一种地形自适应梯子及控制方法
技术领域
本发明涉及梯子技术领域，尤其涉及一种地形自适应梯子及控制方法。
背景技术
梯子是人们日常生活中常用到的一种工具，便于人上下。现有的梯子包括两支撑脚，两支撑脚相互平行，两支撑脚之间固定连接若干横杆，横杆沿支撑脚长度方向分布。
现有的梯子存在在凹凸不平的地面(例如建筑工地或者野外地面常常是凹凸不平的)使用时容易倾倒的问题。研究人员研究后发现，这个问题主要来源于现有的梯子的两个支撑脚下端是固定的，在凹凸不平的地面上梯子的两个支撑脚有可能只有一个支撑脚接触地面而另一个支撑脚悬空，或者两个支撑脚均接触地面但梯子倾斜，这两种情况都会导致人爬到梯子上以后梯子易倾倒，导致人受伤的问题。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的是提供一种地形自适应梯子及控制方法。
本发明的技术方案是：一种地形自适应梯子，包括：梯子本体，所述梯子本体为直梯；
还包括：
控制器；
第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆固定连接在梯子本体的第一支撑脚下端，第一电动伸缩杆伸缩使第一支撑脚长度改变，第一电动伸缩杆与控制器电连接；
第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆固定连接在梯子本体的第二支撑脚下端，第二电动伸缩杆伸缩使第二支撑脚长度改变，第二电动伸缩杆与控制器电连接；
第一压力传感器，所述第一压力传感器设置在第一电动伸缩杆下端，第一压力传感器与控制器电连接；
第二压力传感器，所述第二压力传感器设置在第二电动伸缩杆下端，第二压力传感器与控制器电连接。
进一步地，还包括：
倾角传感器，所述倾角传感器设置在梯子本体上，倾角传感器的轴与梯子本体所在的平面垂直，倾角传感器与控制器电连接。
进一步地，还包括：
所述倾角传感器为单轴倾角传感器。
进一步地，还包括：
控制开关，所述控制开关设置在梯子本体上，控制开关与控制器电连接。
进一步地，还包括：
垫脚，第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆下端都铰链连接有一个垫脚，铰链的转轴与水平面平行，铰链的转轴与梯子本体所在的平面平行，垫脚下表面为平面，第一压力传感器设置在第一电动伸缩杆下端的垫脚下表面，第二压力传感器设置在第二电动伸缩杆下端的垫脚下表面，垫脚下表面面积大于第一电动伸缩杆或第二电动伸缩杆下端面积。
进一步地，所述垫脚下表面固定连接突刺，突刺包括一根以上，突刺均匀分布在垫脚下表面。
进一步地，所述梯子本体侧部固定连接固定柱，所述梯子本体包括2个；
所述地形自适应梯子还包括：
操作台面，操作台面相对的两边分别铰链连接在2个梯子本体上端；
连接件，所述连接件上设有1个以上固定孔，固定孔的中心轴线相互平行，固定孔沿连接件长度方向分别，固定孔与固定柱相匹配。
一种地形自适应梯子的控制方法，所述方法包括以下步骤：
S1、通过控制开关向控制器发送打开信号；
S2、控制器接收到打开信号后向第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆发送伸长信号；
S3、第一电动伸缩杆持续伸长直到第一压力传感器的测量值F1大于预设在控制器内的压力阈值P，第二电动伸缩杆持续伸长直到第二压力传感器的测量值F2大于预设在控制器内的压力阈值P；
S4、如果倾角传感器测量得到梯子本体向第一电动伸缩杆方向的倾斜角φ1大于角度阈值θ，控制器控制第二电动伸缩杆收缩直到0<φ1<θ，如果倾角传感器测量得到梯子本体向第二电动伸缩杆方向的倾斜角φ2大于角度阈值θ，控制器控制第一电动伸缩杆收缩直到0<φ2<θ。
进一步地，所述压力阈值P<G/2，G为梯子本体的重量。
进一步地，所述角度阈值
本发明的有益效果是：与现有技术相比，
1)本发明使用时，通过控制器控制第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆伸长，而通过第一压力传感器检测第一电动伸缩杆下端是否接触到地面，通过第二压力传感器检测第二电动伸缩杆下端是否接触到地面，通过手控制梯子本体的倾角，从而使得梯子能够自动的适应各种地形，并且保证梯子本体的倾角足够小，使得梯子在凹凸不平的地面使用时不会产生倾斜和不会产生支撑脚悬空，本发明在凹凸不平的地面使用具有更加安全的优点；
2)本发明通过倾角传感器测量梯子本体的倾角，使梯子在摆放时可以无需人手扶正，只需通过控制器根据倾角传感器的测量值控制第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆伸缩即可；
3)单轴倾角传感器测量价格更加便宜，使本发明成本降低；
4)控制开关使得使用者可方便的通过控制开关控制梯子什么时候开始架设在地面，相比其它控制方式，更加简单便捷，且造价低廉；
5)本发明通过垫脚使得第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆下端与地面的接触面积更大，不会产生第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆下端插入泥土导致梯子本体倾斜的问题；另外垫脚与第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆下端铰链连接，使得梯子所在的平面与水平面的倾角可调节的同时还能够保证垫脚下表面与地面贴合，避免垫脚与地面接触面积小导致垫脚插入泥土的问题，同时还保证了压力传感器能够接触地面；
6)本发明通过在垫脚下表面固定连接突刺，使得垫脚与地面的抓附力增强，使用时突刺插入地面，使得垫脚相对于地面不会产生滑动，使本发明更加安全；
7)本发明通过将操作台面相对的两边分别铰链连接在2个梯子本体上端，使得梯子的上部的操作空间更大，例如操作者可以站到操作台面上或是将工具放到操作台面上，同时铰链连接还使得本发明可折叠，可减小本发明所占用的空间，便于存放和运输；另外本发明通过连接杆与固定柱的配合，使得两个梯子本体无需倚靠在任何地方即可站稳，能够使用在无倚靠面的地方；
8)本发明通过控制器比较第一压力传感器测量值F1和第二压力传感器测量值F2同压力阈值P的大小，判断第一压力传感器和第二压力传感器是否接触到地面；同时通过倾角传感器测量得到梯子本体向第一电动伸缩杆方向的倾斜角φ1，控制器比较φ1与角度阈值θ的大小来控制第二电动伸缩杆收缩；通过倾角传感器测量得到梯子本体向第二电动伸缩杆方向的倾斜角φ2，控制器比较φ2与角度阈值θ的大小来控制第一电动伸缩杆收缩，实现对梯子本体倾角的自动调整，这里采用收缩不同侧电动伸缩杆的方法，避免了同侧电动伸缩杆伸长有可能行程不够导致不能调整的问题；
9)本发明通过设置压力阈值P<G/2，当第一电动伸缩杆与第二电动伸缩杆同时接触地面且梯子倾斜度为0时，第一压力传感器和第二压力传感器的测量值最大为G/2，可起到避免第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆压力阈值过大导致过调整，使得梯子再次倾斜的作用；
10)本发明通过角度阈值的设置，将80kg高1.8m的人站在梯子顶部时的最大倾斜角度作为角度阈值，使得梯子在自动调整倾斜度时能够将梯子的倾斜度调整到安全范围内，避免人体重心和梯子重心在梯子外，使梯子产生倾倒。
附图说明
图1为本发明实施实例1的立体结构示意图；
图2为本发明实施实例1的垫脚的立体视图；
图3为本发明实施实例1的角度阈值计算示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
实施例1：参考图1至图3，一种地形自适应梯子，包括：梯子本体1，所述梯子本体1为直梯；还包括：控制器13；第一电动伸缩杆2，所述第一电动伸缩杆2固定连接在梯子本体1的第一支撑脚101下端，第一电动伸缩杆2伸缩使第一支撑脚101长度改变，第一电动伸缩杆2与控制器13电连接；第二电动伸缩杆3，所述第二电动伸缩杆3固定连接在梯子本体1的第二支撑脚102下端，第二电动伸缩杆3伸缩使第二支撑脚102长度改变，第二电动伸缩杆3与控制器13电连接；第一压力传感器6，所述第一压力传感器6设置在第一电动伸缩杆2下端，第一压力传感器6与控制器13电连接；第二压力传感器7，所述第二压力传感器7设置在第二电动伸缩杆3下端，第二压力传感器7与控制器13电连接。这里的控制器13可采用PLC、arduino或树莓派等带外围电路的控制器13。这里的第一电动伸缩杆2和第二电动伸缩杆3可采用品牌为龙翔，型号为S-22N的微型电动推杆。这里的第一压力传感器6和第二压力传感器7可采用品牌为高精，型号为GJBLY的压力传感器。
进一步地，还包括：倾角传感器9，所述倾角传感器9设置在梯子本体1上，倾角传感器9的轴与梯子本体1所在的平面垂直，倾角传感器9与控制器13电连接。这里的倾角传感器9可采用SCA60C芯片式单轴倾角传感器9。
进一步地，还包括：所述倾角传感器9为单轴倾角传感器9。
进一步地，还包括：控制开关8，所述控制开关8设置在梯子本体1上，控制开关8与控制器13电连接。这里的控制开关8采用普通按压开关。
进一步地，还包括：垫脚4，第一电动伸缩杆2和第二电动伸缩杆3下端都铰链连接有一个垫脚4，铰链的转轴与水平面平行，铰链的转轴与梯子本体1所在的平面平行，垫脚4下表面为平面，第一压力传感器6设置在第一电动伸缩杆2下端的垫脚4下表面，第二压力传感器7设置在第二电动伸缩杆3下端的垫脚4下表面，垫脚4下表面面积大于第一电动伸缩杆2或第二电动伸缩杆3下端面积。
进一步地，所述垫脚4下表面固定连接突刺401，突刺401包括一根以上，突刺401均匀分布在垫脚4下表面。
进一步地，所述梯子本体1侧部固定连接固定柱11，所述梯子本体1包括2个；所述地形自适应梯子还包括：操作台面10，操作台面10相对的两边分别铰链连接在2个梯子本体1上端；连接件12，所述连接件12上设有1个以上固定孔1201，固定孔1201的中心轴线相互平行，固定孔1201沿连接件12长度方向分别，固定孔1201与固定柱11相匹配。
一种地形自适应梯子的控制方法，所述方法包括以下步骤：
S1、通过控制开关8向控制器13发送打开信号；
S2、控制器13接收到打开信号后向第一电动伸缩杆2和第二电动伸缩杆3发送伸长信号；
S3、第一电动伸缩杆2持续伸长直到第一压力传感器6的测量值F1大于预设在控制器13内的压力阈值P，第二电动伸缩杆3持续伸长直到第二压力传感器7的测量值F2大于预设在控制器13内的压力阈值P；
S4、如果倾角传感器9测量得到梯子本体1向第一电动伸缩杆2方向的倾斜角φ1大于角度阈值θ，控制器13控制第二电动伸缩杆3收缩直到0<φ1<θ，如果倾角传感器9测量得到梯子本体1向第二电动伸缩杆3方向的倾斜角φ2大于角度阈值θ，控制器13控制第一电动伸缩杆2收缩直到0<φ2<θ。
进一步地，所述压力阈值P<G/2，G为梯子本体1的重量。
进一步地，所述角度阈值
身高为1.8m，体重为80kg的操作者被假设为本梯子使用者的身高和体重最大值，也是绝大多数的中国人的身高和体重上限，因此只要实际使用者的身高和体重低于这两个值，那么实际使用者的角度阈值是低于
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
