相关申请的交叉引用
本PCT专利申请要求于2014年1月23日提交的美国临时专利申请序列号61/965125及2014年1月23日提交的美国临时专利申请序列号61/965126的权益及优先权，这两个临时专利申请的全部公开内容通过参引方式纳入本文。
背景技术：
1.技术领域
一种用于稳定与平衡梯子的组件。本发明还涉及用于稳定与平衡梯子的部件套件。
2.现有技术的描述
使用梯子的人通常需要在不平坦或倾斜的表面上使用梯子。然而，当前使用的许多梯子必须在水平区域中设置或者必须使用方块和垫片以便当在倾斜、不平坦或粗糙的表面上使用梯子时帮助稳定所述梯子。因为如果方块或垫片移动则梯子会突然倾斜，因此这可能在家里引发危险的工作场所或工作条件。类似地，梯子的用户可能被迫将梯子放置在距工作区太远的水平表面。因此，用户可能随后需要延伸其自身方远离梯子来完成其工作。已经使用各种方法在不需要方块和垫片的情况下允许将梯子设置在不平坦或倾斜的表面上。这样的梯子平衡与稳定组件的一个例子示于于2005年7月28日公开的Hosp的美国专利申请2005/0161287号(“Hosp”)中。Hosp公开了一种梯子平衡和稳定组件，包括用于附接到梯子的第一弧形管。第二弧形管可滑动地设置在所述第一弧形管内。一个锁定子组件被设置在所述第一弧形管上用于接合所述第二弧形管并限制所述第二弧形管相对于第一弧形管的移动。仍然需要一种组件，其允许更方便地锁定第二弧形管相对于第一弧形管的位置，同时还能在不平坦的、倾斜的或粗糙的表面安全地使用梯子。
另外，在一个工作场所使用的梯子可能需要满足各种产业(如美国国家标准协会)和工作场所安全要求，其要求梯子的最低阶梯设于距离所述梯子所使用的表面一个最小和最大高度。因此，梯子平衡与稳定组件满足这些产业和安全要求也是有利的。
技术实现要素：
本发明提供了这样的一种梯子平衡与稳定组件，其包括设置在管的下方并与第一弧形管相联接的下部阶梯构件。一个阶梯杆沿着第一弧形管延伸并与锁定子组件相联接。该阶梯杆可在解锁位置和锁定位置之间移动，以响应于所述阶梯杆移动到锁定位置而移动所述锁定子组件并限制第二弧形管相对于第一弧形管的移动。
因此，本发明的一个或多个方面的几个优点是，通过开始爬上梯子并踩在所述阶梯杆上以移动相对于第一弧形管安全地固定第二弧形管的锁定子组件，梯子平衡与稳定组件的用户能够相对于第一弧形管方便地锁定第二弧形管。这提供了一种自调节方案，其不需要用户使用他或她的手来移动所述锁定子组件。因为该组件还包括下部阶梯元件，因此它也能够满足各种产业和安全要求。
附图说明
结合附图考虑，通过参考下面的详细描述本发明的其它优点将变得更好地理解，其中：
图1是梯子平衡与稳定组件的一个优选实施方案的立体图；
图2是梯子平衡与稳定组件的所述优选实施方案的立体图；
图3是梯子平衡与稳定组件的一个实施方案的立体图，示出了一个锁定子组件；
图4A是梯子平衡与稳定组件的足部的立体图，示出了一个托板；
图4B是梯子平衡与稳定组件的足部的立体图，示出了一个花纹底；
图4C是梯子平衡与稳定组件的足部的立体图，示出了所述花纹底附接到所述托板上；
图4D是梯子平衡与稳定组件的足部的立体图，示出了所述花纹底附接到所述托板上；
图5A是一个连接器的立体图，示出了一个孔；
图5B是所述连接器沿着线B-B的截面图，示出了一个突起；
图6是所述平衡与稳定组件的第二实施方案的立体图；
图7是所述平衡与稳定组件的第三实施方案的立体图；
图8是所述平衡与稳定组件的第三实施方案的立体图，示出了附着到梯子上；
图9是所述平衡与稳定组件的第三实施方案的分解图；
图10是图6-9中所示的平衡与稳定组件的第三实施方案的立体图，示出了一个锁定子组件；以及
图11是所述平衡与稳定组件的第三实施方案的立体图。
具体实施方式
参考附图，其中在多个视图中相似的数字符号表示相应的部件，根据本发明而构造的用于平衡与稳定梯子的一个组件20被示于图1-10中。
在图1中总体地示出了组件20，其包括具有用于附接到所述梯子的第一长度的第一弧形管22。第二弧形管24具有比所述第一长度更长的第二长度，并可滑动地设置在所述第一弧形管22中。在本发明的一个优选实施方案中，该组件被构造成一个梯子，且所述第一弧形管22延伸通过并附接到梯子腿。第一弧形管22和第二弧形管24的长度使得管22、24向外延伸超出梯子的宽度，这有助于提供稳定性。总体地所示的锁定子组件26(图2)设置在第一弧形管22上用于接合所述第二弧形管24，并且用于限制第二弧形管24相对于第一弧形管22的移动。虽然第一弧形管22和第二弧形管24之间的摩擦实质上充当初始锁定机构，但是通常期望包括至少一个额外的锁定机构，例如锁定子组件26，以帮助相对于第一弧形管固定第二弧形管。如在图3中最佳示出，阶梯杆28沿第一弧形管22延伸，并与锁定子组件26相联接。所述阶梯杆28可在解锁位置和锁定位置之间移动，用于响应于所述阶梯杆28移动到锁定位置而移动所述锁定子组件26并限制所述第二弧形管24相对于所述第一弧形管22的移动。由于阶梯杆28沿着所述组件20的第一弧形管22延伸并在第一弧形管22上方，因此当他或她开始爬上梯子并踩在第二梯级上时用户可以容易地移动所述阶梯杆28。通过这样做，锁紧子组件26相对于第一弧形管22安全地固定所述第二弧形管24。这提供了一种方案，其不需要用户使用他或她的手来移动锁定子子组件26。而且，因为第二弧形管24可滑动地设置在所述第一弧形管22中，因此当组件20被移动到一个不平坦的、倾斜的、或粗糙的表面上时由于第二弧形管24容易在所述第一弧形管22内滑动，该组件20可被认为是自调节的。
返回参照图1，组件20的优选实施方案包括下部阶梯构件30，其是设置在组件20的管22、24下方的梯级的形式。这使得组件20能够满足各种产业(如美国国家标准协会)和工作场所的安全要求，这些安全要求要求梯子的最低阶梯设于距离所述梯子所使用的表面一个最小和最大高度。然而，应该理解的是，组件20的一些实施方案的下部阶梯构件30可以采用不同的结构。
如图3所示，组件20的第一弧形管22包括第一法兰32和第二法兰34，第一法兰32和第二法兰34以间隔开的关系各自从所述第一弧形管22径向延伸并大体彼此平行。所述第一法兰32和第二法兰34各自限定一个通道。锁定子组件26包括具有近端和远端的致动构件36。所述致动构件36可在一个夹紧位置和非夹紧位置之间移动。致动构件36限定了设置在所述近端的凸轮表面38和设置在所述远端的腔室40。致动构件36的凸轮表面38抵靠所述第二法兰34。致动构件36还包括邻近远端延伸通过所述致动构件36的定位销42。所述锁定子组件26包括具有螺纹部并延伸通过第一法兰32的通道并通过所述第二法兰34的通道进入致动构件36的腔室40的棒44。致动构件36的定位销42附接至所述棒44用于使致动构件36在锁定位置和解锁位置之间转动。一个螺母(未示出)螺纹接合所述棒44的螺纹部并抵靠第一法兰32。尽管优选实施方案的锁定子组件26使用所述致动构件36与凸轮表面38来一起移动所述法兰32、34，但是应当理解，其它锁定子组件26可以包括替换性机构，例如但不限于滑动夹、旋转夹、或摩擦干涉锁。
所述阶梯杆28被连接到致动构件36以将致动构件36移动至夹紧位置。所述第一弧形管22在第一法兰32和第二法兰34之间、邻近于致动构件36限定一个沟道50。阶梯杆28向锁定位置的移动使得凸轮表面38将第二法兰34移向第一法兰32，从而使得所述第一弧形管22相对于所述第二弧形管24轻微变形。第一弧形管22的这种轻微变形使得所述第一弧形管22接合所述第二弧形管24。相反，阶梯杆28向解锁位置的移动使得所述凸轮表面38移动，并允许所述第二法兰34从第一法兰32移开，消除所述第一弧形管22相对于所述第二弧形管24的变形。这允许所述第一弧形管22脱离所述第二弧形管24。虽然本发明的优选实施方案利用所述沟道50来允许所述第一弧形管22响应于致动构件36向夹紧位置移动而相对于第二管变形，但应当理解，其它实施方案可以采用其它方法，例如但不限于允许第一弧形管22变形的各种结构的凹槽或狭槽。
如在图1和2最佳地所示，总体示出的足部52可枢转地设置在所述第二弧形管24的每一端，以允许所述梯子设置在倾斜、不平坦或粗糙的表面上。现在参考图4A-4D，足部52包括托板54和从所述托板54延伸的一对突起56。一个花纹底58(图4B)附接至托板54用于抓住放置梯子的表面。每个突起56限定一个开口60。足部52还包括一个连接器62(图5A和5B)，连接器62限定孔64并附接到所述第二弧形管24。连接器62设置在足部52的突起56之间。螺栓66延伸通过所述开口60，通过所述突起56之间，并通过连接器62的孔64以便将所述足部52可枢转地附接到所述第二弧形管24，并使得所述足部52在三维空间中自由地枢转。如在图5B中最佳地所示，连接器62包括延伸到所述孔64内的凸出物68，以当所述足部52枢转时允许连接器62相对于螺栓66在一个宽范围内运动。因为凸出物68具有尖三角形的横截面，因此螺栓66相对于所述连接器62能够比如果所述孔64不包括一个凸出物68时可能的移动量有更大的移动量。因此足部52也能够具有宽范围的运动。
如上所述，本发明的优选实施方案集成到一个梯子中。然而，本发明的第二实施方案或套件66总体地示于图6中。第二实施方案66可以例如被提供给梯子制造商以便在梯子制造过程中附接到其梯子上。与优选实施方案一样，第二实施方案66包括具有用于附接到所述梯子的第一长度的第一弧形管68。第二弧形管70具有比所述第一长度更长的第二长度，并且可滑动地设置在所述第一弧形管68中。第三实施方案66包括总体地示出的一对支架72，每一个支架相互间隔地附接到所述第一弧形管68，用于可滑动地接合梯子的一对腿部。支架72各自具有第一部分74和附接到所述第一部分74并从第一部分74横向延伸的第二部分76。支架还包括从第二部分76横向延伸并大致平行于第一部分74的第三部分78。所述支架可以使用任何紧固方法附接至梯子的腿部，例如但不限于铆接、螺栓连接、螺纹连接、胶合或焊接。应当理解，支架72也可以被成形或形成为另外的结构。它们的形状主要取决于它们将要附接的梯子的形状和尺寸。
与优选实施方案一样，锁定子组件80(图3)设置在第一弧形管68上用于接合所述第二弧形管70并限制第二弧形管70相对于第一弧形管68的移动。阶梯杆82沿第一弧形管68延伸并与锁定子组件80相联接。第二实施方案66的第一弧形管68包括第一法兰84和第二法兰86，第一法兰84和第二法兰86以间隔开的关系各自从所述第一弧形管68径向延伸并大体彼此平行。所述第一法兰84和第二法兰86各自限定一个通道。
第二实施方案66的锁定子组件80包括具有近端和远端并可在夹紧位置和非夹紧位置之间移动的致动构件88(图3)。第二实施方案66的阶梯杆82附接到致动构件88以将致动构件88移动至夹紧位置。致动构件88限定了设置在近端处的凸轮表面90和设置在远端的腔室92。致动构件88的凸轮表面90抵靠第二法兰86。致动构件88还包括邻近远端延伸通过所述致动构件88的定位销94。所述锁定子组件80包括具有螺纹部并延伸通过第一法兰84的通道并通过所述第二法兰86的通道进入致动构件88的腔室92的棒96。致动构件88的定位销94附接至所述棒96用于使致动构件88在锁定位置和解锁位置之间转动。一个螺母(未示出)螺纹接合所述棒96的螺纹部并抵靠第一法兰84。第一弧形管68在第一法兰84和第二法兰86之间邻近致动构件88限定一个沟道100。阶梯杆82向锁定位置的移动使得凸轮表面90将第二法兰86移向第一法兰84，从而使得所述第一弧形管68相对于所述第二弧形管70轻微变形。应当理解，其它锁定子组件80可以包括替换性机构，例如但不限于滑动夹、旋转夹、或摩擦干涉锁。通常，第二实施方案66的锁定子组件80的操作与优选实施方案的锁定子组件26的操作是相同的。
第二实施方案66还包括一个总体示出的足部102，如图6所示地足部102可枢转地设置在所述第二弧形管70的每一端以允许梯子放在倾斜、不平坦或粗糙的表面上。返回参考图4A、4C和4D，足部102包括托板104和从所述托板104延伸的一对突起106。一个花纹底107(图4B)附接至托板104用于抓住放置梯子的表面。每个突起106限定一个开口108。足部102还包括一个连接器110(图5A和5B)，连接器110限定孔112并附接到所述第二弧形管70。连接器110设置在足部102的突起106之间。螺栓114延伸通过所述开口108，通过所述突起106之间，并通过连接器110的孔112以便将所述足部102可枢转地附接到所述第二弧形管70，并使得所述足部102在三维空间中自由地枢转。如在图5B中最佳地所示，连接器110包括延伸到所述孔112内的凸出物116，以当所述足部102枢转时允许连接器110相对于螺栓114在一个宽范围内运动。
第二实施方案66还包括下部阶梯构件118，下部阶梯构件118是设置在管68、70下方的梯级的形式。这使得第二实施方案能够满足上述的各种产业和工作场所的安全要求。应该理解的是，其它实施方案的下部阶梯元件118可以采用不同的结构。
本发明或套件120的第三实施方案在图7中总体地示出，其可以容易地附接到梯子和从梯子移除。与优选和第二实施方案一样，第三实施方案120包括具有用于附接到所述梯子的第一长度的第一弧形管122。第二弧形管124具有比所述第一长度更长的第二长度，并且可滑动地设置在所述第一弧形管122中。第三实施方案120包括总体示出的一对支架126，每一个支架相互间隔地附接到所述第一弧形管122，用于可滑动地接合梯子的一对腿部。支架126各自限定用于与梯子的梯级对准的通孔128(图9)。支架126各自具有第一部分130和附接到所述第一部分130并从第一部分130横向延伸的第二部分132。每个支架126的第二部分132限定所述通孔128。应当理解的是，所述支架也可以被成形或形成为另外的结构。
如图8最佳地所示，第三实施方案120还包括用于将第三实施方案120临时附接到梯子上的杆134。在装配时，杆134延伸通过梯子的梯级，并通过每个支架126的通孔128。在杆134的一端，一个垫圈136附接到杆134的一端以便相对于梯级固定所述杆134。此外，一个销138用在杆134的相对端以便将所述杆134保持在所述梯级内。因此，第三实施方案120可以无需使用工具而被附接到梯子。应当理解的是，第三实施方案120可替代地包括其它结构或机构，例如但不限于附接到所述支架126并可旋转地接合梯子的梯级以将第三实施方案120固定到梯子的一个板或臂。
第三实施方案120还包括一对支撑件140(图8和图9)，每一个支撑件附接到支架126中的一个以将支架126固定到梯子的腿部的内侧部分。支撑件140各自包括从支撑件140向支架126的第二部分132横向延伸的一个滑动部分142。支撑件140与支架126的第一部分130是间隔开的关系，以允许梯子的腿部的内侧部分夹于滑动部分142与支架126的第一部分130之间。这使得支架126和第三实施方案120的管122、124容易在梯子的腿部上滑动并与梯子的腿部接合。
与优选实施方案中一样，在图10中总体所示的锁定子组件144设置在第一弧形管122上用于接合所述第二弧形管124并限制该第二弧形管124相对于第一弧形管122的移动。一个阶梯杆146沿第一弧形管122延伸，并且与所述锁定子组件124相联接。与在所述优选实施方案中沿所述第一弧形管122并在其上延伸所不同，第三实施方案120的阶梯杆146沿所述第一弧形管122并在其下方延伸。但是，如同所述优选实施方案，第三实施方案120的第一弧形管122包括第一法兰148和第二法兰150，第一法兰148和第二法兰150以间隔开的关系各自从所述第一弧形管122径向延伸并大体彼此平行。第一法兰148和第二法兰150各自限定一个通道。
第三实施方案120的锁定子组件144包括具有近端和远端并可在一个夹紧位置和非夹紧位置之间移动的致动构件152(图10)。第三实施方案120的阶梯杆146附接到所述致动构件152以将所述致动构件152移动到夹紧位置。致动构件152限定了设置在所述近端的凸轮表面154和设置在远端的腔室156。致动构件152的凸轮表面154抵靠第二法兰150。致动构件152还包括在邻近远端延伸通过所述致动构件152的定位销160。所述锁定子组件144包括具有螺纹部并延伸通过第一法兰148的通道并通过所述第二法兰150的通道进入致动构件152的腔室156的棒160。致动构件152的定位销158附接至所述棒160用于使致动构件152在锁定位置和解锁位置之间转动。一个螺母162螺纹接合所述棒160的螺纹部并抵靠第一法兰148。所述第一弧形管122在第一法兰148和第二法兰150之间邻近所述致动构件152限定了一个沟道164。阶梯杆146向锁定位置的移动使得凸轮表面154将第二法兰150移向第一法兰148，从而使得所述第一弧形管122相对于所述第二弧形管124轻微变形。与优选实施方案一样，应该理解的是其它锁定子组件144可以包括替换性机构，例如但不限于滑动夹、旋转夹、或摩擦干涉锁。
如在本发明的优选实施方案中一样，第三实施方案120也包括一个总体示出的足部166，其如图7-9所示可枢转地设置在所述第二弧形管124的每一端，以允许所述梯子设置在倾斜、不平坦或粗糙的表面上。返回参考图4A、4C和4D，足部166包括托板168和从所述托板168延伸的一对突起170。一个花纹底172(图4B)附接至托板168用于抓住放置梯子的表面。每个突起170限定一个开口174。足部166还包括一个连接器176(图5A和5B)，连接器176限定孔178并附接到所述第二弧形管124。连接器176设置在足部166的突起170之间。螺栓180延伸通过所述开口174，通过所述突起170之间，并通过连接器176的孔178以便将所述足部166可枢转地附接到所述第二弧形管124，并使得所述足部166在三维空间中自由地枢转。如在图5B中最佳地所示，连接器176包括延伸到所述孔178内的凸出物182，以当所述足部166枢转时允许连接器176相对于螺栓180在一个宽范围内移动。
第三实施方案120还包括总体所示的一个下部阶梯构件184(图8和9)，其具有在一对侧边188之间延伸的阶梯186。每个侧边188从阶梯186横向延伸以形成U形。下部阶梯构件184可枢转地附接到支架126并在支架126之间延伸。阶梯杆146可枢转地附接于所述下部阶梯元件184并与支架126相联接并在支架126之间延伸。当用户踩到所述下部阶梯元件184的阶梯186上时，阶梯杆146移动到锁定位置。如同在本发明的优选实施方案中，阶梯杆146向锁定位置的移动将致动构件152移动到夹紧位置，并且使凸轮表面154将所述第二法兰150移向所述第一法兰148，从而使得所述第一弧形管122相对于所述第二弧形管124轻微变形，使得第一弧形管122接合第二弧形管124。因为用户不需要牢记启用锁定子组件144，因此此操作是有利的。相反，用户只需开始爬梯子并通过踩踏所述下部阶梯元件184的阶梯186，所述锁定子组件144就相对于第一弧形管122安全地固定所述第二弧形管124。当用户准备将梯子移动到新的位置时，他或她可以移动所述下部阶梯元件184，这使得阶梯杆146移动到解锁位置，并且使得凸轮表面154移动并允许所述第二法兰150从第一法兰148移开并消除所述第一弧形管122相对于所述第二弧形管124的变形。这允许第一弧形管122脱离所述第二弧形管124。
如在图11中可以见，当为了在使用梯子时有助于稳定梯子，本发明的第三实施方案的第一弧形管122和第二弧形管124相对于梯子以预定角度α倾斜，并远离梯子。更具体地，管122、124从所述梯子将停靠的表面或物体倾斜。这种倾斜有助于防止梯子从所述表面或物体的任何意外的移动或倾斜。管122、124的倾斜有助于确保螺栓180和连接器176的孔178的交叉点与沿梯子的腿部延伸的轴线对准。所述预定角度α优选为至少5度(5°)，并且优选为小于25度(25°)。然而应该理解的是，在一些实施方案中所述预定角度可以被选择为超出这个范围。
显然，根据上面的教导，本发明的许多修改和变型是可能的，并且可以以不同于具体所述的而在所附的权利要求书的范围内的方式实现。这些先期引用应被解释为涵盖在其中本发明的新颖性行使其效用的任意组合。在装置权利要求中使用词语“所述”涉及一个先行词，该先行词是意味着被包括在权利要求书中的实际列举，而在一个词语之前的词语“该”并不意味着被包括在权利要求的覆盖之内。另外，在权利要求中的附图标记仅仅是为了方便，并且不以任何方式理解为限制性的。