固定环14的内圆面28上。第一涡卷弹簧10的作用是对限位轮6和缠绕轮5起到复位作用。

如图12所示，上述触发盘7上所开的凹面36与触发盘7的外圆面28之间具有圆弧倒角，触发盘7凹面36区域的角度为大于90度，在初始状态下，触发盘7在钢丝绳3被拉出时的旋转方向上，触发盘7凹面36与限位块21首先配合的一端与限位块21的夹角为150度。保证圆柱体22能够平滑过渡到凹面36上。

如图4、5、7所示，上述壳体1内固定安装有导向套17，导向杆16分别滑动安装在导向套17内；滑套19固定安装在导向杆16的一端，第一复位弹簧18的一端分别固定安装在导向杆16上，第一复位弹簧18的另一端分别固定安装在导向套17的内端面上。

如图4所示，上述壳体1内安装有限位机构8。

如图10、11所示，上述限位机构8包括限位弧块30、导向滑杆31、固定块33、限位板34、第三复位弹簧32，其中固定块33固定安装在壳体1上，导向滑杆31的一端固定安装在固定块33上，导向滑杆31的另一端固定安装有限位板34，限位弧块30滑动安装在导向滑杆31上，限位弧块30与固定块33之间安装有第三复位弹簧32；限位弧块30对凸轮12的旋转起到限位作用。

限位板34的作用是对导向滑杆31上安装的限位弧块30起到限位作用，防止限位弧块30脱离导向滑杆31。

如图5所示，上述触发盘7的一端固定安装有固定套37；第二涡卷弹簧11的内端固定安装在壳体1上，第二涡卷弹簧11的外端固定安装在固定套37的内圆面28上。第二涡卷弹簧11的作用是对凸轮12、棘轮24和触发盘7起到复位作用。

如图10所示，上述凸轮12是由圆面28和凸面29两部分组成，凸轮12通过圆面28和凸面29与限位弧块30配合；在初始状态下，凸轮12的凸面29在钢丝绳3拉出时凸轮12的旋转方向上与限位弧块30之间角度为250-260度。

如图7所示，上述滑套19对称的安装有两个对其起到导向作用的导轨15。因限位块21在与限位轮6配合对缠绕轮5限位的时候，为了提高限位块21限位强度，所以设计了导轨15，增加限位块21的承受能力。

上述棘爪25通过一个第三转轴35旋转安装在对应的凸轮12上。

上述第一复位弹簧18为拉伸弹簧，且具有预拉力；第二复位弹簧20为压缩弹簧，且具有预压力；第三复位弹簧32为压缩弹簧。第一复位弹簧18的弹性系数大于第二复位弹簧20的弹性系数，第一复位弹簧18保证圆柱体22与触发板的外圆面28时刻保持接触。本发明中在凸轮12旋转挤压限位弧块30，使得限位弧块30沿着导向滑杆31滑动的时候，第三复位弹簧32被压缩，通过第三弹簧可以起到缓冲作用，当第三复位弹簧32被压到不可压缩时，限位弧块30对凸轮12限位；减小棘轮24棘爪25承受锁死力时的冲击力。

本发明设计的防坠器，在向外拉出钢丝绳3的时候，缠绕轮5旋转，缠绕轮5带动棘轮24旋转且在速度较快的情况下，棘轮24棘爪25锁死，在棘轮24棘爪25锁死后，钢丝绳3还可以被拉出一定的长度，相对于传统的防坠器，工作人员快速拉动钢丝绳3，钢丝绳3可伸出较长的长度，便于工作人员快速操作。

本发明设计限位轮6上限位凸起13具有直面和弧面的原因是，直面保证在限位凸起13与限位块21配合时，限位凸起13对限位块21的力与限位块21在滑套19中滑动的方向垂直，保证限位块21对限位凸起13的旋转限位；弧面的作用是在复位时，限位块21对限位凸起13的旋转没有限位阻止作用，且因为第二复位弹簧20的弹性系数小于第一弹簧的弹性系数，圆柱体22始终与触发板接触，在复位过程中不会出现撞击。

本发明如下角度设置：

（1）触发盘7凹面36区域的角度为大于90度，这样设计的目的是，当限位块21在第一复位弹簧18作用下伸出后，在限位凸起13的作用下，对下一个限位凸起13进行限位，此过程中限位轮6需要旋转90度左右，此过程中限位块21要求始终具有限位凸起13的能力，所以凹面36区域角度大于90度。

（2）在初始状态下，触发盘7在钢丝绳3被拉出时的旋转方向上，触发盘7凹面36与限位块21首先配合的一端与限位块21的夹角为150度，这样设计的目的是当棘轮24棘爪25触发后，缠绕轮5能够旋转150度，保证使用者可快速移动而不锁死的距离。

（3）在初始状态下，凸轮12的凸面29在钢丝绳3拉出时凸轮12的旋转方向上与限位弧块30组成角度为250-260度，此角度大于150度加90度，保证在限位块21对限位轮6的锁死角度。

具体工作流程：当使用本发明设计的防坠器时，在正常使用过程中，当使用者缓慢向外拉出钢丝绳3的时候，钢丝绳3会驱动缠绕轮5旋转，缠绕轮5旋转就会带动棘轮24旋转，棘轮24旋转就会通过其上的齿牙拨动棘爪25与其配合的一端，同时第一涡卷弹簧10压缩；所以在使用该防坠器后，工作人员在移动的过程中，钢丝绳3一致处于绷紧状态；因缠绕轮5旋转速度相对较慢，所以棘爪25摆动的幅度不足以使得棘轮24与棘爪25卡死；使用者可以正常移动。

在使用过程中如果有人掉落的时候，棘爪25被棘轮24拨动，摆动的幅度就会相对增大，使得棘爪25的另一端与棘轮24配合，棘轮24通过其上的齿牙拨动棘爪25的另一端，完成棘爪25和棘轮24的锁死；此时缠绕轮5旋转就会通过棘轮24、棘爪25和第三转轴35带动凸轮12旋转，凸轮12旋转一方面带动触发盘7旋转，在触发盘7旋转过程中，在旋转a角度后，与触发盘7配合的圆柱体22，与触发盘7上的凹面36配合，此时在第一复位弹簧18的预拉力下，导向杆16就会带动滑套19向靠近限位轮6的一侧滑动；滑动移动带动限位块21朝着限位轮6一侧移动，在限位块21移动过程中，正好与限位凸起13上的弧面接触配合时，限位凸起13随着限位轮6与限位块21脱离过程中，限位块21逐渐伸出滑套19，第二复位弹簧20伸长，因为第二复位弹簧20弹性系数小于第一复位弹簧18的弹性系数，所以圆柱体22始终与触发板接触；当限位凸起13随着限位轮6与限位块21脱离后，限位块21在第二复位弹簧20的作用下伸出，当下一个限位凸起13上的直面与限位块21接触时，限位块21对限位轮6旋转限位；另外在限位块21移动过程中，当限位块21不与限位凸起13配合时，限位块21直接伸出；随着限位轮6的旋转当限位凸起13上的直面与限位块21接触后，限位块21对限位轮6限位；凸轮12在旋转的时候，如果限位轮6与限位块21因磨损或者结构破坏等误差不能锁死防坠器的时候，凸轮12在旋转的过程中其上的凸面29在与限位弧块30接触后，就会挤压限位弧块30，使得限位弧块30沿着导向滑杆31滑动，当限位弧块30滑动到极限状态停止滑动后，凸轮12也停止旋转，此时安装在凸轮12上的棘爪25也停止旋转，此时通过凸轮12和限位弧块30的配合传递到棘轮24和棘爪25上锁死防坠器；但是这种情况下，防坠器的锁死与传统的防坠器的锁死相同，均通过棘轮24和棘爪25的配合锁死。

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