一种防坠落安全系统的制作方法

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1.本发明涉及一种安全防范系统，尤其涉及一种防坠落安全系统。

背景技术：

2.在很多行业中，需要使用者，包括工人或机器设备，在高处或者下方有危险环境的场所作业。为了保证高空作业者的安全，要求作业时，工人需要使用保险背带和安全绳，其中保险背带穿在工人身上，安全绳的下端通过保险扣系扣在保险背带上，安全绳的上端挂接在附近高处的支撑锚点上。当发生工人坠落时，安全绳可以拉住工人，防止发生伤亡事故，保证作业安全。
3.在使用安全绳的时候，具体有两个要求：1，安全绳的上端必须挂在坚固的支撑锚点上；2，高挂低用，即要求上端高于下端一定的高度。这样使用者，包括工人或机器设备，万一摔落时，重心下降的距离较短，故被重力加速的时间短，当使用者的下落过程被安全绳拉停时的瞬时速度，即最大下坠速度小，这样作用在使用者及安全绳上的拉停瞬时拉力也较小，就可以降低伤亡或损坏的可能性或者受伤/损坏程度。即在坠落时，使用者坠落的距离越短，发生损伤事故的可能性就越小。
4.传统的单钩安全绳随着使用者移动，需要经常松开安全挂钩，重新挂接到新的、水平距离更近的支撑锚点，这个过程中存在危险时段。而为了消除这个危险时段，现有技术中有一种双绳双钩安全绳，只要使用者在任意时刻不同时松开两个挂钩就不会有危险时段。但是双挂钩给使用者的工作效率和工作自由度会带来极大的影响，且不能保证使用者永远不会同时解开双挂钩。
5.目前还有一种自收缩安全绳，其原理和汽车座椅安全带一样，里面有弹簧始终保持对绳索的拉力，使绳索保持为绷紧状态。当使用者正常动作时，绳索可相应伸缩；但当使用者坠落时，因为绳索被快速拉出，就会触发锁止机构锁死转轮。其优点是不需要使用者频繁挂接上端至新的支撑锚点，就可以总是保持安全绳为高挂低用，保证坠落时的落差小。但是这种自收缩安全绳，因为全程保持为绷紧状态，弹簧通过安全绳、始终对使用者有一个拉力，故很大程度上限制了使用者的移动灵活性。并且在某些需要使用者快速动作时，例如发现险情需要使用者快速移动以紧急避险，使用者反而会被安全绳拉住而无法移动，导致错失躲避良机。
6.因此现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

7.针对现有技术中的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种防坠落安全系统，既能够时刻保证使用者安全，又不影响使用者的工作灵活性。
8.本发明的技术方案如下：本发明首先公开了一种防坠落安全系统，其中，包括一柔性绳，所述柔性绳的下端直接或通过保险扣连接使用者所穿戴的保险背带；所述柔性绳的上端连接一电动卷收机，
通常是绳索的端点固定于卷绕盘的轴上，跟随旋转。所述卷收机连接于外部的支撑锚点；所述柔性绳上分开设定距离设置有两倾倒开关：上端倾倒开关和下端倾倒开关；所述倾倒开关电连接所述卷收机，根据两个倾倒开关的通断状态的组合，以电控制所述卷收机收放所述柔性绳。
9.本发明的防坠落安全系统，包括柔性绳和用于收放柔性绳的卷收机，以及在柔性绳上设置的两倾倒开关。在平衡状态下，柔性绳自然悬垂成悬链线形状，下端折返向上，构成u形，两倾倒开关分别位于最低点与所述卷收机之间的上端侧和最低点与所述保险扣之间的下端侧，此时两个倾倒开关均为断开状态；在施工作业过程中，悬垂的柔性绳最低点随所述下端的高度变化而沿着绳子移动，当下端过高时，最低点移动到上端倾倒开关和卷收机之间；当下端过低时，最低点移动到下端倾倒开关和下端之间。在最低点移动经过倾倒开关的时候，倾倒开关倾斜乃至颠倒，状态发生翻转，从断开状态变为导通状态，或者从导通状态变为断开状态。所述倾倒开关在导通时，电控制卷收机动作，收起或释放柔性绳，直到倾倒开关恢复到翻转之前的断开状态，所述卷收机停止工作。本发明的防坠落安全系统，在提供全程安全性的同时，不影响使用者的工作，给予使用者一种近乎无感的使用体验。
10.其中，所述倾倒开关又称为重力开关，倾斜开关，倾侧开关或水银开关，其原理是在重力作用下，容器中的导电物（最常见的是水银，或者金属球珠）会向容器中较低处移动，（可为滑动、滚动或流动），如果同时接触到两个电极，导电物便会导通两个电极，相当于开关闭合；而当容器向没有电极的一端倾斜时，导电物体在重力下离开电极，断开电极之间的电连接，相当于开关断开。
11.本发明的柔性绳，首先需要具有足够的强度，以保证使用者坠落悬吊时的安全，同时因为会被卷绕，故优选为不抗弯折的柔性绳索或金属链条等，以避免发生缠绕。并且，在一个更佳的实施例中，在所述卷收机的出口处，还配备一拉拽机构，例如夹合所述柔性绳的两根主动滚轴，在释放柔性绳时，向外拉出柔性绳，以防止柔性绳因为松动而在卷绕轴上发生缠绕。在卷收机收拢柔性绳时，所述拉拽机构不必要施加力量，只被动跟转即可。
12.优选地，还包括一锁止机构，所述锁止机构用于当所述柔性绳被强力/快速拉出时自动锁死，停止释放柔性绳。所述锁止机构，具体可参考汽车座椅安全带的锁止机构的结构，为常见技术。通常是由于使用者坠落导致锁止发生，此时锁止机构阻断下端倾倒开关导通信号。
13.优选地，还包括设置于所述保险扣附近的一升降开关，安装在使用者容易操控的位置，比如胸前。所述升降开关电连接所述卷收机，用于控制所述卷收机收放所述柔性绳，尤其是由使用者手动控制。设置升降开关的目的是为了使用者根据需要，手动控制电动卷收机将自身提升或下降至目标高度，通常是发生险情时需要。
14.优选地，还包括一轨道，所述卷收机可移动地设置于所述轨道上，所述轨道固定连接于所述支撑锚位。所述轨道用于扩大单个本发明防坠落系统的施工范围，从线扩展到一个面。所述轨道可以是直线或曲线形状，沿着使用者正常工作的行走路径，架设于使用者的上方，并且卷收机在轨道上可主动或被动跟随使用者移动，保持为位于使用者的接近正上方。
15.更优选地，还包括一电连接所述卷收机的角度识别装置，所述角度识别装置安装于所述柔性绳在所述卷收机上的进出口处，用于实时检测所述柔性绳偏离重力方向的倾斜
角度，以控制所述卷收机沿所述轨道移动至使用者的接近正上方，以最小化所述柔性绳偏离重力方向的倾斜角度，从而降低万一发生坠落时，使用者的横向摆动幅度。所述角度识别装置，可以为至少一个探测器，探测所述柔性绳的倾斜角度；也可以为一视觉识别装置，如摄像头，安装于所述卷收机上，向下拍摄，以识别使用者位置，及跟踪使用者的移动，并驱动卷收机跟随使用者移动。
16.更优选地，还包括一平移开关，安装在使用者容易操控的位置，比如胸前。所述平移开关电连接所述卷收机，用于控制所述卷收机沿轨道移动。通过设置平移开关，使用者在需要时手动控制卷收机移动，例如在发生险情时，在使用手控升降开关将自身调节到目标高度的同时，将自身平移到目标位置。
17.因为倾倒开关是根据其自身的位姿，来判断和控制收放柔性绳的，而倾倒开关位于上端侧还是下端侧，是与所述柔性绳的悬链线最低点位置有关的。倾倒开关的位置，决定了自动卷收机对于所述下端的高度位置，即使用者的高度位置变化的灵敏度和发生坠落事故时的最大坠落距离。太灵敏会造成电机频繁动作，加速磨损，太迟钝会导致可能的最大坠落距离加大。设下端倾倒开关离下端的距离为d1，上端倾倒开关离下端的距离为d2，两个倾倒开关之间的距离，用d表示，则d = d2-d1。正常工作时，在触发电动卷收机向上提升所述柔性绳之前，保险扣的最大高度为上端倾倒开关之上d2的距离，下端跟随使用者坠落至下端倾倒开关被触发瞬间，电动卷收机启动向下释放柔性绳，因为坠落速度远大于释放速度，在非常短的时间之后，柔性绳就被拉紧，触发锁止机构动作，停止释放柔性绳。因而最大坠落距离f略大于d2。释放速度v的大小必须低于在地表自由落体运动从初速度为0下降距离d之后达到的速度。用公式表示：其中，g表示地表的重力加速度。v应明显低于，否则有可能达不到触发锁止机构的拉力。在现实中，由于卷收机从速度为0开始启动，到稳定需要一定的加速时间。明显地，有两个办法防止v接近甚至大于：1）尽量缩短d1的长度，缩短锁止机构启动的时间；2）降低卷收机的释放速度，或者延长卷收机达到工作速度的时间（也就是降低卷收机的加速度）。不过，降低卷收机的速度或者加速度会降低卷收机的敏感性，进而影响柔性绳的跟随效果。两者之间应取得平衡。
18.优选地，用于视觉识别和跟踪使用者位置的所述摄像头，分析使用者的动作和测量使用者的速度。当发现使用者疑似坠落时，提前向上提升柔性绳索，降低事故发生的机率。
19.优选地，还包括一远程控制开关，所述远程控制开关通过有线或无线方式电连接所述卷收机，用于控制所述卷收机收放柔性绳。设置远程控制开关，可允许同一劳动场所的其他工作人员在必要时，根据需要将使用者升降和/或横移至合适的位置，以达到救援目的，也可以用于使回收在安装与高处的卷收机内的绳索释放下到准备使用的人的位置。
20.在一个实施例中，所述柔性绳上设置一倾角传感器，代替所述两倾倒开关，所述倾角传感器电连接所述卷收机，用于通过检测自身的倾斜角度、以电控制所述卷收机收放所述柔性绳。即所述两倾倒开关还可以使用一倾角传感器以代替。在使用者正常工作时，所述
倾角传感器位于悬链线的最低点，保持为接近水平状态，不会触发所述卷收机动作，但当所述保险扣升高或下降，所述倾角传感器就会偏离最低点并呈倾斜状态。当倾斜角度变化高于某设定值时，就会根据倾斜角度的正负相应控制所述卷收机收放柔性绳，以调节所述倾角传感器的倾斜角度，直至恢复至初始的接近水平状态。
21.采用倾角传感器时，正常情况下，所述倾角传感器所在位置总是在水平左右。通过设定一告警倾角阈值，当所述下端瞬间过低时，倾角传感器所在位置的绳索近乎垂直于地面，此时触发锁止机构动作，可以大大缩小在坠落事故发生时的坠落距离。
22.本发明还公开了所述防坠落安全系统的工作方法，其中，所述柔性绳自然悬垂呈悬链线，所述上端倾倒开关位于悬链线最低点和所述上端之间，所述下端倾倒开关位于悬链线最低点和所述下端之间，所述工作方法包括：1．向下跟随方法：a.当所述下端高度降低，悬链线最低点向下端倾倒开关移动，在经过所述下端倾倒开关时，所述下端倾倒开关从断开状态翻转为导通状态；b.所述下端倾倒开关触发所述卷收机释放所述柔性绳，悬链线最低点向所述上端倾倒开关移动，经过所述下端倾倒开关时，所述下端倾倒开关再次发生翻转，变为断开状态；c.所述卷收机停止释放柔性绳；和/或2．向上跟随方法：d.当所述下端抬升高度，悬链线最低点向所述上端倾倒开关移动，在经过所述上端倾倒开关时，上所述端倾倒开关从断开状态翻转为导通状态；e.所述上端倾倒开关触发所述卷收机收卷所述柔性绳，悬链线最低点向所述下端倾倒开关移动，经过所述上端倾倒开关时，所述上端倾倒开关再次发生翻转，变为断开状态；f.所述卷收机停止收卷所述柔性绳；1.本发明还公开了所述防坠落安全系统采用倾角传感器代替倾倒开关的工作方法，其中，所述柔性绳自然悬垂呈悬链线，2.所述倾角传感器近似水平地位于悬链线最低点；所述工作方法包括：a. 当所述下端降低高度，悬链线最低点与所述下端之间的距离缩短，所述倾角传感器向所述上端翘起，当达到第一设定角度阈值时，所述倾角传感器触发所述卷收机释放柔性绳；b. 所述柔性绳增长，悬链线最低点与所述上端的距离加长，所述倾角传感器转为接近水平状态，当倾角低于所述第一设定角度阈值时，所述卷收机停止释放所述柔性绳；和/或c．当所述下端提高高度，悬链线最低点与所述下端之间的距离加长，所述倾角传感器向所述下端翘起，当达到第二设定角度阈值时，所述倾角传感器触发所述卷收机收卷所述柔性绳；d. 所述柔性绳缩短，悬链线最低点与所述上端的距离缩短，所述倾角传感器转为接近水平状态，当倾角低于所述第二设定角度阈值时，所述卷收机停止收卷所述柔性绳。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明的防坠落安全系统在使用者正常工作时的整体结构示意图；图2为本发明的防坠落安全系统中两倾倒开关的安装位置结构示意图；图3为本发明的防坠落安全系统中使用者位置过高时倾倒开关的位姿示意图；图4为本发明的防坠落安全系统中使用者位置过低时倾倒开关的位姿示意图；图5为本发明的防坠落安全系统中对柔性绳上端倾斜的检测结构示意图；图6为本发明的防坠落安全系统中拉拽机构的结构示意图；图7为本发明的防坠落安全系统中卷收机的结构示意图；图8为本发明的防坠落安全系统中轨道的结构示意图；图9为本发明的防坠落安全系统中使用倾角传感器代替倾倒开关的结构示意图；图10为本发明的防坠落安全系统中倾倒开关安装位置和距离示意图；图中：103-轨道；201-柔性绳；202-保险扣；203-上端倾倒开关；204-最低点；205-下端倾倒开关；400-卷收机； 401-电机；402-卷绕盘；404-电机电源；405-滚轴；501-发射器a；502-发射器b；503-接收器b；504-接收器a；505-导向限位孔；601-密闭容器；602-导电物；603-电极；206：倾角传感器安装位置。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本发明的防坠落安全系统，整体结构如图1所示，包括悬挂安装于高处支撑锚点的电动卷收机400、用于牵拉使用者的一柔性绳201(lanyard)，所述柔性绳201的下端，连接使用者所穿戴的保险背带，例如通过一保险扣(locking snap hook)202扣接所述保险背带(harness)，以方便拆装；所述柔性绳201的上端连接卷收机400的卷绕盘402，所述上端固定于并卷绕在所述卷绕盘402上。所述柔性绳201在正常工作状态下，形成为一悬链线，包括最低点204，所述最低点204与上端或卷收机400之间的一侧为上端侧，与下端或保险扣202之间的一侧为下端侧。所述卷收机400工作时可以卷起或释放柔性绳201，以改变柔性绳201的悬垂部分长度，从而调节悬链线最低点204的上端侧和下端侧的长度，实现跟随使用者的功能。
27.其中，所述安全锚点应当位于使用者的正上方，当发生坠落事故时，不会引起摆荡现象，导致人员伤亡。在一个更佳的实施例中，通过将卷收机400固定在一轨道103上，轨道103固定安装于上部的支撑锚位。卷收机400跟踪使用者的位置，自行移动，并保持为位于使用者的接近正上方。本发明采用电动的卷收机400，以方便开关和控制运行。在一个更佳的实施例中，还设置有锁止机构，当所述柔性绳201被强力拉动时，通常为发生使用者坠落事
故时，就自动锁死所述柔性绳201，停止释放柔性绳201；但在缓慢动作时，还是可以释放或收起所述柔性绳201。这有点类似于汽车座椅上用的安全带，当紧急刹车，乘客前冲，对安全带的拉力过猛时，就锁死以停止释放安全带。
28.如图1所示，本发明在所述柔性绳201上，所述最低点204两侧，分开设定距离，设置两倾倒开关，分别为位于上端侧的上端倾倒开关203和位于下端侧的下端倾倒开关205，在平衡状态下，两倾倒开关与所述最低点204呈类似于v字形分布。两个所述倾倒开关分别电连接并控制所述卷收机400动作。
29.其中，所述倾倒开关可采样现有产品，其原理图如图2所示，类似于在一密闭容器601中设置一导电物602（水银或者金属球珠），在重力作用下，导电物602会向容器601中较低处移动，可以为滑动、滚动或流动，若移动至具有两电极603的电极端，并同时接触两电极603，就会将两电极603导通，从而导通控制电路，控制电路控制所述卷收机400工作；若移动至无电极的空闲端，就保持控制电路为断开，控制电路控制所述卷收机400停止工作。根据两个倾倒开关的通断状态电控制所述卷收机400收放所述柔性绳201。
30.具体地，柔性绳201自然悬垂，在卷收机和保险扣之间构成悬链线形状，下端的保险扣202高于最低点204一定高度，而所述倾倒开关固定至所述柔性绳201上时，在所述最低点204两侧的柔性绳上，两个倾倒开关都保持为电极端在上、空闲端在下的断开状态，即导电物602落于空闲端，控制电路断开，所述卷收机400不工作。在使用过程中，随着使用者的升降活动，在某个时刻，所述两倾倒开关只能为以下四个状态之一：a，平衡状态：两倾倒开关均断开。下端倾倒开关205位于下端侧，上端倾倒开关203位于上端侧；控制电路断开，此时所述卷收机400不工作；b，提升状态：下端倾倒开关205保持为断开，但上端倾倒开关203导通，如图3所示。
31.在状态a下，当使用者在工作中爬升高度时，保险扣202相应升高，柔性绳的最低点向卷收机方向移动，经过上端倾倒开关203时，所述上端倾倒开关203状态翻转为导通状态，触发控制电路，启动卷收机400工作，以向上提升柔性绳201；此时进入状态b。
32.在提升过程中，如果提升速度超过使用者爬升速度，则最低点204向保险扣202方向移动，经过上端倾倒开关203时，上端倾倒开关203再次翻转，重新回到断开状态，断开控制电路，卷收机400停止工作，停止提升柔性绳201；此时回到状态a；c，释放状态：上端倾倒开关203保持为断开，但下端倾倒开关205导通，如图4所示。
33.在状态a下，当使用者在工作中下降高度，下端的保险扣202降低，最低点204向保险扣202方向移动。下端倾倒开关205逐步翻转为空闲端在上、电极端在下，变成导通状态，触发控制电路，启动卷收机400工作，以向下释放柔性绳201；此时进入状态c。
34.在释放过程中，如果释放速度超过使用者下降速度，则最低点204向卷收机400方向移动，经过下端倾倒开关205时，下端倾倒开关205再次翻转，重新回到断开状态，断开控制电路，卷收机400停止工作，停止释放柔性绳201；此时回到状态a；d，异常状态：两个所述倾倒开关都导通，此属于异常情况，可能是因为柔性绳201被从两个倾倒开关的中间提起，此时卷收机400不予反应动作，或发出告警信息。
35.在一个更好的实施例中，利用异常状态完成如下功能：1、自检功能。使用者用手提起两个倾倒开关之间的绳索，使得两个倾倒开关都导通，系统通过声音和或光/振动手段提示使用者系统正常。
36.2、如果持续时间超过以设定时间，则电动卷收机将绳子向上收起，用于在结束工作时归置本发明装置。在准备使用时，可以遥控降落保险扣，和绳索。
37.需要指出的是，理论上所述柔性绳201可以是任意长度，只要柔性绳201绕于卷收机400的旋转轴上，能够由卷收机400驱动收起或释放即可，不同长度和粗细的柔性绳需要不同大小的卷绕盘的容量。通常在特定的工作场所，比如飞机维修，火车卸货，长度都是大致可以确定的，选择不同尺寸的卷收机。
38.不管工人高度位置上升或下降，一旦引起其中一个倾倒开关翻转，导通其控制的触发电路，控制卷收机400工作，收起或释放所述柔性绳201。当然，若工人高度位置升降幅度不大，不足以移动所述倾倒开关之一至对面侧发生状态翻转，则也不会触发所述卷收机400工作以收放所述柔性绳201。所述触发电路导通与否的灵敏度，就由所述两倾倒开关与所述最低点204之间的距离决定。基本上，某侧的距离越短，意味着该侧的倾倒开关越容易发生状态翻转，导通触发电路，启动卷收机400工作。
39.在一个更佳的实施例中，当所述卷收机400设置在轨道103上可跟随使用者的水平位移而移动时，可以采用图5所示的挂于所述卷收机400下方的检测机构，对所述柔性绳201的倾斜角度执行检测，并将检测结果反馈给卷收机400，控制卷收机400沿轨道103主动移动，以缩短与使用者之间的水平距离。具体地，若使用者向方向b移动，则柔性绳103的下部分也向方向b倾斜，达到一定角度时，切断发射器a501和接收器a504之间的联系，例如红外光联系，控制电路就发出控制信号至卷收机400的移动机构，控制卷收机400沿轨道103也向方向b移动，直至所述柔性绳103接近垂直，停止切割发射器a501和接收器a504之间的联系。类似地，若柔性绳103向方向a移动，则同样遮挡发射器b502与接收器b503之间的通道，同样发送控制信号至卷收机400的移动机构，控制卷收机400向方向a移动，追赶使用者。其中，设置柔性绳201穿过一导向限位孔505，是为了确保柔性绳201不会开始就偏移至发射器与接收器之间的联系之外。在室外环境下，柔性绳会受到横向气流的影响产生鼓张，引起偏离，可以根据风向和风速以及绳索露出长度估算风力造成的倾斜。当然，只有沿轨道切向的风向因素才需要扣除。采用摄像头检测使用者位置，不需要考虑风速风向影响。
40.在一个实施例中，使用摄像头检测下方使用者的姿态，当使用者展示某特定姿态，比如双目凝视且双手画圆时，摄像头利用人工智能图像识别技术识别并驱动卷收机将保险扣释放至使用者的高度，以及驱动卷收机横移至使用者上方。人工智能姿态识别技术为现有成熟技术，不在此展开。
41.考虑到柔性绳201的自重可能不足保证将柔性绳201拉出所述卷收机400，在一个更佳的实施例中，在所述卷收机400的出口以下，还设置有拉拽机构，具体可采用如图6所示的两滚轴405主动相向旋转以下拉柔性绳201的设置，当然也可以采用其它能够拉出柔性绳201，且不会妨碍柔性绳201被向上卷收的结构。为了加强摩擦力和减少对绳索201的磨损，滚轴405的表面采用硬度比绳低，且摩擦力较大的材料，比如橡胶。
42.所述卷收机400的具体结构可如图7所示，包括驱动卷绕盘402转动以卷收或释放柔性绳201的电机401，以及给电机401提供电源的电机电源404。在一个实施例中，使用充电电池给卷收机供电，并在轨道端头设置充电口，在需要充电时，移动到该位置接触充电电极。卷收机在无意外发生时，所需要的电较低。除非在发生事故时需要利用卷收机起吊使用者，否则用的电并不多，充电电池可以满足要求，避免沿轨道排放电源线。在另一个实施例
中，采用安全的36v电压，将电线安置于轨道103上，用触网给卷收机400供电。假设将一个100公斤的使用者，提升10米，需要做功大约9800牛米的功，如果做功时间10秒，则所需的提升功率接近1kw。
43.本发明的轨道103，沿着使用者的水平移动路径设置，可以为直线或弯曲线。其具体可采用如图8所示的开口槽结构，以保证足够的强度和安全。这个形状的轨道还可以旋转90度在支撑锚位侧面安装，以适应不同的工作场景。
44.在一个实施例中，轨道103安装在可移动的支撑锚位上。为了方便使用者独立操作，还包括一个遥控开关，用于控制支撑锚位的移动。
45.综上，本发明的所述防坠落安全系统的工作方法，当使用倾倒开关时，所述柔性绳自然悬垂呈悬链线，所述上端倾倒开关位于悬链线最低点和所述卷收机之间，所述下端倾倒开关位于悬链线最低点和所述柔性绳下端的保险扣之间，所述工作方法包括：1．向下跟随方法：a.当所述保险扣高度降低，悬链线最低点向下端倾倒开关移动，在经过下端倾倒开关时，下端倾倒开关从断开状态翻转为导通状态；b.下端倾倒开关触发所述卷收机释放柔性绳，悬链线最低点向所述卷收机移动，经过下端倾倒开关时，下端倾倒开关再次发生翻转；c.下端倾倒开关变为断开状态，所述卷收机停止释放柔性绳；2．向上跟随方法：d.当所述下端保险扣抬升高度，悬链线最低点向上端倾倒开关移动，在经过上端倾倒开关时，上端倾倒开关从断开状态翻转为导通状态；e.上端倾倒开关触发所述卷收机提升柔性绳，悬链线最低点向所述保险扣移动，经过上端倾倒开关时，上端倾倒开关再次发生翻转；f.上端倾倒开关变为断开状态，所述卷收机停止提升柔性绳；在一个实施方式中，还可以采用一倾角传感器代替所述两倾倒开关。所述倾角传感器需要设置于正常工作时平衡状态下柔性绳的最低点上，此时请见传感器保持为接近水平设置。这样当保险扣升降时，所述倾角传感器相应地倾斜。倾斜到达设定的触发阈值后，就导通控制电路，启动卷收机400工作，根据倾斜角度的正负，决定收或放所述柔性绳201。
46.本发明的所述防坠落安全系统的工作方法，当使用倾角传感器时，所述柔性绳自然悬垂呈悬链线，所述倾角传感器位于悬链线最低点，设稳定状态下倾角为0度，所述保险扣一侧的倾角范围为-90度到0度，所述卷收机一侧的倾角范文为0度到90度。所述工作方法包括：1．向下跟随方法：g.当所述下端保险扣降低高度，悬链线最低点向所述保险扣移动，倾角传感器测量到的倾角降低，当达到一设定角度阈值时；h.倾角传感器触发所述卷收机释放柔性绳，悬链线最低点向所述卷收机移动，倾角传感器的测量值升高到超过所述阈值；i.所述卷收机停止释放柔性绳；2．向上跟随方法：j.当所述下端保险扣提高高度，悬链线最低点向所述卷收机移动，倾角传感器测
量到的倾角升高，当达到一设定角度阈值时；k.倾角传感器触发所述卷收机提升柔性绳，悬链线最低点向所述保险扣移动，倾角传感器的测量值下降到低于所述阈值；l.所述卷收机停止提升柔性绳；综上所述，本发明的防坠落安全系统，包括柔性绳201和用于收放柔性绳201的卷收机400，以及在柔性绳201上设置的两倾倒开关。在正常作业时，柔性绳201自然悬垂成悬链线(catenary)形状，下端折返向上，构成u形，两倾倒开关分别位于最低点204与上端之间的上端侧和最低点与下端之间的下端侧；作业时，系统根据所述倾倒开关的通断状态，进而判断需要向上提升还是向下释放柔性绳，并电控制卷收机400动作，收起或释放一定长度的柔性绳201，以自动调节所述倾倒开关恢复至分别位于最低点204的上端侧和下端侧。即通过控制卷收机400收放柔性绳201，将上端侧和下端侧的长度，都调节恢复至正常工作状态时、符合规范要求的长度。本发明的防坠落安全系统，在提供全程安全性的同时，不影响使用者的工作，给予使用者一种近乎无感的使用体验。
47.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

技术特征：

1.一种防坠落安全系统，其特征在于，包括一柔性绳，所述柔性绳的下端连接使用者所穿戴的保险背带；所述柔性绳的上端连接一电动卷收机，所述卷收机连接于外部的支撑锚点；所述柔性绳上分开设定距离设置有两倾倒开关：上端倾倒开关和下端倾倒开关；所述倾倒开关电连接所述卷收机，根据两个倾倒开关的通断状态的组合、以电控制所述卷收机收放所述柔性绳。2.根据权利要求1所述的防坠落安全系统，其特征在于，还包括一锁止机构，所述锁止机构用于当所述柔性绳被强力拉出时自动锁死，停止释放柔性绳。3.根据权利要求1或2所述的防坠落安全系统，其特征在于，还包括一升降开关，所述升降开关电连接所述卷收机，用于控制所述卷收机收放所述柔性绳；所述升降开关安装于易于使用者触及的位置。4.根据权利要求1或2所述的防坠落安全系统，其特征在于，还包括一轨道，所述卷收机可移动地设置于所述轨道上，所述轨道固定连接于所述支撑锚位。5.根据权利要求4所述的防坠落安全系统，其特征在于，还包括一电连接所述卷收机的角度识别装置，所述角度识别装置安装于所述柔性绳在所述卷收机上的进出口处，用于实时检测所述柔性绳偏离重力方向的倾斜角度，以控制所述卷收机沿所述轨道移动至使用者的接近正上方。6.根据权利要求4所述的防坠落安全系统，其特征在于，还包括一平移开关，所述平移开关电连接所述卷收机，用于控制所述卷收机沿轨道移动；所述平移开关安装于使用者易于触及的位置。7.根据权利要求1至6任一所述的防坠落安全系统，其特征在于，所述柔性绳上设置一倾角传感器，代替所述两倾倒开关，所述倾角传感器电连接所述卷收机，用于通过检测自身的倾斜角度、以电控制所述卷收机收放所述柔性绳。8.根据权利要求1至6任一所述的防坠落安全系统的工作方法，其特征在于，所述柔性绳自然悬垂呈悬链线，所述上端倾倒开关位于悬链线最低点和所述卷收机之间，所述下端倾倒开关位于悬链线最低点和所述下端之间，所述工作方法包括：当所述下端降低高度，悬链线最低点向下端倾倒开关移动，在经过下端倾倒开关时，下端倾倒开关从断开状态翻转为导通状态；下端倾倒开关触发所述卷收机释放柔性绳，悬链线最低点向上端倾倒开关移动，经过下端倾倒开关时，下端倾倒开关再次发生翻转，变为断开状态；所述卷收机停止释放所述柔性绳；和/或当所述下端抬升高度，悬链线最低点向上端倾倒开关移动，在经过上端倾倒开关时，上端倾倒开关从断开状态翻转为导通状态；上端倾倒开关触发所述卷收机收卷所述柔性绳，悬链线最低点向下端倾倒开关移动，经过上端倾倒开关时，上端倾倒开关再次发生翻转，变为断开状态；所述卷收机停止收卷所述柔性绳。9.根据权利要求7所述的防坠落安全系统的工作方法，其特征在于，所述柔性绳自然悬垂呈悬链线，所述倾角传感器近似水平地位于悬链线最低点；所述工作方法包括：a. 当所述下端降低高度，悬链线最低点与所述下端之间的距离缩短，所述倾角传感器
向所述上端翘起，当达到第一设定角度阈值时，所述倾角传感器触发所述卷收机释放柔性绳；b. 所述柔性绳增长，悬链线最低点与所述上端的距离加长，所述倾角传感器转为接近水平状态，当倾角低于所述第一设定角度阈值时，所述卷收机停止释放所述柔性绳；和/或c．当所述下端提高高度，悬链线最低点与所述下端之间的距离加长，所述倾角传感器向所述下端翘起，当达到第二设定角度阈值时，所述倾角传感器触发所述卷收机收卷所述柔性绳；d. 所述柔性绳缩短，悬链线最低点与所述上端的距离缩短，所述倾角传感器转为接近水平状态，当倾角低于所述第二设定角度阈值时，所述卷收机停止收卷所述柔性绳。

技术总结

本发明的防坠落安全系统，包括柔性绳和用于收放柔性绳的卷收机，以及在柔性绳上设置的两倾倒开关，两倾倒开关分别位于最低点的两侧。作业时，所述倾倒开关通过监测自身状态翻转，实时判断出其和最低点相对位置的变化，电控制卷收机动作，收起或释放一定长度的柔性绳，以自动调节所述倾倒开关恢复至分别位于最低点的两侧，以实现自动跟随使用者的过程。通过增加一个轨道并通过控制自动卷收机沿轨道移动，使自动卷收机始终保持在使用者的接近正上方，可以将作业范围从点扩展到一个面。还可采用一个倾角传感器代替倾倒开关。本发明的防坠落安全系统，在提供全程安全性的同时，不影响使用者的工作，给予使用者一种近乎无感的使用体验。用体验。用体验。