一种轻松绕过锚点兼顾效率安全成本的手动攀爬防坠装置的制作方法

本发明涉及手动攀爬防护装置的，更具体讲是一种轻松绕过锚点兼顾效率安全成本的手动攀爬防坠装置，尤其适用于野外供电超高压塔架、各类高空建筑物、工业中的反应池罐等在建造过程中以及日常维护过程中施工人员的手动攀爬操作。

背景技术：

1、很多户外高空作业都需要专业施工人员攀爬到对应高度后再进行，例如各类高塔建造安装和维修作业、户外攀岩、高楼墙面维护等，其中高塔作业更为常见。常见的工业高塔有电力行业的高压输电的电塔、带法兰组装的管式电塔及发电厂冷却塔、通信行业的通信塔、广电行业的广播塔、化工行业中的各类反应罐及烟囱等。当塔上设备进行安装、定期维护或出现故障需要维修时，就需要专业施工人员爬塔作业；还有当高塔本身新建竣工验收时也需要操作人员爬塔检查施工质量，高塔本身在后期使用过程中也需要定期进行巡检和维护。

2、目前工业高塔尤其是高空电塔的高空作业主体上还是以人工手动攀爬为主。人工手动攀爬采用的防坠工具大致分为三类：

3、第一类手动防坠工具是不设防坠保险钢索或滑轨的防坠大双钩——即左右两个防坠大钩环分别位于两条作业安全带的外伸端、而两条作业安全带的另一端则与工人身上的安全带系挂为一体，爬塔工人的脚底每上移或下移一层脚钉时，就必须交替将两条安全带的卡扣从脚钉处解锁和挂扣。当其只有一条安全带卡扣受力时，而其固定处出现开裂或断裂时，极有可能造成人体坠落。另一方面两条安全带换挂时存在着操作麻烦、费时费力的缺陷，严重减慢了登爬速度，同时会使操作者透支体力。

4、第二类手动防坠工具是增设有保险钢索的手动防坠工具——即与作业安全带外神端相连的开口滑环始终套挂在保险钢索上，但由于保险钢索需要与高塔支腿搭接，就会出现很多锚点，开口滑环要想顺利沿保险钢索移动就需要解决怎样顺利通过锚点的技术问题。以攀岩的攀爬防坠装置为例，它是在滑环上开设有一个豁口，当开口滑环要越过锚点时通过转动开口滑环使锚点从开口滑环的豁口部位穿过，这样开口滑环就能实现终套挂在保险钢索上并顺利沿保险钢索移动。与第一类手动防坠大双钩相比，第二类手动防坠工具能省去防坠大双钩不停轮流移动的复杂操作，大大节省了作业人员的体力消耗、减轻了作业强度。但是此种结构的开口滑环越过锚点位置的操作还是有些繁琐、耗时，最关键是保险钢索的直径需大大超过开口滑环的豁口宽度，方可保证开口滑环在沿保险钢索移动时处于安全状态，这样使得保险钢索重量非常重，因而多安装于长距离栈道类人多的使用环境，较少用于高空建筑物攀爬操作，安装的保险钢索又不能增加过多的钢架铁塔类的负荷，故第二类手动防坠工具非常不适合这些建筑结构类安全防护使用的工作环境。

5、第三类防坠工具是滑轨式自动防坠工具——滑轨式自动防坠工具：其包括滑轨和防坠移动锁紧滑块，攀爬者在爬塔过程中的作业安全带挂卡在防坠移动锁紧滑块上，跟随施工人员一起沿滑轨同步自行上下滑动、且在突发情况下能够进行自锁的滑块。滑轨式自动防坠工具与第二类手动防坠工具相比，具有自行滑移、与作业安全带移动速度自动匹配、提高操作人员攀爬效率、省时省力、使用方便的优点。但是滑轨式自动防坠工具也存在一些严重的不足：1、所需滑轨是专门配置的截面形状规整且高精度的导轨，内部还需要配置导向轮、滚珠等配件，结构复杂、制作难度大、成本高、不适合大范围地推广应用；2、滑轨长、直线度难保证且易变形难维护，滑轨变形又会导致滑块被卡而无法顺利上下滑移；3、更为严重的是一旦滑块自锁功能失控，滑块将沿着滑轨一路下滑而中间没有任何锚点的阻挡和二级防护——因为如果设置锚点则滑块无法顺利绕过锚点、无法沿滑轨顺利下滑，此时相当于滑轨式自动防坠工具完全失效，施工人员一旦从高空落下就处于自由落体状态，性命安全则无法保证，即滑轨式自动防坠工具最大的不足是安全稳定性无法保证，无法为施工人员的生命提供兜底保证。综上所述，虽然滑轨式自动防坠工具克服了第二类手动防坠工具在使用上操作繁琐、耗时多、作业安全带移动速度慢、拖慢整体攀爬效率的不足，在使用上实现了便捷操作——能够自行滑移、能够与作业安全带移动速度自动匹配、能够提高操作人员攀爬效率、能够省时省力，但是由于存在着安全稳定性和安全隐患，即最基本防护功能没能完全保证，再加上高精度滑轨的难制作、高成本、野外受风载或各类外部因素而产生滑道变形、难维护、易卡嵌等缺陷，也决定了滑轨式自动防坠工具不适合大范围地推广应用。换句话说，对第二种手动防坠工具的改进和完善需要需求新的技术途径。

6、因此针对第二种现有带防坠保险钢索的手动防坠工具需要运用新的思路进行改进和升级完善，设计出一种结构简单、封闭无豁口又能单手操作轻松绕过锚点、方便操作、成本低的手动攀爬防坠装置，以此来提高作业安全带的移动速度，提高操作人员攀爬效率，实现攀爬效率、作业安全、低成本的兼顾，成为真正适合在以高空电塔为代表的工业高塔以及高罐体的手动攀爬作业中、对已经建好的高空建筑物快速加装作业中大范围推广应用的手动防坠工具装置。

技术实现思路

1、本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供的一种轻松绕过锚点兼顾效率安全成本的手动攀爬防坠装置。利用本发明实现了封闭环及所系扣的作业安全带在沿保险钢索滑移过程中既能始终不脱扣又能单手操作轻松绕过锚点，大大提高作业安全带的移动速度，提高操作人员攀爬效率，保证作业安全，降低制作成本，实现攀爬效率、作业安全、制作成本的兼顾，满足了手动攀爬防坠装置所需的防脱、防坠、安全、高效、省时、省力、简单、重量轻、易安装、易制作、成本低的功能要求，适合在以高空电塔为代表的工业高塔以及高罐体的手动攀爬作业中、对已经建好的高空建筑物快速加装作业中大范围推广应用。

2、本发明的目的可通过以下技术措施来实现的：

3、本发明的一种轻松绕过锚点兼顾效率安全成本的手动攀爬防坠装置包括悬挂于带有脚钉的高塔支腿旁边的保险钢索（保险钢索是封闭环的滑动导轨，也是绕锚组件的安装支点之一），以间隔方式安装在高塔支腿与保险钢索之间各安全节点位置处的绕锚组件（绕锚组件与封闭环配用，能够实现封闭环及所系扣的作业安全带在沿保险钢索滑移过程中既能始终不脱扣又能单手操作轻松绕过锚点——即当封闭环及所系扣的作业安全带随着攀登人员的攀爬节奏沿着保险钢索滑移到锚点附近时，先将封闭环的一端卡嵌到转动盘的u型槽孔中，轻轻用力推拉封闭环并传力给转动盘，转动盘就会带动着封闭环正转或反转，进而轻松地将封闭环从锚点下方绕送到锚点上方或者从从锚点上方绕送到锚点下方，解决了封闭环绕锚点的技术难题，大大提高操作人员攀爬效率，同时防脱防坠、安全高效、操作轻便、易安装、易制作、成本低，适合在各类工业高塔以及高罐体的手动攀爬作业中、对已经建好的高空建筑物快速加装作业中大范围推广应用），始终环套在保险钢索上、在沿保险钢索滑移过程中既能始终不脱扣又能借助绕锚组件轻松绕过各对应锚点的封闭环（由于封闭环质量较轻、且具有充足作业内腔，封闭环沿保险钢索的滑移过程基本上是随着攀登人员的攀登节奏而自动同步滑移，高效、便捷、省时、省力。当封闭环及所系扣的作业安全带随着攀登人员的攀爬节奏沿着保险钢索滑移到锚点附近时，利用封闭环与绕锚组件的配合，能够实现封闭环及所系扣的作业安全带在沿保险钢索滑移过程中既能始终不脱扣又能单手操作轻松绕过锚点。与传统手动攀爬大双钩防坠相比，省去了防坠大双钩不停轮流移动的复杂操作，大大节省了作业人员的体力消耗、减轻了作业强度，兼顾攀爬效率与作业安全，携带轻便、操作简单），以及锁挂在封闭环上同时又系扣在作业安全带外伸出端的安全卡扣（安全卡扣用于快速连接作业安全带和封闭环。在攀爬过程中，安全卡扣一直锁挂在封闭环上；当攀爬作业结束后，只需要旋转移位安全卡扣上的螺母，向内按压豁口活动边即可脱离封闭环）；所述绕锚组件包括组配后用于卡嵌保险钢索的卡压块与u型卡架、以转轴组件为轴心挂装在u型卡架端部两侧壁、且一侧嵌装到 u型卡架卡腔中的转动盘，用于嵌装转动盘另一侧的分体式c型卡架，与分体式c型卡架依次连接的分体式支架、适配底座，以圆周均布方式挂装在分体式c型卡架的两侧壁上、且嵌装在分体式c型卡架的卡腔腔底与转动盘轮缘之间的若干组滚轮组件ⅰ，挂装在u型卡架的两侧壁根部、且嵌装在u型卡架的卡腔腔底与转动盘轮缘之间的滚轮组件ⅱ（卡压块与u型卡架组配后，一方面用于卡嵌保险钢索，另一方面为转轴组件及转动盘提供安装基础和支撑基础；转动盘在封闭环的推拉作用下、在与滚轮组件ⅰ及滚轮组件ⅱ的相对滚动作用下而转动，进而轻松地带动着封闭环从锚点下方绕送到锚点上方或者从从锚点上方绕送到锚点下方，解决了封闭环绕锚点的技术难题；分体式c型卡架用于嵌装滚轮组件ⅰ，用于卡嵌转动盘；分体式支架用于安装和支撑分体式c型卡架；适配底座作为分体式支架与被连建筑物之间的过渡连接件，便于与不同连接形式的被连建筑物实现快速对接，能够最大程度地实现其它零部件的通用化设计，提高本发明的使用灵活性，扩大本发明的通用范围）；沿转动盘的外环表面厚度方向的正中部位向内加工一圈滚轮滚槽（用于嵌装滚轮的下半部），在转动盘上以圆周阵列方式加工有若干个开口于外环表面且沿半径方向延伸的封闭环卡槽（当封闭环及所系扣的作业安全带随着攀登人员的攀爬节奏沿着保险钢索滑移到锚点附近时，只需将封闭环的一端卡嵌到转动盘的u型槽孔中，轻轻用力推拉封闭环并传力给转动盘，转动盘就会带动着封闭环正转或反转，进而轻松地将封闭环从锚点下方绕送到锚点上方或者从从锚点上方绕送到锚点下方，解决了封闭环绕锚点的技术难题）；封闭环是由圆钢弯制而成的长方形拉环，封闭环的内腔宽度大于u型卡架的宽度（避免运动干涉，确保封闭环顺利绕过锚点），封闭环卡槽槽底到转轴组件中心轴线的距离、u型卡架的长度、卡压块的厚度三者之和小于封闭环的内腔长度（避免运动干涉，确保封闭环顺利绕过锚点）。

4、本发明中所述分体式c型卡架的内腔是一个封闭的c型卡腔，c型卡腔的圆心角范围为220～270度（方便封闭环的一端顺利卡入或脱离封闭环卡槽），且沿c型卡腔的腔底面正中开设有滚轮嵌槽（用于嵌装滚轮的上半部）。

5、本发明中所述转动盘中所开设的封闭环卡槽的数量至少六个（方便封闭环的一端顺利卡入或脱离封闭环卡槽）。

6、本发明中所述滚轮组件ⅰ和滚轮组件ⅱ的结构相同，均是由滚轮和滚轴构成（滚轴为滚轮提供安装和支撑基础；滚轴同时用于连接固定c型半卡架和活连c型半卡架，将对扣后的固定c型半卡架和活连c型半卡架连接紧固成一个完整的分体式c型卡架）；所述的分体式支架是由固定半支架和活连半支架对扣而成（便于分体式c型卡架进行对扣，方便安装滚轮组件ⅰ）；分体式c型卡架是由固定c型半卡架和活连c型半卡架对扣而成（方便安装滚轮组件ⅰ）；其中，固定c型半卡架的弧底正中部位与固定半支架的弧顶焊接相连，活连c型半卡架的弧底正中部位与活连半支架的弧顶焊接相连，活连c型半卡架与固定c型半卡架通过滚轴连接为一体，固定半支架和活连半支架的底部均通过螺栓与适配底座相连（螺栓能实现快速连接且拆卸方便）。

7、在本发明中所述卡压块内侧面和u型卡架的底部背面均配开有钢索卡嵌半孔（对扣后形成一个完整的钢索卡嵌孔，用于快速卡嵌保险钢索）；在所述卡压块上加工有用于穿着螺栓的螺栓光孔，在u型卡架的底部加工有用于穿装螺栓的螺纹孔（这样通过旋装螺栓就能快速实现卡压块和u型卡架的对扣相连，快速卡嵌保险钢索）。

8、本发明中相邻两组所述绕锚组件的间隔距离为3～5米（即相邻安全节点的间距，如果操作人员在攀爬过程中由于登空或打滑而出现下坠意外时，封闭环会沿保险钢索下滑而挂停在下一个安全节点处的绕锚组件上，从而有效防止继续下坠、避免攀爬操作人员发生伤亡事故）。

9、本发明中所述适配底座是根据具体被连建筑物设计的一组选配零件（以灵活设计及选配的适配底座作为过渡连接件，一方面能够最大程度地实现其它零部件的通用化设计，另一方面便于与不同连接形式的被连建筑物实现快速对接，提高本发明的使用灵活性，扩大本发明的通用范围），适配底座的形状和结构根据实际被连建筑物的相应安装形式来选择，适配底座与被连建筑物的连接方式为螺栓连接、锚点处焊接、圆管卡箍连接中的任一种。

10、本发明中所述保险钢索竖直悬挂时用于上下移动方向的攀爬作业，绕锚组件上下间隔布置（这是本发明的主流使用方式）。

11、本发明中所述保险钢索水平悬挂时用于横向移动方向的攀爬作业，绕锚组件左右间隔布置（这是本发明的延伸使用方式）。

12、本发明的设计原理如下：

13、本发明的主体是封闭环和以间隔方式安装在高塔支腿与保险钢索之间各锚点位置处的绕锚组件，封闭环质量较轻、具有充足作业空腔、且切始终环套在保险钢索上，绕锚组件的核心件是会转动且沿径向开设有u型槽孔的转动盘。本发明利用封闭环与绕锚组件配用，能实现封闭环及所系扣的作业安全带在沿保险钢索滑移过程中既能始终不脱扣又能单手操作轻松绕过锚点。更具体讲，本发明中的封闭环是由圆钢弯制而成的长方形拉环，不仅质量较轻、具有充足作业内腔、且切始终环套在保险钢索上，封闭环沿保险钢索的滑移过程基本上是随着攀登人员的攀登节奏而自动同步滑移，高效、便捷、省时、省力，与传统手动攀爬大双钩防坠相比，省去了防坠大双钩不停轮流移动的复杂操作，大大节省了作业人员的体力消耗、减轻了作业强度，兼顾攀爬效率与作业安全，携带轻便、操作简单。当封闭环及所系扣的作业安全带随着攀登人员的攀爬节奏沿着保险钢索滑移到锚点附近时，只需将封闭环的一端卡嵌到转动盘的u型槽孔中，轻轻用力推拉封闭环并传力给转动盘，即转动盘在封闭环的推拉作用下、在与滚轮组件ⅰ及滚轮组件ⅱ的相对滚动作用下而转动，转动盘就会带动着封闭环正转或反转，进而轻松地将封闭环从锚点下方绕送到锚点上方或者从从锚点上方绕送到锚点下方，解决了封闭环绕锚点的技术难题。因此利用本发明实现了封闭环及所系扣的作业安全带在沿保险钢索滑移过程中既能始终不脱扣又能单手操作轻松绕过锚点，大大提高作业安全带的移动速度，提高操作人员攀爬效率，保证作业安全，降低制作成本，实现攀爬效率、作业安全、制作成本的兼顾，满足了手动攀爬防坠装置所需的防脱、防坠、安全、高效、省时、省力、简单、轻便、易安装、易制作、成本低的功能要求，适合在手动攀爬作业中大范围推广应用。此外，本发明还设计有可选配的适配底座作为分体式支架与被连建筑物之间的过渡连接件，一方面能够最大程度地实现其它零部件的通用化设计，另一方面便于与不同连接形式的被连建筑物实现快速对接，进一步提高了本发明的使用灵活性和通用性。本发明中的保险钢索竖直悬挂、绕锚组件上下间隔布置时，实现上下移动方向的攀爬作业，这是本发明的主流使用方式；除此之外，本发明可以延伸到横向移动的攀爬作业中，即保险钢索水平悬挂、绕锚组件左右间隔布置，这是本发明的延伸使用方式。

14、本发明的有益效果如下：

15、利用本发明实现了封闭环及所系扣的作业安全带在沿保险钢索滑移过程中既能始终不脱扣又能单手操作轻松绕过锚点，大大提高作业安全带的移动速度，提高操作人员攀爬效率，保证作业安全，降低制作成本，实现攀爬效率、作业安全、制作成本的兼顾，满足了手动攀爬防坠装置所需的防脱、防坠、安全、高效、省时、省力、简单、重量轻、易安装、易制作、成本低的功能要求，适合在以高空电塔为代表的工业高塔以及高罐体的手动攀爬作业中、对已经建好的高空建筑物快速加装作业中大范围推广应用。