TWI483861B - 衝浪板 - Google Patents

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TWI483861B
TWI483861B TW100123076A TW100123076A TWI483861B TW I483861 B TWI483861 B TW I483861B TW 100123076 A TW100123076 A TW 100123076A TW 100123076 A TW100123076 A TW 100123076A TW I483861 B TWI483861 B TW I483861B
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Boomerboard Llc
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Description

衝浪板 【相關申請案】
本申請案主張2010年7月1日申請之題為“具有可交換馬達模組的馬達化水上摩托(MOTORIZED WATERCRAFT WITH INTERCHANGEABLE MOTOR MODULE)”的美國臨時申請案第61/360,836號及2011年1月6日申請之題為“具有可交換馬達模組的馬達化水上摩托(MOTORIZED WATERCRAFT WITH INTERCHANGEABLE MOTOR MODULE)”的美國臨時申請案第61/430,332號之權利，所述申請案特此均以全文引用的方式併入。
本發明是關於馬達驅動之水上摩托。
衝浪為在朝向海岸線之海浪之面上騎乘衝浪板的運動。噴射器供電之衝浪板已被設計且用於在無波浪之情況下(諸如，在湖或其他靜水中)衝浪之目的。先前技術中之若干類型的馬達化防水板包含Jung之美國專利第6,702,634號；Austin之美國專利第6,409,560號；Efthymiou之美國專利第6,142,840號；Chang之美國專利第5,017,166號；及Gleason之美國專利第4,020,782號。另一動力衝浪板設計描述於Railey之美國專利第7,226,329號中。此裝置使用小型電動馬達來提供動力，同時維持傳統衝浪板效能。
在一實施例中，一種個人水上摩托車包括頂部表面、底部表面及卡匣。所述底部表面可包括大致上朝向所述頂部表面延伸之第一凹座，且所述卡匣可至少部分地安置於所述第一凹座內。所述卡匣可包括至少一個馬達且所述馬達可經組態以在相對於水域之至少一第一方向上推進所述水上摩托車。所述卡匣亦可包括葉輪(impeller)且所述葉輪可定位於流水外殼(flow housing)中。所述底部表面亦可包括第二凹座且鰭狀物可至少部分地安置於所述第二凹座內。所述個人水上摩托車亦可包括至少部分地安置於所述卡匣與所述第一凹座之間的插入件(insert)。所述插入件可耦接至所述底部表面且包括突起(protrusion)。所述卡匣可包括經組態以收納所述突起之至少一部分的缺口(indentation)。所述卡匣可閂鎖至所述插入件。
在另一實施例中，一種製造個人水上摩托車之方法包括形成水上摩托主體及在其底部部分中之凹座，及將卡匣至少部分地置放於所述凹座內。所述卡匣可以可移除方式扣緊或以其他方式耦接至插入件。
在又一實施例中，一種製造個人水上摩托車之方法包括提供卡匣外殼、將馬達置放於所述外殼內、將葉輪置放於所述外殼內、將電池置放於所述外殼內，及將所述馬達、所述葉輪及所述電池封閉於所述外殼內。所述方法亦可包括將所述卡匣外殼至少部分地置放於水上摩托主體之凹座內。
在另一實施例中，一種個人水上摩托車套組(kit)包括個人水上摩托車、馬達化卡匣及非馬達化卡匣。所述個人水上摩托車可包括頂部表面及底部表面。所述底部表面可包括大致上朝向所述頂部表面延伸之凹座。所述馬達化卡匣及所述非馬達化卡匣可各自經組態以至少部分地裝設在所述底部表面中之所述凹座內。
在另一實施例中，一種系統包括插入件及馬達化卡匣。所述插入件經組態以相對於水上摩托緊固、界定收納空間，且包括延伸至所述收納空間中之至少一個突起。所述馬達化卡匣經組態以至少部分地收納於所述收納空間內，且包括經組態以收納所述插入件之所述至少一個突起的至少一個缺口，以便抑制所述卡匣相對於所述插入件在縱向方向、橫向方向及側向方向中之至少一方向上的移動。所述插入件可包括閂鎖，所述閂鎖經組態以在所述卡匣至少部分地收納於所述收納空間內時以可釋放方式相對於所述插入件而緊固所述卡匣。所述卡匣可包含孔隙(aperture)，所述插入件可包含有螺紋鑽孔(threaded bore)，且所述孔隙及所述有螺紋鑽孔可在所述卡匣至少部分地收納於所述收納空間內時同軸地對準。所述插入件可為環形者。所述卡匣及所述收納空間可在形狀上互補，以便抑制所述卡匣相對於所述插入件之移動。
傳統上，衝浪運動包括騎乘人(“衝浪者”)藉由以下動作來“避開浪區(paddle out)”：俯臥在衝浪板上且朝向 波浪將達到頂峰之點而遠離海岸線來劃水(paddling)；轉向面向海岸線；在波浪開始達到頂峰時迅速地朝向海岸線劃水以便“追浪(catch the wave)”；及在俯臥、坐著或站立位置在由波浪朝向海岸線推進之衝浪板上“乘浪(ride the wave)”。當乘浪時，衝浪者可視衝浪者之偏好及技能而將衝浪板轉向朝向或遠離頂峰波浪之不同部分。隨後，衝浪者必須劃水且重複追浪及乘浪之過程。在追浪及乘浪一時間段之後，衝浪者可一直乘浪到達海岸線，或可藉由俯臥在衝浪板上及朝向海岸線劃水來“進入浪區(paddle in)”。避開浪區、轉向及迅速劃水以追浪對衝浪者而言可為費力且費時的，且可由此限制衝浪者之用於乘浪的能量及時間。本發明之有利實施例保留衝浪者之用於乘浪之最大能量而非在劃水上耗盡衝浪者的能量。本發明之有利實施例亦藉由在追浪時將額外速度提供至衝浪者來輔助追浪。
本文中所描述之許多實施例的一般用途為提供一種馬達化衝浪板，其可以較低勞動密集之方式而製造、具有最少洩漏問題且具有長期可靠性。在一些有利實施例中，提供馬達化驅動系統以作為單獨收藏之卡匣。所述卡匣可收藏電池、馬達、控制電子設備、葉輪及相關聯之驅動硬體。此設計具有許多大的優點。所述設計簡化使用卡匣之衝浪板之構造。所述卡匣可被製成為可移除及/或可互換的。此卡匣亦可在多種水上摩托中使用，而非僅在衝浪板中使用。下文關於以下之圖10至圖19中所說明之卡匣實 施例進一步描述此等特徵。
圖1至圖6說明用於諸如衝浪板之馬達化水上摩托之合適的動力及傳動組件。在此等圖中，所述組件未置放於卡匣中，但此等圖說明所述組件自身及其相對置放及功能。現參看圖1、圖2及圖3，在一些實施例中，馬達化衝浪板包括頂殼(top shell)102及底殼202。此種中空殼構造最近已用於衝浪板製造，且表示與傳統形狀之發泡(foam)板之偏離。本發明之一態樣為：此種中空殼設計已經以將製造成本減至最小且提供結構完整性及長期可靠性之方式調適至馬達化衝浪板。
頂殼102說明於圖1中，且底殼202說明於圖2中。在圖3中，提供概念上之剖視圖，其展示在一實施例中所述殼彼此配合之方式。
頂殼102具有外表面104及內表面106。類似地，所述底殼具有外表面204及內表面206。為產生完整之衝浪板主體，將所述兩個殼沿著圍繞頂殼及底殼之周邊延伸之縫隙302而密封在一起。頂殼及底殼之“外表面”為與在使用時暴露於水中之表面相連的表面(儘管殼之所有“外表面”實際上不是全部暴露於水中，如下文進一步所見)。頂殼及底殼之“內表面”為在密封至中空衝浪板主體中之後在中空板內部的表面。用此中空殼技術生產衝浪板之一般方法是此項技術中已知的。目前，Aviso Surfboards(www.avisosurf.com)以此方式用形成中空衝浪板主體之碳纖維頂殼及底殼來製造衝浪板。
頂殼102之外表面104形成具有一個或多個凹入部分112，其中在將所述殼密封在一起成為中空主體時，所述凹入部分大致上朝向底殼202之內表面206延伸。凹入部分112形成用於電池114、馬達控制器板116及馬達118之隔室。馬達118耦接至延伸出馬達隔室之後部的軸件120，如下文將進一步解釋。
在此等組件之安裝之後，可用蓋122密封所述凹座，所述蓋可用諸如填縫(caulking)或其他防水密封劑之類的黏著劑而緊固在適當位置。視需要，可提供內螺紋檢修口(access port)124，其收納外螺紋蓋126。此可提供比移除或切割較大蓋122上之黏著劑更容易之接近(access)。在一些有利實施例中，蓋122、126中之一者或兩者為透明的，使得在密封且使用衝浪板時可看見電池、馬達及/或其他電子設備。亦可提供另一有螺紋插塞(plug)130，其可用以確保中空主體之內外的相等空氣壓力。此特徵為熟知的且通常用於中空殼式衝浪板。
現轉至圖2，底殼202之外表面204亦包含一個或多個凹入部分212，其中在將所述殼密封在一起成為中空衝浪板主體時，所述凹入部分大致上朝向頂殼102之內表面106延伸。底殼202亦可含有用於鰭箱之凹座218，所述凹座以此項技術中已知之方式接受鰭狀物220。底殼凹座212經組態以接受泵外殼224。如圖3中所示，泵外殼224收納葉輪226所附接至之馬達軸件120。在泵外殼224之後部，可附接馴流器(flow straightener)228。
如圖3中所示，頂殼中之凹入部分112及底殼中之凹入部分212包括彼此接近的底殼中之壁302及頂殼中之壁304。在有利實施例中，此等接近壁近似垂直於衝浪板之整個頂部表面及底部表面而延伸。此等接近壁中有實質上對準之多個開口，馬達軸件120可延伸穿過所述多個開口。因此，駐留於頂殼之凹入部分中的(多個)馬達118耦接至駐留於(多個)泵外殼中之(多個)葉輪，所述泵外殼又駐留於底殼之凹入部分中。
圖4更詳細地說明馬達軸件120延伸穿過之表面302及304。通常，馬達118包含相當短範圍之整體軸件402。此短的軸件可用伸縮型耦接器(bellows coupler)404耦接至較長之延長馬達軸件120。此等耦接器404可以零件號碼MBC-19-6-6-A自(例如)Ruland購得。伸縮型耦接器404為有利的，因為即使存在連接之線性中之振動及/或小偏離，伸縮型耦接仍允許平穩之軸件旋轉。長軸件120接著延伸穿過具備有螺紋之後部部分的軸承408。軸承408之有螺紋的後部部分旋緊至定位於底殼之凹入部分中於開口之另一側上的有螺紋插入件410中。當軸承收緊至插入件中時，產生水密式密封，因為壁302及304壓縮在一起。將瞭解，壁302、304可直接碰觸，或所述壁可保持分離(其間具有或不具有額外材料)。為了進一步最小化洩漏之任何可能，有可能將橡膠、聚合物或其類似材料之墊圈置放於插入件410與壁320之間及/或軸承408與壁304之間。
圖5及圖6說明泵外殼224在底殼之凹入部分212中 的定位。圖5說明泵外殼224之下側且圖6說明安裝於底殼之凹座中的泵外殼。泵外殼224基本上為用於將水向上引入至葉輪且引出衝浪板之後部的中空管。因此，泵外殼包括入水口502及排水口504。泵外殼224可以多種方式緊固於凹座212中。圖5及圖6之實施例包含緊固至泵外殼之每一側的軸件508。軸件508之尖端510延伸穿過泵外殼224之向前部分中的開口512。現參看圖6，此等暴露之尖端510置放於凹座中之孔602中以將泵外殼緊固至凹座212的向前部分中。泵外殼之後部可包括具有與底殼中之孔616配合之孔的壁。底殼中之孔可具備壓合之有螺紋插入件。螺桿(screws)518可接著用以將泵外殼224之後部緊固至凹座212之後部。
將瞭解，泵外殼224可以多種方式緊固於凹座212中。舉例而言，替代於在底殼中具有用於螺桿及插腳之孔，狹縫及/或盲凹座可形成於凹座之嚙合泵外殼上之配合表面的側表面中或以黏著方式附接至凹座之嚙合泵外殼上之配合表面的側表面。此等結構亦可具備用於嚙合螺桿連接之螺紋。作為另一替代例，黏著劑可用以將泵外殼緊固在適當位置。
現轉至圖1及圖3中所說明之動力及控制電子設備及裝置，可利用廣泛的多種電源、馬達控制器及馬達。所述電子設備及裝置可緊固在金屬框及/或板(未圖示)上之其各別凹座中，所述金屬框及/或板是在凹座中用黏著劑及/或用諸如螺桿之類的扣件緊固至凹座中的與側壁成一體或 以黏著方式緊固至側壁之結構。可接受之電源包含鋰電池或多個鋰電池。
為了避免自節流閥(throttle)控制輸入至馬達控制器116之硬線連接，馬達控制器116有利地包含無線接收器。此接收器可與由衝浪者控制之無線傳輸器通信以便控制馬達速度。無線節流閥控制已廣泛地使用，但在衝浪之同時使用節流閥造成如下獨特的問題：劃水、站立及乘浪將干擾衝浪者容易地操縱諸如觸發器、轉盤或其類似物之控制機構的能力。在一實施例中，無線傳輸電路可經組態以在水下傳輸電磁信號及/或磁信號。因為傳輸器及接收器中之一者或兩者在衝浪之持續時間中之大部分期間可在海面下，所以可使用在此等條件下特別可靠之傳輸系統及協定。舉例而言，無線電路可根據美國專利第7,711,322號中所揭露之系統及方法來實施，所述專利特此以全文引用的方式併入。如此專利中所解釋，使用以近場規範操作之磁性耦合天線可為有用的。低頻信號(例如，小於1MHz)可進一步改良水下傳輸可靠性。用此類型之節流閥系統，可實施自動斷開，其中若傳輸器與接收器之間的信號強度降至特定臨限值以下，從而指示已超過傳輸器與接收器之間的特定距離，則接收器斷開電動馬達。此在衝浪者跌落衝浪板之情況下可用作自動斷開。
圖7說明用於控制馬達化衝浪板之替代控制機構680。控制機構680具有用於協調控制機構680之操作的處理器690。處理器690耦接至加速度計700。加速度計700 量測加速度。此等量測結果傳達至處理器690。處理器690亦可為了初始化或校準加速度計700之目的而與加速度計700通信。在一實施例中，加速度計700為3軸線加速度計且可量測任何方向上之加速度。處理器690亦耦接至記憶體710。在一實例中，記憶體710用以儲存已與特定馬達控制命令相關聯之加速度計讀數的型樣或設定檔(profiles)。舉例而言，記憶體710可儲存先前已與用以使馬達控制器啟動馬達之命令相關聯之加速度計讀數的型樣。處理器690可比較當前加速度計700輸出與先前儲存之設定檔以判定當前輸出是否應解譯為馬達命令。控制機構680亦具有耦接至處理器690之無線電傳輸器720。在一實施例中，無線電傳輸器720將自處理器690所接收之資訊(諸如，馬達命令)傳輸至無線電接收器504。
圖8說明符合本發明之一實施例之用於使用控制機構680的方法740。在步驟745，自加速度計接收輸出。在一實施例中，來自加速度計之輸出可為表示由加速度計所量測之沿著每一軸線所量測之加速度的類比信號。在另一實施例中，類比至數位轉換器可用以將輸出轉換成類比信號之數位表示。或者，加速度計可經組態以輸出數位信號。舉例而言，加速度計自身可經組態以在每一軸線上偵測到之加速度超過某一臨限量時輸出數位脈衝。
在接收到來自加速度計之輸出之後，如步驟750中所展示，控制機構比較輸出與預定的命令設定檔。此等命令設定檔亦可稱為加速度計輸出型樣或簡單地稱為型樣。舉 例而言，控制機構可儲存對應於實質上沿著特定軸線之重複的正及負加速度之型樣。另一型樣可對應於沿著特定軸線之隔離之正加速度。加速度計輸出之型樣可與馬達控制器之特定命令相關聯。舉例而言，一型樣可對應於用以啟動可用馬達之子組(subset)的命令。另一型樣可對應於用於以特定工作循環或以最大操作電位之特定百分比來啟動一個或多個可用馬達的命令。
如步驟755中所展示，當前加速度計輸出與命令設定檔之比較將導致輸出是否匹配特定命令設定檔之判定。在一實施例中，若當前輸出不匹配命令設定檔，則丟棄來自加速度計之輸出，且所述方法決定使控制機構等待來自加速度計之更多輸出。然而，若當前輸出匹配命令設定檔，則如步驟760中所展示，控制機構將對應命令傳輸至馬達控制器。在傳輸之後，命令機構可再次等待來自加速度計之額外輸出。
在替代實施例中，控制機構可在無需型樣比較之情況下操作。舉例而言，在一實施例中，控制機構可經組態以將加速度計讀數解譯為節流閥控制之代理。在一實施例中，加速度計輸出之大小及持續時間可直接轉譯為用於馬達控制器之信號的大小及持續時間。舉例而言，在特定臨限值以上之加速度讀數可解譯為用以啟動馬達之命令。所述命令之持續時間可與用於接收加速度讀數之持續時間成比例。圖9說明控制機構680之一可能實施例。在此實施例中，控制機構囊封於整合至手套780中之封裝790中。 一般熟習此項技術者將瞭解，整合至手套中之術語可包括附接至手套780之表面或在手套780之結構內。在一實施例中，封裝790為水密式封裝。在一實施例中，封裝790包括塑膠盒。在另一實施例中，封裝790包括織物或其他材料之層。有利地，此實施例促進馬達化衝浪板之控制，同時維持衝浪者將其手用於正常衝浪活動之能力。舉例而言，與其將一隻手定位於節流閥620上以控制馬達化衝浪板，不如可使用衝浪者之手之正常運動(同時佩戴手套)來控制馬達化衝浪板。舉例而言，可能需要馬達控制器在衝浪者正常劃水之同時啟動馬達。此可為當衝浪者避開浪區時或當衝浪者嘗試將自身定位以追浪時。因此，當控制機構嵌入於手套780中時，控制機構可經組態以將在劃水運動期間由衝浪者之手所體驗之加速度辨識為用以嚙合馬達的命令。因此，當衝浪者之手運動指示衝浪者在執行可藉由額外馬達支援輔助之活動時，衝浪者能夠在控制機構啟動馬達之同時自由地將其手用於正常衝浪活動。或者，控制機構可經組態以回應於型樣來啟動馬達，儘管未必與衝浪相關，但所述型樣需要比手動操縱節流閥時所涉及之努力或分心(distraction)少的努力或分心。舉例而言，在乘浪之同時，並非調整節流閥，佩戴手套780之衝浪者可簡單地搖動其手以嚙合或卸除馬達。因此，衝浪者能夠以比操縱嵌入於衝浪板之主體中的節流閥可能需要之努力及協調少的努力及協調來控制衝浪板之馬達。在替代實施例中，經封裝之控制機構790亦可附接至其他衣物或附件之 腕帶或整合至其他衣物或附件之腕帶中。在另一實施例中，手套780或其他附件或衣物可穿戴在每一手上且每一對應控制機構可控制馬達化衝浪板中之馬達的不同子組。
現轉至圖10及圖11，展示包括馬達化卡匣1020之第一實施例及水上摩托主體1000的水上摩托車。主體1000包括頂側1004及底側1002。在一些實施例中，主體1000可包括衝浪板，且在其他實施例中，主體1000可包括其他傳統之無動力水上摩托，包含(例如)充氣水上摩托、小划艇、救生筏、小船、帆船、立式槳板(“SUP板”)、小艇及獨木舟。主體1000可藉由將頂殼貼附至底殼(如上文所論述)來建構或可使用一般熟習此項技術者已知的其他各種方法來建構。主體1000可視情況包括經組態以收納一或多個鰭狀物1012之一或多個鰭箱1010。
現亦轉至圖11，主體1000之底側1002可包括凹座1008，凹座1008經組態以將卡匣1020收納於其中。凹座1008可自底部表面1002朝向頂部表面1004延伸且在主體1000之底部表面1002中包括大致上凸形的凹陷。在一實施例中，凹座1008在底部表面1002中形成淚滴(tear-drop)形孔隙。所述淚滴形孔隙可與插入件1014及/或卡匣1020之形狀互補，以使得插入件1014及/或卡匣1020可以所要組態來定向及/或定位於凹座1008內。如下文更詳細地解釋，所述插入件可為有用的，因為其可包含可用以將卡匣緊固在衝浪板之凹座中之所要特徵，諸如凸緣、用於扣件嚙合之有螺紋孔及其類似者。此允許衝浪板自身之殼完全 由凹座1008中及周圍之平滑且逐漸變圓之表面製成且不具有需要不同製造過程的尖銳拐角、孔或其他特徵。此使衝浪板1000自身之製造非常容易且需要對製造習知衝浪板之過程的最小改變。
繼續參看圖11，插入件1014可包括經組態以覆蓋凹座1008之至少一部分的固體或實質上環形之片狀結構。插入件1014可使用各種耦接構件(例如，黏著劑、結合劑及/或扣件)耦接至凹座1008。在一些實施例中，依據插入件1014及凹座1008之互補形狀，插入件1014可裝設於凹座1008內，以使得所述插入件與所述凹座之間的嚙合抑制插入件1014相對於凹座1008之縱向、側向及/或橫向運動。當安置於凹座1008內時，插入件1014可界定用於收納卡匣1020之收納空間1016。在一些實施例中，插入件1014可包括延伸至收納空間1016中之一或多個相對小之凸緣或突起(未圖示)。所述一或多個凸緣可經組態以嚙合安置於卡匣1020中之一或多個配合凹槽(未圖示)。在一實施例中，凸緣自插入件1014之最前方部分延伸至收納空間1016中，且卡匣1020之最前方部分包含對應的凹槽。以此方式，卡匣1020可以可釋放方式來嚙合插入件1014以相對於插入件1014及主體1000而對準及固持卡匣1020之前部。如圖10中所展示，卡匣1020之底座表面1022可經組態以實質上匹配主體1000之鄰近的底座表面1002，以達成水上摩托車的所要水動力剖面。
卡匣1020可藉由一或多個扣件1060以可釋放方式耦 接至插入件1014及凹座1008。在一實施例中，插入件1014包含內螺紋鑽孔1062，內螺紋鑽孔1062經組態而以螺紋嚙合通過形成於卡匣1020中之對應孔隙1024的有螺紋扣件1060(例如，螺桿)的部分。在另一實施例中，有螺紋鑽孔安置於主體1000中且經組態以嚙合有螺紋扣件1060之部分。在一實施例中，卡匣1020之第一末端上的凹槽可以可釋放方式收納自插入件1014延伸之對應的凸緣的至少一部分，且卡匣1020之第二末端可藉由扣件1060扣緊至所述插入件/主體以限制卡匣1020相對於凹座1008之縱向、側向及/或橫向運動。如下文更詳細地論述，收納空間1016可經組態而以可釋放方式收納形狀類似於卡匣1020之各種不同卡匣。
如圖10及圖11中所展示，可移除的卡匣1020可包括水上摩托車之驅動系統。在一實施例中，參看圖1至圖6所揭露之驅動系統組件可收藏於卡匣1020內。舉例而言，卡匣1020可包括一或多個排水口1026、一或多個泵外殼1028、一或多個馬達軸件1030、一或多個馬達(未圖示)、一或多個電池(未圖示)及/或一或多個葉輪(未圖示)。此等組件之定向及設計可基本上與上文所描述之定向及設計相同，但收藏於卡匣1020內。因此，卡匣1020可相對於(例如)水域來推進主體1000，以幫助將衝浪板避開浪區及追浪。
圖12及圖13展示包括收納於主體1000內之卡匣1040之第二實施例的水上摩托車。卡匣1040可具有類似於圖 10及圖11之卡匣1020之形狀，以使得所述卡匣均緊密地裝設於藉由插入件1014所形成的收納空間1016內。卡匣1040可藉由一或多個有螺紋扣件1060及/或自插入件延伸之凸緣與卡匣1040中之凹槽之間的嚙合而以可釋放方式耦接至主體1000。如所展示，扣件1060可通過卡匣1040中之孔隙1034且收納於插入件1014中的有螺紋鑽孔1062內。
與圖10及圖11之卡匣1020對比，卡匣1040可為無動力或非馬達化者。在一些實施例中，卡匣1040可為中空的且可封閉經組態以儲存個人物品(例如，日光屏幕、水上摩托硬體、鑰匙、行動電話等)之儲存空間。在一實施例中，儲存空間可為實質上防水的以保護儲存於其中之物品免受來自水域(例如，海洋)之水的侵入。在其他實施例中，卡匣1040可為實質上固體者，以使得水上摩托自前端至後端具有大致上均勻之浮力及/或剛性特性。
圖10及圖11之卡匣1020及圖12及圖13之卡匣1040可交換以在馬達化組態(圖10及圖11)與非馬達化組態(圖12及圖13)之間轉換該主體1000。主體1000可為具有馬達化卡匣1020及非馬達化卡匣1040中之一者或兩者之套組。使用者可視水條件及/或水上摩托車之所要效能特性而在卡匣1020與卡匣1040之間切換。舉例而言，使用者可能希望藉由選擇將非馬達化卡匣1040置放於主體1000內來降低水上摩托車之總質量特性，或使用者可能希望藉由選擇將馬達化卡匣1020置放於主體1000內來將衝 浪階段中所使用之人體能量減至最小。
圖14及圖15展示小艇，其包含收納於小艇主體1400之凹座1408內的圖10及圖11之卡匣1020及插入件1014。如所展示，單一卡匣(例如，圖10及圖11之卡匣1020或圖12及圖13之卡匣1040)可置放於具有經組態以收納卡匣之凹座的不同水上摩托主體中。舉例而言，馬達化卡匣1020可經組態以裝設於衝浪板之主體中的凹座及小艇之主體中之類似形狀的凹座內，以使得使用者可在多個水上摩托中使用同一馬達化卡匣。以此方式，使用者可購買單一馬達化卡匣來推進不同的水上摩托。此外，在一些實施中，馬達化卡匣可用作用以在無水上摩托之情況下推進使用者之獨立裝置。舉例而言，使用者可在無更大之水上摩托(例如，無衝浪板或小艇)之情況下握住馬達化卡匣1020且推進而穿過水域。
現轉至圖16及圖17，展示包括馬達化卡匣1620及水上摩托主體1600之水上摩托車。主體1600包括頂側1604及底側1602。在一些實施例中，主體1600可包括衝浪板，且在其他實施例中，主體1600可包括其他各種水上摩托。類似於圖10至圖13之水上摩托車，主體1600可藉由將頂殼貼附至底殼(如上文所論述)來建構或可使用一般熟習此項技術者已知的其他各種方法來建構。主體1600可視情況包括經組態以收納一或多個鰭狀物1612之一或多個鰭箱1610。
現轉至圖17，主體1600之底側1602可包括凹座 1608，凹座1608經組態以將卡匣1620收納於其中。凹座1608可自底部表面1602朝向頂部表面1604延伸，且在主體1600之底部表面1602中包括大致上凸形的凹陷。在一實施例中，凹座1608在底部表面1602中形成淚滴形孔隙。所述淚滴形孔隙可與插入件1614及/或卡匣1620之形狀互補，以使得插入件1614及/或卡匣1620可以所要組態來定向及/或定位於凹座1608內。
繼續參看圖17，插入件1614可包括經組態以覆蓋凹座1608之至少一部分的固體或實質上環形之片狀結構。插入件1614可使用各種耦接構件(例如，黏著劑、結合劑及/或扣件)而耦接至凹座1608。在一些實施例中，依據插入件1614及凹座1608之互補形狀，插入件1614可裝設於凹座1608內，以使得所述插入件與所述凹座之間的嚙合抑制插入件1614相對於凹座1608之縱向、側向及/或橫向運動。當安置於凹座1608內時，插入件1614可界定用於收納卡匣1620之收納空間1616。
在一些實施例中，插入件1614可包含經組態以插入至卡匣1620上之一或多個缺口1659(展示於圖18中)中的一或多個突起1651。突起1651及卡匣1620上之缺口1659可具有互補形狀，以使得所述突起可藉由相對於插入件1614縱向地向前滑動卡匣1620而由所述缺口收納。突起1651與對應的缺口之嚙合可產生一個或多個拱台(abutments)，其起作用以遏止或抑制卡匣1620相對於插入件1614及主體1600之縱向、側向及/或橫向移動。
插入件1614亦可包含來自閂鎖板1655之懸臂式之閂鎖元件1653。閂鎖元件1653可在卡匣1620收納於插入件1614內時將一個或多個表面抓握在卡匣1620上之插座1661(展示於圖18中)內，以相對於插入件1614而在縱向方向上緊固卡匣1620。以此方式，卡匣1620可向前滑動至插入件1614中，直至閂鎖1653以可釋放方式嚙合卡匣上之凹口或其他特徵以使得卡匣1620相對於插入件1614而對準且緊固為止。為了自插入件1614移除卡匣1620，可藉由將力施加至閂鎖元件1653之懸臂式末端來壓下閂鎖元件1653以自卡匣之凹口或其他特徵來卸除閂鎖元件。卸除該閂鎖元件1653接著將允許使用者相對於插入件1614而縱向地向後滑動卡匣1620，以自缺口1659釋放突起1651且自主體1600移除卡匣1620。
如圖16中所展示，卡匣1620之底座表面1622可經組態以實質上匹配主體1600之鄰近的底座表面1602，以達成水上摩托車的所要水動力剖面。底座表面1622亦可包含一充電口(port)1631及/或一啟動開關1633。因此，卡匣1620可在卡匣耦接至水上摩托主體1600時或在其與水上摩托主體分離時充電。在提供此等元件之實施例中，充電口1631可安置於卡匣1620之相對側上，且該啟動開關1633亦可視需要安置於別處。
如圖18及圖19中所展示，可移除的卡匣1620可包括一個包含一或多個馬達1675之驅動系統。在一實施例中，驅動系統可至少部分地收藏於卡匣底座1671與卡匣蓋 1657之間。所述一或多個馬達1675可由一或多個電池1665供電，且可藉由馬達安裝台(mounts)1677而安裝至卡匣底座(base)1671。在一些實施例中，每一馬達1675可藉由軸件耦接器1679、軸承1681、軸承固持器1683及隔片(spacer)1685而耦接至馬達軸件1690。每一軸件1690可耦接於至少部分地安置於泵外殼1695內之葉輪1699，且軸承1697可視情況而安置於每一軸件與葉輪1699之間。以此方式，一或多個馬達1675可驅動每一葉輪1699以將水抽吸穿過泵外殼1695以相對於水域推進卡匣。
在一些實施例中，每一軸件1690可安置於軸件外殼1694內，軸件外殼1694經組態以限制軸件1690相對於與卡匣1620分離之物件之暴露。因此，軸件外殼1694可保護使用者以免在使用期間無意中接觸軸件1690及/或可保護軸件1690以免接觸其他物件(例如，海草)。另外，軸件外殼1694可藉由隔離每一軸件1690與通過泵外殼1695之水來改良卡匣1620之效能。在一些實施例中，可藉由一或多個軸件密封1692來保護每一軸件1690以免暴露於水。
卡匣1620亦可包含安置於泵外殼1695之進水口之上的一或多個格柵(grate)1693。格柵1693可限制對葉輪1699及軸件1690之接近，以保護此等組件及/或防止使用者在使用期間無意中接觸此等組件。在一些實施例中，每一泵外殼1695及/或格柵1693可耦接至一或多個磁性開關(未圖示)，所述磁性開關可在泵外殼1695及/或格柵1693與卡匣底座1671分離時撤銷啟動馬達1675。因此，所述一 或多個磁性開關可防止卡匣在可選格柵1693及/或泵外殼不處於適當位置之情況下操作。
繼續參看圖18及圖19，驅動系統亦可包含用於每一馬達1675之一或多個馬達控制器1673、經組態以連接一或多個電池1665與一或多個馬達控制器1673之一或多個中繼器1687、天線1667及收發器1669。一或多個馬達控制器1673、一或多個中繼器(relay)1687、一或多個電池1665、天線1667及收發器1669可藉由一或多個線束(wiring harness)1663而彼此電性連接。如上文所論述，收發器1669可包含或耦接至無線傳輸電路，所述無線傳輸電路經組態以在水下傳輸電磁及/或磁信號。
圖20及圖21展示水上摩托車2000，其包括具有鄰近於泵外殼2020及泵外殼排水口2025而安置且在泵外殼2020及泵外殼排水口2025後面之彎曲區段2033的主體2031。彎曲區段2033可經成形以產生柯安達效應(Coanda Effect)，以導引來自排水口2025之流沿彎曲區段2033之曲線而行。對離開排水口2025之流的柯安達效應可導致推擠區域2050中之排出流體之有效推擠，因為排出流體進入周圍水2060中。如本文中所使用，術語“柯安達效應”是指流體噴射被吸引至附近表面(例如，水上摩托車2000之主體2031之彎曲區段2033)的趨勢。彎曲區段2033及彎曲區段2033與泵外殼2020之相對定位可併入於本文中所描述之水上摩托車中的任一者中，以在排水口2025與彎曲區段2033之間產生推擠區域。
圖22展示具有大致上成曲線橫截面形狀之逐漸變細至平坦且長方形的排水口2225之泵外殼2220的實施例。排水口2225包含第一平坦側面2221及與所述第一側面相對安置之第二平坦側面2223。排水口2225之第一側面2221及第二側面2223使通過所述排水口之水的旋轉流穩定，以在鄰近於排水口2225且在排水口2225後面之推擠區域2250中產生排出水的更均勻之流。泵外殼2220可視情況包含一或多個馴流器，例如，先前參看圖2及圖3所論述之馴流器228。可選的(optional)馴流器可經組態以使通過泵外殼2220之水的流穩定，且排水口2225可經組態以使通過其之水之流進一步穩定。泵外殼2220及排水口2225之形狀可併入於本文中所描述之水上摩托車中的任一者中，以在鄰近於排水口2225之推擠區域中產生更均勻之流。
102‧‧‧頂殼
104‧‧‧外表面
106‧‧‧內表面
112‧‧‧凹入部分
114‧‧‧電池
116‧‧‧馬達控制器板/馬達控制器
118‧‧‧馬達
120‧‧‧馬達軸件
122‧‧‧蓋
124‧‧‧內螺紋檢修口
126‧‧‧外螺紋蓋
130‧‧‧有螺紋插塞
202‧‧‧底殼
204‧‧‧底殼之外表面
206‧‧‧底殼之內表面
212‧‧‧凹入部分/底殼凹座
218‧‧‧凹座
220‧‧‧鰭狀物
224‧‧‧泵外殼
226‧‧‧葉輪
228‧‧‧馴流器
302‧‧‧縫隙/壁/表面
304‧‧‧壁/表面
402‧‧‧整體軸件
404‧‧‧伸縮型耦接器
408‧‧‧軸承
410‧‧‧有螺紋插入件
502‧‧‧入水口
504‧‧‧排水口/無線電接收器
508‧‧‧軸件
510‧‧‧軸件之尖端
512‧‧‧開口
518‧‧‧螺桿
602‧‧‧孔
616‧‧‧孔
680‧‧‧控制機構
690‧‧‧處理器
700‧‧‧加速度計
710‧‧‧記憶體
720‧‧‧無線電傳輸器
780‧‧‧手套
790‧‧‧封裝
1000‧‧‧水上摩托主體/衝浪板
1002‧‧‧底側/底部表面/底座表面
1004‧‧‧頂側/頂部表面
1008‧‧‧凹座
1010‧‧‧鰭箱
1012‧‧‧鰭狀物
1014‧‧‧插入件
1016‧‧‧收納空間
1020‧‧‧馬達化卡匣
1022‧‧‧底座表面
1024‧‧‧孔隙
1026‧‧‧排水口
1028‧‧‧泵外殼
1030‧‧‧馬達軸件
1034‧‧‧孔隙
1040‧‧‧非馬達化卡匣
1060‧‧‧扣件
1062‧‧‧內螺紋鑽孔/有螺紋鑽孔
1400‧‧‧小艇主體
1600‧‧‧水上摩托主體
1602‧‧‧底側/底部表面/底座表面
1604‧‧‧頂側/頂部表面
1608‧‧‧凹座
1610‧‧‧鰭箱
1612‧‧‧鰭狀物
1614‧‧‧插入件
1616‧‧‧收納空間
1620‧‧‧馬達化卡匣
1622‧‧‧底座表面
1631‧‧‧充電口
1633‧‧‧啟動開關
1651‧‧‧突起
1653‧‧‧閂鎖元件
1655‧‧‧閂鎖板
1657‧‧‧卡匣蓋
1659‧‧‧缺口
1661‧‧‧插座
1663‧‧‧線束
1665‧‧‧電池
1667‧‧‧天線
1669‧‧‧收發器
1671‧‧‧卡匣底座
1673‧‧‧馬達控制器
1675‧‧‧馬達
1677‧‧‧馬達安裝台
1679‧‧‧軸件耦接器
1681‧‧‧軸承
1683‧‧‧軸承固持器
1685‧‧‧隔片
1687‧‧‧中繼器
1690‧‧‧馬達軸件
1692‧‧‧軸件密封
1693‧‧‧格柵
1694‧‧‧軸件外殼
1695‧‧‧泵外殼
1697‧‧‧軸承
1699‧‧‧葉輪
2000‧‧‧水上摩托車
2020‧‧‧泵外殼
2025‧‧‧泵外殼排水口
2031‧‧‧主體
2033‧‧‧彎曲區段
2050‧‧‧推擠區域
2060‧‧‧周圍水
2220‧‧‧泵外殼
2221‧‧‧第一平坦側面
2223‧‧‧第二平坦側面
2225‧‧‧排水口
2250‧‧‧推擠區域
圖1為衝浪板之頂殼之分解圖，其展示置放於頂殼凹座中的組件。
圖2為衝浪板之底殼之分解圖，其展示置放於底殼凹座中的組件。
圖3為根據本發明之一實施例之衝浪板的剖視圖，所述衝浪板由頂殼及底殼製成且動力組件安裝於其中。
圖4展示頂殼中之馬達凹座與底殼中之葉輪凹座之間的通道之詳細視圖。
圖5為可插入有葉輪之流水外殼之透視圖。
圖6說明在衝浪板尾部之區域中附接至頂殼之底殼，其中一個流水外殼附接在底殼凹座中之一者中。
圖7為展示驅動控制系統之一實施例的方塊圖，所述驅動控制系統可在馬達化衝浪板之一實施例中使用。
圖8為說明供馬達化衝浪板之一實施例使用之方法的流程圖。
圖9為驅動控制系統之一實施例的俯視圖，所述驅動控制系統可在馬達化衝浪板之一實施例中使用。
圖10為水上摩托車之透視圖，所述水上摩托車包含收納於所述水上摩托車之底部凹座中之馬達化卡匣的第一實施例。
圖11為圖10之衝浪板之分解圖。
圖12為包含收納於水上摩托車之底部凹座中之非馬達化卡匣的圖10及圖11之水上摩托車之透視圖。
圖13為圖12之衝浪板之分解圖。
圖14為小艇之透視圖，所述小艇包含收納於所述小艇之底部凹座中之卡匣的第一實施例。
圖15為圖14之小艇之分解圖。
圖16為水上摩托車之透視圖，所述水上摩托車包含收納於所述水上摩托車之底部凹座中之馬達化卡匣的第二實施例。
圖17為圖16之衝浪板之分解圖。
圖18為圖16及圖17之馬達化卡匣之分解圖。
圖19為圖18之馬達化卡匣之透視剖視圖。
圖20為水上摩托車之橫截面圖，所述水上摩托車包含鄰近於泵外殼之排水口的彎曲主體區段。
圖21為圖20之水上摩托車之仰視圖。
圖22為包含平坦排水口之泵外殼之透視圖。
1000‧‧‧水上摩托主體/衝浪板
1002‧‧‧底側/底部表面/底座表面
1004‧‧‧頂側/頂部表面
1008‧‧‧凹座
1010‧‧‧鰭箱
1012‧‧‧鰭狀物
1014‧‧‧插入件
1016‧‧‧收納空間
1020‧‧‧馬達化卡匣
1022‧‧‧底座表面
1024‧‧‧孔隙
1026‧‧‧排水口
1028‧‧‧泵外殼
1030‧‧‧馬達軸件
1060‧‧‧扣件
1062‧‧‧內螺紋鑽孔/有螺紋鑽孔

Claims (21)

  1. 一種衝浪板，包括：主體，包括頂部表面及底部表面，所述底部表面包括大致上朝向所述頂部表面延伸之第一凹座，其中所述第一凹座位於所述底部表面中，以使衝浪板主體繼續延伸至所述第一凹座的後面；卡匣，至少部分地安置於所述第一凹座中，所述卡匣包覆驅動系統，所述驅動系統包括至少一電動馬達、電性耦接至所述至少一電動馬達的至少一電池、以及耦接至所述至少一電動馬達的至少一葉輪，所述卡匣更包括具有入水口和排水口的底座表面，且其中所述卡匣安置於所述第一凹座中，以使所述卡匣的所述底座表面實質上匹配所述衝浪板的鄰近的圍繞所述凹座的所述底部表面，並形成於其中具有入水口和排水口的平滑衝浪板底部。
  2. 如申請專利範圍第1項之衝浪板，其中所述卡匣包括至少一個馬達控制器。
  3. 如申請專利範圍第2項之衝浪板，其中所述至少一個馬達控制器包括無線接收器。
  4. 如申請專利範圍第1項之衝浪板，其中所述底部表面更包括鰭箱，所述鰭箱安置於所述第一凹座的後方。
  5. 如申請專利範圍第4項之衝浪板，其更包括至少部分地安置於所述鰭箱內之鰭狀物。
  6. 如申請專利範圍第1項之衝浪板，其更包括至少部分地安置於所述卡匣與所述第一凹座之間的插入件。
  7. 如申請專利範圍第6項之衝浪板，其中所述插入件結合至所述底部表面。
  8. 如申請專利範圍第7項之衝浪板，其中所述插入件包括突起，且其中所述卡匣之至少一部分包括缺口。
  9. 如申請專利範圍第8項之衝浪板，其中所述突起之至少一部分是至少部分地收納於所述缺口內。
  10. 如申請專利範圍第6項之衝浪板，其中所述卡匣以可移除方式耦接至所述插入件。
  11. 如申請專利範圍第10項之衝浪板，其中所述卡匣閂鎖至所述插入件。
  12. 如申請專利範圍第6項之衝浪板，其中所述插入件包括環形結構，所述環形結構界定出用以收納所述卡匣的至少一部分的收納空間。
  13. 如申請專利範圍第12項之衝浪板，其中所述插入件更包括延伸至所述收納空間中的至少一突起。
  14. 如申請專利範圍第13項之衝浪板，其中所述卡匣包括至少一個缺口，所述至少一個缺口經組態以收納延伸至所述所述收納空間中的所述至少一個突起，以便抑制所述卡匣相對於所述插入件在縱向方向、橫向方向及側向方向中之至少一方向上的移動。
  15. 如申請專利範圍第1項之衝浪板，其中所述卡匣包括面向所述衝浪板的彎曲表面的至少一排水口。
  16. 如申請專利範圍第15項之衝浪板，其中所述排水口包括至少一平坦側面。
  17. 如申請專利範圍第1項之衝浪板，其中所述第一凹座具有平滑且逐漸變圓之表面，且不具有尖銳拐角。
  18. 如申請專利範圍第17項之衝浪板，其中所述第一凹座為淚滴型。
  19. 如申請專利範圍第1項之衝浪板，其中所述卡匣更包括收發器，所述收發器經組態以在水下傳輸電磁信號。
  20. 如申請專利範圍第1項之衝浪板，其中所述卡匣更包括充電口。
  21. 如申請專利範圍第1項之衝浪板，其中所述卡匣更包括至少一彎曲區段，所述彎曲區段鄰近於所述排水口而安置且在所述排水口後面，經組態以導引來自所述排水口之流沿所述彎曲區段而行。
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