CN111699131A - 用于将桅杆连接到板的模块 - Google Patents

Abstract

公开了一种模块，该模块被构造成用于可移除地附接到板，并且被附接到桅杆的端部，其中该桅杆支撑用于驱动板的马达和水翼。该模块包括：连接器，该连接器用于连接到电源；内部控制电路；和热桥，该热桥用于将控制电路热连接到桅杆。该模块包括水密腔，内部控制电路被包含在该水密腔中。

Description

用于将桅杆连接到板的模块

技术领域

本发明总体上涉及一种连接模块，该连接模块被附接到桅杆并且将桅杆连接到板。

先前申请

本申请要求澳大利亚专利号2017268537的优先权，其内容被整体包含于本文。

背景技术

冲浪板技术的最新发展是将马达附接到水翼冲浪板。水翼马达通常是安装在水翼附近的电动马达。在由马达提供动力的情况下，水翼将板抬离水，这减少了阻力并且提供了在水上的高速行进。

水翼马达位于桅杆的下端处，而桅杆的上端被螺栓连接到板的下侧。壳体被固定到板的顶侧中，以容纳电池。外部电线连接到在壳体内的电池和电路。电线穿过板中的孔，并且在桅杆内部向下走线，以便连接到电动马达。

本说明书中对任何先前出版物(或从其衍生的信息)或任何已知事项的引用不是、也不应被视为是确认或承认或以任何形式暗示了先前出版物(或从其衍生的信息)或已知事项形成本说明书所涉及的致力领域中的常识的一部分。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种模块，该模块被构造成用于可移除地附接到板，并且被附接到桅杆的端部，该桅杆支撑用于驱动板的马达和水翼，该模块包括：连接器，该连接器用于连接到电源；内部控制电路；和热桥，该热桥用于将控制电路热连接到桅杆。

在一个示例形式中，热桥也将内部控制电路热连接到多个外部冷却翼片。在另一个形式中，模块还包括附接板，该附接板将桅杆固定到模块，其中，该附接板形成热桥的至少一部分。在又一个形式中，冷却翼片从附接板延伸，使得当模块被附接到板时，冷却翼片被定位成与板的下侧上的桅杆相邻。

优选地，模块包括水密腔，内部控制电路被包含在该水密腔中。在其它特定但非限制性的示例形式中：桅杆大致由铝或铝合金制成；模块还包括用于数据通信的连接器；并且内部控制电路包括用于电动马达的电子调速器。

在又一些特定但非限制性的示例形式中：模块还包括配件，以将模块可释放地固定到板；并且该配件包括具有孔口的横向凸缘，所述孔口用于接收将模块固定到板的紧固件。

根据本发明的另一个方面，提供了一种桅杆，该桅杆包括：马达和水翼，该马达和水翼被联接到下端；模块，该模块被装配到上端；其中模块大致是如本文中所限定的模块。

根据本发明的又一个方面，提供了一种具有安装部段的板，该安装部段包括框架，该框架限定从板的下侧到连接台座的通孔，其中该安装部段被构造成接收大致如本文中所限定的模块，该模块相对于框架被固定，使得该模块突出到所述台座中，用于使连接器连接到电源。

在一个示例形式中，框架是被固定到板中的插入件，该插入件具有附接孔，该附接孔被构造成与模块上的配件匹配。在另一个形式中，板还包括用于电源的隔室以及用于在电源和模块的连接器之间的连接的在隔室和台座之间的甲板下方空间。在又一个形式中，板还包括托盘，该托盘被嵌入在板的主体中，该托盘是限定台座、隔室和甲板下方空间的一体单元。

将理解的是，本发明的宽泛形式及其相应的特征可以结合地使用、可互换地使用和/或独立地使用，并且对单独的宽泛形式的提及不旨在是限制性的。

附图说明

根据结合附图描述的对至少一个优选但非限制性的实施例的仅作为示例给出的以下描述，示例实施例将变得显而易见，其中：

图1示出了电动水翼冲浪板的前视图，该电动水翼冲浪板具有连接到带有水翼马达的桅杆的板；

图2示出了图1的水翼冲浪板的侧视图；

图3示出了图1的水翼冲浪板的后视图；

图4示出了图1的水翼冲浪板的等距视图；

图5示出了图1的水翼冲浪板的截面侧视图；

图6示出了图1的水翼冲浪板的前视图，其中在桅杆的顶端处的模块已经与板断开；

图7示出了图6的水翼冲浪板的侧视图；

图8示出了图6的水翼冲浪板的后视图；

图9示出了图6的水翼冲浪板的等距视图；

图10示出了图6的水翼冲浪板的截面侧视图；

图11示出了图6的模块的顶视图；

图12示出了图11的模块的前视图；

图13示出了图11的模块的侧视图；

图14示出了图11的模块的后视图；

图15示出了图11的模块的底视图；

图16示出了图11的模块的前等距视图；

图17示出了图11的模块的后等距视图；

图18示出了图11的模块的分解图；

图19示出了移除了模块的板的底等距视图；并且

图20示出了图19的板的底视图。

具体实施方式

描述了仅作为示例给出的以下模式，以便提供对优选实施例的主题的更精确的理解。

在被并入以示出示例实施例的特征的附图中，在所有附图中，相同的附图标记用于标识相同的部件。

图18中示出了根据本发明的模块10的实施例。模块10被构造成可移除地附接到板。虽然在该图中未示出，但模块10被附接到桅杆的端部，该桅杆支撑水翼和用以驱动板的马达。该模块包括用于连接到电源的连接器，在这种情况下该连接器是引线35。内部控制电路被设置在模块10中，例如电子调速器(ESC)块39。

热桥将ESC块39热连接到桅杆。在所示实施例中，热桥包括板41和基部40，但是将会理解的是，在替代实施例中，热桥可以采取许多其它形式。例如，在一些替代实施例中，可以省略板41，从而进一步减小内部控制电路和桅杆之间的热阻。

模块10是有利的，因为该模块10允许将桅杆和相关联的部件快速且容易地移除以及重新附接到板。为了运输板，通常必须将桅杆从板移除，因此期望桅杆容易被重新附接。这对于这种类型的产品是特别重要的，因为必须在远离车间的地方执行此任务，例如在海滩上或其它室外空间。

模块10极大地简化了桅杆到板的这种附接，因为引线到电源的连接相对简单。重要的是，由于使用热桥将电路连接到桅杆，因此无需液体连接来冷却内部电路或任何其它部件。

现在将描述许多其它示例特征，这些特征被包括在附图中所示的实施例中，但是在一些替代实施例中可以不提供这些特征，或者在各种其它替代实施例中可以以不同的形式提供这些特征。

参照图1至图5，水翼马达1被示出为在桅杆3的下端2处。水翼马达1包括具有螺旋桨6的电动马达5以及一体的前水翼7和后水翼8。板30被附接在桅杆3的与马达1相反的端部处。这些图均示出了处于准备使用的组装构造下的系统。

现在参考图6至图10，马达1和桅杆3被示出为与板30分离。模块10被附接到桅杆3的上端11。模块10包括壳体12和附接板13。例如，如前所述，以这种方式将模块10从板30移除对于例如运输板来说是方便的。

图11至图18更详细地示出了模块10。如图16中所示，例如，附接板13具有横向凸缘15形式的配件14，该配件14具有孔口16。如将在下面更详细地描述的，这些配件14用于将模块10固定到板30。为了清楚起见，在这些图中模块10被示出为没有桅杆3，然而典型地，模块10不被设计成容易从桅杆3移除。

图19和图20示出了板30的下侧。具有开口18的框架17被嵌入在板30中。开口18由唇部19所界定，该唇部19与通道20相邻，该通道20围绕孔18的周边延伸。

槽口21被形成在框架17的表面中。槽口21被构造成与模块10的凸缘15相匹配。当模块10被装配时，附接孔23被定位成与模块10的孔16对准。以此方式，附接孔23接收紧固件，在使用中，该紧固件将模块10固定到框架17。这些紧固件优选是将模块10螺旋固定到板30的螺栓或螺钉，然而将理解的是，在替代实施例中可以使用许多其它形式的紧固件。

为了将桅杆3和模块10连接到板30，将壳体12插入穿过在板30下侧上的开口18，直到凸缘15被安置在槽口21中为止。然后可以使用紧固件来将模块10固定就位。

参考图5，桅杆3和模块10被示出为连接到框架17中。托盘25被嵌入板30的主体29中，从而形成隔室26和连接台座27。模块10的端部28突出到板30中，使得当将桅杆3组装到托盘25中时，模块10的端部28靠近连接台座27。

电池形式的电源可以被容纳在隔室26中。在连接台座27和隔室26的容纳电源的部分之间设置空间33。板30的甲板34是可移除的，以允许接近隔室26、连接台座27和电源。空间33与连接台座27一起允许模块10的外部引线35与电源连接。

在一种替代布置中，可以省去托盘25，并且可以替代地形成隔室26和台座27，或者将隔室26和台座27直接模制到板30的主体29中。在又一个替代实施例中，框架17也可以与隔室26和/或板30的主体29一体形成。

参照图18，更详细地示出了模块10的构造。具有控制电路的电子调速器(ESC)块39被容纳在模块10内。当组装模块10时，ESC块39被连接到附接板13的基部40。在一些替代实施例中，该安装可以是直接的，然而在本实施例中，ESC块39被安装到板41，然后该板被安装到基部40。密封件42位于基部40和板41之间。

ESC块39通过托架46被牢固地保持到板41。紧固件可以延伸穿过托架中的孔47、板41中的孔48并延伸到基部40中的孔49中。可以使用热胶或热粘合剂来使ESC块39、板41和基部40之间的导热率最大化。

ESC块39通常在使用期间产生大量的热，并且设计诸如此类的系统的主要挑战之一涉及对该部件提供足够的冷却。ESC块39与基部40之间的直接连接用作ESC块39的控制电路与桅杆3之间的热桥，从而将产生的热量消散到桅杆3中。

将ESC块39的控制电路连接到桅杆3的热桥去除了先前技术中常见的对主动冷却(例如液体冷却剂回路或类似装置)的需求。这对于多种原因来说均是有利的，包括降低了复杂性并且还降低了将会导致对敏感部件的损坏的泄漏风险。重要的是，去除对液体冷却回路的需求也去除了在将桅杆与板分离时用于连接和断开液体供应管线的需求，从而极大简化了该组装过程。

在当前描述的实施例中，内部控制电路包括用于电动马达的电子调速器。在模块10中包含该电路而不是使该电路例如更靠近马达5是有利的，因为这允许尽可能减小水下部件的尺寸。这又减小了阻力并且提高了板的性能。

将该电路放置成更靠近马达对于帮助冷却来说可能原本是期望的，然而本发明去除了这种需求。当然，将理解的是，在本发明的一些替代实施例中，马达速度控制器可以被放置在模块的外部，其中该模块包含其它控制电路部件。

仍然参照图18，板41包括多个渐缩开口52，缆线压盖插入件53被装配到所述多个渐缩开口52中，并且该缆线压盖插入件53通过缆线压盖板54保持就位。缆线压盖板54通过紧固件保持就位，该紧固件可以被拧紧，以压缩插入件53。该密封系统允许缆线从ESC块39进入到附接板13的基部中并进入到桅杆3中，但防止可能从附接板13的基部泄露进来的任何水到达ESC块39或模块10的其它内部部件。

该密封系统相对于其它系统是有利的，因为该密封系统在不损害密封的情况下适应了由于热负荷所引起的显著的热应力和膨胀。然而，仍将理解的是，在一些替代实施例中也可以使用替代密封方法。

来自电池的引线35通过在壳体12的顶部附近的孔56进入模块10，并且由缆线压盖57密封。电力通过下引线58被提供到ESC块39。

马达控制印刷电路板(PCB)60位于ESC块39的上方，并且可以被配置和/或编程成基于多种操作条件和/或来自各种内部和/或外部传感器的输入来提供更复杂的控制功能。还设置了插座62，该插座62允许经由快速断开器63的简单连接，以使得能够在马达控制PCB60与外部装置或部件(例如，接收器和/或其它传感器)之间进行数据传输。

密封件65位于基部40和壳体12之间，该基部40和壳体12在拐角处通过螺钉66或其它合适的紧固件被紧固在一起。壳体12到附接板13的连接以这种方式封闭了其它部件，以形成如图11至图17中所示的完整模块。

将理解的是，一旦组装好了模块10，则控制电路就位于水密腔中。这是通过各种部件来实现的，包括前文讨论的各种密封件。然而，有利地，本发明通过热桥有效地允许热量从该水密腔的内部传递到外部，并且不需要任何材料物理传递，例如液体冷却回路。由此，由于该装置的降低的复杂性，所以这有助于在随着时间的流逝而部件磨损的情况下，维持水密腔完整。

除非另外说明，否则模块10包括水密腔，在该水密腔中包含内部控制电路。也就是说，附接板13、板41和壳体12一起形成了包含了ESC块39、马达控制PCB 60和可能对湿气敏感的各种其它部件的腔。

在使用期间，即使在热桥将ESC块39连接到桅杆3的情况下，模块10内部的温度也可能显著升高。当停止使用时，特别是如果桅杆3和附接板13保持与冷水接触时，该温度也会很快降低。为了即使在热循环的情况下也帮助维持该水密腔，在壳体12中设置了通气孔45。

参照图17，附接板13包括外部冷却翼片50。热桥将ESC块39的内部控制电路热连接到这些翼片50。也就是说，翼片50从附接板13的基部40延伸，该基部又连接到板41，该板41连接到ESC块39的基部。

所示的实施例中的翼片50被定位成与桅杆连接凸缘51相邻。凸缘51确保桅杆3与附接板13之间的牢固连接，并且还有助于使附接板13的基部40和桅杆3之间的热传递最大化。

当模块10被装配到板30时，附接板13上的翼片50位于板30的下侧上。作为附接板13的一部分的这些翼片50通过热桥连接到ESC块39。

由此，翼片50可以为ESC块39的控制电路提供额外的冷却，因为当板在水面上方时，翼片50可以将热量传递给空气，或者当板在水面上时或者如果水溅到翼片50上时，翼片50可以将热量传递给水。

然而，应当理解的是，翼片是可选的特征，在本发明的一些替代实施例中可以不包括翼片，或者在又一些其它实施例中翼片可以被设置在不同位置中。

由此，模块10和桅杆3形成了一个一体单元，该一体单元被有效地插塞到板30中并被固定就位。当被装配时，在附接板13的外侧上的垫圈44以结合通道20的方式帮助将模块10与板30密封。

在本发明的替代实施例中，代替直接附接到框架17的是，可以使用适当的螺栓等将模块10和桅杆3代替地直接固定到板30的下侧45。

在任何情况下，模块10容纳如下控制电路，该控制电路能够用于调节马达速度和/或在本发明的各种替代实施例中用于执行其它功能，例如控制水翼7、8以调节板30的朝向。

控制电路产生热量，该热量可以经由桅杆3容易地消散到水中，该桅杆3优选由诸如铝或铝合金的高导热性材料形成。

由于控制电路被包含在直接装配到桅杆3的上端11的模块10内，因此模块10外部的唯一有线连接是经由外部引线和单个数据连接连接到电源。这样，不需要先前技术的板的许多电线和液体连接。

虽然在优选实施例中为模块10提供的用以连接到电源的连接器采用两个引线35的形式，但将理解的是，在本发明的替代形式中可以提供许多其它形式的连接器。例如，连接器可以是单个引线、一个插座或多个插座。类似地，也可以以许多其它形式提供插座62。在本发明的又一些其它形式中，数据和电源连接可以被组合或布置成引线、插座或其它形式的连接器的不同构造。

本说明书中所描述的热桥涉及通过物理接触的固体部件的热传导。然而，将理解的是，热桥可以是提供低热阻的任何形式的连接，并且热桥的许多其它构造将是可能的并且被认为落入本发明的范围内。

已经参考板(特别是在具有安装有马达的桅杆的冲浪板的背景下)描述了本发明。然而，对“板”的提及应被视为对任何形式的水运工具的提及。

可以理解的是，在不脱离所描述的本发明的精神和范围的情况下，可以做出许多变型和修改。例如，可以通过除了水翼马达之外的马达将模块连接到桅杆，并且马达本身不需要是驱动螺旋桨的电动马达，而是可以替代地是喷嘴、涡轮等。

在优选实施例的前述描述中，为了清楚起见，已经采用了特定术语。然而，本发明不旨在限于如此选择的特定术语，并且应当理解的是，每个特定术语包括以类似方式操作以实现类似技术目的的所有技术等同物。诸如“前”和“后”、“内”和“外”、“上”和“下”之类的术语用作方便提供参考点的词，并且不应被解释为限制性术语。

虽然已经参考特定实施例描述了本发明，但是应当理解的是，对于本领域技术人员来说许多变型将是显而易见的。所有这样的修改和变型应被认为落入如广泛描述和所附权利要求中所要求保护的本发明的范围内。

在整个本说明书和所附权利要求书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”及变体诸如“包含”或“含有”将被理解为意指包括所陈述的整数或步骤或者整数组或步骤组，但不排除任何其它整数或步骤或者整数组或步骤组。

部件列表：

1 水翼马达

2 桅杆下端

3 桅杆

5 电动马达

6 螺旋桨

7 前水翼

8 后水翼

10 模块

11 桅杆上端

12 壳体

13 附接板

14 配件

15 凸缘

16 孔口

17 框架

18 开口

19 唇部

20 通道

21 槽口

23 附接孔

25 托盘

26 隔室

27 连接台座

28 模块壳体的端部/顶部

29 板主体

30 板

34 板甲板

35 引线

36 开口

39 ESC块

40 附接板的基部

41 板

42 密封件

44 密封件

45 通气孔

46 托架

47 孔

48 孔

49 孔

50 外部冷却翼片

51 桅杆连接凸缘

52 开口

53 缆线压盖插入件

54 缆线压盖板

56 壳体中的孔

57 缆线压盖

58 下引线

60 马达控制PCB

62 插座

63 快速断开器

65 密封件

66 紧固件。

Claims (15)

1.一种模块，所述模块被构造成用于可移除地附接到板并且被附接到桅杆的端部，所述桅杆支撑用于驱动所述板的马达和水翼，所述模块包括：

连接器，所述连接器用于连接到电源；

内部控制电路；和

热桥，所述热桥用于将所述控制电路热连接到所述桅杆。

2.根据权利要求1所述的模块，其中，所述热桥还将所述内部控制电路热连接到多个外部冷却翼片。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的模块，还包括附接板，所述附接板将所述桅杆固定到所述模块，其中，所述附接板形成所述热桥的至少一部分。

4.根据从属于权利要求2的权利要求3所述的模块，其中，当将所述模块附接到所述板时，所述冷却翼片从所述附接板延伸，使得所述冷却翼片被定位成与所述板的下侧上的所述桅杆相邻。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的模块，其中，所述模块包括水密腔，所述内部控制电路被包含在所述水密腔中。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的模块，其中，所述桅杆大致由铝或铝合金制成。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的模块，其中，所述模块还包括用于数据通信的连接器。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的模块，其中，所述内部控制电路包括用于所述电动马达的电子调速器。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的模块，还包括配件以将所述模块可释放地固定到所述板。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的模块，其中，所述配件包括具有孔口的横向凸缘，所述孔口用于接收将所述模块固定到所述板的紧固件。

11.一种桅杆，包括：

马达和水翼，所述马达和所述水翼被联接到下端；和

模块，所述模块被装配到上端；

其中，所述模块是根据前述权利要求中的任一项所述的模块。

12.一种板，所述板具有安装部段，所述安装部段包括框架，所述框架限定从所述板的下侧到连接台座的通孔，其中，所述安装部段被构造成接收根据权利要求1至10中的任一项所述的模块，所述模块相对于所述框架被固定，使得所述模块突出到所述台座中，用于使所述连接器连接到电源。

13.根据权利要求12所述的板，其中，所述框架是被固定到所述板中的插入件，所述插入件具有附接孔，所述附接孔被构造成与所述模块上的配件匹配。

14.根据权利要求12或13所述的板，还包括用于电源的隔室以及用于在所述电源和所述模块的所述连接器之间的连接的在所述隔室和所述台座之间的甲板下方空间。

15.根据权利要求14所述的板，还包括托盘，所述托盘被嵌入在所述板的主体中，所述托盘是限定所述台座、所述隔室和所述甲板下方空间的一体单元。

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