专利名称：用于舷外马达的电磁控制的倒档钩组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及舷外马达。
背景技术：
在前进档(forward gear)中，在舷外马达推进器上的反作用力往往要向着船尾推动马达在水中的部分。但是，在倒档(reverse gear)中，在推动器上的反作用力往往要以远离船尾的方式推动马达在水中的部分。为了防止这种情况的发生，一些非刚性安装托架利用了一稳定连杆，以使马达与船只相连，从而使托架更具刚性。
在一些利用了非刚性安装托架的舷外马达中，在以倒档齿轮操纵马达之前，使用一个钩来连接马达与船只。通常，一些种类的机械连接件与钩以及换档杠杆相连。这种连接件应布置成当使换档杠杆接合在倒档齿轮中时，该连接件使钩与横杆接合。类似地，当使换档杠杆与倒档齿轮分离时，该连接件通常使钩与横杆分离。
发明内容
本发明提供了一种用于舷外马达的电磁控制的倒档钩组件。所述钩组件的一种结构包括一个倒档钩组件，其适于将一舷外马达连接在一船只的一个固定件上，例如小船、轻舟或救生筏的横杆上。所述倒档钩组件包括一个可以与该横杆或其它固定件接合的可动钩；一个具有一可动铁心的螺线管；一个联动机构(或连杆机构)，该机构可选择地响应铁心的运动使所述钩运动；以及一个使螺线管与一电源电连接的开关。
所述钩组件的另一种结构包括一个倒档钩组件，其适于将一舷外马达连接在一船只上，所述倒档钩组件包括一个可以与横杆接合的可动钩；一个具有一可动铁心的螺线管；一个与该铁心相连的杠杆；一根杆，其可选择地响应所述杠杆的运动使所述钩运动；以及一个使螺线管与一电源电连接的开关。
本发明还提供了一种操纵用于舷外马达的倒档钩组件的方法，该方法包括操纵一个开关到达一第一位置；向一螺线管施加一第一电压，以启动所述钩组件的运动；用通向螺线管的一第二电压代替所述第一电压，以使所述钩组件保持在接合位置，该第二电压低于第一电压；操纵所述开关到达一第二位置；从所述螺线管上除去第二电压，以使所述钩组件向着一脱离位置运动。
通过以下结合附图对本发明所作的详细说明，将能更清楚地理解本发明的其它结构和特征及其构成和操作方式，其中，在整个附图中，相同的部件采用了相同的标号。
下面，将参照显示本发明最佳实施例的附图对本发明作进一步说明。但应注意的是，在附图中披露的本发明仅仅是用于举例说明的。可以以不同的方式布置并构成以下所述且在附图中说明的各种部件以及这些部件的组合，以形成仍在本发明思想和范围内的多种实施例。
图1为一种舷外马达的透视图，该马达包括一种能够体现本发明的电磁控制的倒档钩组件；图2图1中倒档钩组件的透视图；图3a为包括图2中倒档钩组件的舷外马达的局部剖面侧视图，其示出了与一根横杆接合的倒档钩组件；图3b为包括图2中的倒档钩组件的舷外马达的局部剖面侧视图，其示出了与所述横杆接合的倒档钩组件；图4为透视图，其示出了能够体现本发明的电磁控制的倒档钩组件的另一种结构；图5a为包括图4中倒档钩组件的舷外马达的局部剖面图，其示出了与所述横杆接合的组件；图5b为包括图4中倒档钩组件的舷外马达的局部剖面图，其示出了与所述横杆脱离的组件。
具体实施例方式
图1～图3示出了一种用于电动舷外马达或舷外电动机14的电磁控制倒档钩组件10。还应理解的是，如果例如可由电池获得DC能量，则倒档钩组件10适用于传统的发动机带动的舷外马达。在倒档钩组件10的一种结构中，除了由舷外马达电池(未示出)提供的动力之外，组件10还利用了电池驱动的舷外电动机14的已有控制。
如图1所示，倒档钩组件10位于舷外马达的壳体16内。虽然图2仅示出了将倒档钩组件10设置在壳体16的内部，但是在壳体16内也可以设置其它的倒档钩组件，例如图4的倒档钩组件200。通过一根包括一主体部分22和一可动铁心(plunger)26的螺线管18对倒档钩组件10进行电驱动。螺线管18为传统的电磁螺线管18，并且可具有任意的尺寸和适当的行程长度。螺线管18可以以能确保组件10满足设计要求的不同电压(如24-VDC或48-VDC)工作。另外，可以以较大的初始尖峰电压(如48-VDC)激励螺线管18，以驱动铁心26。在所述较大的初始尖峰电压之后，可采用一降低的电压信号，如16-VDC，以使铁心26保持在其致动位置。这种螺线管18的一个例子为由Deltrol Controls制造的、部件标号为53753-88的断续额定负载24-VDC螺线管18。例如，在舷外马达14上安装一个多位置转换开关30，以允许船员在前进档、空档以及倒档之间进行转换。开关30与一传统的马达控制器34(如由Sevcon，Inc.in Boston，Massachusetts制造的马达控制器34)电连接。马达控制器34基于一48-VDC系统工作，以控制舷外电动马达(未示出)的操作。另外，控制器34还被构造成根据从开关30接收的输入信号控制倒档钩组件10的启动。开关30通过导线与控制器34相连，以便在将开关30移动至“倒档”位置时，开关30触发控制器34，以将电压输出至螺线管18。开关30还通过导线与控制器34相连，以便一旦使开关30从“倒档”位置移动至“空档”或“前进档”，便能除去向螺线管18输出的电压。
如图3a-3b所示，螺线管18刚性安装在托架38上，该托架本身沿倒档钩组件10的大多数部件刚性安装在舷外马达的壳体16内。在一种结构中，可以将托架38固定至舷外马达壳体16上的内部凸起42上。作为可选择的方案，在另一种结构中，可以使托架38与舷外马达壳体16的一部分形成一体。当将电压施加至螺线管18上时，铁心26可相对于螺线管18的主体部分22作线性运动。螺线管18的结构应确保一旦施加电压，便能使铁心26缩入主体部分22内。作为可选择的方案，螺线管18可被构造成施加电压时使铁心26伸出。一压缩弹簧46固定在一与铁心26相连接的铁心行程限制器28和托架38之间，以便一旦缩入主体部分22内，便在铁心26上施加偏压力，以便弹簧46向外偏压铁心26离开主体部分22。
铁心26包括一个用以在其中容纳一第一杠杆臂54的狭缝50，狭缝50和第一杠杆臂54的组合形成一个销接点58，以允许第一杠杆臂54相对于铁心26转动。将第一杠杆臂54刚性连接至一根轴62上，该轴本身与舷外马达壳体16相连，以便在其上绕中央轴线64转动。如图1～3b所示，将第一杠杆臂54紧固在轴62上。在另一种结构中，第一杠杆臂54可与轴62一体形成。可以将轴62连接至舷外马达壳体16上，以便以多种方式相对于壳体16转动。如图3a-3b所示，轴62紧贴容纳在壳体16中的内部凸起66之间并通过一块保持板70固定。在另一种结构中，可通过一个与舷外马达壳体16或固定螺线管18的托架38相连接的衬套紧贴地接收轴62。另外，在另一种结构中，衬套可以与舷外马达壳体16一体形成。
朝向轴16中与第一杠杆臂54相反的相对端，使第二杠杆臂74与轴62刚性连接。第二杠杆臂74相对于轴62上的第一杠杆臂54设置，以实现杠杆臂54，74之间大约90度的分离。如图2所示，第二杠杆臂74与轴62一体形成。在另一种结构中，与第一杠杆臂54相似，可将第二杠杆臂74紧固在轴62上。第二杠杆臂74包括一个孔，其用以接收通过该处的大致竖直延伸的杆78，从而形成一个铰接点82，该铰接点允许杆78相对第二杠杆臂74转动。杆78在舷外马达壳体16内部中可滑动地与舷外马达壳体16相连。可以以不同的方式使杆78与壳体16相连。在一种结构中，经可滑动地接收杆78的整体形成的通道将杆78固定在舷外马达壳体16内。在另一种结构中，可以使一个衬套或多个衬套与壳体16直接相连，或经托架使其与壳体16相连，从而通过衬套可滑动地接收杆78。另外，在另一种结构中，可以使所述衬套与壳体16形成一体。
如图2-3b所示，使杆脚86牢固地与杆78相连，以提供一用以接合钩90的表面。杆脚86具有半圆形状，并且通过各种常规方式(如定位螺钉连接、销连接、焊接、钎接等)牢固地与杆78相连。
在舷外马达14内的倒档钩组件10的一种结构中，舷外马达14包括一个连接至壳体16上的可转动的套管94。套管94通过一个转动件(未示出)，例如滚柱轴承或衬套连接至壳体16上，以允许套管94相对于壳体16转动。使一非刚性托架98与套管94相连，因此，非刚性托架98将舷外马达14安装至船只(未示出)上。当安装至船只上时，套管94允许舷外马达14相对于船只转动。
如图3a-3b所示，可转动地将钩90安装至套管94上。钩90包括一个外部部分102以及一个内部部分106。通过螺线管18的驱动，杆脚86接合所述钩90的内部部分106。反过来，钩90转动，直至接合一根相对于钩90的外部102定位的固定位置横杆110。如图1所示，横杆110与托架98相连。作为可选择的方案，横杆110可通过紧固件直接与船只相连，或与船只形成一体。另外，代替横杆110，钩90可接合船只上的另一固定件。
在操作期间，操作者移动开关30，以将舷外马达14置于倒档状态，控制器34从开关30接收输入信号，并且向螺线管18输出初始尖峰电压。初始尖峰电压的强度取决于可获得的能量以及螺线管18的工作特性，但是，大约48-VDC为输入螺线管18的较理想的初始尖峰电压。在图1-3b的结构中，一旦激励螺线管18，铁心26便缩回，从而使第一杠杆臂54、轴62以及第二杠杆臂74转动。
第二杠杆臂74的转动使杆78向下运动，从而使杆脚86接合钩90的内部部分106。其半圆形形状允许杆脚86沿与杆脚外周相邻的多个位置接合所述钩90的内部部分106。由于在船只的转向期间，杆脚86与马达壳体16一起相对于套管94和钩90转动，因此，这种结构是比较理想的。所以，杆脚86可以在舷外马达14的任意转向位置处与钩90的内部部分106接合。
杆脚86使钩90转动，直至钩90的外部部分102接合横杆110。由于需要较小的电压将铁心26保持在收缩位置，因此，马达控制器34优选被构造成在钩90接合横杆110后能够降低输出至螺线管18的电压。这有助于保存电池的能量，并且还有助于防止螺线管线圈因长时间接收最大功率而产生过热。控制器34最好被构造成在将开关30移动至倒档后一秒钟之后，将电压从初始48-VDC尖峰电压降至连续的16-VDC。作为可选择的方案，可以将该时间间隔改变为任意适当的时间长度，或控制器34可与一个传感器或多个传感器连接，以确定钩90是否与横杆110相接合。
一旦使开关30从倒档移动至空档或前进档，控制器34便接收来自开关30的输入信号并除去向螺线管18输出的电压。随后，朝其偏压延伸位置释放铁心26，在该处，弹簧46向铁心26施加恢复力，以有助于使轴62转动，并随后使杆78收缩。当杆78收缩时，杆脚86离开钩90的内部部分106，从而允许钩90的外部部分102通过在其自身重量的作用下向下转动而与横杆110分离。作为可选择的方案，在钩的枢轴点处可安装一个扭转弹簧(未示出)，以通过弹性偏压钩90的外部部分102使之与横杆110分离。
图4-5b显示了另一种结构的倒档钩组件200。与图1-3b所示的轴62不同，倒档钩组件200利用了一块呈直角杠杆204形式的刚性板，以将铁心26的大致水平运动转换至杆78的大致竖直运动。在图4-5b的倒档钩组件200中，相同的部件由与图1-3b中倒档钩组件10的部件相同的参考标号表示。
利用托架208将螺线管18固定至舷外马达14的壳体16(仅在图1中示出)上。在一种结构中，可以将托架208固定至舷外马达的壳体16上的内部凸起42上。作为可选择的方案，在另一种结构中，可以使托架208与舷外马达的壳体16的一部分形成一体。托架208包括一个下部部分212以及一个上部部分216。将托架208的内部部分212紧固至下部凸起42上，而上部部分216包括一个位于铁心26上方的杠杆安装部分220。直角杠杆204经第一销接点224与杠杆安装部分220可转动地连接，以便允许直角杠杆204绕中央轴线226转动。另外，铁心26中的狭缝50在其中接收一部分直角杠杆204。在狭缝50和直角杠杆204之间的第二销接点228允许直角杠杆204相对于铁心26转动。另外，直角杠杆204包括一个孔，其用以接收通过该处的大致竖直延伸的杆78，从而形成一个铰接点232，该铰接点允许杆78相对第二杠杆臂204转动。图4-5b的倒档钩组件200的其余结构与前面在图1-3b中所描述的结构相同，故省略了对它们的进一步说明。
图4-5b的倒档钩组件200的操作与图1-3b中的倒档钩组件10的操作大致相同。操作者移动开关30以使舷外马达14置于倒档状态。控制器34从开关30接收输入信号，并且向螺线管18输出初始尖峰电压。但是，在图4-5b的倒档钩组件200中，一旦激励螺线管18，铁心26便缩回，从而使直角杠杆204以顺时针转动(如图5a-5b所示)，以使杆78向下转动。包括杆78、杆脚86、钩90以及横杆110的相互作用的其余操作步骤与前面描述的图1-3b的倒档钩组件10的操作步骤相同。
另外，一旦将开关30从倒档状态移动至空档或前进档状态，控制器34便从开关30接收输入信号并除去向输出螺线管18输出的电压。随后，向着铁心26的偏压延伸位置释放铁心26，在该处，弹簧46向铁心26提供恢复力，以有助于使直角杠杆204转动，并随后使杆78缩回。包括杆78、杆脚86、钩90以及横杆110的相互作用的其余操作步骤与前面描述的图1-3b的倒档钩组件10的操作步骤相同。
在倒档钩组件10的另一种结构(未示出)中，组件10或200与传统的发动机带动的舷外马达形成一体。在这种结构中，组件10或200可使用一个独立并且专用的控制器34来监控组件10或200的操作。作为可选择的技术方案，控制器34不是必须的，并且可通过导线经开关30直接使螺线管18与电源(如电池)相连。
权利要求
1.一种倒档钩组件，其适于将一舷外马达连接至与一船只互连的一固定件上，所述倒档钩组件包括一个可与该固定件接合的可动钩；一螺线管，其具有一个可动铁心；一个联动机构，该机构用于响应铁心的运动可选择地使所述钩运动；一个开关，其使该螺线管与一电源电连接。
2.根据权利要求1所述的倒档钩组件，其特征在于，所述联动机构包括一与所述铁心相连的杠杆；一响应所述杠杆的运动的杆；以及一杆脚，其牢固地与所述杆相连，以为了实现枢轴转动而可选择地接合所述钩。
3.根据权利要求2所述的倒档钩组件，其特征在于，所述杠杆包括一个可绕一中央轴线转动的刚性轴；一个从所述轴伸出的第一杠杆臂，所述第一杠杆臂与所述铁心相连；以及一个从所述轴伸出的第二杠杆臂，所述第二杠杆臂与所述杆相连。
4.根据权利要求3所述的倒档钩组件，其特征在于，所述第二杠杆臂绕所述中央轴线与第一杠杆臂倾斜偏离大约90度。
5.根据权利要求2所述的倒档钩组件，其特征在于，所述杠杆为一刚性板，其包括一个可绕一中央轴线转动的第一部分；一个与所述第一部分隔开的第二部分，该第二部分可转动地与所述铁心相连；以及一个与所述第一部分和第二部分隔开的第三部分，该第三部分可转动地与所述杆相连。
6.根据权利要求2所述的倒档钩组件，其特征在于，所述铁心的运动使所述钩与所述固定件接合和分离。
7.根据权利要求2所述的倒档钩组件，其特征在于，所述钩可转动地相对于所述固定件固定，所述脚杆具有半圆形形状，以接合所述钩。
8.根据权利要求1所述的倒档钩组件，其特征在于，它还包括一弹簧，其用于克服由铁心产生的运动而弹性偏压所述联动机构。
9.根据权利要求1所述的倒档钩组件，其特征在于，它还包括一个电连接在所述开关和螺线管之间的控制器，该控制器用于向螺线管提供电压。
10.根据权利要求9所述的倒档钩组件，其特征在于，所述控制器向所述螺线管提供一第一电压，以使所述钩运动至接合所述固定件的位置处。
11.根据权利要求10所述的倒档钩组件，其特征在于，所述控制器提供一低于所述第一电压的第二电压，以使所述钩保持在接合所述固定件的位置处。
12.根据权利要求1所述的倒档钩组件，其特征在于，所述固定件为一横杆。
13.一种倒档钩组件，其适于将一舷外马达连接至与一船只互连的一固定件上，所述倒档钩组件包括一个可与所述固定件接合的可动钩；一螺线管，其具有一个可动铁心；一个与所述铁心相连的杠杆；一根杆，其可选择地使所述钩响应所述杠杆的运动而运动；以及一个开关，其使所述螺线管与一个电源电连接。
14.根据权利要求13所述的倒档钩组件，其特征在于，所述杠杆包括一个可绕一中央轴线转的刚性轴；一个从所述轴伸出的第一杠杆臂，所述第一杠杆臂与所述铁心相连；以及一个从所述轴伸出的第二杠杆臂，所述第二杠杆臂与所述杆相连。
15.根据权利要求14所述的倒档钩组件，其特征在于，所述第二杠杆臂绕所述中央轴线与第一杠杆臂倾斜偏离大约90度。
16.根据权利要求13所述的倒档钩组件，其特征在于，所述杠杆为一刚性板，其包括一个可绕一中央轴线转动的第一部分；一个与所述第一部分隔开的第二部分，该第二部分可转动地与所述铁心相连；以及一个与第一部分和第二部分隔开的第三部分，该第三部分可转动地与所述杆相连。
17.根据权利要求13所述的倒档钩组件，其特征在于，它还包括一个适于将所述舷外马达安装至船只上的托架，其中所述固定件与托架相连。
18.根据权利要求17所述的倒档钩组件，其特征在于，所述马达包括一个具有一可转动部分的马达壳体，其中，所述托架与可转动部分相连，以允许所述马达相对于船只转动，并且所述钩可转动地与所述可转动部分相连。
19.根据权利要求18所述的倒档钩组件，其特征在于，所述杆位于所述可转动部分内，所述钩至少部分位于所述可转动部分内。
20.根据权利要求13所述的倒档钩组件，其特征在于，所述杆包括一个牢固连接至其上的杆脚，所述铁心的运动会导致杆脚运动，并且杆脚使所述钩转动，以接合和脱离所述固定件。
21.根据权利要求20所述的倒档钩组件，其特征在于，所述钩可转动地相对于所述固定件固定，所述杆脚具有半圆形形状，以便在与杆脚外周相邻的位置处接合所述钩。
22.根据权利要求13所述的倒档钩组件，其特征在于，它还包括一弹簧，其用于克服由铁心产生的运动而弹性偏压所述杠杆。
23.根据权利要求13所述的倒档钩组件，其特征在于，它还包括一个电连接在所述开关和螺线管之间的控制器，所述控制器对螺线管提供电压。
24.根据权利要求23所述的倒档钩组件，其特征在于，所述控制器以一设定时间段向所述螺线管提供第一电压。
25.根据权利要求24所述的倒档钩组件，其特征在于，在所述设定时间段之后，所述控制器提供第二电压，所述第二电压低于所述第一电压。
26.一种操纵用于舷外马达的倒档钩组件的方法，所述方法包括操作一个开关到达一第一位置；向一螺线管施加一第一电压，以启动所述钩组件的运动；用通向螺线管的一第二电压代替所述第一电压，以使所述钩组件保持在接合位置，所述第二电压低于第一电压；操作所述开关到达一第二位置；以及从所述螺线管上除去第二电压，以使所述钩组件向着一脱离位置运动。
全文摘要
一种倒档钩组件，其适于将一舷外马达连接至与一船只相连的一固定件上，所述倒档钩组件包括一个可与所述固定件相连的可动钩；一个具有一可动铁心的螺线管；一个联动机构，该机构用于响应铁心的运动使所述钩选择性地运动；以及一个开关，其使所述螺线管与一个电源电连接。
文档编号B63H20/02GK1533946SQ200310120250
公开日2004年10月6日 申请日期2003年12月10日 优先权日2002年12月13日
发明者戴夫·M·罗斯, 戴维·施米茨, 迈克尔·普吕特, 布赖恩·蒙策尔, 普吕特, 蒙策尔, 戴夫 M 罗斯, 施米茨 申请人:布里格斯斯特拉顿公司