TWI310010B - Device and method for controlling trimming flaps on a watercraft, as well as a watercraft having a corresponding device - Google Patents

Description

1310010 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ' 本發明是關於一種用以控制船舶之平衡板翼的裝置。根 據申請專利範圍第丨項之前言所述，最好具有兩個平衡板 翼，且在每一個情形中具有至少一個液壓操作系統，用以 凋整相關的平衡板翼之傾斜角度。本發明亦關於一種船 '舶、’根據申請專利範圍第15項之前言所述，最好具有兩 鲁個平衡板翼’用以在不同速度下使船舶準直。根據申請專 利範圍第16項之前言所述，本發明亦關於一種用以控制 I。韵之平衡板翼的方法’係藉由—個液壓操作的系統，而 改變此平衡板翼的傾斜角度。 【先前技術】 八在此所提到的平衡板翼，—般是設置在船舶的船尾部 響Γ同速度時，船舶在水中的姿態。平衡 相對於該軸產生樞轉，也魷“… 恃平上且了以 壓摔作機檨就疋5兄，例如，可以透過一個液 垔锦作機構（例如，液麼汽 中，平衡板翼的對應傾钭角产;f或下降。在此情形 態。藉由控制平衡板翼二度角可/控，船舶…的姿 -個水平的姿態保持二斜角度’可以將船舶大致上以 平衡板翼一般是由使用者 手動控制。也可以藉由適當的舶的駕敬台，以 制平衡板翼的傾斜角度。關於^槓#等之#作，來控 -項問題在於，最佳的傾斜角；板翼的傾斜角度之 又疋 <、船舶的速度有關，因 ΡΛ 專利說明書(補件)\95-1 l\95128616.doc 6 1310010 此’必須由使用者加以適應，以便使船㈣是儘可能越快 越好地準直於在水中的最佳姿態（最好是幾乎水平的）。 p -般來說，平衡板翼的傾斜角度是透過液壓操作結構而 變化’例如’藉助於液壓汽缸。為了令使用者能夠更加容 易地調整平衡板翼及其傾斜角度，通常會將平衡板翼的位 置’指不給使用者1此，必須偵測出平衡板翼的目前傾 斜角度則更將此結果藉由適當的儀器顯 上:致使，例如當船舶的速度改變時，使用者可 在應用時已知’平衡板翼的位置，可藉由在液壓汽虹上 =機械位置感測益加以偵測。然而，如此就需要配置線路 ㈣壓汽缸，才能夠_、傳送並指示出適當的資訊。已 t ^ &過程有—些缺點，因為適當的位置感测器或信 能在操仙时受損，這樣的受損必須要加以 修设，而修復卻是相當昂責的。 【發明内容】 裝術’本發明的目的是要進-步研發上述的 方法，特別是，以-個儘可能無缺點的方式 =衡板翼的傾斜角度，而且，能夠以—個儘可能簡單的 万式，自動地控制傾斜角度。 的提：：種如申請專利範圍第1項之裝置，以達成上述目 關的、/曰二本發明提議：每—個液壓系統，均具有一個相 … 偵測液壓系統中液壓流體的流動，以僮 判斷出相關的平衡板翼之傾斜角度。平衡板翼的傾斜角】 p:傳利說明書(補件)\95_⑽5128616doc 7 1310010 之變化，可以藉由偵測液 如，將流量計整合至液壓汽虹:=:決定出來。例 板翼所用的液I驅動裝置外側合’不需要在平衡 的位置。因此，/太^ΗΒΛΛ 線以偵測平衡板翼 中已知所產生的損害：、裝置中’將不會發生先前技術 個另一較佳的改進’在於使液壓系統具有至少-紅，用以調整平衡板翼的傾斜角度，以及，一個 元藉=壓汽缸，使此液壓汽缸與液壓單 個從液= 在—起。最好，流量計可以與每一 且AW㈣汽缸的液壓線路連接在—起。而 :受=使液壓單元及流量計設置在船内，因此，可保護

個二ί:的二較佳研發成果，係使每個液壓單元及/或每 或:二Ή管線而連接到—控制單元，以便控制及/ 及/曰:二衡：翼的傾斜角度。因此’控制單元可用以估算 或^平衡板翼的位置。—方面，能夠使平衡板翼的 η角度’藉由控制單元而自動地控制。然、而，對於控制 早凡來說’可以偵測適當的使用者指令，也可以藉由液壓 單元的操作，而執行這些指令。 本么月另個特殊的較佳研發成果，亦可用於作為達到 ^述f的的解決方案，係使平衡板翼的傾斜角纟可以藉由 控制單兀自動地控制，且成為船舶速度及/或船舶每個馬 達的轉速之函數。如此意味著，控制單元能令使用者免去 P：\«fW#(»#)\95-l l\95128616.doc 8 1310010 必:頁實施將平衡板翼的傾斜角度與個別船隻的速度加以 配合的工作。 π 佳研發成果在於’將-平衡曲線儲存在 ，：早凡内’根據此平衡曲線，作為船舶速度及/或馬達 =速度的函數之平衡板翼較佳傾斜角度，是被用 控解衡板翼的傾斜角度。平衡曲線最好是可由使用者加 以改變。 例如’船舶的速度可以藉由一 GPS接收器，以簡單的方 :大力口以衫，而此接受器將對應的資料傳送到控制單元， =-來’便以此方式，允許控制平衡板翼的傾斜角度。 為了實施上述目的之一對應方法，1 ® ^ 1 R TS 、有如申軋專利範 :第，項所述之特點。使液壓系統具有一相關的流量 4 ’糟此，可以測量液壓流辨的ώ 的瓜動以便判斷平衡板翼 、、、^ /角度。而且’在此情形中，原則上，可以藉由監控 液壓流體的流動’而偵測出傾斜角度中的變化。從一：： 知的傾斜角度開始’例如’最大或最小的傾斜角产，可以 藉由觀察傾斜角度的變化，而決定出目前的傾斜角度。

本發明的其他較佳研發成果，均敘述於相 X 範圍附屬項中。 專利 【實施方式】 以下將參考附圖，詳細地說明本發明的較佳實施例。 '1到圖6顯示一個用以控制船舶上平衡板翼的傾斜 又之錢的較佳實施例。顯然，不言而偷的，本實施例的 以下說明僅作為實施本發明的許多方式中 ' 一種。原 ΡΛ專利說明書(補件)奶-1 l\95l28616.doc 9 1310010 貝J上，在不違背本發明的基礎概念之前提下，仍可以從以 下所提到的解決方案中，產生各種變化。因此，以下的說 明不應該被認為是用以限制本發明的範圍。 圖2顯不一船舶1 〇的側視圖。兩平衡板翼12、13被設 置在船舶的船尾U區域中，更明確地說 ，即，一個星形 板平衡板翼12及一停靠平衡板翼13。 在平面圖中，最好’將兩個平衡板翼12、13設置成為 與船舶10 (未顯不）的縱向中心轴具有相同的橫向距離。 此兩個平衡板翼12、13各被安裝在船舶1()上，致使，能 夠產生枢轉。軸承是以鉸鏈狀接頭14的形式，位於船尾 11的區域中。鉸鏈狀接頭14大約是水平地對齊，且最好 設置在水平面以下。 平衡板翼12、13可以繞著接頭14而在垂直方向上樞 轉，明確地說，係、介於一上極限位置（圖4)以及-下極限 位置（圖3)之間。平衡板翼12、13產生樞轉的能力，可 改變其相對於-個通過接頭14的軸之虛擬水平面Μ的傾 斜角度15。在所顯示的實施例中，平衡板 :所示的上極限位置中，指向朝上2声又。在圖二： 極限位置之傾斜角度15’則大約為1〇度。在 極限位置中的傾斜角度15 ’是可以自由地建構，：可以 配合各別的要求與條件。 ㈣上，平衡板翼12、13是用以影響船舶1〇在 、恕。因此’平衡板翼12、13是被調整成為船舶 J 的函數，致使，船舶1G域可以在水中保持水平。原ς Ρ:\ 專利說明書(補件)\95-1 l\95128616.doc 10 Ϊ310010 . 上’，平衡板翼12、13可以同步且個別地產生樞轉。 平衡板翼12、13是藉由液壓汽缸17加以樞轉。液壓汽 、17在钆舶1 〇的船尾11處，是設置在平衡板翼12、13 =上方，且連接到平衡板翼12、13的上表面。藉由液壓 ^缸17的伸縮，可以此方式調整平衡板翼12、13的傾斜 角度15。 每個=衡板翼12、13可以使用—個或多個液壓汽紅 。液Μ汽& η可以是單獨作用或雙重作用的液塵汽缸 。在本實施例中，每個平衡板翼12、13均具有兩個相 關的液壓汽缸17，而這些汽缸是以雙重作用汽缸（圖5) 的形式出現。 液壓汽红17是液壓操作系統之—部份，用以調整平衡 板翼12、13，以下簡稱為液壓系統18。在本實施例中， 如上所述’液壓系統18具有一液廢汽缸17、一液壓單元 19、及液壓管線2〇 ’而這些管線是設置在液壓單元μ與 液壓》飞缸17之間。每個平衡把習1。 、 j甘调十衡扳翼12、13及設置於其上的 液壓汽缸17，在此情形Φ，& , 中均與一個且只有一個液壓系 統18相連，而具有分沾、、右两，wtl 、名刀離的液壓早元19,致使，平衡板 翼可以彼此獨立地操作。 -特殊的特點在於’每個情形中，—個流量計21是被 整合在液壓系、统18的每個迴路裡。個別液壓系、统18中的 液壓流體之流動’可以藉助流料21加以歧。然後， 可以從液壓流體的流動變化推演出平衡板翼12、13的傾 斜角度15中之變化。流量計21最好是被整合在液壓管線 P：\*«0J*(Mm\95-l 1\95128616.doc u 1310010 20内如此可允+& 2ί # 們可以被保護而免受外部影塑 。二如此—來’它 置是很明顯的，例如，從…、、°讀3G的適當位 -方面’也可以將流量二5:=意圖即可看出。另 19結合在一起。 彳21”液壓》'缸π或液壓單元 流：计21是用來決定在液壓 動。f此’此系統首先必須經過校正。為== 嫌翼12、13首先須移動到一 的’ 個極限位置。在這過藉细μ ^ …、俊到另一 Μ田期S己錄液壓流體的流動，且栌 據取大的移動獲得—測量 且根 ，以作為資料，而這些二二= =情形令’一個脈衝在各情形中對應 = 1或特定的流動體積。 行疋μ 簟-:二疋藉纟+央控制單元22加以控制的。此控制 :::由電子管線23而連接到液廢單元19以及 置一電壓供應㉟24,以便至少供電予控制 根攄從冷旦^控制早兀22可以在校正期間與操作期間， 里叶21傳來的脈衝’計算平衡板翼12、13的傾 中之變化。然後’平衡板翼12、13的位置，可以 :2到控制單元22的顯示器25，而指示到船舶10 的駕駛台上。 =且，設有一控制面板26，同樣地，可連接到中央控 置^^0 22。此控制面板26可允許以手動方式變化平衡板 、、13的傾斜角度15。設置一個分離的按鈕，用於使 P__ 書(補件)奶·ι簡128616_dQe 12 !31001〇 個別平衡板翼12、13產生向上或 各個平衡板翼12、13。 〃下_，讀適用於 的：：：個特點’也可以自動地控制平衡板翼12、13 、斜角度15。在此情形中，傾斜角度15可以 船舶10的速度及/或每個馬達的旋轉速度之函數。成為 =所顯示的實例中，一個GPS接收器27被連接到顯示 二的二GPS接收器27以一正常的方式提供關於船舶 的速度貝汛。此速度一方面可以被顯示在顯示器25 上，而在另一方面，則可以傳送到在控制單元22。 -平衡曲線28是儲存在控制單元22内，可指示出較佳 的傾斜角纟15 ’以作為船舶速度以及馬達旋轉速度之函 數以下的圖表’包含用於此目的的一個平衡曲線Μ之 資料範例。 Μ Ρ R /IV 轉 ο ο ο ο ο ο 7 8 9 000000000000008 000000000000004 012345678901233 11 11 11 11 1χ 11 11 11 1χ 1Χ 0/^ OAW ΟΑ^ ΟΑ^

大 最I

74063840901965 惠I · · *001223579035689 i-789111111111222222 PS

度I 一角I 衡I 平I >00000000 444444444 0055005051 5555333451 13 ρ:\專利說明書(補件)、95-u汐5l286l6.doc 1310010 二：=一個對應的平衡曲線28β 可2使1者加以改變。例如，可以在顯示器25上，指 不出顯q料或平衡曲線28。此# 板26或其他輸入機構而加以改變。 =如未設置顯示器25的話，則GPS接收 央㈣單元22。這樣的方式是由圖i中的虛 =:=形並未顯示出將馬達旋轉速度傳送到中 :線：：地：用以顯示另一個指示儀器’其可以設置成 為顯不益的一替代物或額外裝置。也就是，此等儀哭是以 -個或多個儀器29的形式顯示出來 ： 以顯示平衡板翼12、13的备社办$ ~ j 的目前位置。、13的最佳位置以及平衡板翼12、13 許在平衡板翼12、13的自動控制與手動控制之 r’可以設有一適當的開關，在本實施例中，此開 關疋與控制面板26結合在一起。 控：單丨22最好是經由一 CAN匯流排而被連接到儀 益顯不器、控制面板、單元及裝置上。 由於控制單元22以及流量計21僅仙出平衡板翼12、 I的傾斜角度15之變化’所以，當系統啟動時，首先要 決疋平衡板翼12、13的起初位置。 ::點可藉由將平衡板翼12、的最後位置儲存起來 10的兩。=而’平衡板翼12、13最好是移動至啟動船舶 10的兩個極限位置的任-位置上’因此，可重新界定參 (補件)\95-1 l\95128616.doc 14 !3l〇〇i〇 考值或起初位置。 而且，當每個馬達關掉時，平衡板翼最好能夠自動移動 到上極限位置，且以此方式加以校正。 如上所述，可使用一平衡曲線28，用以自動控制平衡 板翼12、13的傾斜角度15，且最好儲存在控制單元μ 内。平衡曲線28可以指示在顯示器25上，且可以藉由控 制面板26加以改變。另一方面，也可以將一 pc或膝上型 電月®連接到控制單元22，或者連接到此系統中的一些其 他端點上’以便藉由一個適當的程式，讀取儲存在系統/中 的平衡曲線28,將之進行編輯，並再次傳送到系統。 而且，平衡曲線28能藉由pc或膝上型電腦而儲存在一 資料儲存媒體上。如此可允許獲得不同的平衡曲線I 當有需要時，可以重播到系統上。另一方面，使用控制面 板26’以手動方式所產生的平衡曲線28,也可以被錯存 在PC、膝上型電腦或資料儲存媒體上。 :如，或膝上型電腦，也可以藉助於一串列纜線而 被連接起來。 可以在一適當圖表中，輸入包含五十個值（以節為單位 增加速度，以度數為單位增加傾斜角度15)，且可以進一 步’藉由PC或膝上型電腦的鍵盤，作進一步的處理。所 輸入的資料最好也能夠以圖像方式顯示出來。 在將平衡曲線28下載至PC或膝上型電腦_，關 示成為-圖表，且以圖像方式顯 在適虽的使用者7丨面上’同時，資料也可以被使用者進 p:\ 專利說明書(補件)\95-1 I\951286I6.doc 15 1310010 可以覆蓋有一個進度列（process 一步處理。在傳送期間 bar) 〇 在上傳平衡曲線28期間’可藉由在使用者介面上的確 w，而產生成功處理之信號。再一 覆蓋有一進度列。# # -人在傳爾期間， 【圖式簡單說明】 /圖1是顯示用以控制船舶上的平衡板翼之傾斜 糸統之示意圖。 又的 圖2疋顯示具有平衡板翼的船舶之侧視圖。 圖3及圖4是顯示平衡板翼的不同位置。 圖5是顯示平衡板翼的液壓操作之示意圖。 圖6是顯示平衡板翼的傾斜角度作為船舶速度的 之自動控制的平衡曲線。 〃 【主要元件符號說明】 10 船舶 11 船尾 12 星形板平衡板翼 13 停靠平衡板翼 14 接頭 15 傾斜角度 16 平面 17 液壓汽缸 18 液壓系統 19 液壓單元 ΡΛ 專利說明書(補件)\95_ι ι\95 i286i6.doc 16 1310010 20 液壓管線 21 流量計 22 控制單元 23 管線 24 電壓供應源 25 顯示器 26 控制面板 27 GPS接收器 28 平衡曲線 29 儀器 30 橫樑 ΡΛ專利說明書(補件)\95-ll\95128616.doc 17

Claims (1)

1. - ~~~ ____；______ 1310010 十、申請專利範園·· 1. 一種用以控制船舶（10)之平衡板翼（12、13)之裝置， 最好具有兩個平衡板翼(12、13)，而且，在每個情形中具 有至少-液壓操作系統，用以調整相關的平衡板翼（12、 13)之傾斜角度（15) ’其特徵在於：每個液壓系統（⑻均 具有-相關的流量計（21)，可❹】液壓系統（18)中的液壓 流體之流動，以便判斷出相關的平衡板翼（12、13)之傾斜 角度（15)。 2.如申請專利範圍第1項之用以控制平衡板翼（ΐ2、ι3) 之裝置，其中，該液壓系統（18)具有至少一個用以調整平 衡板翼（12、13)之傾斜角度（15)的液壓汽缸（17)，以及， 一用以操作液壓汽缸（17)的液壓單元（19)，而該液壓汽缸 (1Ό與該液壓單元（19)是藉由液壓管線（2〇)而連接在一 起。 3. 如申請專利範圍第1項之用以控制平衡板翼（12、丨3) 之哀置，其中，流量計（21)在每個情形中是與液壓管線（2〇) 結合在一起，而這些管線是從一液壓單元（19)通向至每個 液壓汽缸（17)。 4. 如申請專利範圍第1項之用以控制平衡板翼（丨2、13) 之裝置，其中，該液壓單元（丨9)以及該流量計（21)是被設 置在船内。 5. 如申請專利範圍第2項之用以控制平衡板翼（12、13) 之裝置，其中，各個液壓單元（19)及/或各個流體計（21) 是藉由管線（23)而連接到一控制單元（22)，以便控制及/ 95128616 18 1310010 赃項日修(更)正替換頁 或指示平衡板翼（12、13)之傾斜角度（15) 6. 如申睛專利範圍第5項之用以控制平衡板翼（12、i3) 之裝置，其中，該平衡板翼(12、13)可以藉由該控制單元 (22)而彼此分開地控制。 7, 如申請專利範圍第5項之用以控制平衡板翼（12、13) 之裝置，其中，該平衡板翼（12、13)之傾斜角度（15)可以 藉由該控制單元（22)而自動地控制。 δ.如申請專利範圍第5項之用以控制平衡板翼（12、13) 之裝置’其中’該平衡板翼(12、13)之傾斜角度(15)可以 藉由控制單元（22)而自動地控制，以作為船舶（1〇)的速度 及/或該船舶（10)的各馬達之旋轉速度的函數。 9. 如申明專利範圍第8項之用以控制平衡板翼（12、is) 之裝置，其中’—平衡曲線（28)被儲存在控制單元（22) 内，而從該平衡曲線可以獲得一個作為船舶（1〇)速度及/ 或馬達旋轉速度的函數之平衡板翼（12、13)較佳傾斜角， 擎以便自動地控制平衡板翼（12、13)之傾斜角度（15)。 10. 如申明專利範圍第9項之用以控制平衡板翼（12、1 3 ) 之裝置，其中，該平衡曲線（28)可以由使用者加以改變。 11 ·如申明專利範圍第5項之用以控制平衡板翼（12、13) 之裝置，其中，該控制單元（22)具有一相關的顯示器 (25) ’用以指出各平衡板翼（12、13)的傾斜角度⑴）。 If.如申請專利範圍第5項之用以控制平衡板翼（12、η) 之衣置，、中°亥控制單元（22 )具有一相關的控制面板 (26) ，用以手動地控制各平衡板翼（12、13)的傾斜角度 95128616 19 1310010 (15)。 %年>月έ日修(更)正替換買 13. 如申請專利範圍第U或12項之用以控制平衡板翼 (12、13)之裝置，其中，儲存在該控制單元（22)中的平衡 曲線（28)可以被指示在該顯示器（25)上，且可以藉由控制 面板（2 6)加以改變。 14. 如申請專利範圍第5項之用以控制平衡板翼（12、13) 之裝置，其中，該船舶（1 〇)的速度可以藉由一 Gps接收器 (。27)而決定，而該GPS接收器將適當的資料傳送至該控制 單元（22)，用以自動地控制平衡板翼（12、13)的傾斜角度 (1 5 )’以作為船舶（1 〇 )速度之函數。 15. —種船舶，最好具有二平衡板翼（12、13)，用以在 不同速度下使該船舶（10)呈準直，其特徵在於：具有一個 申叫專利範圍第1至14項中任一項之用以控制平衡板翼 U2、13)的傾斜角度（15)之裝置。 16. —種用於控制船舶（1〇)之平衡板翼（12、13)之方 法，係藉由以一液壓操作系統（18)來改變該平衡板翼 (12、13)之傾斜角度（15)，其特徵在於：該液壓系統（18) 具有一相關的流量計（21 )，藉此可測量該液壓流體的流 動，以便決定該平衡板翼（12、13)的傾斜角度（15)。 17. 如申請專利範圍第丨6項之用於控制平衡板翼（12、 13)之方法，其中，對於系統（18)的起初校正，各平衡板 翼（丨2、13)首先會被移動到第一極限位置，然後，移動到 一正對的極限位置，以便決定液壓系統（18)中的流動。 18·如申請專利範圍第17項之用於控制平衡板翼（12、 95128616 20 1310010 I1 月替換頁 13)之方法，甘丰 --—— ____ 具中’該平衡板翼（12、13)會被移動到一極 ，限位置’用以簡單地校正該系統(18)。 ' 19·如申凊專利範圍第18項之用於控制平衡板翼（12、 )之方法，其中，最好是在每次航行之前，自動地實施 該簡單校正。 ' 2〇·如申印專利範圍第16項之用於控制平衡板翼（12、 13)之方法，其中，該平衡板翼（12、丨的傾斜角度〇5) •是藉由一控制單元（22)而自動地控制。 21.如申明專利範圍第2〇項之用於控制平衡板翼（I〗、 U)之方法，其中，該平衡板翼（12、13)之傾斜角度（15) 可乂藉由控制單元（2 2)而被自動地控制，以作為船舶（1 〇) 速度及/或該船舶（1〇)的各馬達之旋轉速度的函數。 Μ.如申請專利範圍第20項之用於控制平衡板翼（12、 13)之方法，其中，一平衡曲線（28)被儲存在控制單元（22) 内，而從該平衡曲線可以獲得一個作為船舶（1〇)速度及/ 參或馬達旋轉速度的函數之平衡板翼（12、13)較佳傾斜角， 以便自動地控制平衡板翼（12、13)之傾斜角度（15)。 95128616