一种透气外套 安全带

一种透气外套 安全带

朱吉顺、陈文、刘政、林宇、梁文勋、谢煜堃、陈祖康、何智锋、罗龙霖、卢强

广东电网有限责任公司梅州供电局，广东 梅州 514000

摘要：电力、建筑等行业人员经常进行登高作业，在登高作业前，需要先穿戴好安全带，防止意外坠落。当前的安全带主要由长条状的涤纶、丙纶、尼龙、棉纶等材料制成，韧度较大，不易扯断，但是容易缠绕，而且比较柔软，穿戴和脱卸花费的时间较多，效率较低。本文将描述在保留现有安全带保安全的基础上，将现有安全带与一种透气材料外套结合，制作一种新型透气外套安全带。第一部分阐述现有登高用安全带及其性能分析，第二部分论述透气外套安全带的结构及一般制造方法，第三部分讲述在此类型安全带上增加其他功能以后的几种设想。

关键词：安全带；透气；外套；登高作业；安全工具

引言

区别于汽车、飞机等带有机械机构的安全带^【1】，高空作业安全带直接穿戴在身体上对人体提供安全保护，关键部位和主要提供保护原理不是依靠机械松紧机构，而是依靠条带的物理特性，是登高作业的必备工具^【2】。本文仅研究登高用安全带，不对汽车、飞机等安全带进行深入研究。现在广泛应用于高空作业中的安全带多为长条状的涤纶、丙纶、尼龙、棉纶等材料作为主体结构，辅助以铁件为卡锁机构、塑料为抽拉松紧机构、海绵为保护垫结构等组成，可以在人员登高超过两米的地方对意外跌落提供安全保护。此种安全带固然能够在尽可能大的限度内提供安全保证，但是穿戴和脱卸均比较麻烦，容易缠绕，穿在身上也容易产生不适感，在脱卸后的保存上也存在不方便之处^【3】。本文在研究现行安全带功能的基础上，提出一种和类似马甲的外套搭配的安全带，既可以提供安全，又能够提高穿戴和脱卸效率。

1. 现有高空作业安全带及性能分析

高空作业安全带又称全身式安全带或五点式安全带，新国标GB6095-2009规定材质需使用涤纶及更高强度的织带加工，是高处作业人员预防坠落伤亡的防护用品。由带体、安全配绳、缓冲包和金属配件组成，总称坠落悬挂安全带。使用时可以单人穿戴，主要受力结构为腰部的束腰带和缠绕于四肢的固定带，束腰带在后腰部位置有垫片，且较宽大，可以当人在高空坠落时对腰部起到缓冲作用 ，缠绕于四肢的固定带主要为固定身体用。束腰带在身体的左侧和右侧各有金属环，可供钩挂主绳和吊物绳等，主绳两端都有带保险的机械卡锁结构，当登高过程中和到达固定位置工作时作为主要保护，缠绕在电杆、铁塔、楼梯副手等固定物体上，束腰绳通过单双带调整整体围度。背部上肢固定带交叉部分被固定住，有金属环，副绳两端都有机械卡锁机构，一端卡在此处，另一端直接挂在可靠位置或与穿过副绳的三孔圆环配合成为环形挂在可靠位置，当登高需要跨越横向物体，而主绳无法提供足够长度以保护时，副绳可以发挥长度较长的优势，与主绳配合使用，使作业人员始终不脱离保护，副绳有缓冲结构，缓冲结构内部为折叠带状条，外部用一定强度柔软结构包裹，折叠处长条同时用一定强度细绳子穿过并逐层缝住，以此提供一定强度缓冲力。

保护机制为缠绕在腰部的主绳和双脚对人提供三个支点，从而解放双手用于工作，副绳与主绳搭配使用，当遇到需要跨越时，将副绳悬挂至可靠位置，与主绳交替提供保护，或者到达固定位置作业时，将副绳悬挂至可靠位置，作为主绳的后备保护。当在高空移位过程中，主绳未悬挂至可靠位置而只有副绳可用时，发生跌落情况，则副绳的缓冲结构被扯破打开，对人的坠落起到一定的缓冲作用，减小坠落冲击。

2. 透气外套安全带的结构及一般制造方法

本段从透气外套安全带的各个内部组成入手，讲解其结构与各部分的连接方式，而后讲解一般制造方法，而后讲解其使用和收纳方法。

1. 透气外套安全带的结构

总体上为一个双层的马甲与第一节描述的五点式安全带的组合，将安全带全部带状体镶嵌进双层外套内部，在细节与关键结构上进行改善。外套类似无衣领的马甲，采用松紧透气耐磨材质，具有一定延展性。透气性达到透风排汗的水平，也可以做成轻薄细孔状，但是细孔不至于影响穿戴效率；耐磨级别、抗剪强度达到在正常使用和磨损状态下寿命与内部条带同步；延展性能够供内部宽带状条带调整围度、长度时不至于牵扯变形过分严重，既能够和内部条带结合，又不应影响内部穿插。

条带整体结构：内部条带采用国标要求的棉纶等材质，条带尺寸与现有安全带尺寸一致，横向带为束腰带和束胸带，束腰带围腰一圈，束胸带围胸一圈，第一条第二条竖带从两臀部上侧的束腰带过束胸带到肩部再次过束胸带到肚脐两侧的束腰带，第三条竖带从束胸带正后方至束腰带正后方，第四条竖带和第五条束带分别从臀部上方第一条第二条竖带与束腰带交叉的位置穿过裆部到肚脐两侧第一条第二条竖带与束腰带交叉的位置。

各条带与铁件连接方式：第四条和第五条带子只有两端是镶嵌入外套内部的，需要穿过裆部的中间部分是裸露在外的，第四条在左侧，第五条在右侧，第四条第五条带子分两段，带子一端从臀部绕过裆部直到到肚脐两侧都为带子，而后与锁扣链接，从束腰带引出的另一端出约300即为锁扣，通过锁扣与从臀部过来的带子连接。束腰带在前侧开口，开口处左侧为锁扣，右侧带可以插进左侧的锁扣，用于调节束腰带维度。束胸带与束腰带结构一致，只是锁扣与带子规格都略低。第三条竖带顶部与束胸带交叉处引出一个D型铁环，用于悬挂副绳的一端，此处D型环与外套与内部条带是锁死结构，只能随外套挪动。束腰带约在两侧的位置有D型环，用于悬挂主绳，此D型环与内部条带为锁死结构，外套左右两侧各留有两条缝隙可供D型环露出，和小幅度左右移动，以供主绳悬挂时提供最佳工作姿势，此处缝隙两侧加条带封边，即为相对硬质的封边可以防止束腰绳脱出外套外侧。

各条带之连接方式：所有竖带与束腰带和束胸带的连接处都是活动连接，即竖带与束胸带和束腰带交叉处为环形，束腰带与束胸带穿过其中，环形的围度使人能拉扯外套时对其左右适当调整。

条带与外套结合方式：外套为双层，条带整体全部在两层之间，五条竖带都不可左右挪动，相当于是直接和外套扣紧的，靠环形被束腰绳和束胸绳穿过的位置，可以小幅度在束腰绳、束胸绳上伴随外套的挪动而左右挪动，相当于除非使用人腰围胸围非常粗大，一般情况下外套是不会撑紧的，是存在褶皱的。

外套外侧各收纳兜、兜盖、魔术贴位置：腰部两侧和腹部前侧共4个兜，腰部两侧的两个兜袋负责在收纳时装安全带的主绳和副绳，腹部前侧的两个兜负责临时装小型工器具和材料，四个兜兜盖内侧和外侧都有魔术贴，盖则将兜盖的魔术贴贴在兜上，即封了兜，不盖则掀起来使兜盖魔术贴贴在兜上侧的外套上。一般情况下兜盖属于和外套粘贴位置，只有在登高过程中、工作结束后收纳工具时等需要封兜时才将兜封上。背后有五六条魔术贴，用于收纳时，将第四条第五条竖带贴在外套上。外套前侧采用魔术贴连接左右两侧，即外套为左侧魔术贴在左半衣服的内侧，右侧魔术贴在右半衣服的外侧，左侧直接按在右侧，此处魔术贴只用于固定外套，并不受力。

条带上的魔术贴位置：第四条第五条竖带两侧都有约在不受力位置外一直延伸的魔术贴，用户收纳时，用于粘贴在外套外侧背部位置。束腰绳内侧有魔术贴，束腰绳外套外侧有魔术贴，用于多余的束腰绳从左侧穿过机械扣后贴在外套上，防止散落。束胸带与束腰带结构一致。

收纳束口袋结构：背部内侧有一个伸缩束口袋，用户收纳外套带，束口带的绳子一端固定在背部D型环的位置，外套内侧约在背部正中央有一个向上侧开口的兜，用于装束口袋，兜口在口处有魔术贴，正常情况下处于封口状态。束口带在口一侧有个提手，可以单手提，绳子一端有个卡绳子的机构，防止束口后松掉。束口袋口处一侧有个小兜，兜口有魔术贴，束口绳子在束口后可以放进此小兜，用魔术贴封口，

2. 透气外套安全带一般制造方法

第一步按照普通成年男子身材打造人体模型，将条带位置画在模型上，而后紧贴人体模型制作人体模型钢筋网，钢筋架构沿各条带线条两侧，为下一步订紧各条带的操作预留位置。人体模型钢筋网分前后两半。

第二步在人体模型钢筋网制作好后，取出内部模型，将两半模型钢筋网合二为一，并处理毛刺等，保护加工人员。

第三步将内层外套穿在钢筋网上，再将全部安全带穿在内层外套上，采用固定机器将条带固定在内层外套上，本步只固定竖带。

第四步将外层外套穿戴在安全带外侧，先与安全带竖带固定，再与内层外套固定，留下束腰带与束胸带的活动位置。

第五步将各铁件连接入条带上，并对位置处适当处理，使之顺畅使用。

第六步将各兜固定在设计位置。

第七步将各兜魔术贴固定在外套和兜内设计位置。

第八步在束胸带外侧缝上反光条。

3. 透气外套安全带的使用方法

解开束口带的束口绳子，取出外套，将束口带子放进外套内侧背部的兜里，封兜，穿上外套，调节束腰带到合适位置，扣好之后将多余带子粘在魔术贴上，束胸带同束腰带，从臀部上侧抓到第四条第五条竖带穿过裆部与前侧卡锁机构连接，并调节到合适长度，多余的粘在外套外的魔术贴上，主绳正常情况下左侧始终连接在D型环上，用时从左侧兜里取出，副绳正常情况下一端始终连接在背后D型环上，用时从右侧兜里取出，主绳副绳不用时都可以分别放在左侧右侧兜里，不封兜可以方便随时取用。

使用结束后，解开第四条第五条竖带，粘在臀部上侧的魔术贴上，将主绳收入左侧兜里，扣上兜盖，将副绳收入右侧兜里，扣上兜盖，清理干净前侧兜里工器具，解开束胸带，解开束腰带，解开前侧魔术贴，脱下外套，取出背部内侧兜里的束口带，拿出外套外，将外套正常摆好，左侧往右侧折一次，上侧往下侧折一次，而后放入束口袋中，束紧口，用小卡扣机构封口，将多余的束口绳塞进束口袋一侧的小兜内，用魔术贴封口，即完成收纳，可以提着一侧的提手拎走透气外套安全带。

3. 在此类型安全带上增加其他功能以后的几种设想

本段介绍在此透气外套安全带的基础上增加几个功能之后的新型安全带的几个设想。

1. 增加安全帽功能

在原外套的基础上增加一体式帽子套，与原外套配合使用，帽子套可以从外套上取下，外套与帽子套最下延采用磁吸扣连接，同时辅助以拉链连接，短期固定用磁吸，长期固定用拉链。帽子套套在安全帽外侧，将整个安全帽包围，安全帽本体就是现在广泛使用的电工安全帽。帽子套脖子的高度有紧固带，类似防风帽的绳子，从帽子套中间约与下巴同高度的位置穿过帽子套，紧固带通过一对塑料卡扣卡紧，其中一个塑料扣和带子为固定结构，另一个塑料扣可以调节紧固绳的维度，设计成带状而不是绳子装是因为带状产生压强相对较小，此紧固带可以取代原电工帽子的下巴紧固带。

如果不用安全帽可以取下，短期使用可以用磁吸连接，长期使用可以使用磁吸之后再使用拉链固定，穿时直接扣在头上，然后调整帽箍，调整紧固带即可。脱时直接解开紧固带，脱下即可，安全帽可以跟随外套安全带一起放进束口袋里。

2. 增加鼓风功能

在束腰带上方腰部后侧、束胸带上方前胸处、安全帽后脑勺处加装小风扇，从外套夹层走线，给电接口设置多个，一个设置在前侧工具袋内，可以直接将蓄电池放在工具袋内，一个设置在后腰处，可以将蓄电池放在工具袋内，蓄电池自带一定长度自动伸缩式线，可以与风扇接口连接，接口采用磁吸结构，方便盲接。

在胸前的风扇处设置风扇开关，采用按压结构，关一二三档位循环，一个开关同步控制四个风扇。风扇从外部吸风，往外套内部鼓风，不直接往身体上鼓风，而是侧向吹向外套上，通过往外套内部和身体之间缝隙处不断鼓入新风带走热量。风扇结构采用无刷防水电机，风扇直径约50，以不影响安全带其他结构为宜。

另一个方案是，全身多处设置管路，由外挂携带鼓气泵对全身管路鼓风。

3. 增加太阳能功能

在原外套外侧后背上半部分和安全帽套上多处设置条状魔术贴，用于连接软质太阳能光伏板，光伏板生电之后直接对风扇供电，在腰部后侧的两个风扇位置设置电力电子模块，用以调整光伏发电对风扇的供电，档位关一二三循环。

本文所研究的登高用安全带，是在现行安全带功能的基础上，经过改进的一种和类似马甲的外套搭配的安全带，既可以提供安全，又能够提高穿戴和脱卸效率，能够在尽可能大的限度内提供安全保证。

参考文献：

1. 曾燕娜.某车型安全带锁扣组件提醒功能开关失效问题研究[J].时代汽车,2020(12):164-166.

2. 徐岗.建筑施工中应用安全带的管理探讨[J].建筑工人,2020,41(05):21-24.

3. ]辛平野,郭润凯,孙登敏,罗家健,林园敏.一种杆塔高空悬挂救援装置研究及应用[J].中国应急救援,2020(01):46-49.

本文章属广东电网个人职创项目：透气外套安全带，项目编号031400KK52190071。