便携式桁架索屋面安全装置及方法与流程

便携式桁架索屋面安全装置及方法
发明领域
1.本发明总体上涉及屋面安全系统，特别涉及一种辅助用户在建筑结构的屋顶上工作的便携式桁架缆索屋面安全装置及方法。


背景技术：

2.不同地方、州和/或联邦法规可能要求雇主为在施工现场工作的员工提供安全设备。例如，屋面工业可能需要安全设备辅助以防止员工受伤。然而，已知的安全系统通常很笨重并且会产生危险的阻碍,使得员工在使用安全系统时必须穿过这些阻碍。更麻烦的是屋面工程的临时性。工地经常变化，每个工地都会出现一系列新的施工和安全问题。因此，需要一种便携式的，最大限度地减少安全系统产生的阻碍，同时充分辅助处于起升高度的工人的屋面安全系统。
发明概要
3.本公开提供了一种辅助用户在建筑结构上工作的便携式桁架索屋面安全装置。该便携式桁架索屋面安全装置设有一对相似的相对竖直桁架，其安装在建筑结构的相邻相对侧。至少一个支架适用于将该对竖直桁架中的每一个固定到建筑结构上。一钢索连接到该对竖直桁架并在其间延伸。一自动保护装置可滑动地连接至钢索并具有一连接至所述装置的安全索，其中当用户连接至安全索时所述自动保护装置调节所述安全索的长度以保护该用户。
4.该对竖直桁架中的每一个都可以具有多个部件，其中所述多个部件可以被移除或添加到该对竖直桁架中的每一个以调节所述竖直桁架的垂直高度。该对竖直桁架中的每一个都可以具有伸缩部件以可伸缩地调节所述竖直桁架的高度。
5.至少一个下支架可以可调节地连接到该对竖直桁架中的每一个，并固定连接到一支撑面。一定位环可以可调节地定位在该对竖直桁架中的每一个上，且枢接到至少一个下支架以将至少一个下支架可调节地定位在该对竖直桁架中的每一个上。
6.至少一个水平支架可以可调节地连接到该对竖直桁架中的每一个，且枢接到所述建筑结构。一定位环可以可调节地定位在该对竖直桁架中的每一个上，且枢地接到至少一个水平支架以将至少一个水平支架可调节地定位在该对竖直桁架中的每一个上。
7.至少一个上支架可以可调节地连接到该对竖直桁架中的每一个，且枢接到所述建筑结构。一定位环可以可调节地定位在该对竖直桁架中的每一个上，且枢接到至少一个上支架以将至少一个上支架可调节地定位在该对竖直桁架中的每一个上。
8.一配重容器可以连接到该对竖直桁架中的每一个的下端，并固定到一支撑面上。
9.该对竖直桁架中的每一个都可以与一梯子组合，以使得用户上下该对竖直桁架中的每一个。
10.本发明还提供了一种用于辅助用户在建筑结构上工作的便携式桁架索屋面安全方法。该方法包括组装至少两个与建筑结构的相对侧相邻的竖直桁架，其中所述竖直桁架
的高度的选择使得所述竖直桁架高于所述建筑结构；将至少一个支架安装到该对竖直桁架中的每一个、所述建筑结构和一支撑面上；在所述结构的屋顶上方吊装一钢索，其中所述钢索连接到该对竖直桁架中的每一个；在所述钢索上可滑动地一安装自动保护装置，其中所述自动保护装置调节一安全索保持拉紧以辅助用户在所述建筑结构上工作。
11.所述便携式桁架索屋面安全方法可包括通过添加和移除该对竖直桁架的部件以调节该对竖直桁架高度，以及通过可伸缩地调节该对竖直桁架以调节该对竖直桁架高度的步骤。
12.所述便携式桁架索屋面安全方法还可以包括通过滑动枢接到至少一个支架并可调节地连接到每对所述竖直桁架的一定位环,以调节至少一个支架在该对竖直桁架中的每一个上的位置的步骤。
13.所述便携式桁架索屋面安全方法可包括将至少一个支架枢接到所述建筑结构的步骤。
14.所述便携式桁架索屋面安全方法可包括将一配重容器连接到该对竖直桁架中的每一个的下端并将所述配重容器固定到一支撑面上的步骤。
15.所述便携式桁架索屋面安全方法可包括将一梯子组合到该对竖直桁架中的每一个中以使得用户上下该对竖直桁架中的每一个的步骤。附图简述
16.当结合附图阅读时，从以下详细说明中可以最好地理解本发明。需要强调的是，根据惯例附图的各种特征不是按比例绘制的。相反，为清楚起见，各种特征的尺寸进行了任意的扩大或缩小了。
17.图1是组装在靠近一两层楼的便携式桁架索屋面安全系统的第一实施例的前视图。
18.图2是所述便携式桁架索屋面安全系统的所述第一实施例的侧视图。
19.图3是所述便携式桁架索屋面安全系统的一竖直桁架部件的上部连接结构的横剖面视图。
20.图4是一安装板的替代实施例的透视图。
21.图5是在靠近所述两层房屋组装的所述便携式桁架索屋面安全系统的第二实施例的前视图。
22.图6是所述便携式桁架索屋面安全系统的所述竖直桁架部件的下部连接结构的横剖面视图。详细说明
23.本发明提供了一种便携式桁架索屋面安全装置及方法，其保护和辅助参与在建筑物或建筑结构的屋顶上工作的工人。如图1-6所示，一便携式桁架索屋面安全系统119靠近一建筑结构117进行组装，其中在一非限制性示例中，所述建筑结构117可以是一两层楼。然而，本发明旨在所述安全系统119可以与其他垂直结构一起使用，其包括但不限于单层楼、手机信号塔、广告牌、商业建筑等。所述安全系统119由两个或多个组装在所述建筑结构117的相对侧上的竖直桁架100组成，且一钢索113连接到所述竖直桁架100并在所述竖直桁架100之间延伸。佩戴安全带(未示出)的工人或用户(未示出)使用自动保护装置114和与所述自动保护装置114相连的安全索115固定在所述钢索113上。所述自动保护装置114配置为沿
所述钢索113移动并保持所述安全索115拉紧，以使得工人可以安全地所述建筑结构117的屋顶124上进行安装、更换或在工作。所述安全系统119本身不会造成工人必须避开的阻碍，因为所述竖直桁架100与所述建筑结构117间隔一定距离，且所述钢索113吊装挂在工人和所述建筑结构117上方，因此造成工人必须避免的危险障碍。便携式桁架索屋面安全系统119还设计为可快速组装和拆卸，以便在不同的工地进行运输和使用。
24.为对所述安全系统119提供便携性，所述竖直桁架100可包括可根据需要组装和拆卸的多个部件。或者，所述竖直桁架100可以是可折叠的或可伸缩的。在所示的非限制性示例中，每个竖直桁架100由多个中空圆柱形部件102组成，使得所述竖直桁架100的总高度可以根据所述建筑结构117的高度进行调节和选择。例如，在图示中使用了三个部件102a、102b和102c以便在所述建筑结构117的屋顶124之上进行延伸，然而，可能需要更多或更少的部件102，其取决于所述建筑结构117的尺寸和所述部件102的长度。
25.所述部件102是刚性的并且可以由任何合适的高强度材料(如金属)制成。在所示的非限制性示例中，所述部件102由铝制成。所述部件102的长度根据实施方式可以相似或不同。例如，改变所述部件102的长度将进一步增强根据所述建筑结构117的高度定制所述竖直桁架100的整体高度的能力。所述部件102的横截面配置根据所使用的辅助组装所述竖直桁架100的构造可以相似或不同。如图所示，所述部件102是圆柱形的并且具有直径大致相同的圆形横截面构造。
26.为辅助将所述部件102彼此连接以形成所述竖直桁架100，所述竖直桁架100的所述第一部件102a从一支撑面向上延伸并，且可以具有第一内圆柱形套筒120a，所述第一内部圆柱形套筒120a由所述第一部件102a的上端承接并安装在所述上端102a内。所述第一内套筒120a的直径小于第一部件102a的直径，且所述第一内套筒120a通过焊接或摩擦配合连接到所述第一部件102a的内径。所述内套筒120a由所述竖直桁架100的第二部件102b的一下端承接，以在所述竖直桁架100的第一内套筒120a和第二部件102b之间进行公对母连接，以使得所述第一部件102a的上端和所述第二部件102b的下端相互抵接(如图6所示)。所述第一内套管120a和所述竖直桁架100的第二部件102b的下端具有相应对齐的孔(未示出)，其延伸穿过所述第二部件102b的下端和所述第一内套管120a。一销钉121插入所述孔中，且一安全锁销122插入所述销钉121端部的一个孔(未示出)，以将所述销钉121固定到位，并保持所述竖直桁架100的第一部件102a和第二部件102b之间的连接。
27.类似的结构如图3所示，其中所述竖直桁架100的第二部件102b的上端具有一第二内套筒120b，其承接于所述第二部件102b的上端并从该上端延伸。所述第二内套管120b通过焊接或摩擦配合连接到所述第二部件102b的上端。所述第二内套筒120b的直径小于所述竖直桁架100的一第三部件102c，使得第三部件102c的下端以公对母连接方式承接所述内套筒120b，其中所述第二部件102b的上端与所述竖向桁架100的第三部件102c的下端相互抵接。所述第二内套筒120b和所述竖直桁架100的第三部件102c的下端可具有对准的孔(未示出)，其延伸穿过所述第二内套筒120b和所述第三部件102c的下端。另一销钉121穿过所述第二内套筒120b的孔和所述竖向桁架的第三部件102c的下端，一安全锁销122插入所述销钉121端部的一个孔(未示出)，以将所述小丁121固定就位，并将所述第二部将102b可释放地连接到所述竖直桁架100的第三部件102c。或者，所述竖直桁架100的部件102的直径可小于所述相邻部件102的直径，使得所述竖直桁架100的部件102可伸缩地彼此承接。
28.为辅助将所述垂直桁架100支撑在一垂直位置，所述垂直桁架100的第一部件102a的底端可固定到从底座保持架106向上延伸的桁架底座108上(如图1-2和图5所示)。所述桁架底座108和底座保持架106可以由如金属或塑料的任何合适的材料制成。所述桁架底座108可以通过如通过紧固件或焊接的任何已知的方式连接到所述底座保持架106。所述桁架底座108的上部可具有圆柱形结构，用于匹配地接收所述竖直桁架100的第一部件102a的下端。所述竖直桁架100的第一部件102a的下端可通过如通过过盈配合或常规紧固件的任何已知方式固定在所述桁架底座108的上部内。
29.为辅助最小化所述底座保持架106和竖直桁架100的不必要的移动，所述底座保持架106的底部可以设置有金属钉136或防滑材料。所述金属钉136或防滑材料可以设置在可互换的板上(未示出)，将使得所述底座保持架106根据建筑结构117附近的环境进行改动。例如，当所述底座保持架106放置在如混凝土、沥青质原料、岩石或与所述建筑结构117相邻的其他类似材料的坚硬的支撑面上时，可能需要使用所述防滑材料。或者，当所述底座保持架106放置在草地、泥土、沙子或邻近建筑结构117的其他较软的支撑面上时，可能需要使用所述金属钉136。
30.为了进一步稳定所述竖直桁架100，所述底座保持架106可容纳具有加注口111和排空口112的容器107，其可用于如水和沙子的液体或其他粘性材料的加注和排空。所述容器107可以由如塑料的任何合适的材料制成。所述底座保持架106和容器107的尺寸可以根据实施方式的需要而变化。例如，对于比较高的结构117和/或当预期有更大的负载时使得所述底座保持架106重量增加时，可能需要增加所述底座保持架106和/或容器107的尺寸。如果所述容器107充满水，一个13立方英尺(0.368立方米)的容器107可重约1,800磅(816.5千克)。
31.除了所述底座保持架106之外，所述竖直桁架100也可以通过如上支架104、水平支架105和/或下侧向支架109的支架而固定在一垂直位置，(如图1-5所示)。所述上支架104、水平支架105和下侧向支架109可以由，如金属或塑料的任何合适的高强度、轻质材料制成，并且通过定位环103枢接到所述竖直桁架100。在一非限制性发明中，每个竖直桁架100使用一个上部支架104、一个水平支架105和两个下侧向支架109。所述上部支架104可以以向下的角度从所述竖直桁架100的第三部件102c延伸到所述建筑结构117的屋顶124。所述水平支架105可以从所述竖直桁架100的第二部件102b横向延伸到所述建筑结构117的屋顶124。所述下侧向支撑109可以以向下的角度从所述竖直桁架100的第一部件102a延伸到如地面的所述支撑面。所述上支架104、水平支架105和下侧向支架109的长度可以根据实施方式而变化。在所示的非限制性示例中，所述下侧向支架109是三个支架104、105、109中最长的，而所述水平支架105是三个支架104、105、109中最短的。为了提供附加稳定性，每个下侧向支架109可以在与竖直桁架100相对的端部具有楔形底座110或防滑材料(未示出)以与所述支撑面相连。
32.为了使得所述定位环103相对于所述竖直桁架100进行滑动调节，所述定位环103可以具有圆柱形结构，其与所述竖直桁架100的部件102的圆柱形结构重叠并容纳该结构。每个定位环103枢接到所述支架104、105、109中的一个以使得所述支架104、105、109相对于所述竖直桁架100进行枢转调节。例如，一第一定位环103a枢接到所述上支架104，一第二定位环定位环103b枢接到所述水平支架105，且一第三定位环103c枢接到所述下侧向支架
109。每个定位环103a、103b、103c可分别通过一对螺栓123a、123b、123c固定到所述竖直桁架100，螺栓123a、123b、123c被设置在所述定位环103a、103b、103c中的螺纹孔(未示出)所承接。所述螺栓123可钉入到所述竖直桁架100的部件102中以将所述定位环103固定在一设定位置。为重新调节所述定位环103的位置并设置所述支架104、105、109的位置，所述螺栓123可从竖直桁架100上松开以使得所述定位环103沿着所述竖直桁架100的部件102滑动。所述定位环103可包括一个或多个从所述定位环103中的每一个向外延伸的凸缘125。每个凸缘125具有相对的侧构件，其具有延伸穿过所述两个相对的侧构件的对准孔(未示出)。每个附接的支架(即，所述上支架104、水平支架105和下侧向支架109)具有延伸穿过其中的孔(未示出)的端部，其中所述支架104、105、109的端部设置在所述凸缘125的相对的侧构件之间，使得所述支架104、105、109端部的孔与所述凸缘125中的孔对齐。一枢轴销131延伸穿过所述凸缘125和支架104、105、109中的孔以将所述定位环103铰接或枢接到所述支架104、105、109的每一个。
33.为将所述安全系统119组装到所述相邻结构117，可以使用安装板116a将所述竖直桁架100临时固定到所述建筑结构117。如图3所示的非限制性示例中，所述安装板116a包括一装表面部分126，所述表面部分126使用如螺钉或钉子的传统紧固件132临时固定到所述结构117的屋顶124。一三角形支架部133与所述安装板116a的安装表面部分126形成一体并从其向上延伸。所述两个凸缘125从所述三角形支架部133延伸，以通过使用延伸穿过所述凸缘125和上述上支架和水平支架104、105的相应对齐的孔(未示出)的所述枢轴销131将所述上支架104的一个和所述水平支架105的一个枢接到所述安装板116a。
34.为将所述钢索113悬挂在所述相对的竖直桁架100之间，将钢索安装环118连接到所述竖直桁架100的第三部件102c的顶部101。一个或多个所述自动保护装置114通过一滑环135连接到所述钢索113，使得所述自动保护装置114可以沿所述竖直桁架100之间的钢索自由移动(如图1和图5的非限制性示例所示)。所述自动保护装置114自动调节所述安全索115的长度，使得所述安全索115在被束缚到所述自动保护装置114的工人的高度或位置改变时保持拉紧。通过保持所述安全索115拉紧，工人可以安全地在所述建筑结构117的屋顶124上进行工作。
35.根据需要，通过将所述底座保持架106定位到靠近所述建筑结构117并用水或沙子填充容器107而组装所述安全系统119。所述竖直桁架100使用使每个竖直桁架100达到所需高度的所需数量的部件102进行组装。一旦所述部件102进行连接且所述竖直桁架100直立，所述安装板116就可以安装到所述建筑结构117的屋顶124。当所述定位环103枢接至所述上支架104和水平支架105时可所述竖直桁架100竖直定位和固定。所述下侧向支架109定位在所述支撑面上，使得所述下侧向支架109在每个横向支架109和竖直桁架100之间形成一个大约45度的角。其可以通过改变沿所述竖直桁架100连接到所述下侧向支架109的所述定位环103的垂直位置而实现。然后将所述钢索113附接到所述竖直桁架100的顶部101处的钢索安装环118，使得所述钢索113拉紧并悬挂在所述建筑结构117的屋顶124上方。所述自动保护装置114通过使用滑环135可滑动地连接到所述钢索113，之后工人使用安全带连接到所述自动保护装置114的安全索115。一旦所述结构117的工作完成，所述安全系统119可以以相反的方式拆卸，运输到不同的结构，并在下一个建筑结构附近进行重新组装。
36.所述安全系统119的替代实施方式在图4-5中进行了公开。除非另有说明，所述安
全系统119的所有方面都保持不变。在图4中，示出了所述安装板116b的替代实施方式。在该实施方式中，连接到所述上支架104和水平支架105的凸缘125连接到一底座134，所述底座134通过一延伸穿过所述三角形支架部133的孔(未示出)的枢轴销135枢接或铰接到所述三角形支架部133。所述三角形支架部133从所述安装板116b的安装面部126的中央一体向上延伸。所述底座134与所述三角形支架部133的枢接使得所述凸缘125和所述支架104、105相对于所述安装板116b的安装面部分126枢转。因此，如当所述安装板116b附接到一四坡屋顶(未示出)时，所述安装板116b可以以一定角度安装在所述建筑结构117的屋顶124上。
37.图5示出了所述安全系统119的另一种替代实施方式，其中所述竖直桁架100可以用重型商业级伸缩梯100b代替，以使得工人容易接近所述定位环103和所述建筑结构117的屋顶124。为了容纳所述伸缩梯100b，所述底座保持架106设置有两个桁架底座108b以承接和结合所述伸缩梯100b的两条腿。所述定位环103和所述支架104、105、109以与对所述竖直桁架100所述的相同方式连接到所述伸缩梯100b。或者，所述伸缩梯100b可以并入一个或多个所述竖直桁架100中。
38.虽然已经结合某些实施例描述了本发明，但应当理解的是本发明不限于所公开的实施例，相反，其旨在涵盖包括在所附权利要求范围内的各种修改和等效结构，其范围应给予最广泛的解释，以涵盖法律允许的所有此类修改和等效结构。