一种防倾覆直梯

技术领域

本发明涉及一种防倾覆直梯，属于攀登工具领域，尤其适用于电力行业现场作业所使用的直梯。

背景技术

直梯是电力行业施工及日常检修工作必不可少的攀登工具，目前电力行业检修多用直梯作为登高工具，直梯在使用时要求与地面呈60°角布置，以减少倾覆的可能。但是，人员在直梯上活动，其重心不会一直在直梯的脚下，当工作场地存在地势不平坦、地面较湿滑时，直梯在垂直和左右方向上发生滑动和翻转，为了安全使用直梯，往往需要单独一个人扶着直梯。一方面大大降低工作效率，另一方面增加了作业的危险性。

由图1、2可以看到，普通直梯因为使用过程中无法有效固定，在垂直和平行直梯的方向不能产生有效的力与力矩来抵抗倾覆力，容易产生倾覆。检修现场，一种不易倾覆、无需人扶的直梯将大大增加现场的安全性，提高工作效率。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种提高现场工作效率和使用安全性的防倾覆直梯。

本发明所述的防倾覆直梯，包括由边杆和横杆组成的主体，边杆底部设有可转动的支腿转向机，支腿转向机与支腿铰接，支腿设有四条，每个边杆底部各连接两条；支腿初始状态时为竖向且与边杆贴近，在支腿驱动机构的作用下支腿可展开与地面接触，支腿展开后可在锁止机构作用下固定。

为了提高现场工作的工作效率、提高直梯使用的安全性，研发一种防倾覆直梯，梯子使用防倾覆模式时梯子四条支腿双边呈现90°方向展开，使梯子的四个支腿都稳稳接触地面，增大与地面的接触范围，大大提高了左右和前后四个方向的防倾覆力矩。该直梯在运输和存储过程中外形大小与普通直梯无异，如图3、4所示，展开时在使用过程中无需人扶，不易发生倾覆；能够灵活的在地势不平整、地面湿滑以及作业空间狭小的环境中使用。直梯支腿未展开时其外形与普通直梯无异，可按照普通直梯来使用，当作业空间有限时，可根据现场实际情况只展开其中一侧的支腿(狭小空间模式)，或者不展开支腿，当作普通直梯来使用(普通模式)，如图7所示。

所述的支腿驱动机构包括连杆、脚踏板和滑动铰支座，连杆一端与支腿中部铰接，另一端与滑动铰支座铰接，滑动铰支座可沿边杆外侧面竖向滑动，滑动铰支座与脚踏板联动，脚踏板通过滑动支座竖向滑动设置在边杆内侧面。如图8、9、10所示，支腿的一端与支腿转向机相铰接，当向下踩脚踏板时，连杆带动支腿旋转下翻，支腿另一端与地面接触。

所述的支腿驱动机构配有可使同侧两条支腿打开角度不同的行程分配器，所述的行程分配器包括传动齿带和可转动的行程分配齿轮，行程分配齿轮的中心轴与滑动支座固连，传动齿带绕过行程分配齿轮，两端分别与两个滑动铰支座连接。行程分配齿轮可以转动，当地面不平时，其中一个支腿先落到地上，此时这个支腿不能再动，另一个支腿还可以继续下翻，也就意味着滑动铰支座可以继续往下运动，此时传动齿带就会动作，行程分配器旋转，两个滑动铰支座不在同一个高度，即使在不平整的地面上，防倾覆直梯的四条腿依然可以在这些机械构件的帮助下，四条腿都能稳稳的落地，如图5、6所示。

所述的支腿转向机包括圆柱状主体构件，圆柱状主体构件的圆周面设有齿；锁止机构包括与行程分配齿轮同轴的锁定齿轮，锁定齿轮固定不转，下降后锁定齿轮和行程分配齿轮均可与所述的圆柱状主体构件通过齿啮合。当脚踏板继续往下踩，支腿继续下翻(展开)直至支腿将梯子的边杆抬起离开地面，此时行程分配齿轮和锁定齿轮已经接近支腿转向机上部，继续往下踩，行程分配齿轮和锁定齿轮会同时与支腿转向机上部的齿轮啮合，行程分配齿轮和支腿转向机被固定，不能够旋转，实现梯子倾斜角度的固定。

所述的滑动铰支座顶部连接复位弹簧；所述的锁止机构还包括可沿边杆内部滑轨横移的锁止块，锁止块为竖向条形结构，锁止块内设有相接的纵向滑道、斜向上升滑道、斜向下降滑道、和回位滑道，回位滑道又连回纵向滑道，中心轴可沿滑道滑动，纵向滑道下部与斜向上升滑道之间设有防止中心轴从斜向上升滑道向纵向滑道移动的止回凸起，斜向上升滑道和斜向下降滑道连接处的顶部设有卡槽。当脚踏板踩到锁止位置，中心轴则从图15中的位置，经过图16中的止回凸起，来到图17中的卡槽，中心轴被锁止，行程分配齿轮不能上升，支腿被固定；再次踩下脚踏板，中心轴从卡槽脱离，锁止失效，中心轴在复位弹簧作用下，经过图18、19中的位置后，回到图15中的位置，行程分配器连同滑动支座和脚踏板回位。

支腿转向机的圆柱状主体构件侧面设有两块连接块，支腿转向机通过连接块与支腿铰接，两块连接块之间的角度为90°，使支腿展开时两支腿的俯视图呈现90°的角度，以尽可能增大与地面的接触范围。

圆柱状主体构件侧面连接复位扭簧，复位扭簧用于使支腿转向机自动转回原来的角度，当收起支腿时，右侧弹簧就会保证支腿转向机回转，转回到初始状态。

根据使用习惯，梯子一般先放置到使用位置，既将梯子与地面约呈60°角倚到墙上或者其他需要攀登的构筑物上，这时，先后踩下梯子两个边杆上的脚踏板，支腿会分别展开，直至支腿展开到适当位置，此时支腿转向机也被锁止，梯子就会保持与地面呈现固定的夹角，同时梯子支腿固定不能收回，达到防倾覆的作用。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

发明所述的防倾覆直梯，利用结构设计合理巧妙的纯机械结构，能够灵活的在地势不平整、地面湿滑以及作业空间狭小的环境中使用，大大增加现场的安全性，提高工作效率。

1、使用过程中，该梯子不容易在上人的过程中往后倾倒。上人过程中，即使工作人员伸直胳膊攀登，由于后面两支腿非常的靠后，梯子也不会向后翻转倒下。普通梯子在攀登过程中，工作人员伸直胳膊，人的重心后移，如果中心到了梯子脚后面，就很容易使梯子倒下。本直梯支腿展开后面积非常大，可以保证工作人员即使是伸直胳膊也不会导致中心到梯子支腿后面，杜绝了向后倒下的悲剧发生。

2、使用过程中梯子不会沿着墙滑下来。普通梯子在地面湿滑的情况下，由于只有两个腿与地面接触，地面湿滑会使梯子腿很容易克服地面摩擦力而滑下，导致事故发生。本发明四条腿稳固接触地面，一方面增大了与地面的接触面积，另一方面四条腿与地面的角度非常小，非常容易插入地面，大大增加摩擦力，使之不容易克服静摩擦力而出现打滑的情况。

3、不易向左右两边滑倒。普通梯子两条腿离的很近，抵抗左右倾覆的力矩就很小，本创新四条支腿向左右两边伸出的非常多，极大的提高了左右两侧的抗倾覆力矩。

4、使之不易沿着梯子的轴线翻转。普通梯子因为两条腿离的太近，在攀爬过程中如果抓了梯子的侧边或者携带的工具较大且有点偏，就会导致中心偏移，从而使梯子产生沿着梯子轴线旋转倾覆的可能性。本发明四条腿稳固接触地面，前后左右的距离都很大，即使比较偏，也在支腿覆盖范围内，保证了梯子的安全稳定。

5、使用时无需人扶。普通梯子使用时，要求与地面呈现60°角，并且需要单独有人扶着梯子才可以使用。放倾覆直梯独特的四腿机构大大增加与地面的接触面积，即使梯子不与地面保持60°夹角，依然可以保持良好的稳定性，这就放宽了角度要求；同时在没有人扶梯子的情况下，梯子不易倾覆，能够保证良好的稳定性，实现无需人扶的目标。

附图说明

图1是普通直梯使用过程中可能产生的倾覆情况示意图之一；

图2是普通直梯使用过程中可能产生的倾覆情况示意图之二；

图3是本发明的直梯在平整地面上支腿展开状态的立体图；

图4是本发明的直梯在平整地面上支腿展开状态的侧视图；

图5是本发明的直梯在不平整地面上支腿展开状态的立体图；

图6是本发明的直梯在不平整地面上支腿展开状态的侧视图；

图7是本发明最为普通直梯使用模式的示意图；

图8是本发明直梯下部支腿收起状态的立体图；

图9是本发明直梯下部支腿收起状态的正视图；

图10是本发明直梯下部支腿打开状态的立体图；

图11是支腿转向机的示意图；

图12是直梯下部内部机械结构的示意图；

图13是行程分配齿轮和锁定齿轮落到支腿转向机上方的示意图；

图14是行程分配齿轮、锁定齿轮与支腿转向机锁止的示意图；

图15是中心轴在锁止块滑道内的初始状态示意图；

图16是中心轴在锁止块滑道内运动路径示意图之一；

图17是中心轴在锁止块滑道内运动路径示意图之二；

图18是中心轴在锁止块滑道内运动路径示意图之三；

图19是中心轴在锁止块滑道内运动路径示意图之四。

图中：1、边杆；2、横杆；3、支腿；4、连杆；5、脚踏板；6、滑动支座；7、滑动铰支座；8、支腿转向机；9、复位扭簧；10、传动齿带；11、行程分配齿轮；12、锁定齿轮；13、中心轴；14、锁止块；15、滑轨；16、复位弹簧；

141、纵向滑道；142、止回凸起；143、斜向上升滑道；144、斜向下降滑道；145、卡槽；146、回位滑道。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。

但是，关于本发明的描述只是结构性乃至功能性描述的实施例而已，本发明的权利范围不因文中描述的实施例而受限。

例如，多个实施例可以具有多种变更，具有多种形态，应理解为本发明的权利范围包括能够实现技术思想的等同物。

如图说明书附图所示，本实施例通过以下技术方案实现：包括由边杆1和横杆2组成的主体，边杆1底部设有可转动的支腿转向机8，支腿转向机8的圆柱状主体构件侧面设有两块连接块，支腿转向机8通过连接块与支腿3铰接，两块连接块之间的角度为90°。支腿3设有四条，每个边杆1底部各连接两条；支腿3初始状态时为竖向且与边杆1贴近，在支腿驱动机构的作用下支腿3可展开与地面接触，支腿3展开后可在锁止机构作用下固定。

本实施例的支腿驱动机构包括连杆4、脚踏板5和滑动铰支座7，连杆4一端与支腿3中部铰接，另一端与滑动铰支座7铰接，滑动铰支座7可沿边杆1外侧面竖向滑动，滑动铰支座7与脚踏板5联动，脚踏板5通过滑动支座6竖向滑动设置在边杆1内侧面。支腿驱动机构配有可使同侧两条支腿3打开角度不同的行程分配器，所述的行程分配器包括传动齿带10和可转动的行程分配齿轮11，行程分配齿轮11的中心轴13与滑动支座6固连，传动齿带10绕过行程分配齿轮11，两端分别与两个滑动铰支座7连接。

本实施例的支腿转向机8的圆柱状主体构件侧面连接复位扭簧9，圆柱状主体构件的圆周面设有齿；锁止机构包括与行程分配齿轮11同轴的锁定齿轮12，锁定齿轮12可以位于行程分配齿轮11的内侧或外侧，锁定齿轮12固定不转，下降后锁定齿轮12和行程分配齿轮11均可与所述的圆柱状主体构件通过齿啮合；滑动铰支座7顶部连接复位弹簧16；锁止机构还包括可沿边杆1内部滑轨15横移的锁止块14，锁止块14为竖向条形结构，锁止块14内设有相接的纵向滑道141、斜向上升滑道143、斜向下降滑道144、和回位滑道146，回位滑道146又连回纵向滑道141，中心轴13可沿滑道滑动，纵向滑道141下部与斜向上升滑道143之间设有防止中心轴13从斜向上升滑道143向纵向滑道141移动的止回凸起142，止回凸起142限制中心轴13移动，当中心轴13从纵向滑道141进入斜向上升滑道143时，止回凸起142被中心轴13下压不起作用；当中心轴13上升时止回凸起142起到止回作用，中心轴13只能沿斜向上升滑道143运动来到斜向上升滑道143和斜向下降滑道144之间的卡槽145。斜向上升滑道143和斜向下降滑道144连接处的最高点A，以卡槽145作为参照，点A位于靠近斜向上升滑道143的一侧，当中心轴13从卡槽145向下移动时，中心轴13只能进入斜向下降滑道144。斜向下降滑道144最低处位于回位滑道146下方，当中心轴13向上移动时，中心轴13只会进入回位滑道146而不会进入斜向下降滑道144，中心轴13最后从回位滑道146回到纵向滑道141顶部的初始位置。

本发明的工作原理：

如图8、9、10所示，支腿3的一端与支腿转向机8相铰接，当向下踩脚踏板5时，连杆4带动支腿3旋转下翻，支腿3另一端与地面接触。每个支腿转向机8铰接两个支腿3，支腿3落地后梯子整个是被抬起来的，支腿中间部位有铰接点，连杆4是柱状构件，下部与支腿3中间的铰接点相铰接，连杆4上部与滑动铰支座7相铰接，滑动铰支座7可以在边杆1的侧面滑动，连杆4的上下铰接点均采用关节轴承连接，保证在支腿展开时支腿连杆的良好动作。

传动齿带10将两个滑动铰支座7连接起来，传动齿带10的下部与行程分配齿轮11相连接，如图12、13、14所示，行程分配齿轮11的厚度大于传动齿带10的宽度。行程分配齿轮11是安装在滑动支座6上的。当需要放出支腿3时，用脚踩下脚踏板5，此时滑动支座6与行程分配器都往下运动，传动齿带10也跟随行程分配器往下运动，带动滑动铰支座7也跟着往下运动，这时连杆4就会往下运动，由于两个连杆4另一端铰接在支腿3的中部，这样，两个支腿3就被连杆4推着往下翻转，支腿3展开。

当脚踏板5继续往下踩，支腿3继续下翻(展开)直至支腿3将梯子的边杆抬起离开地面，此时行程分配齿轮11和锁定齿轮12已经接近支腿转向机上部，行程分配齿轮11和锁定齿轮12会同时与支腿转向机上部的齿轮啮合，行程分配齿轮11和支腿转向机8被固定，不能够旋转，实现支腿3位置的固定。此时脚踏板5踩到锁止位置，中心轴从图15中的位置，经过图16中的止回凸起142，来到图17中的卡槽145，中心轴13被锁止，行程分配器不能上升，支腿3被固定。机构被锁止后，梯子的四条支腿都已经落在地上了，防倾覆直梯的各项功能都已经具备。工作完成后需要收起支腿时，只需要再次踩下脚踏板5，锁定机构就会失效，滑动铰支座7上面的两个复位弹簧16就会拉着滑动铰支座7向上运动，支腿3就会被连杆4拉着收起，同时行程分配器、滑动支座6、脚踏板5也会随着上移至初始位置，支腿3实现自动收起。具体过程为，再次踩下脚踏板5(行程分配齿轮11、锁定齿轮12与支腿转向机上部的齿轮啮合齿高满足继续下踩条件)，中心轴13从卡槽145脱离，锁止失效，中心轴在复位弹簧作用下，经过图18、19中的位置后，回到图15中的初始位置，行程分配器连同滑动支座6和脚踏板5回位。

梯子两个边杆1底部的空腔内有支腿转向机8，如图11，该构件左侧两个呈90°布置带有圆孔的块状构件，用于铰接梯子一侧的两个支腿3，使支腿3展开时两支腿的俯视图呈现90°的角度，以尽可能增大与地面的接触范围；中间的圆柱状构件可以绕着右侧轴旋转，旋转角度为±45°(旋转的目的是支腿展开，支腿与地面接触后，梯子要倾斜然后倚到墙上，这样梯子所在的面就会相对与支腿所在的面发生旋转)。圆柱状构件上半部分被做成了齿轮的形状，用于支腿完全展开时，支腿转向机上部的齿轮与行程分配器的齿轮相互啮合，达到固定支腿转向机的作用，最右侧的复位扭簧9用于使支腿转向机8自动转回原来的角度，即当收起支腿3时，复位扭簧9就会保证支腿转向机8回转，转回到初始状态。

当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。