智能梯子的制作方法

智能梯子
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求来自2020年8月28日提交的美国临时申请序列号63/071,437的优先权，该申请据此以引用方式并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种梯子。


技术实现要素：

4.本发明的梯子可结合有倾斜传感器，以确定梯子是否在期望的角度范围内倾斜，以最小化梯子的滑动或倾倒，并且该传感器可导致梯子向使用者生成信号。灯可被包括以使梯子在黑暗区域中(诸如在密闭空间中)可见，并且照亮周围区域。在梯子上可包括电源插座，以为工具、灯或其它设备提供功率。可提供托盘以保持工具和硬件；该托盘包括磁条，以保持螺纹件、钉子和螺丝刀之类的东西。传感器可感测使用者何时已经到达梯子的底部横档，并且可导致梯子向使用者生成信号，使得使用者将知道在他已经到达该底部横档之前不要走下梯子。
5.可提供附加特征来有利于进入和离开osha许可要求的密闭空间，特别是通过人行走道(manway)进入密闭空间。在osha许可要求的密闭空间中，存在用来确保该空间可安全进入和在其中工作的许可过程。这样的空间中所需的装备中的一些包括但不限于多达四(4)种气体(氧气、一氧化碳、六氟化硫和甲烷或较低爆炸水平的气体)的大气采样、临时照明、相机、通信设备、针对内部使用的工具的电力线缆以及临时通风管道和软管。这些物品堵塞空间的入口。入口往往也是出口。堵塞导致拥塞，造成正常进入和离开花费更长时间。在一些情况下，进入者变得受伤，因为他们在人行走道中被各种软管和塞绳捆绑后摔倒，并且在诸如火灾、有毒气体释放、该区域中的雷击或其它危险的紧急情况下延迟是严重的问题。这种梯子通过将装备结合和合并到梯子本身中来消除一些杂乱。
附图说明
6.图1是包括上述特征中的许多的梯子的前视图(其中为了清楚起见，省略了顶部托盘)；
7.图2是图1的梯子的左侧视图；
8.图3是图1的梯子的右侧视图；
9.图4是图1的梯子的平面图；
10.图5是托盘的侧视图，该托盘可安装在图1的梯子的上部部分上；
11.图6是图5的托盘的平面图；
12.图7是可插入图1的梯子的功率输出口中的灯的侧视图；
13.图8是图1的梯子的前视图，但是包括压电传感器，以感测当攀爬或下降时使用者的脚和手与梯子接触的位置；
14.图9是沿着图8的线9-9的示意性分解截面图；
15.图10是示意图，示出了针对梯子抵靠墙壁或其它支撑物的推荐倾斜角度；
16.图11是梯子的备选实施例的平面图；
17.图12是在其穿过人孔伸出时的图11的梯子的平面图；
18.图13是图11的梯子的侧视图，该梯子设置成向下插入密闭空间中；
19.图14是图11的梯子的侧视图，该梯子设置成向上插入密闭空间中；
20.图15是图11的梯子的立柱的面向外的侧视图；
21.图16是图11的梯子的立柱的面向内的侧视图；
22.图17是沿着线17-17截取的图11的梯子的横档的前截面图；
23.图18是沿着图17的线18-18的截面图；
24.图19是沿着图17的线19-19的截面图；
25.图20是示出抓住图11的梯子上的横档的使用者的手臂和手的示意图；
26.图21是图11的梯子的横档的平面图；
27.图22是沿着图21的线22-22的剖开视图，仅示出横档的外部轮廓；
28.图23是传输来自led光源的光线的光管的示意性前视图；
29.图23a是立柱的剖开侧视图，示出了图11的梯子上的气体取样布置的备选实施例；
30.图24是可安装到图11的梯子上的可移动货物托盘的侧视图；
31.图25是图24的可移动货物托盘的放大侧视图；
32.图26是图25的可移动货物托盘的平面图；
33.图27是示意图，示出了哪些部件典型地将位于图13和图14的密闭空间内部以及哪些部件(包括随员箱)将位于图13和图14的密闭空间外部；以及
34.图28是图27的随员箱的前视图。
具体实施方式
35.图1至图10示出了梯子10。梯子10包括左立柱12和右立柱14(也称为立杆或侧立杆)以及在立柱12、14之间延伸并连接立柱12、14的多个水平横档16。梯子10优选地由诸如玻璃纤维的相对轻质、不劣化和电绝缘材料制造，尽管在某些情况下可使用铝、钢或其它材料。
36.如图4中最好理解的，每个立柱12、14沿其全长具有基本上“c”形的横截面轮廓，其中第一向外伸出的腿18和第二向外伸出的腿20通过跨越腿21连接在一起。第一腿18比第二腿20厚。每个第一腿18限定纵向空腔22，该纵向空腔22基本上延伸立柱12、14的全长。容纳在每个纵向空腔22内的是led(发光二极管)光带24(也参见图2)，以帮助使梯子10更加可见。光带24不仅使梯子10更加可见；它还提供环境照明。空腔22的开放外边缘用诸如聚碳酸酯带的透镜26封闭，以保护光带24并漫射从空腔22发出的光。
37.光带24和所有其它电气部件(除非另有说明)可为电池式运转。一个或多个电池146(图17中示出)可放置在水平横档中的一个或多个内部或立柱12、14中的一个(或两个)内部。电池可为可充电电池，并且梯子10可设置有电池充电站(未示出)，当梯子10被插入电塞绳(electrical cord)中时，电池充电站自动通电，如后面更详细地解释的。这些电气部件中的一些或全部也可直接由外部功率源运转，该外部功率源可为直流(dc)或交流(ac)。
从电池式运转到由外部功率源运转的转换可根据需要手动地或自动地完成。
38.如图2和图3中所示，立柱12、14中的每一个都容纳测力传感器28，以检测梯子上的重量。这些测力传感器28监测梯子10上的全部载荷，包括使用者和使用者随身携带的任何用具(软管、工具、装备、消耗品等)。载荷被传送到优选地位于梯子上的控制器(未示出)，该控制器将载荷与规格进行比较，以确保不超过梯子10的最大额定重量。如果由测力传感器28检测到的重量超过梯子10的额定重量，则控制器可被编程以生成输出信号来警示使用者。输出信号可包括安装在梯子上的声音报警器、安装在梯子上的振动器(当被激活时振动器振动梯子)、可闪烁接通和关断、可改变颜色的灯(诸如光带24)等。输出信号还可包括无线地发送到诸如中心站或智能电话的外部接收器。注意，任何和所有这些报警输出也可用来警示使用者由梯子10检测到的任何其它状况，如后面更详细地讨论的。
39.可定制输出信号以警示使用者特定的安全问题。例如，灯可以不同的间隔闪烁，或者甚至可改变颜色，以指定具体的报警，如后面更详细地解释的。诸如绿色的颜色可用来指示使用者已经到达梯子10上的底部横档，并且因此可安全地走下至地面。诸如红色的另一种颜色可用来指示梯子10的不安全的休止角(太陡或太缓)，并且因此使用者不应当爬上梯子10，直到梯子被重新定位到正确的角度α(参见图10)。此外或备选地，各种声音或其它输出可用来指示各种状况，诸如指示不安全角度的高音调声音、指示与最底部横档接触的愉快的音乐音调、指示不同状况的不同音调的声音等。
40.测力传感器28还监测梯子10的每个立柱12、14上的重量。同样，该信息被传输到控制器，该控制器比较每个立柱12、14上的重量，并且如果立柱12、14中的一个似乎比另一个承受总重量的部分过大，则可激活输出以警示使用者。理想地，重量应当均匀地分布在立柱12、14中的每一个之间。如果测力传感器28检测到立柱12、14之间的重量分布中的过度变化，这可指示立柱12、14中的一个下面的土壤(或地板)没有被充分地压实并且即将屈服。当接收到指示载荷中的过度变化的输出信号时，使用者然后可下降并离开梯子10，并且在再次登上梯子之前确保两个立柱12、14被适当地支撑。
41.立柱12、14中的至少一个在跨越构件21(参见图3)中限定了通孔30，该通孔30足够大以允许人的手指延伸穿过，以便用作运输梯子10的把手。仔细地选择开口30的位置，以确保当由使用者在开口30处拿起梯子10时，梯子10是基本上平衡的。开口30的尺寸使得使用者可用戴手套的手拿起梯子。
42.每个立柱12、14的顶端部限定以4:1的比率(长度是高度的4倍)切割的倾斜表面或楔形物32(参见图2、图3和图10)，使得当梯子10以正确和安全的角度α直立时(注意：在4:1的比率下，角度α为大约76度)(也参见图10)，每个立柱12、14的顶表面是基本上水平的。
43.如前面所指出的，梯子10和诸如地板或地面(参见图10)的水平支撑表面之间的角度α应当为大约76
°
，并且优选地在70
°
和82
°
之间。梯子10包括倾斜传感器34，典型地为低频响应或dc响应加速度计34(参见图3)，该倾斜传感器34对准梯子的线性轴线，使得当使用梯子时，它监测梯子10相对于水平面的角度α，并将该角度传输到控制器，如果该角度α不在期望范围内，则该控制器生成输出信号以警示使用者。如前面所指出的，输出信号可为可视的(灯闪烁和/或改变颜色)、可听的(蜂鸣器或警笛)和/或通过触摸(振动)感测的，并且这些输出可为连续的或频率变化的，以在登上梯子之前、在使用梯子时和走下梯子之前警示使用者不同的梯子状况。
44.图8是梯子10的前视图，示出了多个接触传感器36在横档16上的放置。(底部横档标示为16b。)在该实施例中，并且如图9中所示，每个接触传感器36是安装在横档16、16b上的一块压电膜38并由保护盖40覆盖。压电传感器是利用压电效应通过将压力转换为电荷来测量压力中的变化的设备。最底部横档16b上的接触传感器36(参见图1)感测使用者何时已经到达最底部横档16b。位于立柱12、14(或102、104)上、在最底部横档16b的顶表面上方约一英寸的光发射器和接收器195(参见图16)也可用来检测使用者何时与最底部横档16b接触。当传感器38和/或195感测到使用者已经到达最底部横档16b时，则使用者走下梯子10并落到地面上是安全的。接触传感器36或光接收器195将信号发送到图3中所示的控制器42，因此控制器42知道使用者是否在最底部横档16b上。控制器向使用者生成输出信号，以指示使用者是否在最底部横档16b上，因此使用者知道何时走下梯子是安全的。输出可为短的哔哔声或其它声音、在使用者的眼睛水平处指示使用者与最底部横档接触的绿光或指示使用者不与最底部横档接触的红光、或一些其它期望的输出信号。注意，该信号(特别是如果它是声音)可被定时为相对较短的持续时间，以便当使用者故意长时间站在最底部横档16b上时，它不会打扰使用者。
45.在该实施例中，控制器42位于与倾斜传感器相同的区域中。电池、电池充电器和自动从电池功率切换到外部功率的电子器件可位于该相同区域中。
46.位于其它横档16中的几个(如果不是全部的话)上的附加接触传感器36可用作训练辅助工具，以帮助使用者学习使用梯子的安全方式。在攀爬时，使用者应当在梯子上保持3点(两只手和一只脚，或两只脚和一只手)接触。接触传感器36可将信号传输到控制器，以允许控制器始终监测通过使用者的3点接触的存在。控制器还可记录和传输3点接触数据以及时间/日期数据，使得其可以图形方式显示在输出设备上(靠近梯子或远离梯子)，以显示使用者的进度以及使用者在训练练习和日常使用期间爬上和爬下梯子时如何管理3点接触目标。控制器42可激活(多个)输出信号以在使用者是否与梯子3点接触方面警示使用者。该信号可具有短的持续时间，以便当使用者故意站在梯子的横档上并且使用他的手执行除爬上或爬下梯子之外的一些操作时不会打扰使用者。
47.参考图4，两个立柱12、14中的一个(在该实施例中为右立柱14)容纳沿着梯子10纵向地延伸的电延长塞绳44。公功率塞绳插头插座46(参见图3)位于立柱14的底部处，并且母功率塞绳插头gfci插座48位于立柱14的顶部处。(备选地，功率塞绳可具有反向取向，允许在底部处输入功率和在顶部处输出功率，并且在梯子内可存在额外的功率塞绳以允许在其它期望的位置处输出。)延长塞绳44可经由公插头46插入外部功率源中，并且诸如电动工具、灯和电池充电器的任何电气附件可插入母插头48中。如前面所指出的，一旦延长塞绳44已经插入ac功率源，梯子10上的电气/电子设备可从电池功率切换到ac功率。这种切换可手动地或自动地完成。
48.伸缩杆50(参见图2、图4和图10)容纳在与容纳延长塞绳44的立柱相对的立柱(在本实例中为左立柱12)的上端部上。杆50在图2中以虚线示出为处于其收起位置，并且在图10中也以虚线示出为处于其伸出位置。使用者将杆50向上滑动到梯子10的上端部上方，因此当他登上梯子10的端部上方并到达例如屋顶或平台上时，他可将杆50用作手柄/支撑件来使自己稳定。杆50可通过多种手段中的任何种锁定在其伸出位置，例如，通过简单地沿着其纵向轴线扭转杆50，直到杆50抵靠其自身的滑动机构锁定为止。
49.参考图5和图6，托盘52可安装在梯子10的顶部上，搁置在楔形物32的顶部上。托盘52可通过任何已知的手段固连，包括螺栓、夹具、磁体或工业强度钩和环紧固件(未示出)。托盘52限定多个贯穿开口54、56以接收诸如螺丝刀和扳手的工具(未示出)。托盘表面由能够容易地移除的壁58分开，该壁58可从壁引导件60之间被提升出去。磁条62为诸如螺丝刀的临时保持工具提供了额外的位置。在托盘52下方，可使用多个钩64来保持诸如油漆罐和类似物的悬挂物品。
50.图7示出了可商购获得的插入式军刀形灯具66。该军刀形灯66以明亮的led部分68为特色，并且橡胶包裹的把手70提供防滑手柄，该手柄包括在手柄端部处的公插头72，因此它可插入母电插头48(参见图3)中以为其板载电池充电或在插入梯子的插座中时照亮环境。这只是可插入梯子的电源插座中的工具的一个示例。可插入任何其它有绳或无绳工具，以利用梯子10上的这一特征。
51.当梯子10上的诸如加速度计34(参见图3)的传感器检测到梯子正在移动时，控制器导致梯子10上的光带44亮起。这是照亮梯子10正在其中移动的区域和照亮梯子10本身的安全特征，使得梯子10正在其中移动的区域周围的人员更容易看到它。在优选实施例中，梯子10被密封以充分地防水，以进行“喷涂”和“冲洗”。
52.应当注意，除非另有说明，关于梯子10的该实施例公开的所有特征也适用于或可适用于在本说明书中后面描述的备选实施例。
53.图11至图29示出了备选的智能梯子100。参考图11至图13，梯子100包括左立柱102和右立柱104以及跨越在立柱102、104之间并连接到立柱102、104的多个横档106。立柱102、104的框架优选地是彼此的镜像，即使容纳在这些框架中的物品很可能彼此基本上不同，如下文更详细地描述的。
54.参考图11，为了建立通用术语，梯子的前侧或入口侧被标示为“f”，梯子的后侧被标示为“r”，每个立柱102、104的面向外的侧被标示为“of”，并且每个立柱102、104的面向内的侧被标示为“if”。如后面将变得更清楚的，该梯子100被设计成具有仅前部使用侧，并且它特别可用于进入或离开osha许可要求的密闭空间，诸如图13中的密闭空间108(该图示出了用于通过人孔110向下进入密闭空间108的梯子100)或图14中的密闭空间112(该图示出了用于通过人孔114向上进入密闭空间112的梯子100)。
55.图12是图13中所示布置的平面图，其中梯子100用来通过人孔110的圆形开口向下进入密闭空间108。该梯子100在几个方面不同于第一实施例10。首先，使立柱102、104倾斜，使得立柱在前侧上彼此发散并在后侧上会聚。(平行于横档106的假想线116和从每个立柱102、104的前边缘延伸到后边缘的假想线118之间的角度β小于90度。)这为使用者提供了在前侧上到梯子的最大通路，并使使用者尽可能地靠近人孔开口110的支撑壁。这种倾斜构造在梯子100的前侧“f”中产生比在后侧“r”中更开放的喉部。这允许使用者更容易地将他的脚从前侧f放置到横档16上。它还在爬上或爬下梯子100之前引导使用者的脚进入与横档106更好的对准状态。当使用者穿过人行走道110时，倾斜为使用者创造了更多的开放空间，并且允许使用者的躯干比标准梯子可能的情况更靠近支撑壁并且更多地与梯子100接合。这有助于使用者通过人行走道110或限制梯子100周围空间的其它障碍物。
56.第二个区别在于，横档106不位于立柱102、104的中间，而是相对于立柱102、104在向后方向上偏移。也就是说，横档106更靠近梯子100的非入口或后侧“r”而不是梯子100的
入口或前侧“f”。使横档106偏移允许使用者更靠近梯子100的纵向中心，这增加了使用者与人行走道或其它障碍物之间的间隙，允许使用者更容易和更快地通过。重要的是，当存在诸如雷击或附近危险蒸气释放的情况时，能够快速地离开密闭空间，并且该梯子100的倾斜和偏移特征有助于允许人员快速且容易地离开密闭区域或其它工作区域。
57.图11以粗体示出了立柱102、104的轮廓。观察左立柱102(右立柱104具有作为左立柱102的镜像的轮廓)，轮廓分别限定第一空腔120、第二空腔122和第三空腔124。由于轮廓的空腔120、122、124延伸到相应的立柱的长度，它们沿着立柱102、104的长度形成通道。第一空腔120和第二空腔122向内打开。第三空腔124向外打开。第一空腔120可用来容纳、支撑和引导用于图24至图26中所示的移动货物托盘128的轴承组126。在第一空腔120的前部处的弯曲唇缘130部分地封闭第一空腔120，并且即使在戴手套时也可用作拿起梯子100的把手。该相同的弯曲唇缘130(也参见图20)可用来通过将其与前臂112一起用作支架来提供梯子上的第五接触点，如后面更详细地解释的。这是面向内的“if”空腔120；也就是说，它向梯子100的内表面开放。
58.第二空腔122可根据需要和如后面更详细描述的那样用来容纳电气线路和/或容纳用于气体监测器的压缩空气或采样空气的导管。这也是面向内的“if”空腔，即，它向梯子100的内部开放。该空腔122利用延伸空腔122的长度的阻挡带132封闭。空腔122可被灌封以完全封闭和密封空腔122，以使其成为水密空腔122。
59.第三空腔124是面向外的“of”空腔，并且用来容纳led照明带134，该led照明带134安装在由控制器控制的电路板136上，如后面描述的那样。该第三空腔124利用沿着空腔124的长度延伸的阻挡带138封闭，并且利用硅树脂灌封以完全封闭和密封空腔124，以确保其是水密空腔124。阻挡带138和灌封材料是半透明的，以允许来自led带134的光提供环境照明。这些led灯134可在颜色、开/关频率和强度方面由控制器选择性地激活，以用作用于密闭空间108中或梯子100上的人员的信号或报警，如后面所解释的。应当注意，阻挡带138从轮廓的外表面of凹进，以便保护阻挡带138免受损坏或刮擦。
60.最后，立柱102的轮廓终止于第四面向内的开口140和向内弯曲的唇缘142，该唇缘142可用作把手以拿起梯子100，即使在戴手套时也是如此。
61.现在参考图17至图22，每个横档106跨越立柱102、104之间的距离，并且优选地通过铆钉144(参见图15)固连到立柱102、104。图18是沿着图17的线18-18截取的横档106的截面图。(图17是横档16的前截面图，但是将理解，图18是穿过整个横档的视图，而不仅仅是穿过图17中所示的横档的一部分的视图。)如图17和图18中所示，一个或多个电池146可容纳在横档106内部。这些电池146优选地是可再充电电池，并且每当梯子100插入外部功率源时自动地再充电。横档106限定向下和向后开放的纵向空腔148，其延伸其全长，该纵向空腔148容纳led带150以照亮横档106后面和下面的区域。与梯子100中的类似空腔的情况一样，该空腔148利用阻挡带152(在这种情况下是半透明带152)封闭，以将led带150与环境密封，并且该空腔148可用半透明材料灌封以使空腔148防水。
62.图19是横档106沿着图17的线19-19的截面图。(与图18一样，这是横跨整个横档106的视图，而不仅仅是图17中所示的横档的一部分。)图17和图19显示横档106限定至少一个开口154，以用于光从横档106向前照射，从光管156的端部朝向爬梯子的人。光管是典型地用来增加光源的均匀性或引导光的光学部件。在该实例中(参见图23)，光管156从立柱
102、104中的一个上的led光源158获取光，并将其引导到横档106中的向前指向的开口154。led光源158安装在由后面描述的控制器控制的电路板上，使得它可用来向梯子100上的使用者发出信号或报警。当使用者站在地面上或梯子的横档上时，横档106上的开口154位于使用者的眼睛水平处，因此当他爬上或爬下梯子100时，他可容易地看到信号160(参见图23)。
63.参考图18至图22，横档106具有在其后边缘上的突出部(nose)162和在其前边缘上的尾部164。在突出部162和尾部164之间延伸的是限定多个肋166的拱形顶表面，以改善脚或手在横档106上的夹持。尾部164限定用作拇指接触区域的第一浅凹表面168。突出部162限定与第一浅接触表面168相对的第二更深的凹表面170。使用者用他的拇指306(参见图20)在尾部164的第一浅凹表面168上抓住横档106。他的手的其余部分在顶表面上的肋166上延伸，其中他的手指308延伸到突出部162上的第二凹表面170中。他的手的手掌位于加强夹持力的肋166上。这允许横档106在爬上和爬下时以自然的方式被夹持，尤其是在通过人行走道或绕过其它障碍物时。
64.当爬上和爬下时，使用者应当具有三个接触点以获得最佳支撑。这种类型的使用需要实践和纪律。当爬上和爬下现有技术的梯子时，使用者的手臂在肘部和手腕处弯曲。对于常规的横档或平梯级，如果使用者滑倒并失去与他的脚的接触，并且仅用一只或两只手接触，在他的手腕和肘部都弯曲的情况下，当他的把握部阻止他摔倒时，他可能会受伤。在梯子100的该实施例中描述的构造中，使用者的夹持使手腕与前臂172保持对准(参见图20)，使得在失去脚接触的情况下，手腕的应力较小。
65.为了用两只脚和两只手爬上或爬下现有技术的梯子，四个接触点中的至少一个必须移动。为了继续移动，每只手和脚都必须以高度协调的方式移动，这对于大多数使用者来说很难掌握。本发明允许操作者创建临时的第五接触点174(参见图20)，以通过防止受伤和跌倒来显著地提高梯子的安全性。
66.横档106的设计有助于使用者将他的手腕与他的前臂172对准，并在点174处将前臂172延伸成与梯子100的入口侧“f”上的倒圆唇缘130接触。这为使用者提供了一种方式来创建与梯子的五个接触点，如下所示：夹持横档106，在接触点174处将前臂172压入立柱102的倒圆前内边缘130中，同时用相对侧脚推出。这建立了三个接触点，其中一只脚、一只手和一只前臂被压入梯子100的倒圆边缘174中，使另一只脚和另一只手自由移动，为使用者提供了更好的支撑和增加的灵活性。
67.图15示出了立柱102的面向外的“of”侧。示出了led光带134和固连横档106的铆钉144。还示出了在立柱102的顶部和底部处的电源插座176。根据需要，这些插座176可用来为包括电延长塞绳在内的电气装备通电。插座176可由梯子100内部的电池和/或由外部功率源供电，如关于第一实施例所描述的。在梯子100的顶部处的把手178用来帮助提起梯子100并将其放置到位。
68.图16示出了立柱102的面向内的“if”侧。该立柱包括几个附件，其中许多附件可存在于两个立柱102、104中，并在下面描述。这些附件中的许多与密闭空间之外的接收器连通，这将在后面描述。附件如下：
69.rfid读取器180：梯子在同时涉及许多进入者的一些空间中使用。相同的进入者可在工作时段期间多次进入和离开空间。如果工作空间是osha许可要求的密闭空间，诸如图
13中的空间108，则需要位于密闭空间108之外的随员记录并跟踪进入者、进入者的姓名、他们何时进入、他们何时离开以及他们在该区域内部停留的持续时间。随员还可负责双重检查进入者是否具有进入这样的密闭空间108所需的id和所有证明。这是一个繁琐而耗时的过程。在该实施例中，包含大部分这种信息的唯一射频识别卡(rfid)在进入之前被发放给每个进入者。在进入或离开空间时，进入者在rfid读取器180上扫描他的rfid卡以记录他的状态。连接到梯子100的远程设备(诸如图28的打印机280)记录并打印进入者的姓名、进入或离开(视情况而定)以及进入或离开的时间和日期。在一个立柱102上的一个rfid读取器180用于进入，并且位于相对立柱104上的第二rfid读取器180用于离开。这自动化并加快了工人进入和离开密闭空间的记录。
70.人坠落插头182：随员或进入者可从立柱102拔出插头182，以指示有人坠落。这向控制器发出信号，以激活密闭空间内部和外部的报警，从而启动由应急响应人员的行动。
71.四(4)气体监测器184：4气体监测器184被结合到梯子100中，以消除样品软管被导引穿过人行走道110的需要。在实践中，当人员或装备在他们穿过人行走道110的点处进入或离开空间108时，样品软管经常被夹住。在此期间，不能监测受控空间内部的大气。该气体监测器184通过在现场监测气体并消除样品软管来消除样品软管被夹住的问题。
72.图23a示出了用于通过4气体监测器184监测大气的布置的备选实施例。在该布置中，歧管186延伸立柱102的长度，并且多个三通阀188由控制器顺序地打开，同时剩余的三通阀保持关闭，以在沿着梯子100的高度的多个高度处抽取梯子100周围的大气的样品。4气体监测器184可位于梯100上的任何方便的位置处，与歧管186并且因此与三通阀188流体连通。在优选实施例中，4气体监测器184能够容易地接近和移除，因此它可用于校准。4气体监测器184的读数被传输到控制器，如果由监测器184感测到不安全状况，该控制器可在密闭空间的内部和外部都生成报警输出，以提示密闭空间的疏散。
73.扬声器/振动器190：再次参考图16，包括一个或多个扬声器/麦克风190以提供密闭空间108内部和外部的人之间的可听通信。振动器(即在190处)也可用来当进入者与梯子100物理接触时警示进入者，如由关于第一实施例描述的并且也存在于该实施例中的接触传感器36感测的那样。
74.相机192：视频相机192允许随员和其他人与进入者进行视觉通信，以确保他们的安全、需求和进展。在优选实施例中，视频相机192能够以ir(红外线)频率记录，因此它们能够记录事件和人员，即使在夜间或当密闭空间108中的能见度例如由于烟雾非常差时。在该实例中，led灯134中的至少一些可以ir频率发光。这些相机192可为广角相机，以捕获更多的工作空间区域。
75.插头接收器194：安装在梯子100的顶端部附近的插头接收器194被设计成适合定制形状的插头，以用于为梯子100供电并为其电池146充电。(如果需要，在梯子的底端部附近也可存在插头接收器194。)
76.电路板196：带有垫圈盖198的定制电路板196用来与各种部件连通，包括以下部件：
77.计算机——用于控制和管理各种传感器、换能器、led、电池充电、rfid、监测和向远程数据输入/输出设备报告。
78.视频输入/输出——用于处理来自相机192的视频数据并传输到空间108外部。
79.dc响应加速度计，其用于测量倾斜角α，该倾斜角α将由计算机使用以经由扬声器、振动器和/或闪光灯警示使用者梯子100不处于适当的倾斜角。
80.用于提供环境照明的led灯以及在最底部横档正下方的位置处的灯，其中led向内指向在爬上梯子100之前将人的脚所在的地方以及在爬下梯子时脚将首先接触地板或其它表面的地方。
81.蓝牙或其它无线链路，其用于提供梯子100和另一设备(诸如膝上型计算机或其它通信设备)之间的通信链路。
82.示意图：
83.图27是示意图，示出了将位于由虚线200描绘的密闭空间内部的部件，以及包括随员箱在内的哪些部件将位于由虚线202描绘的密闭空间外部。不位于虚线200、202内部的一些部件可位于密闭空间的内部或外部。
84.如图13和图14中所示，梯子100大部分位于密闭空间108内部。如关于图16所解释的，在梯子上有连接器194，用于将外部功率连接到梯子100。图27显示梯子上的连接器194是带有键槽204的专用连接器，其通过连接到具有配合键208的插头210来接收功率，该配合键208连接到连接器194上的键槽204中。这典型地用24vdc功率为梯子通电。如关于第一实施例所描述的，梯子内部的塞绳44然后为诸如led灯、电池充电器、气体监测器、相机、倾斜仪、电路板、计算机、蓝牙链路、rfid、测力传感器和扬声器的附件供电，这些附件可内部连接到塞绳44或者可插入连接到塞绳44的梯子插座176中。根据梯子100的放置，插头210可位于密闭空间108的内部或外部。
85.在密闭空间之外，如由虚线202所示，存在100-240vac功率供应装置216、稳压24vdc通用功率供应装置218和随员箱220，该随员箱220可实现为例如个人计算机、平板电脑、虚拟触摸板设备或者甚至常规的控制面板。随员箱220包括用于蓝牙通信的天线222，并且可包括用于远程硬连线通信的线缆或其它连接器224。这些蓝牙通信和硬连线通信可与封闭空间内部的梯子100或与封闭空间外部的设备进行。预计随员箱220还将包括一些硬件，诸如在必要时被按下的紧急按钮，而不必滚动菜单屏幕。
86.随员箱：
87.图28示出了随员箱220的示例，其包括以下部分：
88.进入者警示按钮226：按下该按钮向进入者提供一个或多个信号，表明迫切需要与进入者交流，诸如以让进入者到人行走道来进行口头指示。
89.立即退出按钮228：按下该按钮将导致封闭空间内部的报警，诸如导致梯子100上的led闪烁红色、扬声器或蜂鸣器响起以及播放“立即退出”的消息。
90.人坠落按钮230：按下该按钮将警示紧急救援人员有人坠落在密闭空间中。
91.紧急呼叫按钮232：按下该按钮将使扩音器234响起
92.计时时钟236：显示本地时间
93.禁止进入灯237：红灯，立即退出
94.许可证剩余有效期时钟238：显示倒计时计时器，表明限制进入许可证有效的剩余时间。
95.正常进入灯239：指示密闭空间可以进入的绿灯
96.显示随员的相机240：该相机指向随员，并将视频传输到其它位置，以确认随员是
否在场。
97.针对4气体监测器的灯：
98.高级别报警灯242：红色-启动开始退出
99.无流量灯244：黄色，4气体监测器气泵未检测到流量——激活蜂鸣声
100.环境光ok 246：绿色
101.四气体水平监测器显示器248：显示被监测的所有气体的值
102.进入者人数250：显示密闭空间中的总人数
103.进入者数据显示和视频监测器252：显示进入者的姓名以及每个进入者在密闭空间内停留多长时间。
104.注：该监测器可切换为显示来自梯子100上的相机192的视频图像的视频监测器。
105.传感器警告灯，其包括：
106.内部噪音水平254
107.内部灰尘水平256
108.内部应力水平258
109.ac功率断开260
110.梯子线路供电262：绿色
111.梯子上的电池264：黄色
112.梯子电池功率低266：红色
113.数字显示器包括：
114.内部温度268
115.内部湿度270
116.内部热应力272
117.外部温度274
118.外部湿度276
119.外部热应力278
120.其它外部连接包括：
121.到打印机的连接280
122.到麦克风的连接282
123.到头戴式耳机的连接284
124.到天线的连接286
125.用于数据线缆的连接288
126.用于24vdc输入的连接290
127.传输到控制器或从控制器传输的任何或所有数据可经由天线286传输到随员箱220。随员箱220还包括发射器，其使得随员箱220能够向安装在梯子上的控制器传输数据或命令。例如，当按下立即退出按钮228时，随员箱220生成信号，该信号被传输到控制器以生成从梯子发射的信号，从而让密闭空间中的任何人知道他们需要立即退出。
128.图24至图26示出了可移动货物托盘128，其可安装在梯子100上以用于提升或降低负载，而不需要有人在梯子100上。托盘128骑跨在轴承126上，该轴承126沿着左立柱102和右立柱104上的空腔120行进，如图11中所示。如这里所示，在托盘128的每一侧上有一对上
轴承和下轴承126，其中一对上轴承和下轴承126分别接收在每个立柱102、104中。如图25中最好理解的，托盘128经由具有中间螺丝扣294的左杆和右杆292连接到左下轴承和右下轴承126，中间螺丝扣294可被调节以确保托盘128基本上水平，而不管梯子100的休止角α(参见图10)如何。
129.如图26中所示，托盘128包括凸轮锁296，该凸轮锁296被设计成将托盘128抵靠空腔120的壁锁定，以防止沿着空腔120行进。凸轮锁296压靠图11中所示区域298中的壁。当然，可使用其它制动/锁定机构来代替凸轮锁296或作为凸轮锁296的补充。托盘128还包括锚固点300，使得绳索302或柱可从托盘128上方的升高位置固连到托盘128，以升高或降低托盘128。托盘128可具有升高侧304，以防止托盘128上的物品掉落。
130.对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离所要求保护的本发明的范围的情况下，可对上述实施例进行修改。

技术特征：
1.一种梯子，包括：左立柱和右立柱，其由包括最底部横档在内的多个横档互连，底部横档传感器，其感测使用者何时站在所述梯子的所述最底部横档上；控制器，其安装在所述梯子上，所述控制器与所述底部横档传感器连通；其中，所述控制器激活安装在所述梯上的输出信号，以指示使用者是否在所述最底部横档上。2.根据权利要求1所述的梯子，其中，所述底部横档传感器包括安装在所述立柱中的一个上的光电监测器和安装在所述立柱中的另一个上的发射器，所述光电监测器和发射器安装在所述最底部横档上方短距离处。3.根据权利要求1所述的梯子，并且还包括在所述多个横档上的多个接触传感器，所述接触传感器与所述控制器连通，其中，所述控制器在所述梯子上生成输出信号，以让使用者知道所述使用者是否具有与所述接触传感器的三个接触点。4.根据权利要求1所述的梯子，并且还包括在所述左立柱和右立柱中面向外的细长通道，以及沿着所述面向外的通道延伸并密封在所述面向外的通道内的向外发光光带，所述向外发光光带与所述控制器连通。5.根据权利要求1所述的梯子，其中，所述左立柱和右立柱是倾斜的，使得它们在前侧上彼此发散，并在后侧上朝向彼此会聚。6.根据权利要求5所述的梯子，其中，所述横档朝向所述左立柱和右立柱的所述后侧偏移。7.根据权利要求1所述的梯子，其中，所述左立柱和右立柱限定细长方向并限定在所述细长方向上延伸的多个通道，其中，所述通道中的至少一个接收线路并被灌封以密封所述线路免受水损害，并且还包括安装在所述梯子上与所述线路连通的控制器。8.根据权利要求7所述的梯子，并且还包括安装在所述梯子上与所述线路连通的板载电池。9.根据权利要求8所述的梯子，其中，所述板载电池安装在由所述横档中的一个限定的中空内部部分中。10.根据权利要求9所述的梯子，并且还包括安装在所述梯子的一个端部处的rfid读取器，用于感测使用者在所述梯子上的移动。11.根据权利要求8所述的梯子，其中，所述梯子包括伸缩杆。12.根据权利要求8所述的梯子，其中，所述梯子包括与所述线路连通的气体监测器。13.根据权利要求8所述的梯子，其中，所述梯子包括与所述线路连通的蓝牙链路和相机。14.根据权利要求8所述的梯子，其中，所述梯子包括可移动货物托盘，所述货物托盘沿着所述细长通道中的至少一个向上和向下滚动。15.根据权利要求8所述的梯子，其中，所述梯子包括与所述线路连通的扬声器和麦克风。16.根据权利要求8所述的梯子，其中，所述梯子包括与所述线路连通的振动器。17.根据权利要求8所述的梯子，其中，所述梯子包括与所述线路连通的相机。18.一种梯子，包括：左立柱和右立柱，其由多个横档互连，其中，所述左立柱和右立柱是倾斜的，使得它们
在前侧上彼此发散并在后侧上朝向彼此会聚，其中，所述横档朝向所述左立柱和右立柱的所述后侧偏移。19.根据权利要求18所述的梯子，其中，所述左立柱和右立柱限定细长方向并限定在所述细长方向上延伸的多个通道，其中，所述通道中的至少一个接收线路并被灌封以密封所述线路免受水损害，并且还包括安装在所述梯子上与所述线路连通的控制器。20.根据权利要求19所述的梯子，并且还包括安装在所述梯子上与所述线路连通的下列附件：气体监测器；相机；电池；无线通信链路；扬声器；麦克风；和rfid读取器。

技术总结
一种梯子，包括传感器、控制器和输出信号，以警示使用者操作状况并在梯子的安全操作方面帮助使用者。面帮助使用者。面帮助使用者。


技术研发人员：C
受保护的技术使用者：USS退伍军人服务有限责任公司
技术研发日：2021.08.17
技术公布日：2023/9/23