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能量吸收器、 连接件以及水平救生索系统
    与相关申请的交叉引用
     本申请要求享有 2008 年 2 月 6 日提交的序列号为 No.61/026,530 的美国临时专 利申请、 2008 年 2 月 6 日提交的序列号为 No.61/026,653 的美国临时专利申请、 2008 年 2 月 6 日提交的序列号为 No.61/026,573 的美国临时专利申请， 以及 2008 年 2 月 6 日提交的 序列号为 No.61/026,609 的美国临时专利申请的优先权， 上述申请的公开内容通过引用并 入本文中。
     技术领域 本发明涉及能量吸收器或减震器以及转移能量的连接件， 特别地， 本发明涉及与 安全系统例如水平救生索系统一起使用的能量吸收器和连接件。
     背景技术 提供下面的信息以帮助读者理解下面公开的本发明以及典型地使用本发明的环 境。本文中使用的术语并不意图局限于任何特定的狭义解释， 除非在本文中以其他方式清 楚地声明。本文中给出的参考文献可以帮助理解本发明或者本发明的背景。本文中引用的 所有参考文献的公开内容都通过引用并入本文中。
     能量吸收器或减震器吸收能量从而例如保护设备不受损坏和 / 或保护人体不受 伤害。 能量吸收器例如已经在坠落保护中用作防坠落安全系统例如水平救生索系统的一部 分。水平救生索系统包括连接在支撑件例如支柱之间的通常水平的绳索， 各个工作者的安 全绳索能够连接在所述支撑件上。例如， 参见美国专利 No.6,722,470。
     作为美国职业安全与健康管理局 (United States Occupational Safety and Health Administration(OSHA)) 和美国国家标准协会 (American National Standards Institute(ANSI)) 订立的要求的一部分， 水平救生索系统应当设计成保持至少为 2 的安 全因子。由于存在其他规定， 坠落保护部件 ( 例如， 连接件， 等等 ) 通常制成具有 5,000 磅 (lbs) 的等级 ( 例如， 极限拉伸载荷 )。因此， 对于坠落保护生产者而言， 在使用通常与其他 坠落保护系统一起使用的部件 ( 如上所述， 所述部件通常具有 5000lbs 的等级 ) 方面， 有利 的是防止水平救生索系统的载荷超过 2,500lbs( 即， 对于 2 ∶ 1 的安全因子， 为 5,000lbs)。 为了保持最小的线缆伸长以及在使用水平救生索的工作者下方保持合适的总坠落距离， 优 选保持载荷尽可能地接近 2,500lbs。 然而， 在特定的系统中， 水平救生索支柱可能要承受大 的作用力。
     水平救生索系统中的能量吸收器或减震器的目的是吸收来自坠落的能量并因 此将作用力限制到特定的力以下 ( 例如， 在安全因子为 2 ∶ 1 的情况下， 力的大小是 5000lbs)。虽然存在许多类型的能够实现这种功能的能量吸收器， 但是对于所有这些能量 吸收器来说， 一个共同的设计问题是如何在初始展开或激活时满足作用力需求。无论在初 始展开之后的连续阶段能量吸收器是否能够稳定地工作并且符合设计和调节要求， 在设计 能量吸收器时必须非常小心以确保在能量吸收器的动态的初始激活期间满足这些要求。
     在一种类型的能量吸收器中， 在两个元件之间连接有金属条， 在受到通过所述两 个元件的超过特定极限力的作用力时， 金属被撕裂。美国专利 No.6,279,680 公开了这种能 量吸收器在水平救生索系统中的用途。 这种类型的能量吸收器或减震器中的金属发生撕裂 能够吸收能量。为了确保这种能量吸收器在初始激活时满足设计和调节要求， 生产时需要 使能量吸收器经历初始的 “预撕裂” (pre-tear) 过程， 在该过程中， 能量吸收器受到足够大 的作用力从而引发小程度的撕裂。
     其他几个问题与包括被撕裂的材料条或材料带的能量吸收器相关联。例如， 这种 能量吸收器通常发生撕裂， 使得一段所述材料带被拉动沿第一方向运动， 而另一段所述材 料带被拉动沿基本上与第一方向相反的第二方向运动。 虽然所述材料带例如能够被生产者 卷绕起来从而使得能量吸收器最初占据很小的空间， 但是能量吸收器的激活和完全 ( 或者 甚至部分地 ) 展开 ( 包括拉直和撕裂 ) 导致所述带失去效用， 失去效用的带具有相对较大 的总长度 / 面积。这种能量吸收器可能不适合以下用途， 其中只有有限的空间用于失去效 用的能量吸收器或者希望限制总的位移。
     虽然能够获得多种可以与坠落保护和其他系统一起使用的能量吸收器， 但是仍然 希望开发改进的能量吸收设备、 系统和方法。 发明内容 在许多实施方式中， 本发明提供了能量吸收器或能量吸收器系统， 其包括一个或 多个过渡区域， 在所述过渡区域中， 在使用时动态地引发撕裂或其他形变以吸收能量。 本发 明的过渡区域具有限定的设计， 其导致载荷在过渡区域的长度上发生可预见的变化。对于 用于例如水平救生索系统的能量吸收器， 优选地， 在动态引发能量吸收期间避免出现高于 预定值 ( 例如， 如上所述的 2500lbs) 的载荷峰值， 并且之后保持等于或小于所述预定值的 通常恒定的载荷。优选地， 所述通常恒定的载荷尽可能地接近所述预定值。在本发明的几 个实施方式中， 载荷在过渡区域上逐渐增大， 直至到达具有相对较低强度的路径， 在所述路 径上的载荷通常是恒定的。
     在一个方面， 本发明提供了一种能量吸收器， 其包括带， 所述带包括在所述带的至 少一部分长度上延伸的具有相对较低强度的至少第一路径。 能量吸收器还包括至少第一过 渡区域， 所述第一过渡区域包括第一起始点和第一终止点， 当 ( 在能量吸收器 / 带上 ) 施加 大于极限力的作用力时从第一起始点开始沿着第一过渡区域撕裂。 第一终止点与第一路径 上的第一点操作性连接， 使得在沿着第一过渡区域撕裂之后沿着第一路径继续撕裂。当沿 着过渡区域发生撕裂时， 载荷逐渐增大。过渡区域中的沿着第一路径的载荷优选地不超过 预定的载荷值 ( 例如， 2500 磅 )。
     在几个实施方式中， 位于第一过渡区域的带的厚度沿着第一过渡区域的长度从第 一起始点处的第一起始厚度 ( 第一起始厚度小于带的厚度 ) 增大到第一终止点处的第一终 止厚度， 第一终止厚度大于第一起始厚度。
     在多个实施方式中， 第一路径是第一凹槽， 在第一过渡区域的第一终止点处的终 止厚度等于位于第一凹槽上的第一点处的带的厚度。 第一终止点和位于第一凹槽上的第一 点例如可以是同一点。
     第一起始厚度例如可以大约为零。或者， 第一起始厚度可以大于零。
     在几个实施方式中， 所述带是金属带。所述带例如可以包括第一端、 第二端， 以及 位于第一端和第二端之间的中间区段。所述带可以包括大体上呈 U 型的狭槽， 所述狭槽穿 过带的第一端， 将第一端分成第一连接区段和第二连接区段。第一连接区段和第二连接区 段例如可以发生形变从而沿不同方向延伸远离彼此。 可以在第一连接区段中形成第一连接 通道， 并且可以在第二连接区段中形成第二连接通道。 在几个实施方式中， 第一过渡区域从 邻近狭槽的第一端的位置延伸到邻近第一路径上的第一点的位置。
     第二过渡区域可以从邻近狭槽的第二端的位置延伸到邻近第二路径上的第一点 的位置， 第二路径具有相对较小的强度， 从而使得在沿着第二过渡区域撕裂之后沿着第二 路径继续发生撕裂。 所述带的厚度沿着第二过渡区域的长度从第二过渡区域的第二起始点 处的第二起始厚度增大到在第二过渡区域的第二终止点处的第二终止厚度， 所述第二终止 厚度大于第二过渡区域的第二起始厚度。 当施加大于极限力的作用力而沿着第二过渡区域 发生撕裂时， 载荷逐渐增大。
     第一路径和第二路径例如可以是形成在所述带中的具有小厚度的线路。 在几个实 施方式中， 第一路径在其长度上具有大体上恒定的厚度， 并且第二路径在其长度上具有大 体上恒定的厚度。 在多个实施方式中， 第一路径从第一过渡区域的终止点延伸到接近所述带的第二 端的位置， 并且第二路径从第二过渡区域的终止点延伸到接近所述带的第二端的位置。所 述带的第二端和所述带的中间区段的一部分可以以螺旋方式卷绕在所述带的中间区段的 其余部分中， 由此， 当以足够的作用力沿相反方向拉动第一连接区段和第二连接区段时， 连 接件 (connector) 发生撕裂并且伸直以吸收能量。在这样的几个实施方式中， 第一路径和 第二路径是形成在所述带中的具有较小厚度的线路。如上所述， 第一路径可以在其长度上 具有大体上恒定的厚度， 并且第二路径可以在其长度上具有大体上恒定的厚度。
     在多个实施方式中， 第一过渡区域包括从零到第一过渡区域的第一起始点处的第 一起始厚度的阶梯式厚度变化， 位于第一过渡区域的所述带的厚度从第一起始厚度增加到 第一终止厚度， 第一终止厚度等于位于第一路径上的第一点处的所述带的厚度。第二过渡 区域也可以包括从零到第二过渡区域的第二起始点处的第二起始厚度的阶梯式厚度变化， 位于第二过渡区域的所述带的厚度从第二起始厚度增加到第二终止厚度， 第二终止厚度等 于位于第二路径上的第一点处的所述带的厚度。
     在 几 个 实 施 方 式 中， 能量吸收器包括相对于第一过渡区域定位的对接元件 (abutment element)， 使得施加在所述带上的大于极限值的作用力将所述带压在对接元件 上并且导致所述带大体上沿着第一过渡区域并且然后沿着第一路径撕裂， 而且导致所述带 相对于对接元件运动。
     在另一方面， 本发明提供一种水平救生索系统， 其包括水平救生索以及与水平救 生索操作性连接的能量吸收器。 如上所述， 能量吸收器包括带， 所述带至少包括在所述带的 至少一部分长度上具有相对较低强度的至少第一路径， 能量吸收器还包括至少第一过渡区 域， 所述第一过渡区域包括第一起始点和第一终止点， 当施加大于极限力的作用力时从第 一起始点开始沿着第一过渡区域发生撕裂。第一终止点与第一路径上的第一点操作性连 接， 使得在沿着第一过渡区域撕裂之后继续沿着第一路径发生撕裂。当沿着过渡区域撕裂 时， 载荷逐渐增大。
     如上所述， 位于第一过渡区域的带的厚度可以沿着第一过渡区域的长度从第一起 始点处的第一起始厚度增大到在第一终止点处的第一终止厚度， 所述第一起始厚度小于带 的厚度， 所述第一终止厚度大于第一起始厚度。
     在几个实施方式中， 水平救生索系统进一步包括至少一个支柱系统 (stanchion system)。支柱系统包括立柱 (stanchion post) 和可活动地连接至立柱的连接件。连接件 包括第一连接元件以操作性地连接至水平救生索， 连接件还包括第二连接元件以连接至锚 定件 (anchor)。
     连接件可以包括至少第一延伸狭槽。支柱系统可以进一步包括第一联接构件， 第 一联接构件穿过第一狭槽以将连接件连接至立柱， 从而使得连接件能够沿着第一狭槽的长 度相对于第一联接构件滑动。
     连接件和能量吸收器例如能够与水平救生索以串联的形式操作性连接。 连接件和 能量吸收器例如能够紧靠连接。
     在另一方面， 本发明提供一种使用能量吸收器来提供逐渐增加的载荷的方法。能 量吸收器包括带， 所述带至少包括在所述带的至少一部分长度上延伸的具有相对较低强度 的至少第一路径， 第一路径导致在能量吸收过程中所述带大体上沿着第一路径发生撕裂。 所述方法包括提供与第一路径上的第一点 ( 也就是， 沿着第一路径开始发生撕裂的位置 ) 操作性连接的第一过渡区域。当施加大于极限力的作用力而沿着过渡区域发生撕裂时， 载 荷逐渐增大。在几个实施方式中， 位于第一过渡区域的带的厚度沿着第一过渡区域的长度 从第一起始点处的第一起始厚度增大到在第一终止点处的第一终止厚度， 所述第一起始厚 度小于带的厚度， 所述第一终止厚度大于第一起始厚度。 在另一方面， 本发明提供一种能量吸收组件， 所述能量吸收组件包括带， 所述带包 括在所述带的至少一部分长度上延伸的具有相对较低强度的至少一条路径， 所述能量吸收 组件还包括相对于所述路径定位的对接元件， 使得施加在所述带上的大于预定极限值的作 用力将所述带压在对接元件上并且导致所述带大体上沿着所述路径发生形变， 而且导致所 述带相对于对接元件运动。
     在多个实施方式中， 所述带包括具有相对较低强度的两条路径。所述的具有相对 较低强度的两条路径中的每一条都能够例如大体上纵向地在所述带的至少一部分上延伸， 从而限定所述带的位于所述两条路径之间的中间区段以及所述带的横向上位于每条路径 外部的外部区段。中间区段能够沿着第一方向在所述带的一部分上发生形变。邻近中间区 段的变形部分的外部区段能够沿着大体上与第一方向相反的第二方向发生形变， 从而在中 间区段和外部区段之间大体上沿着横向方向形成通道。对接元件能够定位在所述通道内， 从而使得施加在所述带上的大于预定极限值的作用力引起中间区段围绕对接元件大体上 沿着第一方向发生形变并且引起外部区段围绕对接元件大体上沿着第二方向发生形变， 同 时所述带相对于对接元件运动。
     两条路径中的至少一条路径的至少一部分可以形成为使得所述带的形变需要撕 裂所述带。 两条路径中的每一条路径的至少一部分可以形成为使得所述带的形变需要沿着 两条路径中的每一条路径撕裂所述带。
     两条路径中的每一条路径例如可以包括形成在所述带中的连续凹槽。 凹槽可以大 体上彼此平行延伸到与所述带的纵向端点间隔开的点。
     在几个实施方式中， 所述带卷绕起来， 使得当所述带相对于对接元件运动时所述 带伸直并发生形变。 能量吸收组件可以进一步包括支撑构件， 对接元件连接在支撑构件上。 支撑构件例如可以包括第一侧面构件和第二侧面构件。 卷绕起来的所述带可以定位在第一 侧面构件和第二侧面构件之间。 对接元件的第一端例如可以连接至第一侧面构件并且对接 元件的第二端可以连接至第二侧面构件。对接元件例如可以是大体上圆柱形的元件。第一 侧面构件可以包括第一通道， 对接元件的第一端穿过第一通道， 第二侧面构件可以包括第 二通道， 对接元件的第二端穿过第二通道。
     所述带可以包括联接构件以将所述带连接至第一构件。 所述支撑构件也可以包括 联接构件以将所述支撑构件连接至第二构件。
     在另一方面， 本发明提供一种坠落保护安全系统， 其包括如上所述的能量吸收器 或能量吸收组件。
     坠落保护安全系统可以进一步包括与能量吸收器操作性连接的水平救生索。
     本发明还提供使用本发明的能量吸收器、 能量吸收组件或能量吸收系统来提供坠 落保护的方法。
     在另一方面， 本发明提供一种与救生索一起使用的支柱或支柱系统， 其包括立柱 以及可活动地连接至立柱的连接件。连接件包括第一连接元件 ( 例如， 通道 ) 以连接至救 生索， 连接件还包括第二连接元件 ( 例如， 第二通道 ) 以连接至锚定件。连接件还可以例如 包括至少第一延伸狭槽。支柱可以进一步包括第一联接构件， 第一联接构件穿过第一狭槽 以将连接件连接至立柱， 使得连接件能够沿着第一狭槽的长度相对于第一联接构件滑动。 在几个实施方式中， 连接件包括至少第二延伸狭槽， 支柱进一步包括第二联接构 件， 第二联接构件穿过第二狭槽以将连接件连接至立柱， 使得连接件能够沿着第二狭槽的 长度相对于第二联接构件滑动。第一狭槽和第二狭槽例如能够大体上纵向延伸。
     第一联接构件例如可以定位在邻近连接件的第一端的位置， 第二联接构件可以定 位在邻近连接件的第二端的位置。
     第一狭槽、 第二狭槽 ( 存在时 ) 以及第一联接构件例如可以形成在连接件的大体 平直的第一区段中。第二联接构件例如可以形成的连接件的第二区段中。在几个实施方式 中， 连接件的第二区段与连接件的第一区段形成一定的角度。
     在多个实施方式中， 第一狭槽和第二狭槽大体上是平行的。第一狭槽和第二狭槽 可以大体上是在同一直线上的。
     立柱例如可以包括大体上平直的上表面， 连接件的第一区段可滑动地连接在所述 上表面上。
     在另一方面， 本发明提供一种水平救生索系统， 其包括水平救生索以及如上所述 与水平救生索连接在一起的至少一个支柱或支柱系统。
     在另一方面， 本发明提供一种支柱系统， 其包括立柱以及用于连接至凸缘的联接 系统， 所述凸缘包括第一边缘和第二边缘。联接系统包括 ： 十字杆件， 所述十字杆件包括 延伸区段和对接构件， 所述对接构件位于延伸区段的第一端从而与所述凸缘的第一边缘紧 靠； 底座， 所述底座包括通道和用于立柱的支座， 十字杆件的延伸区段可以穿过所述通道运 动； 以及连接件， 所述连接件包括第一区段和第二区段。 连接件的第二区段可以在多个增量 位置 (incremental position) 中的一个位置处连接至十字杆件的延伸区段。连接件的第
     一区段可以相对于第二区段运动， 以相对于十字杆件的对接构件调节第一区段的位置。在 几个实施方式中， 第一区段可以相对于第二区段运动， 从而在底座的一侧上与底座紧靠， 所 述一侧与定位有凸缘的另一侧相对， 从而相对于对接构件调节第一区段的位置。
     在几个实施方式中， 连接件包括延伸区段穿过其中的内部通道， 使得连接件可以 在延伸区段上滑动至多个增量位置中的一个位置。
     第一区段或第二区段的至少一部分例如可以活动地定位在第一区段或第二区段 中的另一者的至少一部分中。
     连接件的第一区段例如可以包括螺纹， 第二区段可以包括联动螺纹 (cooperating threading)， 以使第一区段能够相对于第二区段运动。 在几个实施方式中， 第一区段包括通 道， 第二区段的至少一部分定位在所述通道内。 第二区段例如可以包括内部通道， 十字杆件 的延伸区段穿过所述内部通道。
     第一区段的螺纹可以形成在第一区段的所述通道的至少一部分的内表面上。 第二 区段的联动螺纹可以形成在第二区段的大体上圆柱形区段的外表面的至少一部分上。
     连接件的第二区段例如可以包括互锁和 / 或对接机构或附件， 以在多个位置中的 一个位置处形成与十字杆件的延伸区段的连接。在几个实施方式中， 第二区段包括终端构 件， 所述终端构件包括至少一个穿过其中的孔。十字杆件的延伸区段例如可以包括多个 ( 增量 ) 间隔的孔或者沿着延伸区段长度穿过的通道。联接系统可以进一步包括对接或锁 定元件例如销， 所述对接或锁定元件穿过终端构件的至少一个孔以及延伸构件的多个间隔 的孔中的一个孔， 所述的间隔的孔中的一个孔与终端构件的至少一个孔对准， 从而在多个 增量位置中的一个位置处将第一区段连接至十字杆件的延伸区段。
     联接系统可以进一步包括至少第一夹紧面以接触和 / 或紧靠凸缘的下表面， 联接 系统还可以包括调节机构以借助至少第一夹紧面调节施加在凸缘的下表面上的作用力。 优 选对调节机构进行定位， 使得其位于凸缘的上表面上方。
     底座例如可以包括第一夹紧面， 调节机构可以包括与底座操作性地螺纹联接的至 少第一螺纹构件。第一螺纹构件适于被使用者促动或者可操作以被使用者促动， 从而接触 凸缘的上表面。在几个实施方式中， 调节机构包括与底座操作性地螺纹联接的至少第二螺 纹构件。第二螺纹构件适于被使用者促动或者可操作以被使用者促动， 从而接触凸缘的上 表面。第一螺纹构件例如可以定位于十字杆件的一个横向侧面上， 第二螺纹构件可以定位 于十字杆件的另一个横向侧面上。
     十字杆件例如可以在基本上垂直于至少一个凸缘的上表面的方向运动， 从而例如 能够连接至具有变化厚度的凸缘。
     在几个实施方式中， 底座包括第一侧面构件、 第二侧面构件， 以及连接在第一侧面 构件和第二侧面构件之间的横梁 (transverse member)。第一侧面构件和第二侧面构件中 的每一个例如都可以包括支座 (seating) 以紧靠凸缘的第二边缘。第一侧面构件的支座的 表面能够形成第一夹紧面以接触凸缘的下表面 ； 第二侧面构件的支座的表面能够形成第二 夹紧面以接触凸缘的下表面。第一侧面构件、 第二侧面构件和横梁还能够形成用于立柱的 支座， 使得立柱能够定位在第一侧面构件和第二侧面构件之间并且连接至第一侧面构件和 第二侧面构件。十字杆件的延伸区段可以穿过其中运动的通道可以形成在底座的横梁中。
     在另一方面， 本发明提供一种水平救生索系统， 其包括水平救生索和如上所述的至少一个支柱系统。
     在另一方面， 本发明提供一种联接系统， 用于连接至包括第一边缘和第二边缘的 凸缘。联接系统包括十字杆件和连接件， 十字杆件包括延伸区段和位于延伸区段的第一端 的对接构件， 连接件包括第一区段和第二区段。第二区段可以在多个增量位置中的一个位 置处连接至十字杆件的延伸区段。 第一区段可以相对于第二区段运动以相对于十字杆件的 对接构件调节第一区段的位置。联接系统例如可以进一步包括底座， 底座包括十字杆件的 延伸区段可以穿过其中运动的通道。 在几个实施方式中， 第一区段可以运动， 从而在底座的 一侧上与底座紧靠， 所述一侧与定位有凸缘的另一侧相对， 从而相对于对接构件调节第一 区段的位置 ( 并且由此相对于底座调节对接构件的位置 )。
     连接件的第一区段例如可以包括螺纹， 第二区段可以包括联动螺纹， 以使第一区 段能够相对于第二区段运动。第一区段例如可以包括通道， 第二区段的至少一部分定位在 所述通道内。第二区段例如可以包括通道， 十字杆件的延伸区段穿过所述通道。
     第二区段可以包括终端构件， 所述终端构件包括至少一个穿过其中的孔。十字杆 件的延伸区段可以包括多个增量间隔的孔或者沿着延伸区段长度穿过的通道。 联接系统可 以进一步包括对接构件或锁定构件例如销， 所述对接构件或锁定构件穿过终端构件的至少 一个孔以及延伸构件的多个间隔的孔中的一个孔， 所述的间隔的孔中的一个孔与终端构件 的至少一个孔对准， 从而在多个增量位置中的一个位置处将第二区段连接至十字杆件的延 伸区段。
     在几个实施方式中， 底座进一步包括支座以将待安置的元件安装成与凸缘操作性 连接 ( 例如， 用于立柱的支座 )。
     在另一方面， 本发明提供一种水平救生索系统， 其包括水平救生索以及如上所述 的至少一个支柱系统， 所述支柱系统包括立柱和联接系统。
     在又一方面， 本发明提供一种连接件， 用于连接至延伸构件， 所述连接件包括第一 区段、 第二区段以及延伸区段穿过其中的内部通道， 使得连接件可以在延伸区段上滑动至 多个增量位置中的一个位置。 第二区段可以在多个增量位置中的一个位置处连接至延伸区 段。第一区段可以相对于第二区段运动， 从而相对于第二区段调节第一区段的对接表面的 位置。
     考虑到下面结合附图提供的详细描述， 将能够最好地理解本发明以及其特性和伴 随的优点。 附图说明 图 1A 示出能量吸收器的实施方式的立体图， 所述能量吸收器在初始发生撕裂的 位置处包括突变区域 (abrupt transition)， 其中能量吸收器的带处于拉伸状态。
     图 1B 示出图 1A 的能量吸收器的突变区域的放大立体剖面图。
     图 1C 示出图 1A 的能量吸收器的侧视图， 其中所述带处于卷绕状态。
     图 1D 示出图 1A 的能量吸收器的俯视图， 其中所述带处于卷绕状态。
     图 1E 示出图 1A 的能量吸收器的侧视图， 能量吸收器处于失去效用 ( 伸直和撕裂 ) 的状态。
     图 2 示出载荷的曲线图， 载荷是图 1A 的能量吸收器的位移的函数， 该曲线图显示
     了在初始撕裂时以及在达到载荷的大体恒定水平之前出现载荷的高的峰值。
     图 3A 示出本发明的能量吸收器的另一实施方式的立体图， 所述能量吸收器在初 始撕裂的位置处包括逐渐或斜坡过渡区域。
     图 3B 示出图 3A 的能量吸收器的逐渐或斜坡过渡区域的立体剖面图。
     图 3C 示出图 3A 的能量吸收器的侧视图， 其中所述带处于卷绕状态。
     图 4 示出载荷的曲线图， 载荷是图 3A 的能量吸收器的位移的函数， 该曲线图显示 了在初始撕裂时以及在达到载荷的大体恒定水平之前出现载荷的逐渐增加。
     图 5A 示出本发明的能量吸收器的另一实施方式的俯视平面图， 所述能量吸收器 在初始出现撕裂的位置处包括相对较小的突变区域， 然后是逐渐或斜坡过渡区域。
     图 5B 是图 5A 中的区域 B 的放大的俯视平面图。
     图 5C 是图 5A 的能量吸收器的过渡区域沿剖面 A-A 的放大横截面图。
     图 5D 是图 5A 的能量吸收器沿剖面 C-C 的横截面图。
     图 5E 是图 5D 的区域 D 的放大横截面图。
     图 5F 是图 5A 的处于卷绕状态的能量吸收器的侧视图。
     图 5G 示出载荷的曲线图， 载荷是图 5A 的能量吸收器的位移的函数， 该曲线图显示 了在初始撕裂之后以及在达到载荷的大体恒定水平之前载荷的相对急剧的初始增加以及 接下来出现载荷的逐渐增加。 图 6A 示出本发明的能量吸收器的另一实施方式的过渡区域的放大横截面图， 其 中过渡区域与具有相对较低强度的路径分隔开。
     图 6B 示出本发明的能量吸收器的另一实施方式的一部分的俯视平面图， 其中过 渡区域的宽度沿其长度发生变化。
     图 6C 示出本发明的能量吸收器的另一实施方式的一部分的俯视平面图， 其中具 有相对较低强度的路径包括大体上均匀间隔的通道或孔， 过渡区域包括通道或孔， 其中过 渡区域的通道之间的间隔沿过渡区域的长度发生变化。
     图 6D 示出本发明的能量吸收器的另一实施方式的一部分的俯视平面图， 其中具 有相对较低强度的路径包括大体上均匀间隔的通道或孔， 过渡区域包括尺寸或直径沿过渡 区域的长度发生变化的通道或孔。
     图 7 示出本发明的能量吸收组件的立体图。
     图 8A 示出图 7 的能量吸收组件的部件的立体分解视图。
     图 8B 示出连接件或支撑结构的替代实施方式， 用于与图 7 的卷绕带连接。
     图 9A 示出图 7 的能量吸收器的处于伸直状态的卷绕带部件的俯视平面图 ( 在卷 绕之前 )。
     图 9B 示出图 7 的能量吸收器的处于伸直状态的带部件的侧视图 ( 在卷绕之前 )。
     图 9C 示出图 7 的能量吸收器的处于伸直状态的卷绕带部件的仰视平面图 ( 在卷 绕之前 )。
     图 9D 示出带部件沿着图 9C 中示出的剖面 A-A 的横截面图。
     图 10 示出图 7 的能量吸收组件的处于伸直状态的带的俯视立体图。
     图 11 示出处于卷绕状态的带的立体图。
     图 12 示出当第一次施加拉力时图 1 的能量吸收组件的侧视图。
     图 13 示出在已经施加拉力并且已经拉长卷绕带之后图 7 的能量吸收组件的侧视 图 14 示出在已经施加拉力并且已经拉长卷绕带之后图 7 的能量吸收组件的立体图。
     图。 图 15 示出本发明的能量吸收器的另一实施方式。
     图 16A 示出包括本发明的能量吸收器的水平救生索系统。
     图 16B 示出连接件的实施方式的立体图， 所述连接件用于与图 16A 示出的系统的 立柱和水平救生索连接。
     图 17A 示出图 16B 的连接件的立体图。
     图 17B 示出图 16B 的连接件的另一立体图。
     图 18A 示出本发明的支柱的仰视立体图， 所述支柱包括图 17A 示出的连接件， 其中 所述连接件借助销和开口销组件连接至立柱。
     图 18B 示出图 17A 的支柱的俯视立体图。
     图 18C 示出图 17A 的销和开口销组件的放大图。
     图 19A 示出本发明的连接至工字梁 (I-beam) 的水平救生索系统的另一实施方式 的立体图。
     图 19B 示出本发明的支柱的放大立体图， 所述支柱包括连接件、 立柱， 以及用于连 接至图 19A 所示的工字梁的底座。
     图 19C 示出图 19A 的支柱的另一立体图。
     图 20A 示出图 19A 的支柱系统的处于完全收缩状态的十字杆件连接件的放大后视 立体图。
     图 20B 示出处于完全展开状态的十字杆件连接件的放大后视立体图。
     图 21A 示出处于完全收缩状态的十字杆件连接件的放大侧视立体图。
     图 21B 示出处于完全展开状态的十字杆件连接件的放大侧视立体图。
     图 22A 示出处于完全收缩状态的十字杆件连接件的放大主视立体图。
     图 22B 示出处于完全展开状态的十字杆件连接件的放大主视立体图。
     图 23 示出十字杆件连接件的放大主视立体图， 其中连接件的第一区段与连接件 的第二区段分离。
     具体实施方式
     这里结合本发明的能量吸收器在坠落保护系统例如水平救生索系统中的用途来 讨论本发明的几个实施方式。 但是， 本领域熟练技术人员应当理解， 本发明的能量吸收器可 以用在需要能量吸收器例如用于防止对设备造成损坏和 / 或对人体造成伤害的多种系统 中。
     如本文和权利要求书中使用的， 除非另外清楚地说明， 单数形式 “一个” 、 “一种” 、 “一条” 、 “所述” 包括复数指代。因此， 例如， ( 除非另外清楚地说明 ) 提及 “一条路径” 包括 多条路径和本领域熟练技术人员已知的等同物等等， 因此， 提及 “所述路径” 是指一条或多 条这种路径和本领域熟练技术人员已知的等同物等等。
     本文中使用术语例如 “左” 、 “右” 、 “后” 、 “前” 、 “上” 、 “下” 等等来描述本发明的设备和系统的元件相对于附图中描述的系统的方位的相对位置。
     本发明的能量吸收器例如可以用作水平救生索系统中的缆索张力限制器。 在用于 坠落保护系统例如水平救生索系统中时， 本发明的能量吸收器的主要功能是散逸能量并且 限制防坠落期间施加在身体上的减速力。
     在几个实施方式中， 本发明的能量吸收器包括带 ( 其可以卷绕起来 )， 当拉动所述 带的一个区段使其沿第一方向运动并且拉动所述带的第二区段使其沿第二方向运动时， 所 述带发生形变并且撕裂。但是， 与目前能够获得的带发生撕裂以吸收能量的能量吸收器不 同， 本发明的带在初始发生撕裂 ( 使用期间以及施加极限力之后 ) 的区域包括一个或多个 过渡区域， 所述过渡区域能够在动态引发撕裂期间 ( 例如， 当连接至水平救生索系统的个 体发生坠落时 ) 能够控制载荷力。
     图 1A 至图 1E 示出了包括带 20( 例如， 金属带 ) 的能量吸收器 10。 在一个实施方式 中， 所述带由不锈钢支撑并且具有大约 30 英寸的长度、 3 英寸的宽度， 以及 1/8 英寸 (1/8” ) 的厚度。带 20 沿长度方向在第一端 20a 和第二端 20b 之间延伸。在示出的实施方式中， 带 20 包括大体上 U 型的狭槽 24， 其包括纵向上大体平行的延伸区段 24a。狭槽 24 完全穿过带 20。在延伸区段 24a 的第一端， 狭槽 24 在延伸区段 24a 之间形成弓形路径。带 20 还包括 两条大体上平行的、 具有相对较低强度的纵向延伸的路径或线路 ( 也就是说， 相比于带 20 的没有位于所述路径或线路上的部分， 具有较低的强度 )， 所述两条路径或线路具有两条凹 槽或凹口 26 的形式， 在示出的实施方式中， 它们沿着带 20 的中间区段 20c 形成在带 20 的 上表面中。凹槽 26 基本上与狭槽 24 的延伸区段 24a 位于同一条直线上。在示出的实施方 式中， 凹槽 26 以及中间区段 20c 从相应于延伸区段 24a 的第二端的过渡点 28 开始并且延 伸至与带 20 的第二端 20b 分开的点 30。在图 1A 所示的实施方式中， 凹槽 26 具有均匀的 深度并且例如图 1B 中所示的那样在带 20 中保留较薄材料区段 32。狭槽 24 和凹槽 26 将 带 20 分成第一区段 34 和第二区段 36。第一区段 34 在中间区段 20c 的长度上将外部区段 36 分成外部带 36a。通道 40 延伸穿过第一区段 34 从而例如容纳连接件。相似地， 基本上 定位在狭槽 24 的弓形区段中心的通道 42 延伸穿过第二区段 36 以容纳第二连接件。
     本领域技术人员已知， 带 20 例如可以发生形变， 成为图 1C 中所示的构型。 在图 1C 所示的卷绕构型中， 带 20 的第二端 20b 以及带 20 的中间区段 20c 的一部分以基本上螺旋 方式卷起或卷绕在中间区段的其余部分中。第一区段 34 和第二区段 36 的第一端可以沿相 反方向弯曲从而远离中间区段 20c， 弯曲的方式例如是第一端基本上垂直于中间区段 20c 延伸并且基本上彼此平行地延伸， 由此分别形成连接区段 34’ 和 36’ ( 由狭槽 24 限定 )( 例 如参见图 1C 和图 1D)。然后能量吸收器 10 可以经由通道或孔 40 和 42 串联地连接在两个 其他的构件之间。能量吸收器 10 的卷绕导致产生紧凑空间， 同时增大能量吸收。关于这一 点， 通过沿着凹槽 26 限定的路径撕裂带 20 并且通过伸直带 20 来吸收能量。图 1E 示出了 失去效用 ( 伸直的并且撕裂的 ) 带 20。
     如例如图 1B 所示的， 在图 1A 至图 1E 的实施方式中， 在狭槽 24 的延伸区段 24a 与 凹槽 26 之间的过渡点 28 处发生突变或阶梯变化关于这一点如图 1B 所示， 在过渡点 28 处， 带 20 的厚度以阶梯式变化从 0( 狭槽 24 穿过带 20) 变化至厚度 T( 凹槽 26 中的带 20 的厚 度 )。在过渡点 28 处， 在带被激活 / 展开时带 20 开始撕裂。如图 2 所示， 在过渡点 28 处的 突变或阶梯变化能够导致在引发撕裂时载荷出现相对较大的峰值。在图 2 所研究的实施方式中， 在动态引发撕裂期间出现的大约 4800lbs 的峰值载荷超过了 OSHA 和 ANSI 标准 ( 对 于安全因子为 2 ∶ 1 的情况， 作用力为 5000lbs)。
     使用 Tinus-Olsen 30,000lb. 容量拉力测试机进行例如图 2 示出的测试。这种 类型的设备通常用在工业上并且能够测量力 - 位移、 力 - 时间， 以及其他类型的拉力测量 值。图 2 所示的类型的静态测试 (static test) 帮助预测减震器的动态性能。如上所述， 用于测试设备的目标作用力小于 2,500 磅， 以确保通过 OSHA 和 ANSI 代码建立 2 ∶ 1 的安 全因子 ( 也就是说， 对于安全因子为 2 ∶ 1 的情况， 作用力为 5000lbs)， 这允许使用标准 的 5,000lb. 的坠落保护硬件。优选保持作用力尽可能地大 ( 也就是说， 接近 2,500lbs 的 极限 ) 以在坠落期间限制在水平救生索中的偏斜， 由此减小该系统所需的坠落距离 (fall clearance)。上述两个标准对水平救生索系统设备的性能施加了严格的限制。
     图 3A 示出了本发明的能量吸收器 110 的另一实施方式。从大多数方面来看， 能量 吸收器 110 与能量吸收器 10 相同， 类似于能量吸收器 10 的相应部件， 通过在其上增加 100 来对相同部件进行编号。带 120 的整体尺寸与带 20 相同。但是， 与能量吸收器 10 不同， 能 量吸收器 110 的厚度没有发生从 0 到过渡点 128 处的厚度 T’ 的变化 ( 在凹槽 126 内沿着 中间区段 120c 的长度具有大体上恒定的厚度 )。相反地， 在起始过渡点 128( 其中首先出 现非零厚度 ) 与过渡终点 128’ ( 其中厚度达到数值 T’ ) 之间的限定 ( 非零 ) 距离或过渡 区域出现 0 至 T’ 之间的厚度变化。在图 3A 至图 3D 示出的实施方式中， 例如， 在点 128 和 点 128a 之间的过渡区域中， 厚度的过渡是基本上线性的逐渐过渡或斜坡。在图 4 示出的研 究中， 可以看出， 在图 3A 至图 3D 的实施方式中， 在动态引发撕裂期间载荷力逐渐增大。图 2 中观察到的峰值载荷消失。
     可以使用例如工程原理和标准材料测试技术容易地调节带的厚度在过渡区域上 增大的方式， 从而建立在动态引发撕裂期间所需的载荷行为， 所述载荷行为依赖于以下因 素， 例如带的材料、 狭槽的尺寸、 凹槽的尺寸， 等等。例如， 可以改变过渡区域的斜坡角度 (ramp angle)。通常， 陡峭的斜坡角度会导致在动态引发撕裂阶段期间载荷 - 位移曲线具 有更大的斜率。在过渡区域上的厚度变化不需要是线性的。该变化例如可以是曲线的。而 且， 在过渡区域上的厚度变化不需要是平滑过渡。 关于这一点， 可以使用一个或多个阶梯过 渡区域 ( 其中在沿着过渡区域的一个或多个点处厚度以基本上垂直或逐步的方式变化 )。
     例如， 图 5A 至图 5F 示出本发明的能量吸收器 210 的另一实施方式。从大多数方 面来看， 能量吸收器 210 与能量吸收器 10 相同， 类似于能量吸收器 10 的相应部件， 通过在 其上增加 200 来对相同部件进行编号。但是， 与能量吸收器 110 不同 ( 而且与能量吸收器 10 不同 )， 厚度没有发生从 0 到过渡区域的起始点 228( 或者在其他任何点 ) 处的厚度 T” 的变化 ( 在凹槽 226 内沿着中间区段 220c 的长度具有大体上恒定的厚度 )。与能量吸收器 110 的带 120 不同， 带 220 包括在过渡点 228 处的厚度的阶梯变化。关于这一点， 在起始过 渡点 228 处， 厚度以数量 Tt 发生逐步变化， Tt 小于 T” ( 参见图 5C)。在过渡区域 ( 也就是 说， 在起始点 228 和终点 228a 之间 )， 在图 5A 至图 5F 的实施方式中， 厚度变化是从 Tt 到 T” 的基本上线性的倾斜变化。图 5G 示出了得到的载荷 - 位移曲线。如图 5G 所示的， 所得的 曲线上， 在相应于初始撕裂的动态区域存在初始的相对陡峭的斜率， 这相应于在过渡点 228 处厚度的阶梯过渡。在过渡点 228 处 ( 在该位置引发撕裂 ) 的初始逐步变化或陡峭的倾斜 变化例如能够用于防止在过低的作用力下引发撕裂 ( 即， 用于调节预定极限力， 在该预定极限力下开始撕裂 )。
     在几个实施方式中， 本发明由此通过提供与具有相对较低强度的路径操作性连接 的过渡区域从而提供比以前的能量吸收器提供的载荷增加更为缓和的载荷增加。过渡区 域和具有相对较低强度的路径操作性地连接， 过渡区域定位和取向成使得在过渡区域开始 发生带的撕裂并且撕裂被引导到具有相对较低强度的路径并且沿着所述路径继续进行。 通 常， 过渡区域朝向具有相对较低强度的路径延伸， 过渡区域的端点定位在邻近具有相对较 低强度的路径的位置或者定位在具有相对较低强度的路径开始的位置。 本发明的过渡区域 的指定或者预定设计在动态引发撕裂期间提供可预测的并且可重复的载荷行为， 而没有任 何预撕裂步骤。 接下来， 可以在具有相对较低强度的路径的长度上提供基本上恒定的载荷。 在图 3A 至图 5G 的实施方式中， 在过渡区域的长度上， 过渡区域的厚度增加。如上所述， 在 过渡区域上的任何厚度变化不需要是线性的或者不需要通过连续的或平滑的过渡来实现。
     同样地， 从过渡区域到第一路径的过渡不需要是线性的和 / 或连续的。 例如， 图 6A 示出与图 5A 至图 5F 所示的实施方式相似的实施方式。在图 6A 的实施方式中， 带 220’ 在 过渡起始点 227’ 处包括厚度的阶梯变化。关于这一点， 在过渡点 227’ 处， 厚度以逐步的方 式变化数量 Tt’ ， Tt’ 小于过渡区域端点处的端点 227a’ 处的厚度 Tt” 。在过渡区域， 在点 227’ 和点 227a’ 之间， 厚度以线性的倾斜方式从 Tt 变化至 Tt’ 。在图 6A 的实施方式中， 过 渡区域与路径或凹槽 226’ ( 厚度为 T” ， 小于带 220 的厚度 T’ ) 间隔较短的长度或者带 220’ 的中间区段 ( 用标记 227b’ 表示， 其厚度为 T’ )。带的中间区段 227b’ 优选具有足够小的 长度， 以至于从过渡区域向凹槽 226’ 继续发生撕裂并且当带 220’ 沿其长度撕裂时 ( 也就 是说， 在过渡区域和凹槽 226’ 之间 ) 不经受过高的载荷。
     除了带厚度以外的或者额外的带变量可以在过渡区域上发生变化。例如， 图 6B 示 出了带 220c 的一部分， 其包括过渡区域 227c， 在过渡区域 227c 中， 凹槽或通道的宽度以基 本上线性的方式减小， 直到过渡区域 227c 连接至具有相对较低的强度的路径 226c( 例如， 如上所述的凹槽 )。
     在图 6C 所示的实施方式中， 由穿过带 220d 的间隔的通道或孔 226d 形成具有相对 较低的强度的路径， 所述的通道或孔具有基本上相同的尺寸或直径并且基本上均匀间隔。 在过渡区域 227d， 通道 228d( 与通道 227d 具有基本上相同的尺寸或直径 ) 之间间隔的距离 随着穿过过渡区域 227d 的长度而增加， 导致当带 220d 沿着过渡区域 227d 撕裂时载荷基本 上逐渐增大。
     与图 6E 的实施方式相似， 在图 6D 所示的实施方式中， 由穿过带 220e 的间隔的通 道或孔 226e 形成具有相对较低的强度的路径， 所述的通道或孔具有基本上相同的尺寸或 直径并且基本上均匀间隔。在过渡区域 227e， 通道 228e 基本上沿着直线与通道 226e 对齐 定位。通道 228e 的尺寸沿过渡区域 227e 的长度逐渐减小， 并且通道 228e 之间间隔的距离 沿过渡区域 227d 的长度增大， 导致当带 220e 沿着过渡区域 227e 撕裂时载荷基本上逐渐增 大。
     在其他几个实施方式中， 本发明的能量吸收器包括带 ( 其可以卷绕起来 )， 当受到 拉力被拉动通过固定元件 ( 例如连接至固定支撑结构的元件 ) 例如杆时， 所述带发生形变 并且撕裂。相比于目前可以获得的撕裂或劈开材料带或条来吸收能量的能量吸收器， 本发 明的这种能量吸收器的优点包括但不限于 ： 在展开或张开之后体积小、 简单， 以及稳态的拉伸载荷。 例如， 图 7 至图 14 中示出本发明的能量吸收组件或系统的另一实施方式。例如可 以用水平救生索线缆串联地安装图 1 所示的能量吸收组件 310( 见图 16A)。在图 7 中的箭 头和文字 “作用力” 表示的位置和方向上向能量吸收组件 310 施加线缆拉力。坠落产生的 能量被带 320 的延长、 形变和剪切所吸收， 带 320 是能量吸收组件 310 的部件。带 320 的整 体尺寸例如可以与带 20， 120 和 220 的尺寸相同或相似。
     图 8A 所示的能量吸收组件 310 的所有部件例如可以由金属例如不锈钢制成。在 示出的实施方式中， 能量吸收组件 310 包括框架形式的连接件或支撑构件 340， 所述连接件 或支撑构件 340 包括形成在侧面构件 342 中的支座孔或通道 344 以容纳和保持对接元件 350， 在组装期间所述对接元件 350 例如可以滑动穿过所述支座孔或通道 344。在对接元件 350 的每一端， 保持元件 352 和 354 径向向外延伸， 以保持对接元件 350 与支撑构件 340 连 接。卷绕带 320 安装在支撑构件 340 的侧面构件 342 之间， 并且借助对接元件 350 与卷绕 带 320 的配合而保持在支撑构件 340 内。关于这一点， 在组装期间， 对接元件 350 穿过卷绕 带 320 中的预成型缺口 323， 并且被如上所述的保持元件 352 和 354 紧固在所述缺口内。
     连接件或支撑构件 340 包括连接元件， 所述元件具有形成在延伸凸缘 348 内的通 道或孔 348 的形式。在示出的实施方式中， 凸缘 358 从横梁 345 延伸， 横梁 345 在侧面构件 342 之间延伸。而且， 带 320 包括连接件， 其具有形成在带 320 的第一端的通道或孔 322 的 形式。连接件或联接孔 322 和 346 例如使得水平救生索系统的救生索线缆能够顺序地连接 至能量吸收组件 310。
     图 8B 示出具有 U 型构件形式的连接件或支撑构件 340a 的替代实施方式， 对接元 件 350a( 例如， 在第一端具有头部构件 352a 并且在第二端具有螺纹 356a 的螺栓 ) 可以可 拆卸地连接 ( 例如， 经由螺母 354a) 至所述连接件或支撑构件 340a。如针对对接元件 350 所描述的， 螺栓或对接构件 350a 可以插入到缺口 323 中。
     图 9A 至图 10 示出在被卷绕以放入能量吸收组件 310 内之前， 处于延伸状态的带 320。在示出的实施方式中， 带包括两条纵向地并且基本上平行于彼此延伸的狭槽 324。狭 槽 324 完全穿过卷绕带 320。
     带 320 进一步包括具有相对较低强度的两条基本上平行的、 纵向延伸的路径或线 路 ( 即， 相比于带 320 的没有位于所述路径或线路上的部分具有相对较低强度 )， 所述路径 或线路具有两条凹槽 326 的形式， 在示出的实施方式中， 所述路径或线路形成在带 320 的上 表面并且与狭槽 324 处于同一条直线上。凹槽 326 在相应于狭槽 324 的端点的点 328 处开 始并且延伸至与卷绕带 320 的第二端分开的点 330。带 320 可以包括在图 3A 至图 6D 的实 施方式中描述的一个或多个过渡区域。在图 7 至图 14 的实施方式中， 凹槽 326 具有均匀的 深度， 并且如例如图 9D 的横截面图中所示的在带 320 中保留较薄的材料区段或材料幅 332。 狭槽 324 和凹槽 326 将带 320 分成内部区段 334 和外部区段 336。
     图 11 示出卷绕后的带 320。卷绕布置使得整个能量吸收组件 310 能够占据相对 较小的空间， 同时提供强大的能量吸收能力。在狭槽 324 的区域中， 内部区段 320a 和外部 区段 320b 以相反方向弯曲远离带 320 的平面， 以形成缺口 323。关于这一点， 在图 10 和图 11 的方位中， 位于狭槽 324 之间的卷绕带 320 的中心区段 334 的一部分向上变形并且卷绕 带 320 的位于狭槽 324 的横向外部的外部区段 336 向下变形足够的距离， 从而在中心区段
     334 和外部区段 336 之间产生缺口或通道 323， 以使得能够如上所述插入对接元件 350。狭 槽 324 例如具有足够的长度， 从而形成的缺口 323 的操作不会引起较薄的材料幅 332 发生 撕裂或剪切。
     图 12 示出施加足够拉力导致形变 / 撕裂之前的能量吸收组件 310 的侧视隐线图。 例如在连接至包括能量吸收组件 310 的水平救生索系统的工作者经历坠落的情况下， 作用 力传递至能量吸收组件 310( 经由联接孔 322 和 346)， 导致拉力增大。 一旦施加的拉力等于 或者超过预定的极限力， 较薄的材料副 332( 由凹槽 326 限定 ) 撕裂， 导致狭槽 320 纵向地 朝向带 320 的第二端展开并且在内部区段 334 和外部区段 336 之间形成裂口或缺口 338。 当卷绕带 320 的第一端相对于对接元件 350 运动时， 卷绕带 320 同时开始延伸或伸直， 所述 对接元件由锚定的支撑构件 340 固定或支撑。带 320 的伸直、 材料副 332 的撕裂以及内部 区段 334 和外部区段 336 的关联形变吸收与坠落有关的能量。如坠落保护领域所公知的， 吸收与坠落有关的能量减少了对工作者造成人体伤害的可能性并且减小了对救生索系统 的其他部件造成损坏的可能性。
     图 13 和图 14 示出施加的拉力拉动带 320 沿着凹槽 326 的几乎整个长度穿过对接 元件 350 之后的能量吸收组件 310。当施加的力大于极限力时， 裂口 338 继续扩大， 直至到 达凹槽 326 的端点。 扩大导致中心区段 334 和外部区段 336 沿凹槽 326 的长度分开并形变。 当到达凹槽 326 限定的具有校对较低强度的路径或线路的终点时， 卷绕带 320 相对于支撑 构件 340 的延伸、 材料副 332 的同步撕裂， 以及中心区段 334 和外部区段 336 的形变将会停 止。一旦完全伸展， 卷绕带 320 就失去效用并且无法再使用。在特定情况下， 可以通过移除 保持元件 352 和 354、 移除对接元件 350 并且插入新的卷绕带 320 来重新使用能量吸收组件 310 的其余部件。
     图 15 示出本发明的能量吸收器 410 的另一实施方式。与能量吸收器 310 相似， 能 量吸收器 410 包括带 410， 带 410 具有例如凹槽 426 形式的具有相对较低强度的至少一条 线路或路径。能量吸收器 410 还包括例如杆 450 形式的对接构件， 对接构件可以固定、 联接 或锚定 ( 或者直接地或者间接地 ) 至支撑件 / 锚具 (anchorage)。当在带 20 上施加大于 极限力的作用力时， 对接构件 450 与路径 426 配合从而沿路径 426 撕裂带 20 和 / 或使其形 变。关于这一点， 与带 320 相似， 带 420 包括穿过其中的通道或孔 422， 使得能够连接连接 件。可以提供一条以上的路径 426 以及一个以上的配合对接构件 450。在示出的实施方式 中， 对接元件 450 穿过与狭槽 424 操作性连接的通道或孔 423， 所述狭槽 424 邻近路径 426 并且与路径 426 处于同一条直线上。 对接构件 450 包括终端构件 (end member)452， 其宽度 或直径大于孔 423 以确保带 420 保持与对接构件 450 操作性连接。
     通过例如选择材料、 材料尺寸以及具有相对较低强度的一条或多条路径或线路的 性能， 本领域的熟练技术人员能够容易地调节导致本发明的带撕裂和 / 或形变 ( 在撕裂的 初始阶段以及后续阶段 ) 所需的作用力的大小。具有相对较低强度的路径或线路能够采取 任何形式。例如， 可以如上所述形成凹槽。可以使用凹槽的深度来调节极限力。同样， 可以 如上所述调节过渡区域从狭槽到凹槽的轮廓， 从而在动态引发撕裂阶段期间提供所需的载 荷行为。在图 7 至图 15 的实施方式中， 具有相对较低强度的路径或线路可以形成狭槽的形 式， 在带的任何部分或在带的整个长度上， 所述路径或线路完全穿过带。
     进一步地， 不需要用连续的路径、 凹槽或狭槽来限定具有相对较低强度的路径或线路或其任何部分， 但是可以用不连续的例如间隔的凹槽、 狭槽、 孔等来限定。 而且， 本发明 的具有相对较低强度的一条或多条路径或线路可以是曲线的。 在存在一条以上的具有相对 较低强度的路径或线路的情况下， 所述线路不需要是平行的， 而是可以以直线或曲线的方 式在带的任何部分上或者在带的整个长度上会聚和 / 或分叉。鉴于本发明， 对于本领域熟 练技术人员来说清楚的是， 有许多在带的长度上以可控方式调节作用力的极限值和 / 或调 节载荷值的方法。可以对带的第二端进行增强 ( 例如， 通过将带的材料增厚或者通过将另 一材料片连接至带上 )， 以帮助确保在到达带的终点之前停止撕裂和 / 或形变。
     如上所述， 本发明的能量吸收器可以与水平救生索系统一起使用。图 16A 示出本 发明的包括能量吸收器 10 的水平救生索系统 500 的实施方式。示出的水平救生索系统与 混凝土梁 600 操作性连接， 所述混凝土梁包括基本上竖直延伸的钢筋构件 610。 在示出的实 施方式中， 水平救生索系统 500 包括三支柱或三支柱系统 510， 其经由支柱底座 530 操作性 连接至钢筋构件 610。关于这一点， 每个底座 530 都包括连接件 532， 连接件 532 例如经由 螺栓 ( 未示出 ) 连接至钢筋构件 310。每个底座还包括立柱支座 536， 其中可以可拆卸地安 装 ( 例如， 经由图 16A 中未示出的螺栓和配合螺母 ) 有立柱 540。
     例如图 16B 中所示出的， 立柱 540 包括上构件或板 542， 连接件 550 可连接至上构 件或板 542( 位于端部立柱 540 上 )。连接件 550 包括形成在连接件 550 的区段 554 中的纵 向延伸的狭槽 552。连接件 550 进一步包括联接构件 556( 例如螺栓或销 ) 和配合联接构 件 558( 例如， 螺母或开口销 )， 其中联接构件 556 与构件 540 中的孔或通道 544 配合， 从而 将连接件 550 滑动地连接至上构件 542。螺栓 556 和螺母 558 连接， 使得连接件 550 能够 沿图 16C 中的箭头的方向运动、 滑动或者浮动。关于这一点， 在示出的实施方式中， 连接件 550 的相对或基本上平直的第一区段 554 在上构件 542 的相对平直的上表面上滑动。当螺 栓 556 保持连接件 550 与上构件 540 操作性连接时， 延伸狭槽 552 允许连接件 550 相对于 螺栓 556 和上构件 540 滑动。
     图 16B 示出图 16A 的右侧端部立柱 540 的上端的放大立体图。在第一端， 连接件 550 经由连接件 570 连接至水平救生索 520， 连接件 570 例如包括穿过第一联接元件的螺栓 572， 第一联接元件具有例如形成在连接件 550 的第一区段 554 中的孔或通道 560 的形式。 在第二端， 连接件 550 经由锚定构件 590 连接至终端锚定件 (end anchor)580( 其可以紧固 在例如用于如上所述的支柱底座 630 的钢筋构件 610 上 )。 在示出的实施方式中， 锚定构件 590 在其第一端上包括连接件 592， 以将锚定底座构件 580 紧固在其中形成的孔或通道 582 中。在第二端， 锚定构件 590 包括连接至其上的基本上 J 型的连接件 594( 例如， 通过弯曲 基本上圆柱形的钢筋而形成 )。连接件 592 例如可以经由中间钢缆或扁节链连接至连接件 594。锚定构件 590 的连接件 594 安装在第二联接元件中， 第二联接元件具有形成在连接 件 550 的第二区段 564 中的通道或支座 562 的形式 ( 例如， 参见图 17A 和图 17B)。第二区 段 564 与第一区段 552 成一定角度所述角度例如可以大约等于锚定构件 590 从连接件 550 延伸到锚定底座构件 580 的角度。支座 562 包括形成在第二区段 564 中的相对较大的通道 566， 以便于连接连接件 594。通道 566 与狭槽 568 操作性连接， 在狭槽 568 中紧固地安装有 连接件 594。
     由于连接件 550 能够相对于支柱 540 运动、 浮动或滑动， 因此作用在救生索 520 上 的作用力容易地经由锚定线路 590 传递到锚定底座构件 580， 同时限制传递到端部立柱 540的作用力。对连接件 550 所承受的传递给立柱 540 的作用力以及能量吸收器 10 所吸收的 能量进行限制， 这有助于防止在连接的使用者的坠落期间立柱 540 损坏或者故障， 其中相 对较大的作用力会传递到水平救生索 520。
     对于图 16A 的左侧端部立柱 540， 使用连接件 570a 将第二连接件 550 连接至能量 吸收器 10( 例如， 经由第一区段 34 上的通道 40)， 所述连接件 570a 与连接件 550 的第一联接 元件 560 协同工作。在连接件 550 的相对端， 连接件 550 如上所述连接至终端锚定件 580。 水平救生索 520 借助连接件 570b( 例如， 经由能量吸收器 10 的第二区段 36 的通道 42) 连 接至能量吸收器 10。 如上所述， 当操作性连接 ( 例如， 经由连接至使用者穿戴的安全带的救 生索 ) 至水平救生索 520 的使用者发生坠落时， 能量吸收器或减震器 10 吸收传递到水平救 生索 520 的能量。
     对于本领域熟练技术人员来说清楚的是， 各种连接或联接机构和锚定机构都可以 与连接件 550 一起使用。关于这一点， 图 18A 至图 18C 示出本发明的水平救生索系统 500’ 的另一实施方式的一部分， 其包括本发明的支柱或支柱系统 510’ 。在支柱系统 510’ 中， 连 接件 550 经由销 556’ 连接至上构件 542 或立柱 540， 销 556’ 穿过连接件 550 的狭槽 552 和 上构件 542 的孔 544( 在图 18A 和图 18B 中未示出 )。销 556’ 包括通道 557’ ， 通道 557’ ‘与 保持器例如开口销 558’ 配合以保持销 556’ 与连接件 550 和上构件 542 连接。还可以引入 垫圈 559’ ， 从而如上所述帮助在连接件 550 和上构件 542 之间形成稳固的滑动连接。
     在图 18A 至图 18C 的实施方式中， 水平救生索 520 经由铁环 (carabiner)570’ 连 接至连接件 550 的通道 560。而且， 锚定构件是扁节链 (linked chain)。扁节链 590’ 安装 在第二区段 564 的支座 562 中。形成在第二区段 564 中的相对较大的通道 566 便于连接扁 节链 590’ 。如图 18A 和图 18B 所示的， 调整通道或狭槽 566 的尺寸 ( 例如， 使其宽度略微大 于扁节链 590’ 的链节的直径 )， 以紧固地安装扁节链 590’ 的链节。
     本发明的支柱系统和相关连接件以及能量吸收器可以用在多种工作环境中。图 19A 至图 19C 例如示出本发明的水平救生索系统 500a 的另一实施方式， 所述水平救生索系 统 500a 与工字梁 700 的上凸缘 710 操作性连接。水平救生索系统 500a 包括支撑水平救生 索 520a 的支柱系统 510a。示出的图 19A 的左侧端部支柱系统 510a 具有连接件 550 和相关 联的终端锚定构件 590， 如上所述， 连接件 550 和终端锚定构件 590 与其上构件 542 操作性 连接。如结合图 16A 所描述的， 能量吸收器 10、 连接件 550 和水平救生索 520 串联连接至左 侧端部支柱系统 510a。但是， 在水平救生索系统 500a 的实施方式中， 连接件 550 和锚定构 件 590 可以从端部支柱系统 510a 中省略掉。例如针对如图 19A 的右侧端部支柱系统 510a 所示出的， 水平救生索 520a( 或能量吸收器 10) 可以经由形成在上构件 542 中的其中一个 通道或孔 544 直接连接至上构件 542。
     每个支柱系统 510a 都包括底座 810a， 底座 810a 可以操作从而连接至工字梁 700 的凸缘 710。 底座 130a 的各种元件的操作例如描述于与本申请同日提交的共同未决的美国 专利申请 No.12/366,649 中， 该申请的公开内容通过引用并入本文。
     在图 19A 至图 19C 示出的实施方式中， 支柱系统 510a 包括联接系统 810， 从而将 支柱系统 510a 连接至支撑件例如凸缘支撑件 ( 例如， 凸缘梁， 例如工字梁 700)， 支柱系统 510a 还包括如上所述的可以可拆卸地连接至联接系统 810 的延伸立柱 540。联接系统 810 包括至少一个夹紧机构或夹紧构件 820、 底座或主体 840、 十字杆件 890 以及十字杆件连接件 900。联接系统 810 还包括立柱夹具或支座从而将立柱 540 和 / 或另一元件连接至 ( 例 如， 可拆卸地连接至 ) 联接系统 810。
     联接系统 10 包括允许在支撑件上方工作的使用者将联接系统 810 紧固地连接至 支撑件 ( 例如， 工字梁 700) 的机构。 因此， 使用者不必达到联接系统 810 或支撑件的任何部 分的下方， 联接系统 810 连接至支撑件以稳固所述连接。 在图 19A 至图 19C 示出的实施方式 中， 夹紧构件包括螺纹螺栓 820， 螺纹螺栓 820 可以相对于工字梁 700 的上凸缘 710 上升或 下降， 联接系统 810 连接至上凸缘 710。如图 19A 所示， 抵靠凸缘 710 的上表面拧紧螺纹螺 栓 810， 从而使螺纹螺栓 810 紧靠凸缘 710 的上表面并且向其施加作用力。 在示出的实施方 式中， 夹紧构件 820 穿过形成在支撑件或夹紧构件或长方块 830 中的螺纹孔 832， 支撑件或 夹紧构件或长方块 830 连接 ( 例如， 焊接 ) 至底座 840 或者与底座 840 一体形成。夹紧长 方块 830 横向延伸到底座 840 的侧面构件 844 的位置以外。底座 840 的侧面构件 844( 通 过横向的背面构件 846 连接 ) 包括大体上 C 型的支座 845， 在支座 845 上安装有凸缘 710 的 后端或边缘 ( 抵靠侧面构件 844 的支座 845 的背面或后表面 847)。相对于夹紧长方块 830 调节螺纹螺栓 820， 从而在凸缘 710 的上表面上施加作用力， 由此压迫或夹紧凸缘 710 抵靠 每个侧面构件 844 的朝上的夹紧面 849。在一个实施方式中， 包括侧面构件 844 和横梁 846 及其部件的底座 840 由单个金属 ( 例如， 不锈钢 ) 片 ( 一体地 ) 形成。
     十字杆件 890 可滑动地运动穿过形成在横梁 846 中的通道 848。如图 19A 所示的， 十字杆件 890 经由例如大体上钩型的对接或夹紧构件 892 与工字梁 500 的上凸缘 710 的第 一边缘或前部边缘紧靠， 对接或夹紧构件 892 位于十字杆件 890 的延伸区段 894 的第一端 或前端上。对接构件 892 紧靠凸缘 710 的第一边缘并且能够向凸缘 710 的第一边缘施加作 用力， 从而抵靠底座 840 的侧面构件 844 的表面 847 紧固凸缘 710 的第二边缘或后部边缘， 以助于将支柱系统 510a 紧固地安装在工字梁 500 上。
     因此， 十字杆件 890 可以沿着与上凸缘 710 的上表面大体平行的方向运动或滑动 穿过通道 848b， 从而例如可以容易地调节对接构件 892 的位置从而紧靠凸缘 710 的第一边 缘或前部边缘。通道 848 可以沿着基本上垂直的方向延伸， 从而十字杆件 890 可以沿着基 本上垂直于凸缘 710 的上表面的方向在通道 848 中运动， 从而例如能够紧固地连接至具有 变化厚度的凸缘。
     延伸区段 894 越过凸缘 710 的上表面并且穿过通道 848 以与连接件 900 形成连 接， 可以操作连接件 900 以调节对接构件 892 相对于连接件 900 和底座 840 的位置。如例 如图 20A 至图 23 所示， 连接件 900 包括第一构件或区段 910 和第二构件或区段 930。如例 如图 23 所示的， 第一区段 910 和第二区段 930 经由螺纹 914 和联动螺纹 934 连接在一起螺 纹 914 围绕第一区段 910 的大体圆柱形区段 912 的大体圆柱形通道 916( 参见， 例如， 图 23) 的至少一部分形成， 螺纹 934 形成在第二区段 930 的大体圆柱形延伸区段 938 上。将至少 第一区段 910 的一部分和第二区段 930 的一部分形成为延伸区段 894 穿过其中的大体上同 心的圆柱体， 这样提供了紧凑性、 将连接件 900 定位在延伸区段 894 上的效率， 以及在第二 区段 930 的终端构件 946 和第一区段 910 的前表面或对接表面 920 之间提供相对运动的效 率， 从而形成紧固连接， 如下所述。虽然在示出的实施方式中， 示出的第二区段 930 可以以 螺纹方式接合在第一区段 910 的一部分中， 但是本领域熟练技术人员应当理解， 能够对第 一区段和第二区段调整尺寸并进行设计， 使得第一 / 前部区段可以以螺纹方式接合在第二/ 后部区段的一部分中。
     在安装支柱系统 510a 期间， 连接件 900 沿十字杆件 890 的延伸区段 894 滑动， 使 得延伸区段 894 穿过第一区段 910 的通道 916 以及穿过第二区段 930 的区段 938 形成的通 道 942( 例如， 参见图 22A)( 其至少部分地定位在通道 916 内 )。第一区段 930 包括连接或 联接机构， 其在延伸区段 894 上的所需增量位置处连接有连接件。在示出的实施方式中， 延伸区段 894 经由通道 950 离开第二区段 930( 例如， 参见图 20A 和图 20B)， 通道 950 是通 道 942 的一部分或者与通道 942 连通式连接并且形成在第二区段 930 的终端构件 946 中。 终端构件 946 包括形成在通道 950 的每一侧的孔或通道 954a 和 954b。锁定构件例如环销 970 可以滑动穿过孔 954a 和 954b 中的一个孔， 从而穿过沿着延伸构件 894 的长度形成的 孔或通道 898 中的一个并且然后穿过孔 954a 和 954b 中的另一个孔， 从而将连接件 800 连 接至延伸区段 994。选择孔 898 中的一个提供了对于对接构件 892 的位置的增量调节。销 970 例如可以包括本领域公知的弹簧加载对接元件 974， 以确保销 970 不会意外地脱离与终 端构件 946 和延伸长方块 894 的连接。终端构件 946 例如可以包括联接元件例如孔或通道 958， 销 970 可以经由孔或通道 958 并且经由系绳 960 连接至终端构件 946( 参见图 19A)， 使 得能够容易地获得销 970， 用于如上所述插入到孔 954a 和 954b 中。
     可以在第二区段 930 和延伸区段 894 之间建立连接件领域的熟练技术人员公知 的其他类型的例如对接或互锁连接， 从而将第二区段 930 定位在延伸区段 894 上的多个位 置中的一个。一旦将终端构件 946 相对于延伸区段 894 固定在多个位置中的一个， 第一区 段 910 就可以相对于第二区段 930 运动 ( 经由螺纹 914 和联动螺纹 934)， 以调节第一区段 910 的前表面或对接表面 920 的位置， 从而使得其牢固地紧靠底座 840 的横梁 846。第一区 段 110 可以包括延伸凸缘 924， 以便于支柱系统 510a 的安装者旋转第一区段 110。相对于 第二区段 930( 以及相对于对接构件 892) 调节第一区段 910 的位置的能力提供对于十字杆 件 890 的对接构件 892 的位置以及由此施加在凸缘 710 的第一边缘的作用力的精细调整或 调节。
     相比于许多目前可获得的支柱系统， 连接件 900 的第一区段 910 提供的精细调节 使得联接系统 810 和支柱系统 510a 能够更紧固地连接至凸缘支撑件或锚定件。第一区段 910 相对于第二区段 930 的运动将对接构件 892 相对于例如对接表面 847 的位置调节到销 970、 第二区段 930 和延伸区段 894 的孔 898 的配合所提供的增量间隔位置之间的位置。在 示出的实施方式中， 螺纹 914 和 934 的配合对位置进行连续调节， 调节至孔 898 提供的增量 位置之间的任何位置。
     多种目前可获得的支柱系统包括带螺纹的十字杆件构件， 使得能够将螺纹连接件 拧到十字杆件构件的背面上并且向前运动从而锁定十字杆件就位。本发明的连接件 900 提 供对于螺纹连接件的连续调节， 但是与以前的螺纹连接件不同， 本发明的螺纹连接件不需 要在开始安装时就拧到十字杆件构件上， 否则可能会是麻烦的并且耗时的。而且， 连接件 900 不需要在十字杆件的整个长度上旋转 / 拧进而向前运动以紧固支柱系统十字杆件例如 可以具有长达 36 英寸的长度， 可能需要一些时间将目前可获得的螺纹连接件拧到所需位 置。
     连接件 900 提供在十字杆件 890 上的方便和快速的初始安装。一旦连接件 900 滑 动到十字杆件 890 的延伸区段 894 的终点。使用者可以将连接件 900 快速地滑动到延伸区段 894 上的所需增量位置 ( 没有旋转 / 拧进 )， 直至实现相对紧密的配合。然后使用者能够 快速地使销 970 落入分别对准的孔 898 中并且使第一区段 910 仅仅旋转例如几圈， 用于紧 固地紧靠横梁 846。 而且， 即使连接件 900 的第一区段 910 应当偶然地旋转成不再紧靠横梁 846， 第二区段 930 的锁定位置保持连接件 900 经由对接或互锁连接 ( 例如通过销 970 与孔 954a、 954b 和 898 的配合所产生的 ) 与横梁 846 相对紧密连接。
     一旦如上所述联接系统 810 紧固至工字梁 700， 立柱 540 例如就可以连接至基本上 U 型的立柱支座， 所述立柱支座由间隔的侧面构件 844 和横梁 846 形成。如例如图 19A 至 图 19C 所示出的， 螺栓 539 能够穿过侧面构件 844 中的通道 841 并且穿过支柱 540 中的对 准的通道 541 以与螺母 539a 配合， 从而将支柱 540 可拆卸地连接至底座 810。
     前面的描述以及后面的附图阐述了本发明的优选实施方式。根据前面的教导， 在 不背离本发明的范围的前提下， 各种改进、 增加和替代设计对于本领域熟练技术人员当然 是显而易见的。权利要求书而不是前面的描述限定了本发明的范围。权利要求书将涵盖落 入权利要求书的等同方案的含义和范围中的所有变化和改变。