在传统的夹板中，绳索或绳放置在两个沿夹板中线的偏心轴凸轮之 间，当夹板在沿中线的一个方向上移动时，在所述绳上施加相对小的阻 力，而当在该绳索上沿相反方向施加拉力时，该绳索卡在凸轮之间。在 绳索上沿相反方向施加的拉力越大，凸轮夹板施加在绳索上的力也就越 大。所述凸轮夹板通常都是锯齿状，从而防止绳索在反方向上滑过夹板。 为了释放这样的绳索，操作者必须在初始方向上再将绳索拉过夹板，与 相反方向上的拉力相反，以减少偏心凸轮施加在绳索上的一部分力，然 后将绳索在垂直于绳索拉力的方向从夹板之间升高离开中线。在某些航 行条件下，当在绳索上有巨大的绳索拉力时，对于船员来说，很难克服 绳索的应力拉动绳索，以及将其从凸轮夹板之间迅速拉起和拉出，特别 是如果船员不是位于凸轮正后面的位置处，在该位置船员能够使用其重 量将绳索拉动和迅速拉出所述中线。
对于本申请要求优先权的链中的以前申请中所公开的某些类型夹 板，当绳索被内部凸轮锁紧时产生很大的力偶，该力偶趋于将夹板从安 装夹板的表面上分离或“升高”。在某些以前公开的实施方案中，通过 放大外壳或框架的尺寸来解决该问题。然而，这种方法导致了仅仅因为 这个原因而放大外壳或框架，致使设计对于某些应用不实用，在这些应 用中，用于安装夹板的空间成为一个因素。

因此，本发明的目的是提供一种不具有现有设备固有缺点的夹板。
本发明的另一个目的是提供一种正在讨论的类型的夹板，其结构简 单并制造经济。
本发明的再一个目的是提供一种如前述目的的使用简单方便的夹 板。
本发明的另一个目的是提供一种前述目的所建议类型的夹板，当绳 索不受使用者采取的任何动作或不活动约束而被释放时，所述夹板能够 保证安全操作以及基本上立即制动物品的移动。
本发明的再一个目的是提供一种如前所述目的的夹板，可以使用该 夹板升高/降低或调节具有不同的尺寸和形状的帆。
本发明的另一个目的是提供一种与各种类型和尺寸或帆船有益使 用的夹板。
本发明的再一个目的是提供一种正在讨论的类型的设备，其在释放 物品时促进释放绳索或绳并降低凸轮锁紧在其绳索保持位置的风险。特 别是在竞赛航行中，期望能够从任何位置从凸轮夹板释放帆板，并能够 快速且用最小化急拉量实现这一切。
因此，本发明的目的是提供一种自我释放的凸轮夹板，它不需要逆 着绳索的应力沉重地拉动绳索以释放它。
本发明的另一个目的是提供一种可以从几乎任何一个位置释放的 凸轮夹板。
本发明的再一个目的是提供一种不需要诸如杠杆等额外释放装置 或非常复杂的形状，而是由一对通常固定在底板上的凸轮构成的凸轮夹 板。
为了获得以上目的和此后将变得明显的其它目的，具有依据本发明 的自动内嵌绳索锁紧的故障保护夹板，包括：框架，该框架在所述框架 的基本相对侧上具有最近侧和最远侧，并形成有通道，该通道在所述最 近侧与所述最远侧之间延伸，用于接收绳索，并大致限定夹板中线，沿 所述中线绳索可以沿第一绳索释放方向从所述最近侧向所述最远侧移 动，以及沿绳索拉动方向从所述最远侧向所述最近侧移动。设置固定装 置，以用于将所述框架固定在支撑面上。凸轮装置被设置在框架上所述 通道的一侧上，并具有绳索啮合部分。所述凸轮装置可在绳索释放位置 和绳索锁紧位置之间移动。绳索啮合部分包括第一啮合部分和第二啮合 部分，第一啮合部分通常与绳索间隔开距离△，以在绳索释放位置处形 成间隙，而第二啮合部分跨过所述间隙至少等于△的距离，以制动绳索 并且防止绳索沿绳索释放方向移动。推动器被设置在框架上相对于所述 凸轮装置的所述通道的相对侧，以仅仅当所述最近侧处的绳索上的拉力 相对小于所述最远侧处的绳索上的拉力时，用来选择性地在凸轮装置的 方向上对绳索施加作用力，以促使绳索跨过所述间隙所述距离△而与所 述第一啮合部分接触。绳和绳索啮合部分之间的继续接触使所述凸轮装 置的所述第二啮合部分跨过所述距离△，而所述凸轮装置从所述释放位 置向所述锁紧位置移动，直到使用者施加到绳索最近侧的拉力至少等于 所述最远侧的拉力。凸轮偏置装置趋于促使所述凸轮装置从绳索脱离， 而推动器偏置装置通常趋于移动绳跨过所述间隙与所述凸轮接触，而当 被使用者施加偏离所述夹板中线的足够拉力、产生力分量以抵消所述推 动器偏置装置产生的推力因而促进解锁绳索并且允许绳索在所述第一 绳索释放方向上移动时，允许绳索返回所述通道而不与所述凸轮装置接 触。

现将结合附图详细描述本发明，所述附图说明了本发明的优选实施方 案。
图1是依据本发明的夹板的透视图，以虚轮廓线示出了可以由夹板 控制的绳、索或绳索；
图2是图1中所示的夹板移去外壳的上壁或框架的放大俯视图；
图3与图2类似，示出了随着夹板的构件从解锁位置移动到锁紧位 置，构件的相对移动；
图4与图2和图3类似，但是示出了夹板的内部构件处于绳索锁紧 或停止移动的位置；
图5是力示意图，用于说明可以向绳或绳索施加适合的力以产生逆 着夹板的内部元件的分量，从而解锁或释放作用在绳索或绳上的凸轮；
图6是两个以在磁体间产生磁引力的方式放置其磁极的磁体的示意 图；
图7是两个以在磁体间产生磁斥力的方式放置它们的磁极的磁体的 示意图；
图8与图2类似，但是示出软铁盘嵌入被吸引到磁体上的凸轮中的 替换实施方案；
图9与图2和图8类似，但是示出磁体安装在凸轮上并将凸轮放置 为吸引到安装在框架上的邻近磁体上的另一实施方案；
图10是航船与可以使用依据本发明的夹板的位置示例的图解；
图11是斜靠在建筑结构上的梯子以及依据本发明的夹板可以被梯 子支撑以升高或降低诸如工具、油漆等物品的方式的图解；
图12A和12B类似于图2、8和9，但是说明了可以选择性地位于绳 索或绳和凸轮之间、以防止绳索或绳制动或锁紧的凸轮失效机械；
图13类似于图1，但是示出了夹板与例如在航船上使用的绳索一起 使用的形式的故障保护设备的实施方案，该故障保护设备在设备的一个 壁中设置有狭缝，以从该设备快速释放和移出绳索；
图14是图13中所示的设备的修改版本的俯视图，其中，槽不是直 的而是至少具有一偏移量部分；
图15是例如图4中所示类型的夹板的示意性侧视图，用于说明锁 紧和停止绳索后典型产生的力偶，该力偶趋于将夹板从安装表面分离或 “升高”；
图16是修改夹板设计移除上壁和外壁的前视图，该修改夹板设计 基本不受夹板支架或框架的尺寸和形状限制而补偿关于前面附图所提 及的力偶；以及
图17是类似于图15中所示的示意性侧视图，但是示出了力偶被补 偿以将夹板稳定在安装表面上的方式。

现在具体地参考附图，其中通篇相同或类似的部分由相同的参考数字 (reference numeral)表示，首先对于图1来说，依据本发明的夹板总体 由参考数字170表示。
图1中，所述夹板由具有上壁172a、与上壁间隔开的下壁172b，以 及侧壁172c、172d的框架或外壳172形成。而且参考图2，框架或外壳 172在框架的基本相对侧面具有最近侧173a和最远侧173b，并且形成有 在最近侧、最远侧之间延伸的通道，该通道用来接收绳索或绳16以及 大致限定夹板中线CL，沿该夹板中线，所述绳索可以沿第一绳索释放 方向从最近侧向最远侧移动，以及沿绳索拉动方向从最远侧向最近侧移 动。
任何适合的装置都可以用于将框架172固定到轮船、梯子等的支撑 面上。在公开的实施方案中，夹板的框架可以被诸如由参考数字174、 176表示的螺钉或螺栓等适合的紧固件固定，所述紧固件延伸通过外壳 或框架的上壁和下壁中的适合的开口或孔，以及延伸通过枢轴部件33、 34，所述枢轴部件都安装成绕作为枢销的元件174、176枢转。凸轮34 中的推动器33可以转动地安装在形成开口的空心销上，这种情况下外 壳或框架的上壁和下壁设置有与所述开口成一直线的孔。如所建议的， 任何适合的紧固件都可以用来延伸通过至少一组相关的开口和框架孔， 以将框架紧固到支撑面上。
如将注意到的，凸轮34安装在通道一侧的框架上，所述凸轮可在 绳索释放位置和绳索锁紧位置之间移动。所述凸轮34和其通常操作前 面已经描述。前面也描述了推动器33的通常操作，该推动器33安装在 相对于凸轮34的通道相对侧的框架上，以仅仅在最近侧173a处的绳索 上的拉力相对小于在最远侧173b处的绳索上的拉力时，选择地在凸轮 的方向上对绳索施加力，以促使绳索跨过间隙与凸轮接触。如以前所描 述的，绳索和凸轮之间的继续接触顺时针方向旋转凸轮跨过间隙，而凸 轮从释放位置向锁紧位置移动，直到使用者施加到在最近侧的绳索上的 拉力至少等于在最远侧的拉力。
所述夹板的特征是提供了凸轮偏置装置，该凸轮偏置装置通常趋于 促使凸轮脱离绳索。类似地，优选地设置推动器偏置装置，其通常趋于 移动绳索越过间隙与凸轮接触，而当使用者施加离开夹板中线的足够拉 力以产生力分量来抵消由推动器偏置装置产生的推动力时，允许绳索返 回到通道而不与凸轮接触。如将变得明显的，这些偏置装置促进了解锁 所述绳索以及允许绳索沿绳索释放方向移动。如所建议的，作用在推动 器33和/或凸轮34上的偏置装置可以为作用在框架和相关枢轴构件之 间的弹簧的形式。然而，现有优选实施方案提供引力和斥力的磁体优选 它们的有效性、可靠性和简单性。
参考图2，推动器33设置有挖去部分、凹陷或空腔33d，以容纳磁 性元件184，该磁性元件184产生推动器上的斥力。类似地，设置接近 凸轮13的磁性元件182，以产生作用在该凸轮上的磁吸引力。当凸轮34 由磁体至诸如软钢等可磁化金属构成时，磁性元件182可以是某个磁极 接近凸轮放置的磁体。如图8中所建议的，当凸轮34不是由磁性材料 构成，而可以由塑料等构成时，由磁性材料构成的适当元件216可以嵌 入凸轮34中，接近固定在框架上的永久磁体204。这样的元件216可以 由软铁制成。参考图9，将注意到永久磁体202可以安装在凸轮34上。 在这种情况下，参考图6，磁体202、204必须如所示极性放置，从而形 成的磁场产生试图减少或最小化磁体之间的距离并趋于逆时针方向枢 转凸轮34的引力。
参考图7和图9，两个磁体210、212也可以用来向推动器33提供 所需的偏置力。此处，永久磁体210固定在外壳或框架上，而磁体212 安装在推动器上以随其移动。然而，为了使推动器向通道和绳索或绳偏 置，两个磁体必须相互靠近放置，并且它们彼此相对的各自磁极的极性 相同，从而磁力线214产生趋于逆时针方向枢转推动器的斥力。
显而易见，作用在推动器33上的磁力可以被调整，以提供较低或 较高的偏置力。然而，通常，偏置力是使推动器施加通常正交于或垂直 于通道或夹板中线或轴线的横向力，该横向力明显小于施加在绳索或绳 上的沿其纵向的拉力。由于此横向力总是试图促使绳索或绳压在夹板中 的凸轮上，最近侧或最远侧的拉力一旦降低或减少到0，那么所述横向 力将自动并几乎立刻制动或锁紧绳索或绳。为了打开或释放绳或绳索， 参考图5将清楚，在推动器能返回到例如图9中所示的其缩回位置之前， 必须克服和补偿由推动器施加的横向力。为了得到等于推力PF的补偿力 FR，绳或绳索16需要具有施加给它的离开中线角度为α的拉力FP，该 角度α可以是低至1度的度数，但通常在4-6度的范围内。
参考图10和11，将明显的是，本发明的夹板可以具有很多应用。 具有船壳222和桅杆224以及帆226、228的航船或游艇220可以在多个 位置使用新的夹板，用于调整固定在这种构件上的绳索或绳。夹板170 也可以固定在用来与壳体结构242一起使用的梯子240，以升高和降低 诸如工具、油漆等各种物品244。为了这样的目的，绳索或绳16可以制 造成如图11中所示的线圈形状。
显而易见，框架172可以由金属材料构成或由非金属材料制成。然 而，如果使用磁体来提供偏置力，则外壳或框架优选由诸如塑料等非金 属材料制成或由诸如铝或某些不锈钢合金等不可磁化金属制成。
为了提高夹板的操作，推动器33优选地在面对通道和绳或绳索16 的一侧，设置有上滑面和下滑面33a、33b、锯齿状或有齿的中部区域33c， 如图4中最佳所示的，中部区域啮合在锁紧位置被凸轮推动的绳索部分。 然而，如图2中所示，当凸轮34不在其锁紧位置时，绳索或绳不啮合 推动器上的锯齿状突起，而是靠着光滑表面33a、33b滑动。
参考图12A、12B，当期望使凸轮34失效从而使凸轮不能制动或锁 紧绳索或绳时，任何一种适合的失效机构都可以使用。通过示例方式， 这样的机械装置由数字250表示，该机械装置包括杠杆臂252，该杠杆 臂252安装成绕销176独立枢转，以绕与凸轮34相同的轴线同心地枢转。 杠杆臂252的端部通过所示的中间连杆256连接到手工操作手柄254。 所述连杆256具有一个枢轴装在手柄254上的端部，而另一个端部260 形成自由端部或延伸部分。手柄254可滑动安装穿过球接头258中的槽， 所述球接头258能够环绕球258a枢转。此外，所述手柄可以通过销258b 线性地滑动穿过球258a并固定在期望位置处。在图12A中，延伸部分 260被定位，以避免与绳索16或凸轮34的任何接触，从而延伸部分260 处于使能凸轮34的使能位置处，并且延伸部分260能够如所描述地运 行以锁紧绳索或绳。然而，参考图12B，通过将手柄向内滑动到外壳或 框架内并逆时针方向绕球258a转动手柄，连接装置将延伸部分260移动 到所示的位置，在该位置中所述连接装置插入在绳索或绳和凸轮34之 间，从而凸轮及其齿或锯齿不能如前所述地啮合绳索或绳或制动或锁紧 绳索或绳。以这种方式，通过手柄254的简单移动，夹板可以失效并且 绳索或绳可以容易地沿通道任一方向移动。
存在一些需要非常迅速地释放锁紧的绳的情况。一个实施例是，当 碰撞在帆上的风突然变向时，此时固定在帆船的帆上的绳索需要几乎立 即释放。参考图13，示出了替代实施方案170’，该替换实施方案几乎 与图1中所示的实施方案170相同，除了两个壁172a、172b之一提供有 槽270，可以具有相同的操作元件和以相同的方式运行，所述槽270大 致与绳索16的轴线CL成一直线，以形成壁部172a’、172a”，且槽270 具有大致与绳索16的宽度或直径相应的宽度，从而绳可以通过槽移进 和移出所述设备。因此，槽270的边缘272和274充分间隔开，以允许 绳16无干扰或阻碍地穿过槽。应当理解的是，当需要非常迅速地释放 绳索时，升高绳使其通过槽270离开元件33、34的平面，则去掉绳索上 的任何阻碍，绳索能够以任何速度释放。当绳索需要再被锁紧时，它可 以通过槽270被插入，以定位在元件33、34之间，并且绳索能够如前面 描述地被控制和制动。
在图14中，图13中所示的实施方案的变体包括非线性槽，用于防 止绳索16通过该槽意外脱离。在实施例中，修改的槽包括校直槽部分， 该校直槽基本与图13中的槽270相对应，其限定了与绳索16的轴线或 中线CL成一直线的轴线A1。边缘部分280a、280b于是与线性槽270 的边缘272、274相对应。然而，在最远端部173b，所述槽如附图中所 示向左偏转或偏移，以限定轴线A2和边缘部分280c、280d。类似地， 在最近端部173a，槽如图中所示向右偏转或偏移，以限定轴线A3和边 缘部分280e、280f。如图13中所示相对的边缘部分保持基本间隔相同的 距离，以允许无阻力地容易并快速移动绳索。应该注意到当槽以所示的 方式修改时，在远端部产生阻碍部分282，以及在近端部产生阻碍部分 284，阻碍部分282、284叠加(superimpose)在绳索上，从而在绳如图 所示的紧或直时阻碍绳索意外移出槽。然而，当绳索16在最近端部173a 向右移动到与轴线A3大致直线排列时，绳索的那部分与边缘部分280e、 280f成一直线，并且绳索可以通过在最近端部升高移出槽而被移动。于 是绳索通过由边缘部分280a-280d引导而将容易地穿过槽的剩余部分， 直到绳完全被缩回并移出阻碍部分282、284，此时绳能够不受设备的影 响而被释放。为了便于绳索如所述地在最近端部的初始移动，槽可以设 置有产生扩大的锥形入口280i的曲线部分280g、280h，锥形入口280i 简化初始导向绳16进入槽。除了提供安全性和可靠性的额外措施以外， 图14中所示的实施方案具有图13中所示的实施方案的优点，因此仅仅 当期望和非疏忽或意外的时候，绳索可以被快速的释放。
参考图15，所示示意图例示了一些前面描述的实施方案，诸如在图 1-4、8、9和12A-14中所示的夹板。框架172安装在支撑或安装面 MS上。在这些实施方案中，用于枢轴地支撑推动器33和凸轮34的螺 栓174、176形式的相同安装构件或紧固件也是用于将夹板框架或外壳固 定到支撑表面MS上的相同构件。所述凸轮34与绳索被制动、锁紧或停 止时啮合绳索的凸轮部分大致地或有效地设置在大致沿着夹板的轴线 以及在绳索通过夹板时沿着绳索的移动方向两个相对的最远侧和最近 侧之间的点294上。而且，绳索与凸轮的啮合点与支撑面MS间隔开预 定距离298。明显的是，如图15中所示，凸轮对绳索的突然和瞬间锁紧 动作将产生向上的力FC1，该力FC1由绳索作用在凸轮上并因而也作用 在夹板外壳或框架上。由绳索产生的这样向上力FC1传送到紧固件或螺 栓174、176，而由安装表面产生相等的相反向下力FC2，以避免夹板向 上移动。然而，产生的反作用力FC2产生了是距离298的函数的力偶。 力FC1、FC2越大、距离298越大，力偶则越大，力偶是这两个参数的 乘积。力偶由数字300表示，数字300还表示框架或外壳172逆时针方 向转动的趋势，该趋势趋于至少在框架或外壳的最近侧从安装面MS分 离或升高。该结果趋于从安装面撕开或移除组件，因而是不希望的。
按照以上描述的设计，力偶由反力矩补偿，反力矩的大小是框架或 外壳在螺栓或紧固件174、176之上的高度K1的函数，该高度K产生了 作用在外壳或框架的上边缘E上的反作用力CF。由于反作用力CF的大 小与距离K1成反比，所以用于降低这种力的一种选择是增大外壳或框 架的高度，如虚轮廓线所建议的那样，具有边缘部分E’，以提供新的 距离K2＞K1。然而，由于包括难于在小安装面上使用更大的夹板外壳在 内的许多原因，仅仅为了补偿力偶300而扩大支架不一定是实用的。
参考图16，在移走顶盖或壁的前视图中示出了修改的夹板设计。该 夹板示出在绳索锁紧位置，其中，凸轮34啮合绳索16，而推动器33被 推回到它的缩回位置以对抗排斥磁体210、212的偏置作用。如上所建议 的，凸轮作用在绳索上的有效压力点被标记在294。然而，按照新的设 计，推动器33和凸轮34安装在销或铆钉上，所述销或铆钉仅仅安装在 背壁或后壁上(如图16中所见)，并且推动器33和凸轮34不连接或固 定在安装面MS上。相反，框架或外壳通过分离的紧固件290、292固定 到安装面上。当销或枢轴174、176靠近框架或外壳的最远侧，在最远侧 和绳接触点或啮合点294之间的一个点上，紧固件290、292以距离296 定位在该接触点294和外壳或框架的较低侧或边缘之间。通过将固定点 降低到更接近于框架或支架的最近侧，反力矩的有效距离增加到K3(图 17)，K3大于K1或甚至大于K2，而不需要增加框架或外壳的高度。 因此，所述夹板现在可以更好处理随之发生的力偶，而不需要增大或甚 至减少夹板外壳的尺寸。
再参考图16，绳索16被示出为在夹板的最近侧和最远侧都偏转角 度α。在这两个位置中，偏转都是朝左的方向，如图中所见，朝向推动 器33而远离凸轮34。优选地，如建议地提供这样偏转，以在使用者将 拉力施加到在最近侧的绳索时避免绳索与凸轮34的意外接触，因为这 可能过早的啮合凸轮。实际上，如图16中所见，由于磁体210、212相 互排斥并趋于朝右偏置推动器以促使绳索靠在凸轮上，可选择角度α， 以当向绳索施加拉力时，产生至少等于由磁体210、212产生的偏置力的 朝左的力分量。这确保绳索保持与推动器接触，并不与凸轮接触。当然， 当释放绳索以及从绳中移除拉力时，朝左的力的补偿分量被消除，磁体 的偏置力被允许来推动或移动绳索与凸轮接触。
可以以任何常规方式获得角度偏转α。然而，在所说明的实施方案 中，是通过使用绳索从中穿过的吊环螺栓302、304获得这样的偏转，该 吊环螺栓302、304适当地与夹板框架间隔开。由于将变得明显的原因， 较低的吊环螺栓304更为重要，因为这是使用者控制以及拉动绳索的位 置。绳索的远端，典型地固定在帆上，对凸轮具有较小的影响，因为绳 索离开夹板时临近销或铆钉174，所述销或铆钉174通常固定推动器以 防侧向移动。然而，这种在最远侧的偏转是出于预防冗余的目的而设置， 尽管在大部分应用中这是可选的。之所以建议使用吊环螺栓，是因为吊 环螺栓可以在所有方向上固定绳索。然而，显而易见任何一种适合的偏 转构件都可以使用。例如，还应当理解的是，例如吊环螺栓304应该与 夹板框架或外壳的最近侧间隔适合的距离。如果吊环螺栓太近，则即使 释放绳索以及移除拉力时它也可能干扰绳索朝凸轮移动。例如，对于直 径为3/8”的绳索，这样的绳索的硬度可能需要吊环螺栓与夹板间隔开 至少6英寸的距离，并优选1英尺的距离。对于较小直径的绳索，所述 距离可以降低，而较大直径的绳索可能要求稍微更大的间隔，在每一种 情况中确保释放绳索以及移除拉力时偏转构件不会阻碍推动器推动绳 索到凸轮上。
图16、17中所示的夹板的操作与前面描述的夹板设计是相同的。 然而，通过将推动器和凸轮安装到分离的枢轴或销，这些枢轴或销仅仅 连接到外壳或框架的一个壁上，外壳或框架可用被缩短，而不危及或损 害夹板安全可靠地安装到支撑表面上的能力，从而夹板可以在尺寸上最 小化，同时即使产生很大的绳索停止或锁紧力时，也能保持稳定。
已参考说明性实施方案描述了本发明，该新颖装置并不限于这些实 施方案，而其修改应包括在本公开以及下面的权利要求和附图之中的广 泛精神和范围之内。