用于自回缩装置的偏振减速制动器的制作方法

各种实施方案整体涉及个人防护设备(ppe)，并且更具体地涉及安全系索和自回缩装置(srd)。

背景技术：

在世界范围内，每个人为了生存而从事着各种工作。许多工作包括从轻微割伤和擦伤到更严重危险(诸如生命损失)的各种危险。在一些示例中，高速公路建筑工人可能会与飞驰的汽车擦肩而过。焊工可能会受到可能导致眼睛损伤的强光照射。建筑工人可能会被坠落的物体砸到。在一些示例中，垃圾和回收收集人员可能会接触到磨蚀性、尖锐或腐蚀性废物。

在危险环境中，工人可能会穿戴个人防护设备(ppe)。ppe可以保护工人免受各种危险的有害影响。例如，高速公路建筑工人可以穿着颜色鲜艳的背心，以便驾车人士高度可见。焊工可以佩戴带有保护性滤光镜片的面罩，以滤除焊接电弧破坏光的影响。在建筑业中，工人可以佩戴各种头盔(诸如安全帽)以免被掉落的物体砸到。脚手架或屋顶上的建筑工人可以拴系至安全系索，以防止意外坠落或使意外坠落的影响最小化。在一些情况下，系索可以在各种类型的自回缩装置(srd)中实现。

技术实现要素：

一种设备和相关联的方法涉及一种定向偏振减速模块(pdm)，该定向偏振减速模块包括固定地联接至弹簧偏置线轴的梭动件，该弹簧偏置线轴可旋转地联接至模块外壳、动态制动构件(dbm)以及被配置为在锚固至模块外壳的通道内行进的梭动件。在例示性示例中，拴系件可以在近侧端部上锚固至线轴。在一些示例中，当回缩拴系件时，dbm可以被梭动件的成角度远侧端部推动。dbm可以在梭动件的成角度远侧端部与内部通道壁之间受力，例如，从而为拴系件提供运动阻力。在一些示例中，当抽取拴系件时，dbm可以基本上垂直于梭动件的近侧端部被推动，从而为拴系件提供最小运动阻力。各种pdm可以使安全系索沿一个方向减速以基本上避免缠结和/或损坏。

各种实施方案可实现一个或多个优点。例如，一些实施方案可以基本上避免或消除各种自回缩装置(srd)内系索的缠结。一些实施方案可以基本上避免或消除由于系索的远侧端部与srd壳体碰撞的冲击而引起的对srd的损坏。在srd上实现的pdm的一些示例可以基本上避免或消除srd绳索在其回缩到srd中时的抖动。各种实施方案可提供偏振减速，从而仅减慢系索沿回缩方向的纵向运动。

各种实施方案的细节在附图和以下说明书中阐述。其他特征和优点将根据说明书和附图以及根据权利要求书而显而易见。

附图说明

图1描绘了向屋顶上的建筑工人提供坠落防护的示例性自回缩装置(srd)，srd提供对系索细丝速度的控制。

图2a描绘了在拴系回缩模式下的示例性srd的平面图，该示例性srd通过制动垫弹力盘以撞锤-滑车与轨道壁之间的撞击摩擦接合而减速。

图2b描绘了在拴系抽取模式下的示例性srd的平面图，该示例性srd通过制动垫弹力盘以撞锤-滑车与轨道壁之间的最小摩擦接合而减速。

图3a描绘了示例性srd的分解透视图，示出了联接至弹簧偏置转筒的梭动件。

图3b描绘了示例性srd的剖视图，示出了联接至弹簧偏置转筒的梭动件。

图4描绘了由通道环定位和引导的示例性梭动件和制动盘的透视图，制动盘与通道环的内壁摩擦接合。

图5描绘了由通道环定位和引导的示例性梭动件和制动盘的透视图，制动盘与通道环的外壁摩擦接合。

图6a、图6b、图6c、图6d、图6e和图6f描绘了示例性梭动件实施方案的平面图。

图7a、图7b、图7c、图7d、图7e和图7f描绘了示例性dbm实施方案的平面图。

图8a和图8b描绘了使dbm居中以使抵靠通道环的摩擦最小化的示例性梭动件实施方案的平面图。

图9描绘了示例性梭动件和dbm实施方案的平面图，梭动件和dbm两者均提供抵靠通道环的摩擦。

各附图中的类似的参考符号表示类似的元件。

具体实施方式

为了帮助理解，本文档的组织如下。首先，参考图1简要地介绍描绘偏振减速模块(pdm)的示例性用例。其次，参考图2a和图2b，讨论转向示出pdm的操作的示例性实施方案。具体地，图2a示出了回缩模式下的有阻力移动，而图2b示出了抽取模式下的自由移动。接下来，参考图3a和图3b，呈现了应用于自回缩装置(srd)的示例性pdm。接下来，参考图4和图5，讨论转向示例性摩擦位置。接下来，图6a至图6f呈现了在各种示例性梭动件上实现的各种示例性表面形状。接下来，图7a至图7f呈现了具有各种形状的示例性动态制动构件(dbm)。接下来，参考图8a和图8b，呈现了对梭动件的示例性抽取端部的进一步讨论以解释摩擦减小技术。最后，参考图9，呈现了与梭动件轨道的内壁和外壁两者产生摩擦接合的示例性实施方案。

图1描绘了向屋顶上的建筑工人提供坠落防护的示例性自回缩装置(srd)，srd提供对系索细丝回缩速度的控制。srd安全部署场景100包括srd105。srd105包括固定地联接至srd外壳115的通道环110。旋转转筒120可旋转地联接至srd外壳115。梭动件125固定地联接至旋转转筒120。梭动件125在通道环110内平移。动态制动构件(dbm)130由梭动件125在通道环110内推进。梭动件125包括倾斜表面135。当dbm130由梭动件125的倾斜表面135推进时，dbm130被迫使在通道环110的外壁的内表面与梭动件125之间进行撞击摩擦接合。撞击摩擦接合可以有利地减慢系索细丝的回缩速度。在各种示例中，减慢回缩速度可以有利地减轻各种系索细丝的缠结，并且可以减轻对各种srd外壳的损坏。当圆柱形转筒(诸如旋转转筒120)在回缩模式下时，倾斜表面135可以引导dbm130与圆形通道(诸如通道环110)的内表面进行摩擦回缩撞击。

系索细丝140在一端机械地联接至旋转转筒120。srd105被配置为通过在回缩模式下将系索细丝140缠绕到旋转转筒120上并且通过在抽取模式下将系索细丝140从旋转转筒120解开来管理系索细丝140。在例示性示例中，旋转转筒120被弹簧偏置以卷起可以从srd105抽取的任何长度的系索细丝140。在所描绘的示例中，工人145联接至系索细丝140。由于旋转转筒120沿回缩方向被弹簧偏置，因此系索细丝140保持拉紧。

在例示性示例中，当工人145完成他在屋顶上的任务时，他从安全背心150释放系索细丝140。工人145无限制地释放系索细丝140。当系索细丝140自回缩到srd105中时，梭动件125响应于弹簧偏置旋转转筒120的旋转而开始围绕通道环110行进。由于系索细丝140不受限制，因此弹簧偏置旋转转筒120和梭动件125可以沿回缩方向自由旋转。梭动件125在其围绕通道环110行进的某点处与dbm130接触。由于梭动件125的倾斜表面135，dbm130被迫使在通道环110的外壁的内表面与梭动件125之间进行撞击摩擦接合。撞击摩擦接合阻挠梭动件125在通道环110内的平移。梭动件125的平移响应于撞击摩擦接合而减慢。梭动件125减慢旋转转筒120，这减慢系索细丝140的回缩速度。系索细丝140的较慢速度可以有利地减少系索细丝140在旋转转筒120内的缠结。

系索细丝140在远侧端部上固定地联接至细丝终端155。系索细丝140的较慢速度可以有利地减轻细丝终端155对srd外壳115的破坏性冲击。

在各种示例性部署中，srd105可以在头顶机械地联接。例如，srd105可以联接至旋转吊杆锚定件。旋转吊杆锚定件可以有利地向用户提供比单独的srd105更大的受保护工作区域。在一些示例中，srd105可以在头顶机械地联接至各种脚手架，或者可以机械地联接至起重机的各种延伸构件。

图2a描绘了在拴系回缩模式下的示例性srd的平面图，该示例性srd通过制动垫弹力盘以撞锤-滑车与轨道壁之间的撞击摩擦接合而减速。在回缩模式200a下的srd205包括壳体210。壳体210可旋转地联接至收线轴215。收线轴215固定地联接至拴系件220的近侧端部。在所描绘的示例中，拴系件220缠绕在收线轴215周围。拴系件终端柄部225固定地联接至拴系件220的远侧端部。收线轴215沿回缩方向被弹簧偏置。在所描绘的示例中，收线轴215沿逆时针方向230旋转，从而示出拴系件220正在主动回缩235。

壳体210固定地联接至圆形轨道240。圆形轨道240与撞锤-滑车245受限制接合。撞锤-滑车245固定地联接至收线轴215。撞锤-滑车245在回缩端部250处被配置有斜坡表面，并且在抽取端部255处被配置有平行于圆形轨道240的半径的表面。圆形轨道240包括内壁260和外壁265。内壁260和外壁265约束制动垫弹力盘270。制动垫弹力盘270在内壁260与外壁265的范围之间自由移动。

在操作中，当拴系件220回缩到srd205中时，联接至收线轴215的撞锤-滑车245沿回缩方向(例如，参考图2a的逆时针方向230)行进。在撞锤-滑车245的回缩端部250处的斜坡表面使制动垫弹力盘270朝向外壁265平移。撞锤-滑车245的运动结合斜坡表面迫使制动垫弹力盘270在撞锤-滑车245与外壁265之间进行摩擦接合。在一些示例中，斜坡表面可以与所描绘的示例倒置，从而迫使制动垫弹力盘270在撞锤-滑车245与内壁260之间进行摩擦接合。当圆柱形转筒(诸如收线轴215)在回缩模式下时，回缩端部250可以引导dbm(诸如制动垫弹力盘270)与圆形通道的内表面(诸如圆形轨道240的外壁265)进行摩擦回缩撞击。

图2b描绘了在拴系抽取模式下的示例性srd的平面图，该示例性srd通过制动垫弹力盘以撞锤-滑车与轨道壁之间的最小摩擦接合而减速。在所描绘的示例中，srd205处于抽取模式200b。收线轴215正在沿顺时针方向275旋转，从而示出拴系件220正主动抽取280。

在操作中，当拴系件220被抽取出srd205时，联接至收线轴215的撞锤-滑车245沿抽取方向(例如，参考图2b的顺时针方向275)行进。在撞锤-滑车245的抽取端部255处平行于圆形轨道240的半径的表面使制动垫弹力盘270在没有撞击的情况下沿圆形轨道240平移。收线轴215在回缩方向上不存在制动力的情况下沿抽取方向自由移动。各种srd实施方案可以有利地提供定向偏振减速力，提供基本上自由的系索抽取，以及在回缩期间提供有利的减速。

图3a描绘了示例性srd的分解透视图，示出了联接至弹簧偏置转筒的梭动件。srd300a包括后壳体305。后壳体305可旋转地联接至转筒310。转筒310在近侧端部上固定地联接至拴系件315。拴系件315在远侧端部上固定地联接至柄部320。转筒310被捕获在后壳体305与前壳体325之间。圆形轨道330固定地联接至前壳体325。动态制动构件(dbm)335被捕获在圆形轨道330的凹陷通道内。梭动件托架340固定地联接至转筒310。梭动件托架340固定地联接至梭动件345。梭动件345被限制在圆形轨道330的凹陷通道内。

在操作中，dbm335在圆形轨道330的凹陷通道内自由移动。梭动件345响应于转筒310的旋转而在圆形轨道330的凹陷通道内移动。因此，当转筒310旋转时，梭动件345可以推动dbm335通过圆形轨道330的凹陷通道。

圆形轨道330包括内壁350和外壁355。梭动件345被配置在倾斜端部360上以迫使dbm335进入内壁350的内轨道表面中。倾斜端部360被配置为将dbm335束缚在内壁350的内轨道表面与倾斜端部360之间。当圆柱形转筒(诸如转筒310)在回缩模式下时，倾斜端部360可以引导dbm335与圆形通道(诸如圆形轨道330)的内表面进行摩擦回缩撞击。

束缚动作可以提供与梭动件345的平移相反的力。反向力可以减慢转筒310的旋转速度。转筒310的较慢旋转速度可以减慢拴系件315的回缩。拴系件315的较慢回缩速度可以有利地减少柄部320与后壳体305和/或前壳体325碰撞的破坏性冲击。梭动件345被配置在第二端部上以使dbm335在没有束缚的情况下在内壁350与外壁355之间并且平行于该内壁和该外壁平移。

图3b描绘了示例性srd的剖视图，示出了联接至弹簧偏置转筒的梭动件。在所描绘的示例中，srd300b包括轨道365。轨道365固定地联接至外壳盖370a的内部。外壳盖370a固定地联接至外壳后壳370b。外壳盖370a和外壳后壳370b可旋转地联接至轴375a。轴375a可旋转地联接至转筒375b。转筒375b固定地联接至梭动件托架375c。梭动件托架375c联接至梭动件380。梭动件380响应于转筒375b的旋转而容纳在轨道365的范围内并且在该范围内平移。当转筒375b旋转时，细丝385从转筒375b卷起或展开。

图4描绘了由通道环定位和引导的示例性梭动件和制动盘的透视图，制动盘与通道环的内壁摩擦接合。内壁制动器构造400包括通道环405。通道环405是一体的并且由内壁410、底板415和外壁420形成。梭动件425被捕获在内壁410、底板415和外壁420之间并且由它们平移引导。制动盘430被捕获在内壁410、底板415和外壁420之间并且由它们平移引导。梭动件425包括倾斜平面表面435。在所描绘的示例中，当梭动件425逆时针平移时，制动盘430被倾斜平面表面435迫使朝向内壁410。在各种示例中，制动盘430可以与梭动件425和内壁410摩擦接合。当圆柱形转筒在回缩模式下时，倾斜平面表面435可以引导dbm(诸如制动盘430)与圆形通道(诸如通道环405)的内表面进行摩擦回缩撞击。

图5描绘了由通道环定位和引导的示例性梭动件和制动盘的透视图，制动盘与通道环的外壁摩擦接合。梭动件440包括倾斜平面表面445。在所描绘的示例中，当梭动件440逆时针平移时，制动盘430被倾斜平面表面445迫使朝向外壁420。在各种示例中，制动盘430可以与梭动件440和外壁420摩擦接合。当圆柱形转筒在回缩模式下时，倾斜平面表面445可以引导dbm(诸如制动盘430)与圆形通道(诸如通道环405)的内表面进行摩擦回缩撞击。

如图5所描绘的，梭动件440、制动盘430可以围绕通道环405复制和分布。在每个实例中，梭动件440可以机械地联接至旋转转筒，诸如旋转转筒310(图3a)。梭动件440的多个实例连同制动盘430的多个实例可以有利地增大制动力。在一些示例中，梭动件440的多个实例连同制动盘430的多个实例可以有利地提供设计冗余性。

图6a、图6b、图6c、图6d和图6e描绘了各种梭动件实施方案的平面图。每个实施方案包括在回缩端部上的远侧表面和在延伸端部上的近侧表面。回缩端部是系索回缩过程期间的前缘(例如，图2a)。延伸端部是延伸过程期间的前缘(例如，图2b)。

在一些实施方案中，远侧表面可以是线性的，例如，结合了线性斜坡或楔形件。在一些具体实施中，远侧表面可以是例如双曲线的或反双曲线的，从而实现勺形或反勺形形状。

图6a描绘了梭动件部件600a，该梭动件部件包括在远侧表面上的面向外的凹形倾斜特征605。面向外的凹形倾斜特征605可以包括形成导引点的始角610。始角610可以生成对动态制动构件的撞击力，从而提供制动功能。面向外的凹形倾斜特征605的面向外的性质可以迫使动态制动构件朝向滚道的外壁，这可以有利地增大制动力。

图6b描绘了梭动件部件600b，该梭动件部件包括在远侧表面上的面向内的凹形倾斜特征615和在近侧表面上的三角形点特征620。面向内的凹形倾斜特征615的面向内的性质可以迫使动态制动构件朝向滚道的内壁，这可以减小力，从而有利地降低了接触动态制动构件的面向内的凹形倾斜特征615上的角度的灵敏度。降低灵敏度可以放松零件的制造公差。在抽取模式下，近侧表面上的三角形点特征620可以进一步使动态制动构件与梭动件部件600b之间的摩擦最小化。可以通过使三角形点特征620与动态制动构件之间的接触面积最小化来使摩擦最小化。

图6c描绘了梭动件部件600c，该梭动件部件具有在远侧表面上的第一倾斜特征625和在近侧表面上的第二倾斜特征630。第一倾斜特征625可以被配置为减慢回缩速度，并且第二倾斜特征630可以被配置为减慢抽取速度。减慢抽取速度可以有利地减慢拴系个体的快速坠落。因此，可同时定制各种srd以限制最大回缩和抽取速度。

图6d为梭动件部件600d，该梭动件部件包括在远侧表面上的面向外的凸形倾斜特征635。面向外的凸形倾斜特征635可以包括形成钝的前端的始角640。始角640可以大幅减小抵靠动态制动构件的摩擦接合或使该摩擦接合最小化，从而提供大幅减小或最小化的制动力。最小制动力可以减少动态制动构件上的磨损，这可以有利地延长动态制动构件的工作寿命。面向外的凸形倾斜特征635的面向外的性质可以迫使动态制动构件朝向滚道的外壁。

图6e描绘了梭动件部件600e，该梭动件部件包括在远侧表面上的面向内的凸形倾斜特征645。面向内的凸形倾斜特征645的面向内的性质可以迫使动态制动构件朝向滚道的内壁。

图6f描绘了梭动件部件600f，该梭动件部件包括可调节倾斜特征650。可调节倾斜特征650铰接地联接至梭动件部件600f。当配置选定的斜面时，可以拧紧固定螺钉655以将斜面保持在适当位置。在一些实施方案中，可调节倾斜特征650可以是用户可触及的。当圆柱形转筒在回缩模式下时，倾斜特征605、615、625、635、645、650可以引导dbm与圆形通道的内表面进行摩擦回缩撞击。

图7a、图7b、图7c、图7d、图7e和图7f描绘了各种dbm实施方案的平面图。一些实施方案可以包括铁。铁可以有利地提供耐磨性。一些实施方案可以包括铜。铜可以有利地与其他金属组合以提供更大的柔软性，从而对给定力产生更大的摩擦。一些实施方案可以包括陶瓷，该陶瓷可在耐久性和摩擦损失之间提供有利的折衷。在各种具体实施中，dbm可以包括橡胶。对于给定的力施加，橡胶可以提供非常高的摩擦。一些实施方案可以包括各种合成材料(例如，聚合物、合成橡胶、纤维素纤维)。各种合成材料可以针对给定的力施加提供高摩擦。

图7a描绘了dbm部件700a。dbm部件700a是弹力盘形的。图7b描绘了dbm部件700b。dbm部件700b是球体的中心切片。图7c描绘了dbm部件700c。dbm部件700c是球形的。图7d描绘了dbm部件700d。dbm部件700d是矩形的。图7e描绘了dbm部件700e。dbm部件700e是梯形的。

图7f描绘了dbm部件700f。dbm部件700f作为两个独立的零件存在。在一个端部上是v形喉部705。两个独立的零件在相对于示例描绘的水平表面上相交，与v形喉部的中心相交。dbm部件700f可以例如与梭动件600b(图6b)结合使用。在操作中，三角形点特征620(图2)可以被迫使进入v形喉部，并且可以在滚道的内壁和外壁两者上产生制动力。dbm部件700f的磨损可以是均匀的，并且dbm部件可以有利地在其表面磨损时继续有效。

图8a和图8b描绘了使dbm居中以使抵靠通道环的摩擦最小化的示例性梭动件实施方案的平面图。参考图8a，梭动件810的延伸端部805是凹形的。延伸端部805的凹形形状保持dbm815远离通道环(诸如通道环405(图4))的内壁和外壁两者。参考图8b，梭动件825的延伸端部820是v形的。延伸端部820的v形形状保持dbm830远离通道环(诸如通道环405(图4))的内壁和外壁两者。

图9描绘了示例性梭动件和dbm实施方案的平面图，梭动件和dbm两者均提供抵靠通道环的摩擦。在所描绘的示例900中，在回缩模式910下的梭动件905逆时针平移。在平移期间，梭动件905移动dbm915。dbm915和梭动件905包括彼此面对的互补斜坡。当运动时，梭动件905和dbm915沿路径半径被迫使处于相反方向。在所描绘的示例中，梭动件905被迫使朝向通道环(诸如通道环405(图4))的内壁。dbm915被迫使朝向通道环的外壁。梭动件905包括径向联接狭槽920。联接狭槽920的开槽形状可以允许梭动件905在围绕通道环平移的同时相对于通道环径向移动。

虽然已参考附图描述了各种实施方案，但其他实施方案也是可能的。例如，减速系统可以配置有与srd外壳组合的导轨通道。驱动块可以与转筒组合并且可以与转筒一起旋转。摩擦销可平移通过导轨。

当srd缆线回缩时，转筒可以与驱动块同时旋转。驱动块可以推动导轨上的摩擦销。转筒和缆线回缩可以响应于来自该减速系统的摩擦力而减慢。当从srd中抽取srd缆线时，减速系统可以不减慢缆线抽取速度。

在示例性方面，偏振减速设备可以在个人防护应用中的自回缩装置(srd)中实现。设备可包括可旋转地联接至外壳的圆柱形转筒。转筒能够围绕纵向轴线旋转，以便在抽取模式下解开拴系件并且在回缩模式下缠绕拴系件。设备可以包括固定地联接至外壳并且在正交于纵向轴线的平面中的圆形通道。设备可以包括梭动件，该梭动件机械地联接以响应于圆柱形转筒而旋转，该梭动件被配置为在圆形通道内平移。设备可以包括动态制动构件(dbm)，该动态制动构件被配置为在圆形通道内平移。梭动件可以包括回缩面，该回缩面被配置为当圆柱形转筒在回缩模式下时引导dbm与圆形通道的内表面进行摩擦回缩撞击。梭动件可以包括抽取面，该抽取面被配置为当圆柱形转筒在抽取模式下时围绕圆形通道引导dbm。

梭动件的抽取面可以基本上平行于圆形通道的半径。梭动件的回缩面可以包括基本上线性的斜面。在一些示例中，梭动件的回缩面可以是凹形的。在各种示例中，梭动件的回缩面可以是凸形的。在一些实施方案中，梭动件的回缩面可以是双曲线的。在一些示例中，梭动件的回缩面可以是分段线性的。在各种示例中，梭动件的回缩面可以与dbm的至少一个面互补。dbm可以是基本上圆柱形的。在操作中，与抽取模式相关联的摩擦抽取力可以小于与回缩模式相关联的摩擦回缩力。

已经描述了多个实施方式。然而，应当理解可进行各种修改。例如，如果所公开的技术的步骤以不同的顺序执行，或者如果所公开的系统的部件以不同的方式组合，或者如果部件补充有其他部件，则可以实现有利的结果。因此，其他具体实施在以下权利要求书的范围内。

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