一种可使攀登者在使用中采用更合适攀登姿态的垂直方向梯子装置的制作方法

本发明涉及梯子，尤其是涉及(但不完全限于)一种垂直方向梯子装置。

背景技术：

常规布置(特别是有关安全的布置)严重受限，但数千年来梯子设计仍相对保持不变。

具体而言，图1展示了常规垂直方向梯级梯子布置。如示例性示意图所示，攀登者需用其腿和脚沿垂直方向攀登，且其手臂和手需横向握持梯子。

应理解的是，攀登者的重心位于梯子后面，若攀登者未握住梯级，会从梯子摔下。

此外，此类常规梯子布置需攀登者始终使用手，问题是会引起攀登者疲劳。

此外，使用常规梯子布置，攀登者除非松开梯级，否则无法用一只或两只手携带物品。

上述问题可通过将梯子倾斜而在一定程度上得到缓解，例如基本如图2所示，现有技术中，梯级梯子1倾斜抵靠非移动物体2。

类似地，图3展示了包括斜梯的常规阶梯布置3。现具体如图2所示，该倾斜结构中，攀登者对其手的依赖程度有所降低，但并不完全不依赖。具体而言，斜梯布置中，攀登者可暂时放手，但不能长时间。此时，由于攀登者的重心远高于其下肢，因此不易从梯子摔下，基本如图1所示，攀登者位于垂直方向的梯子上，但短时间之后，攀登者会无法保持平衡，可能向后翻倒。

应注意到，应用中斜梯不适合垂直，例如在竖井中采矿、攀登建筑物的垂直面、攀登电报杆等。

因此，为了使垂直应用中更具安全性，人们已研发了如图4所示的鼠笼式垂直梯子布置4。可看出，该布置4包括由鼠笼包围式的常规垂直梯级梯子布置，人们认为鼠笼适于阻止攀登者从梯级梯子摔下。

但经验表明，鼠笼布置不一定安全，其本身便可能伤害摔下的用户。事实上，研究表明鼠笼给人的安全感可能是虚假的，会带给攀登者更大的风险。

人们已进一步尝试解决有关常规梯子布置的上述等问题。

具体而言，现图5展示了根据现有技术出版公开的编号为wo2013/105880a2(babaylova)的专利——垂直梯子布置5，为方便起见，以下称为d1。

根据d1的摘要，所述垂直梯子5用于密闭空间。

所述梯子5包括：由垂直柱和横向件构成的框架(所述横向件使相邻的垂直柱互连)、台阶(每个台阶可移动地固定到框架上，以便能围绕水平轴旋转)以及用于将台阶固定在水平位置的工具。

如图所示，所述垂直梯子布置5包括可枢转的台阶，不使用所述台阶时可将其向上枢转；攀登者爬梯子需踩踏时将其向下枢转，从而可节省梯子在狭窄空间内所占据的空间。

图6是d1中梯子5的顶视图，如图所示，台阶6呈水平布置以便踩踏，台阶7已向上枢转以便存放。

d1的英文译本指出，“为了攀登梯子，人们须将台阶从下往上旋转，将台阶8、9的两条垂直行从垂直位置转到水平位置，每次攀登到下一台阶。台阶通过以下方式支撑，即e.站台通过水平横杆4固定在水平位置，所述水平横杆4垂直于站台r的旋转轴。e.位于图1中的平面上。以这种方式继续将上部站台转到水平位置，则人可攀登到阶梯的顶部。下阶梯时，人须转身，将两条垂直行从水平位置8、9转到垂直位置，从上向下计数，每次下一级台阶。以这种方式继续将下部站台转到垂直位置，则人可下到地面；若阶梯附着在房间墙壁上，所述梯子或阶梯悬在地面上。”

但d1存在几个问题。

首先，如下文的进一步详细说明，d1无法使攀登者采用更合适攀登姿势。

攀登梯子5时，d1存在的另一问题是，攀登梯级需新的立足点，攀登者需用脚找到下一个垂直方向的台阶，接合台阶边缘并将台阶向下推，从而将踏板向外枢转以便站上台阶。应理解的是，狭窄的空间中，攀登者不一定能看清其脚，会导致脚不灵活；同时考虑站立的台阶，会给自己带来重大的安全隐患。

下梯子时，d1存在的另一问题是，若以上述方式攀登梯子，所有台阶均需呈水平方向。但为了攀登梯子，攀登者需将台阶移开。因此，以这种方式，攀登者在攀登时需采取更困难的方法，需将一只脚置于水平铺设的台阶内缘下方，以便脚在相对台阶达到平衡时再攀登一步。

因而攀登和下梯子时以及以这种方式物理地降低或升高台阶时，攀登者不可松开d1的梯级。相反，如下文详细说明所示，根据本实施例所述的梯子减小了攀登者对其手的依赖，从而攀登者攀登和下梯子时，可不使用手。

实际上，按照d1中操作台阶的要求增加了攀登者对其手的依赖，因此无法用空闲的手来携带物品。

此外，以这种方式操作台阶减慢了攀登者的攀登或下梯子的速度，在攀登者可能需要快速攀登或下梯子的紧急情况下尤其危险；

此外，攀登梯子时，攀登者会受到水平伸出台阶的阻挡，而需将其推开。如上所述，d1中要求台阶可枢转，从而梯子1占据较少的空间，适用于密闭空间。如下文说明所述，本实施例的梯子不一定在密封空间内使用，而是可使攀登者采用上述更合适攀登姿势。

此外，设想攀登者从高处的垂直结构走下(例如使用d1的梯子从风力涡轮机塔架走下)，并升高在走下过程中的所有台阶。为方便别人下梯子，需升高所有台阶，从而会造成重大的安全隐患，因为后面的攀登者，特别是后面不留心的攀登者，可能因为无可踩踏的台阶而摔死。

因此，虽然d1可适用于密闭空间，但根据上述目的，d1不适用于其他应用，包括会导致上述问题。

现如图7、8和9所示，本文提供了现有技术中梯子布置的其它实施例。

现图7展示了编号为us4199040a的专利说明书(lapeyre)中公开的实施例，下文称为d2。根据摘要，d2中的梯子特别适用于船上，使用安全舒适、重量轻、占地和空间面积较小。该梯子包括以预定倾斜角度设于上甲板或下甲板之间的单个纵梁，纵梁的两侧具有半踏板阵列，每个阵列沿着纵梁的长度与另一阵列纵向间隔开。半踏板固定到纵梁的各侧边并从纵梁的各侧边延伸，每个踏板均包括一个整体向外延伸的部分，该部分终止于穿过踏板前缘的平面前方的平面。梯级设于前方平面中，固定到延伸踏板部并由向外延伸的踏板部支撑。

图8展示了编号为us4535871a的专利说明书(lapeyre)中公开的有关d3的实施例。

根据摘要，d3提供了阶梯或梯子，具有适于以较陡倾斜角度安装在上层和下层之间的中心纵梁，以及以交替布置的形式设于各纵梁侧边的多个构件，每个构件具有从纵梁向外延伸的脚支撑部。一对梯级基本设于前方平面中、平行于穿过脚支撑部的前缘且相对于脚支撑部定位以便为用户提供支撑的平面。除了阶梯的顶部踏板和底部踏板之外，踏板构件基本相同，包括脚支撑部和可连接到扶手的向外延伸的支撑件。优选地，阶梯由铝制部件组成，并焊接在一起，以提供相对较轻、刚性和坚固的完整结构。

此外，图9展示了编号为us4509617a的专利说明书(lapeyre)中公开的有关d4的实施例。

根据摘要，d4提供了具有中心纵梁和两个平行侧纵梁的阶梯。垂直间隔的多个半踏板设于中心纵梁的各侧边，在中心纵梁和相邻侧纵梁之间延伸。中心纵梁一侧边的半踏板与中心纵梁另一侧边的踏板交替设置。根据阶梯构造，所述中心纵梁既可以是也可以不是结构构件，但所有情况下应均可作为踏板内角的保护屏蔽，从而在自己或其他攀登者摔倒时，可将位于角落的攀登者的伤害减小到最低程度。一对梯级设于前方平面中、平行于穿过踏板前缘且相对于踏板定位以便为用户提供支撑的平面。

但公开的d2-d4中所提供的所有实施例均为倾斜的梯子，容易具有上述缺点。

本发明旨在提供一种垂直方向梯子装置，可克服或基本上改进现有技术中至少一些缺陷或提供替代方案。

应理解到，如本文提及任何现有技术，在澳大利亚或任何其他国家，此引用并不说明该信息构成本领域常见一般知识的一部分。

技术实现要素：

一个方面，本发明提供了一种垂直方向梯子装置，包括一对横向方向和垂直方向的立柱、相对的水平台阶(所述水平台阶不可移动地固定到横向立柱的各内表面，以便攀登者在使用中踩踏)和攀登者可在使用中握持、在立柱之间延伸的水平把手梯级；其中该装置可使攀登者在使用中采用更合适攀登姿势：台阶向内突出，使得每个台阶呈横向布置，以便攀登者在攀登梯子时，两脚分别横步移动而踏上踏下；台阶横向间隔开以便在其间限定一个垂直攀登通道，所述攀爬通道足够宽从而至少相对台阶之间可容纳攀登者的肩膀，可使攀登者在垂直攀爬通道内攀登，而不会受到台阶的阻碍；把手梯级位于攀登者前方的适当距离处，以便攀登者在攀登通道时手臂可在攀登通道的横向范围内有足够的空间移动，从而攀登者可采用更合适攀登姿势，在攀登通道内手臂在其前方位置的空间内在前方把手梯级上的动作可符合人体工程学，这样攀登者无需向前或向后倾斜以握住把手梯级；攀登者能弯曲手臂触碰到前方的把手梯级，同时能伸直手臂触碰到下一个上或下把手梯级；攀登者伸直腿可保持侧向稳定性，以减小侧身摔倒的可能性；攀登者基本上保持直立，使其重心基本位于相对台阶之间，从而攀登者能在腿部保持平衡和支撑的同时，手可松开扶手。

每个台阶可包括位于外部的垂直端部法兰，用于在使用中限制两脚的横向移动。

每个把手梯级连接一对相对台阶。

每个把手梯级基本可转180°，以便在攀登者前方的适当距离处提供把手梯级部。

每个把手梯级基本为u形。

相对的水平台阶可交替垂直地交错布置。

该装置还可包括至少一个中心立柱。

每个把手梯级可固定到各台阶和所述立柱。

每个把手梯级基本可转90°，以便能固定到各台阶和所述立柱。

每个把手梯级基本为l形。

所述至少一个中心立柱可包括两个中心立柱。

每个把手梯级可固定到各台阶和两个中心立柱。

一对横向方向立柱中的每个立柱的至少一个远端可包括用于连接到相邻一对立柱的连接件。

所述连接件可固定到各相邻立柱的各表面，从而相邻立柱可彼此直接邻接并且彼此保持一致，以便保持相邻立柱的承重能力。

可移除一段把手梯级的中心部，为攀登者提供门道。

所述梯子装置可形成面向前方的构造，从而攀登者面向建筑物结构时，门道可位于梯子装置的上部位置，以便攀登者能通过门道。

所述梯子装置可形成面向后方的构造，从而攀登者背向建筑结构时，门道可位于梯子装置的地平面，以便攀登者能踏入攀爬通道。

本文还公开了本发明的其它方面。

附图说明

本发明范围还可能包括任何其它形式，现本文仅通过示例的方式、参照附图对本发明的优选实施例进行说明，其中：

图1-9为现有技术中的梯子示意图；

图10-15为根据本发明的优选实施例、垂直方向的梯子装置示意图；

图16-19为攀登者攀登垂直方向的梯子装置(如图10-15所示)时采用的更合适攀登姿势示意图；

图20为根据本发明的实施例、垂直方向的梯子装置的另一简化实施例示意图；

图22为根据本发明的实施例、垂直方向的梯子实施例示意图，其包括单个中心立柱；

图23为根据本发明的实施例、垂直方向的梯子实施例示意图，其包括加强型双中心立柱；

图24为根据本发明的实施例、用于连接相邻梯段的连接元件；和

图25-26为根据本发明的实施例、垂直方向的梯子顶端和底端入口和出口门道的示意图。

具体实施方式

为了使人们更好地理解本发明的原理，现参照附图中所示的实施例，使用特定语言对其进行说明。但应理解到，该实施例不用于限制本发明的范围。对本文所述的发明特征进行的任何变更和进一步修改，以及本发明原理的任何附加应用，通常是相关领域技术人员熟练掌握并具有的专业技能，均包括在本发明的范围内。

公开并说明关于垂直方向梯子装置的结构、系统和相关方法之前，应理解到，本发明不限于本文公开的特定构造、工艺步骤和材料，可稍作更改。还应理解到，本文采用的术语仅旨在说明特定实施例，并非是对本发明的限制，本发明的范围仅限于权利要求及其等同物。

说明和主张本发明的主题时，将按下文的定义使用下列术语。

应注意到，本说明书和所附权利要求中所使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另有明确说明。

本文中所使用的术语“包括”、“包含”、“含有”、“其特征在于”及其语法变化形式的同个词均为包容性或开放性术语，并不排除附加或未列举的部件或方法步骤。

应注意到下文说明中，不同实施例中用等同或相同的附图标记表示相同或相似的特征。

现图10是根据本发明的优选实施例、垂直方向的梯子16示意图。从下文的说明中显而易见的是，梯子16消除或至少基本缓解了常规布置(包括上述有关安全性、攀登者所产生的疲劳、可用性等布置)的问题。

具体而言，如下文进一步的详细说明，梯子16可使攀登者采取更合适攀登姿势，因而具有上述安全性和可用性的优点。

如图10所示，梯子装置16包括一对横向方向和垂直方向的立柱12。

所述梯子装置16还包括不可移动地固定到横向立柱12的各内表面的相对水平台阶11。如图19所示，水平台阶11向内突出，使得每个台阶呈横向布置，以便攀登者在攀登梯子时，两脚分别横步移动而踏上踏下。再如图10所示，实施例中，水平台阶11可包括边缘法兰13，用于在使用中限制攀登者两脚的横向移动。

此外，梯子16包括在立柱12之间延伸的把手梯级14。

更合适攀登姿态

现如上所述，与常规梯子布置相比，基本如图10所示的构造可使攀登者采用更合适攀登姿势。

如图所示，台阶横向间隔开以便在其间限定一个垂直攀登通道。

具体而言，图18为使用中梯子装置16的顶视图。如图所示，所述攀爬通道17足够宽从而至少相对台阶之间可容纳攀登者的肩膀。同样如图18所示，攀登者的手臂在水平台阶11之间向前延伸。如下文进一步的说明，以这种方式，使用中把手梯级14适当地分配在攀登者前方，从而可使攀登者的握持和使用符合人体工程学。具体而言，人体工程学应用包括以下至少之一：1)提供足够的空间以便攀登者在攀登通道横向边缘内的水平台阶11之间可移动手臂；2)攀登者手臂可舒适弯曲以便握持最靠近肩膀的梯级，且能伸直手臂接触并进而握持相邻的上下把手梯级14。

类似地，现图19为使用中梯子16的后视图，展示了相对台阶11的间隔，从而所述攀爬通道足够宽至少可容纳攀登者的肩膀。

如图所示，把手梯级14基本位于前方以便握持可符合人体工程学。具体而言，如图所示，用户的手臂位于前方以便在水平台阶11之间自然弯曲，从而攀登者易于握持前方的把手梯级14并能伸直手臂接触上下的相邻把手梯级。

具体而言，梯级11的前方位置范围为攀登者手臂的长度和肩膀之间的全部范围，从而攀登者手臂可弯曲以便接触基本位于肩膀处的把手梯级14，且能伸直手臂接触上下梯级11。

现再参照图10，上述梯子16的结构可使攀登者采用更合适攀登姿势(基本如图10所示)。

如图所示，攀登者躯干与梯子垂直轴基本垂直。换言之，攀登者躯干的方向正如自然站立一样。

梯子16可使攀登者躯干基本垂直，有利地减小了攀登者对手的依赖，手用于握持梯子16。具体而言，参照图1中常规垂直梯子布置时，应理解到，攀登者的躯干倾斜离开梯子，而手臂紧靠梯子。因此，采用图1中现有技术的布置，若攀登者松开把手梯级，即使瞬间，便会因躯干的倾斜角度而向后倾斜，立即从梯子1摔下。

然而，如图10所示，攀登者躯干基本呈垂直方向，完全减小或消除了对握手梯14的依赖。具体而言，如图10所示，攀登者能松开梯级，甚至无需握持梯级便可攀登梯子16。

以这种方式，所述梯子16具有安全性的优点，即攀登者松开手梯14，不会从梯子16摔下。此外，梯子16可使攀登者携带物品，而手无需握持扶手14。

此外，采用更合适攀登姿势，攀登者的手臂能选择性地握持把手梯级，符合人体工程学。具体而言，如上所述，把手梯级基本位于前方，以便攀登者手臂可舒适弯曲以便握持最靠近肩膀的把手梯级14，舒适且符合人体工程学，且能伸直手臂接触并进而握持相邻的上下把手梯级14。

应理解到，使用如图1所示的常规垂直梯子布置，若攀登者将躯干垂直，需正确摆放手臂，而梯级基本抵靠攀登者肩部，不符合人体工程学。

此外，如图所示，相对台阶11的间隔可使攀登者腿部伸展。因此，采用更合适攀登姿势，攀登者可伸展腿部以便横向稳定。同样，采用图1中的常规垂直梯形布置，梯子1通常很狭窄，攀登者双脚基本上需彼此相邻。以这种方式，攀登者常会因过于倾斜离开另一边而从梯子侧边摔下，例如接触物体或攀登梯子时。鉴于此，应注意到，梯子16还应使攀登者可伸过梯子16，其中攀登者可将手臂插入把手梯级14之间，同时双脚分开仍保持稳定。

此外，采用更合适攀登姿态，攀登者的重心基本位于相对台阶11之间，以防攀登者松开把手梯级14而摔下。具体而言，图17为使用中梯子16的侧视图。如图所示，攀登者的重心基本位于台阶11之间。以这种方式，攀登者的手可松开梯级11，仍在台阶上保持平衡。

将该姿势与传统垂直梯级梯子布置的实施例(如图1所示)进行比较，可看出攀登者的重心位于梯子梯级后面。

各实施例

应注意到，在本文所述实施例的目的范围内，梯子16可具有不同的形状和构造。

具体而言，图20为梯子16第一实施例的示意图。如图所示，梯子16包括较少的部件和材料，具有轻质的梯子结构。具体而言，如图20所示的实施例中，把手梯级14在垂直方向相对台阶11之间延伸，所述台阶11包括如图所示的基本u形水平横截面，扶手14基本位于前方，以便攀登者使用时节约空间。

图21为梯子16另一实施例的示意图，其中显而易见的是，步骤11交替地垂直交错布置。有利地，与图20中的实施例相比，此交错可使所需步骤11数量减半。

如图21中实施例所示，梯子16包括位于前方的中心立柱18，各台阶11上相应的交替扶手14固定到所述中心立柱18。因此，本实施例中，每个导轨14包括水平面中基本呈l形的布置，从而可转90°以连接到中心立柱18和侧边台阶11。

图22为梯子16另一实施例的示意图，如图所示，类似地，梯子16包括交替台阶11，但并非限于此。图22中梯子16的一个明显特征是梯子16包括一对位于前方的中心立柱19。

所述的一对位于前方的中心立柱19加固了梯子16，进一步增加了梯子16的刚度和承重能力。此外，所述位于前方的中心立柱19可使梯子16通过立柱19固定到建筑结构。

图23为根据图22中实施例的梯子的另一透视图。

相邻梯段的连接

至少如图20、22和23中的实施例所示，立柱12的端部包括用于固定到相邻梯16段的紧固件。以这种方式，梯子16可分段制造，以便利用邻接梯段16构造梯子组件16，达到期望的不同高度。

具体而言，图24为位于台阶12的各远端处、示例性机械连接的各种视图，所述连接用于固定到相邻梯段。应理解到，紧固件包括偏置鱼状板21，以便立柱12的端部彼此邻接，进而可使重量通过立柱12的端部传递，而不会妨碍梯子16以这种方式固定时的承重能力。

上端门道

现图25为梯子16实施例的示意图，其中梯子16可使攀登者从梯子转移到升高的平台。

具体而言，如图所示，梯子16可设于面向前方的构造24中，从而攀登者攀登梯子16时，可面向建筑物。

但如图中的实施例所示，到达升高的平台时，为了使攀登者无需攀登横向立柱12，或移除平台上表面上方的把手梯级，扶手14的中心部分已移除，以限定上端门道22，使攀登者可向前穿过梯子16踏上平台。

同样如图所示，梯子16可设于面向后方的构造23中，其中攀登者背向建筑物。因此，到达升高的平台时，攀登者只需转身便可踏上平台。底端门道

与图25所示的方式类似，实施例中，梯子16可设有底端门道。

具体而言，图26为该实施例的示意图，如图所示，以一种方式，梯子16可设于面向后方的构造27中，从而攀登者背向建筑物。

该实施例中，为了使攀登者进入台阶14之间的攀登通道，底端把手梯级14的中心部分已移除，以形成底端门道27。

另一实施例中，梯子25已设于面向前方的构造24中，因为攀登者可简单地踏上梯子16，所以无需修改梯级11。

应理解到，对于面向前方的构造24，仅需上端门道。相反，对于面向后方的构造27，仅需底端门道27。

应注意到，实施例中，例如对于风力发电机等中的应用，梯子26可围绕中心轴扭转，以便在旋转偏移的梯子入口和出口之间转换，而无需底端门道27或上端门道22。

实施例的说明：

本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用是指与实施例相关的特定特征、结构或特性均包括在本发明的至少一个实施例中。因此，本说明书全文中的短语“一个实施例中”或“实施例中”并非一定是指相同实施例。此外，特定特征、结构或特征可以任何合适的方式组合，本发明的一个或多个实施例内容对于本领域技术人员是显而易见的。

类似地，应理解到，在上文对本发明示例性实施例的说明中，为了简化本发明、便于理解本发明的一个或多个方面，有时在单个实施例、附图或说明书中，将本发明的各特征组合在一起。然而，本发明的方法不旨在说明所主张的发明特征比每个权利要求中明确说明的特征更多。相反，如下文权利要求所述，本发明的各方面特征要少于本发明实施例的上述所有特征。因此，本文将具体实施方式后的权利要求明确地并入具体实施方式的详细说明中，其中每个权利要求可独立地作为本发明的单独实施例。

此外，本领域技术人员应理解到，本文所述的一些实施例包括其他实施例中所覆盖的内容，但并非是其它特征，不同实施例的特征组合包括在本发明的范围内，并且形成不同的实施例。例如，所附权利要求中，所主张的任何实施例均可以任何组合形式使用。

不同物体的示例

除非另有规定，本文所使用的序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等用于说明一般物体，仅表示所引用的相同物体的不同示例，而并非是指所说明的物体必须按给定的顺序布置(无论是时间、空间、排名，还是以任何其他方式)。

特定元件

本文的说明书中，列举了许多特定元件。但应理解到，本发明的实施例可在无此类特定元件的情况下实施。其他情况下，本文未对公知的方法、结构和技术进行说明，以防模糊对本说明书的理解。

术语

说明如附图所示的本发明优选实施例时，为清楚起见，采用特定术语。但本发明并非仅限于所述的特定术语，应理解到，每个特定术语包括采用类似操作方式来实现类似技术目的的所有等同技术。所使用的术语(例如“向前”、“向后”、“径向”、“周围”、“向上”、“向下”等)旨在便于提供参考点，而并非限制性术语。

包括和包含

下文的权利要求和本发明的前述说明书中，除上下文另有明确语言或必要含义之外，词语“包括”或其语法变型均为包容性含义，即指示所述特征的存在，但不排除本发明各种实施例中存在或添加其它特征。

同样本文所使用的术语“包含”是一个开放性术语，是指至少包括术语后面的构件/特征，但不排除其它构件。因此，“包含”是“包括”的近义词。

发明范围

本文已对本发明的优选实施例进行了说明，但本领域技术人员应理解到，在不脱离本发明精神的前提下，可进行其它和进一步的修改，旨在主张所有变更和修改均包括在本发明的范围内。例如，如上所述的任何公式仅是可使用的典型程序。可从框图中添加或删除功能，功能块之间的操作可互换。在本发明的范围内，所述方法中可添加或删除台阶。

本文已参照具体实施例对本发明进行了说明，但本领域技术人员应理解到，本发明可以许多其它形式实施。

工业适用性

如上所述，所述布置适用于梯子行业。