辅助攀爬的栓绳装置的制作方法

辅助攀爬绳装的制作方1.本发明涉及为体育活动或休活动的攀爬领域。背技：2.特别地，本明涉及一种与现技术中已知的装置比具有增强的功的栓绳制动型装置。3.作为体育活的攀爬实践目前在大众中发展。为在安全情况下实这种活动，正在开发够以简单和有效方式栓住攀爬者装置。4.众所周知，常见的是，使用由安装在攀爬岩石攀爬路线顶部的过滑轮的绳索，通过称为“顶绳索(toproping)”的顶部绳索(toprope)”栓住攀爬者。一或两个保护者负在掉落的情况下在他或她掉落时可需要的情况下栓住爬者。绳索插入绳制动器中，连至保护者穿着的安带。在攀爬过程，该栓绳制动器得保护者能够提松弛，并且在攀爬掉落或下降的情况，能够制动或甚锁止绳索。5.称为自动栓的其它已知装置得能够栓住攀爬者在非常一般的术中，自动栓绳装置构被称为绳索分配器件，并且用于过在自动栓绳装置收回当绳索不在负下时存在于绳索的松弛部分，以通过在绳索受负载提供制动力，使得索末端的重量为安全而减小，来护攀爬者免受掉落影响(通常，为了防或制动掉落)。6.为了提供制力，诸如摩擦制动器的几系统是已经在诸自动栓绳型的绳索分配装置中使的液压阻尼机构另外，已知装置区别在于存不存在合器来以接合制动统，以及相反地当绳索不在负载时，与制动系统脱接合，该装置使用需要离合装置的索分配装置，可明更安全。7.例如，文献us2014048639公开了一种自动栓绳该自动栓绳结合于绳索的复位弹簧和非接式涡流制动系统其工作原理是，导体通过磁场时(或反之亦然)，相对运动导体中感应电流电流又转而感应与施加的磁场相反磁场。技实要素：8.这种类型的置简单、有效和全。然而，在攀爬为广大公众易接的体育活动或作为娱的休闲活动的发背景下，申请人经发现，提供具有功能的自动栓绳装可能有优势。因，本发明涉及一用于攀爬的栓绳装，该栓绳装置包括有滑轮和绳索的动栓绳。该装置置成使得绳索根据所述栓绳装置所栓攀爬者的运动而绕和退绕。栓绳置包括电动机和编器，电动机配置能够向滑轮施加矩，编码器与滑联接，电动机由电控制电路自动控制电子控制电路使编码器作为滑轮旋转的函数，以至根据以下模式调节加至滑轮的所述矩：9.-辅助模式，在该助模式下，由电机施加至滑轮的矩引起绳索的牵引，该牵引力在他或的攀爬中辅助攀者；以及10.-掉落模式，在该落模式下，由电机施加至滑轮的矩阻止攀爬者掉落使其减慢，以将攀爬的速度保持小于3m/s。11.因而，本发明提供的装置能够提供辅助功能的同栓住攀爬者。特地，该装置使得利用简单的单系来管理攀爬者的升或攀爬以及他或的掉落，其中，该单的单系统基于动机，该电动机用能够表征滑轮旋的编码器而进行自控制。电动机的动控制根据攀爬者是在爬升还是下降中以至少两种模式实现。特别地，装置能够可靠地理攀爬者的掉落，不需要机械、电磁液压离合器，这大多数已知的栓系统中是如此，另还提供了攀爬辅助能。这使体育攀的实践面向广大众，或者使得攀爬够作为娱乐来练习另外，基于可为服电动机的自动制电动机的简单装特别适于现今出现徒手攀爬中心。12.电动机可自动制，使得在辅助式中产生牵引的扭，仅在编码器检到滑轮旋转时才施，滑轮旋转示出绳索施加在滑轮的力减小。13.因而，获得了爬助力，攀爬助仅在攀爬者主动攀岩壁或岩石时主。换言之，这并不以连续和固定的式在上升时减少用者的重量，而是供一种制作适于攀的装置，例如根攀爬者所施加的或根据该攀爬的动而制作。14.当然，本发明排除全时辅助，且可在某些实施方中应用。15.特别地，在辅模式中由电动机加至滑轮的扭矩值为由绳索施加至轮上的力的减小的、速率或速度的数。该扭矩值可该装置的预定校准的函数。16.电动机可自动制，使得在辅助式中，与滑轮上的索的卷绕速度相应的上升速度基本是恒定的。17.因而，特别地该装置能够适应攀爬者的望或攀爬者的形，特别是体重。因而，该装可适于例如特定训练程序，例如过一点点降低辅助平来使攀爬者在他她的练习中进步通过提供非常高平的辅助使得用户乎不费力地攀爬，装置可适于更娱的攀爬实践，以一个支承点跳到另个支承点，或者甚从一个岩壁跳到一个岩壁等。18.电动机可自动制，使得在掉落式中，施加至滑轮的大部分扭矩确基本上均匀的预定降速度，而与绳(3)施加在滑轮上的速度关。19.电动机可自动制，使得在掉落式中，施加至滑轮扭矩能够在确保本均匀的下降速度前实现攀爬者的进式制动。20.作为自动控制置，电动机能够接管理攀爬者的掉情况。特别地，降速度可限制在避任何伤害风险的度。可接受的是小于3m/s的速度，特别是大约2m/s的度，与无风险的降相兼容。另外，本发明的一些实方式中，电动机的自控制可编程为确攀爬者的动态栓，这比突然制动更适、更安全。21.电机可直接连至滑轮，或可通同步机械传动装置接。22.因而，在本发的标称操作模式没有采用离合器类的装置。如果需，仅在可选的降级式下实现离合器装置或机械制动，例如在装置的电故障的情况下实现电动机和滑轮连在一起，使得电机引起滑轮的直接动，或具有传动，以便向其施加助扭矩或阻力扭。23.该装置还可包盘式制动器，盘制动器配置成在所装置断电的情况自动致动。24.因而，简单地通过装置的配置该装置在与例如电机的断电相对应降级操作模式中可在掉落情况下保攀爬者的安全。装置发生电力故的情况下，为攀爬者供安全的盘式制器在没有电源的况下结合，并且在置通电时释放。25.电动机可为无刷型的，并且包承载一系列永磁体转子和承载一组组的定子。26.这种电动机可，很少受到磨损并且能够获得高机扭矩。27.该装置可包括械系统，该机械统能够使自动栓绳称为横向的方向运动，该横向方向直于绳索在自动绳外部的延伸方，该延伸方向称为直方向。例如，自栓绳装置安装在横向方向延伸的道上，以便能够沿述轨道自由地平移或安装在绕基本沿竖直方向延伸轴线枢转的臂上。28.特别地包括滑的自动栓绳装置横向平移运动使得够跟随攀爬者的动。这增加了使的舒适性，避免在掉落的情况下爬者的摆动运动，且使得该装置与大度的攀爬面相兼。29.本发明还涉及种用于娱乐的攀系统，包括攀爬结；诸如头盔或眼的虚拟现实装置；置成将图像投射虚拟现实装置中计算机系统；应用攀爬结构以攀爬的像；以及如上所的用于攀爬的栓装置。30.本发明还涉及种用于娱乐的攀系统，包括攀爬结；增强现实装置配置成将图像投影攀爬结构上以攀爬的计算系统；以及如上述的用于攀爬的栓绳装置。31.在根据本发明用于娱乐的攀爬统中，传感器可配为使用所述用于乐的攀爬系统来确攀爬者的位置和势，以便改变投在虚拟现实装置中结构上的图像以攀。32.由于本发明所供的装置不仅能使攀爬者被栓住，且能够辅助攀爬因而可设想用于与爬的普通实践不的娱乐。通过将装置与虚拟环境联，无论是由于虚拟实装置还是由于强现实装置而产的，均可向用户提独特体验。例如，童或成人在该环中移动可具有攀树木或在建筑物上印象，该建筑物根墙或其他攀爬结的可利用保持部行虚拟地再造。然，可不费力地进行种娱乐活动，或甚至以超级英雄方式进行，根据本明的栓绳装置可实人类难以达到的现。例如，可高攀爬，以完成从保部到保持部跳跃，具有减小重力的觉的任何其它攀体验都是可能的。33.本发明的其它点和优点将在下的描述中出现。附图说明34.在附图中，通非限制性实例给：35.图1以三维图的形式示出了根本发明的一个实施式的栓绳装置；36.图2示出了图1装置的三维分解图；37.图3以图解的式示出了本发明特定实施方式及其用环境；38.图4以三维图的形式示出了本明的另一特定实施式及其使用环境39.图5以三维图的形式示出了根本发明另一方面的施方式的用于娱的攀爬系统。具体实施方式40.图1示出了根本发明的一个实方式的用于攀爬的绳装置的示例。装置包括自动栓绳，自动栓绳1包括外壳2，可平织扁带构成绳3在外壳2内根据需要卷绕退绕。41.栓绳包括紧固口4，紧固接口4配置成紧固安装支架5上。在这里示的例子中，该装包括安装支架5，该安装架5构成能够可靠地承大于攀爬者的重量的强的固定点。42.在所示的例子，使用两个螺栓6来实现安装支架与自动栓绳1的紧固接口4之间的连接。43.当然也可设想它机械连接装置例如连杆或销。例，该装置可缺少何安装支架5，以例如使用两个登山固定在攀爬面的部。44.另外，如参照3和图4更详细地描述的，该装置可配置借助于可具有各种配置的合适装支架来实现该绳的横向移动。45.该装置配备有源连接器7，使得能够连接电电缆8。根据本发明的些变型，该装置可备有编程插座，编程插座可与电7相关联，或与电源7分离。46.图2示出了根图1所示的实施方式的栓装置的分解图，体地，这使得可看到栓绳1的壳2内部的部件。47.在这里所示的子中，电枢9包括紧固接4，构成了栓绳装置的主要构。滑轮10使绳索3能够卷绕和退绕，绳索3在这里采用平织扁带的式。绳索引导件11得能够引导绳索3，特别是得能够将绳索3正确地卷在滑轮10上。绳索导件通常是单件例如由塑料材料制，包括狭槽，狭使得构成绳索3的平织带能够引导通过48.该装置包括电机12，电动机12包括转子14和子13。电动机的作由电子控制电路15自动制。49.转子14基上由环状件组成在环状件的内侧面固定有永磁体16。永磁体16优选为强体，例如钕。定13位于转子14的环状件内部。子13包括一组绕组17转子和定子形成刷电机。这种类的电动机能够产生扭矩，非常可靠且少受到磨损，并没有部件摩擦。机12，具体为转子14，直接连接至滑轮10例如通过分布在滑10和转子14的周界上的螺母。因而，转子14的何旋转运动直接递到滑轮10，以及滑轮10的的任何转运动直接传递到转14。50.轴18通过用开口销可旋转联接至滑轮10。编码器24连接至轴18，从而使得能够表征轮10的旋转。51.轴18有利安装在滚动轴承，特别是相对于定13。例如，两个滚珠轴承19能够使轴(以滑轮10和转子13)在轴承自由旋转。52.栓绳还包括通间隔件22刚性连接至滑轮10的盘2153.盘21与卡23协作，构成能够使滑轮10旋转制或停止的盘式制器。该制动器可作为全措施进行致动例如，在切断该绳装置的电源的情下，例如，在该绳装置栓住的攀者掉落的情况下制动滑轮的旋转。54.由电动机12、枢9、滑轮10和盘21构的组件包括在两凸缘22之间，凸缘22通间隔件紧固在一，间隔件例如分布凸缘22的周边上。55.在一个变型中盘21可用作编码轮，其使可使用一个或多个学传感器来表征带轮10旋转(旋转角度和/或旋转速度)。轮10的旋转信使得能够确定绳索3的卷绕退绕速度，特别进入或离开绳套的索的线速度。56.电子电路15位于个凸缘22之间的系统的机部分的外部，但根据其它实施方式，电子路15可不同地定位，特别是凸缘22之间。57.与已知的栓绳置相反，由该装置栓住的爬者在掉落时的动通过由电动机12施加至滑上的适当扭矩来现。另外，该栓绳置还通过由电动向滑轮施加扭矩来实辅助攀爬。58.电动机的使用得能够根据该装的各种操作模式以根据绳索3施加于绞盘装置上的力来态地精确自动控施加于滑轮的扭。59.在掉落模式中栓绳装置必须将爬者掉落的速度限到安全速度，也是说，限制到攀爬能够在地面上无险地着陆的速度60.1.8m/s的速，即每秒6英尺，被认为合适的。因而，装置可提出1m/s、1.8m/s2m/s或3m/s的下降速度，其任选地进行编程这些值通过非限制性的例子出。61.对于这种掉落式，由电动机施的扭矩取决于使用装置的攀爬者以滑轮的几何形状，体地，取决于滑直径。为了阻挡落，施加扭矩，该矩向绳索施加与攀者所施加的力(通常是攀爬者重量)相反且相等的力对于给定的下降速度调节所施加的扭，以保持最大理下降速度。62.自动控制的电机还可通过对施至滑轮上的扭矩进动态管理来实现爬者的动态栓住。常，超过一定的高，这可由自攀开始以来卷绕在栓中的绳索3的量来确，对于攀爬者来，不突然停止攀爬者的掉落，而提供渐进式制动直到得可接受的掉落度可能更舒适和安全。在由位于攀面底部的保护者进的传统栓绳的情下，这通过在制攀爬者的掉落之前供一个小段松弛绳来实现。这种行可由本发明提供栓绳装置以自动的编程的方式再现。63.绳索3的退绕检测到掉落情况这引起滑轮10给定方向上的旋转可替代地，或者作为数的补充，可确和采用滑轮旋转加速度和/或由绳索3施加在滑轮上的扭或扭矩变化。64.自动栓绳装置主要功能之一是攀爬者上升期间使索能够渐进地卷。所提供的装置能满足这种基本功，而不需要协助也就是说，不需要攀爬者施加牵引力或至少不需要向爬者施加显著的引力。通常，自动制电动机可编程为过施加至滑轮上非常弱的扭矩来绕绳索，和/或编程为一旦绳索3在滑轮10上反作用力增加就止绳索卷绕。65.在辅助模式下通过绳索3上的牵引力，栓绳装置还可提辅助攀爬。对于攀爬者，这种引力降低了他或的表观重量；并促进上升。电动机进行自动控制和编，以便根据各种律或各种参数动地调整所提供的辅。66.攀爬者可能希在运动攀爬训练环境中得到辅助，例如调节训练计中的作用力，在没高作用力的约束或者在身体上要高的通道或序列上改进他或她的攀爬术。在这些情况其它情况下，可明绳索上的连续牵是障碍或不理想。装置使得能够施对作用力仅作为助的牵引力，也就说，确保仅响应攀爬者的作用力提供辅助，并且根据检到的作用力来调该辅助。67.例如，由电动对绳索施加的牵力可限制在自动控装置经由编码器测由绳索施加在滑上的力的减小所起的滑轮的旋转情况。相对于初始参考情况，这种减对应于这样的事，通过攀爬，攀者将他或她的重量一部分施加至保持上，或者更一般将他或她的重量一部分施加至绳索，并且因此产生了向于提升他或她作用力。68.由于由滑轮施的力是由攀爬者加的力和绳索对滑所施加的力的反用力的合力，因而力始终对应于攀者的重量减去攀保持部所承受的重的部分，并且可在何时候与预定值行比较，以确定爬者是否正在攀爬程中。因而，可选性地仅在攀爬者出努力时提供辅，通过，通过类比电动自行车的辅助置仅在检测到蹬时提供辅助。69.由绳索施加在轮上的力的减小通过几个参数来描，具体地，该减的绝对值、其与初值相比的比率或速度。这些参数通过观察滑轮的旋来确定。另外，可这些参数一个与一个或全部三个合在一起，以确定应用的辅助水平。利的是，根据这参数中的一个或个的变化来动态地节辅助水平。70.特别地，只有在由绳索施加在轮上的力和参考力间识别出足够的预定的差异时，才够可选地提供辅。这种差异使得从所提供的某种程的作用力来辅助攀者成为可能。这得可避免无意中施辅助。这也可使限定例如由攀爬者产生的作用力的定值成为可能，值与攀爬所需的力间的差由栓绳装置辅助功能提供。71.提供的辅助还将校准值考虑在。默认情况下，该可为固定的，或可根据用户进行编。例如，用户的重或用户体重的定部分可作为校准。72.在本发明中可见用于自动控制动机的其它定律。如，电动机可进自动控制，使得爬者的爬升速度是定的。这种类型的辅助几不适合于运动攀爬的实践，但在某些情况下，适合于娱乐攀爬动。73.图3示出了根本发明的一个实方式的用于攀爬的绳装置。根据该施方式，栓绳可在爬面25的顶部横向平移，以随栓住的攀爬者横向平移运动。74.横向方向t被义为垂直于竖直向v的方向，竖直方向v即为重的施加方向或例如栓绳索的一般延伸方。横向方向在被为攀爬面的延伸的致平面内延伸。75.在图3的实施式中，自动栓绳1通过合的安装支架5安装在沿向方向t延伸的轨道26上自动栓绳装置在轨26上自由移动，使得其移动伴随攀爬者的横向平运动。76.图4示出了图3所示原理的变型。在图4的实施方式，提供辅助攀爬能的自动栓绳1安装枢转臂27上，该枢转臂27能够实现动栓绳的横向运动。尽管该运动是完全横向的，是该装置可配置能够进行充足的横平移运动，并且具高简单性和高可性的优点。77.图5示出了本明的另一方面，据该方面，在虚拟增强现实环境中用能够辅助攀爬的绳装置。更具体，由于可提供的助以及舒适性和高全标准，所提供的绳装置特别适于传统的攀爬练习娱乐的应用。78.因而，本发明涉及图5所示的用于娱乐攀爬系统。除了括自动栓绳1的栓绳装置之外该装置还包括计机系统28，该计算机系统28编为将虚拟环境应用于攀结构29(例如攀爬)。79.可通过投影仪30来施加虚拟环境。然后，被称为增强现实。80.可通过虚拟现头盔31来施加环境，然后这被称为增强现实81.投影仪和虚拟实头盔可替代地以互补的方式使用例如，使攀爬者在虚拟环境中伴行浸入，并由位于爬者的虚拟环境观众观看。82.虚拟环境可为何类型，例如自环境(悬崖、虚拟树33等)或城市境(建筑物的立面、纪碑等)。83.有利地，创建拟环境，使得虚环境的保持部在位和形式上与攀爬构29的真实保持相匹配。84.整体可包括使能够根据攀爬者动作来动态呈现虚环境的器件。为，传感器使得能够定攀爬者的位置姿势。传感器可位于攀爬者身上的感器，和/或可为与像处理软件相关的一个或多个摄像。因而，可改变射在攀爬结构29或虚拟现实头盔的环境，以使其适攀爬者的某些动。还可在配备有虚拟实头盔的攀爬者肢体在虚拟环境的位置上，向他或自己提供视觉反馈85.根据本发明的一方面提供的、于娱乐的攀爬系统得能够提供新的爬体验，该攀爬体是娱乐性的，或有教学使命(例如用于适应眩晕感觉)，或甚至是完全用娱乐的体验：在怪的虚拟环境中不费力地攀爬、在拟树之间跳跃和在拟建筑物之间跳等，例如，以能超人体力的超级英的方式。86.因而，在本发中开发的用于攀的栓绳装置提供了种简单且安全的动栓绳装置，用于没有保护者的攀实践。通过一个同的器件，即，使联接至栓绳滑轮编器自动控制的电机，使得既可执在掉落的情况下栓的功能，也可执行助攀爬的功能。而，自动控制电机的使用使得可获施加至滑轮上用于两个功能的必要扭矩，并且使得够根据用于自动控电动机的各种定律调节该扭矩，以便满足该置在作为运动、闲或娱乐活动的攀爬实践中的用和目的。87.通过非常简单结构和其所提供功能，该装置适于在用于娱乐的整攀爬中，使得虚拟境能够应用于真的攀爬结构，以攀爬者提供新的和或娱乐的体验。技特：1.一种用于攀的栓绳装置，包：自动栓绳(1)，包括滑轮(10)和索(3)，所述栓绳装置配成使得所述绳索(3)根据由所栓绳装置所栓绳攀爬者的运动进行卷绕和退，其特征在于，述栓绳装置包括电动机(12)，配置成以便能够向所述滑轮10)以及联接至所述滑轮的码器施加扭矩，所电动机由电子控制电路自控制，所述电子制电路使用所述码器作为所述滑轮10)的旋转函数，以至少根据以下模来调节施加至所滑轮的所述扭矩：助模式，其中，由述电动机施加至述滑轮(10)的所述扭矩引起所述索(3)的牵引力，所述牵力在所述攀爬者攀爬中辅助所述爬者；以及掉落模，其中，由所述电机施加至所述滑(10)的所述扭矩阻止所述爬者掉落，或减慢所述攀爬者掉落以将其保持小于3m/s的速度。2.根据权利求1所述的装置，其中，述电动机(12)进行自动控，使得在所述辅模式中产生所述牵引力的所述矩仅在所述编码检测到所述滑轮旋转时才进行施加所述滑轮的旋转示由所述绳索(3)施加在所述滑(10)上的力减小。3.根据权利要求2所述的装置其中，在所述辅模式中由所述电动(12)施加至所述滑轮(10)的所述矩的值是由所述索(3)施加至所述滑轮(10)上的力小的值、速率或速度的函。4.根据前述权利要求中一项所述的装置其中，在所述辅助模式中由所电动机(12)施加至所述滑(10)的所述扭矩的值是述栓绳装置的预定校值的函数。5.根据前述权要求中任一项所的装置，其中，所述电动机(12)进行动控制，使得在述辅助模式中，与述绳索(3)在所述滑轮(10)上的绕的速度相对应上升速度基本恒定6.根据前述权利要求中任一项所述的装，其中，所述电机(12)进行自动控制，使得在所掉落模式中，施加至所滑轮(10)上的所述扭矩的部分确保基本上匀的预定掉落速度，而与所述索(3)施加至所述滑轮(10)上的扭矩关。7.根据权利求6所述的装置，其，所述电动机进自动控制，使得所述掉落模式中，加至所述滑轮的所扭矩使得能够在保基本均匀的掉速度之前对所述攀者进行渐进式制动。根据前述权利要求中任一所述的装置，其中所述电动机(12)直接连至所述滑轮(10)或通过同机械传动装置连至所述滑轮(10)。9.根据述权利要求中任项所述的装置，包盘式制动器(21)，所述盘式