波浪能制造技术

一种波浪能水面航行器，其包括水面浮子、水下游动物和绳索，该绳索连接浮子和游动物，以便游动物因波浪运动而上下移动。游动物包括一个或多个鳍板，当游动物上下移动时，鳍板与水相互作用，并产生将航行器向前推进的力。航行器无需配备操作员，其能够承载通信控制设备，以便该航行器能够沿着向其发送的信号所指引的路径前进，并且该航行器还能够记录或发出来自于其上传感器的数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】波浪能相关申请的交叉引用本申请要求于2006年1月20日提交的美国临时专利申请第60/760,893 号(档案JUP001 )、于2006年5月18日提交的美国专利申请第11/4306447 号(档案JUP 001-1 )和于2006年9月1日提交的美国临时专利申请第 60/841,834号(档案JUP 001-2 )的优先权。为了所有目的，这些申请中的 每一个的全部公开内容在此以引用方式并入。专利技术背景本专利技术涉及利用水中波浪能量(以下称作"波浪能(wave power)") 的装置和方法。当波浪沿着水面行进时，其引起水的垂直运动，但不会引起水的纯粹 水平运动。垂直运动的幅度随着深度变化而以对数方式减少；在大约一半 波浪长度的深度处，只存在很少量的垂直运动。同样，由风引起的水流速 度也随着深度变化而显著减少。现已得出许多方案来利用波浪能做有用 功。例如，可参照第986,627、 1,315,267、 3,312,186、 3,453,981、 3,508,516、 3,845,733、 3,872,819、 3,928,967、 4,332,571 、 4,371,347、 4,389,843、 4,598,547、 4,684,350、 4,842,560、 4,968,273、 5,084,630和6,561,856号美国专利。为 了所有目的，这些专利中的每一个的全部公开内容在此以引用方式并入。
技术实现思路
根据本专利技术，我们公开了新型的波浪能装置(wave-powereddevice), 以及利用波浪能装置的新方法。将参照水面航行器(watervehicle)来主要 地说明本专利技术，当将水面航行器放置于具有在水面上运动的波浪的水中(以下称作"具有波浪的水(wave-bearing water)")时，该水面4元行器可 在水面上行进。在这种航行器中，至少一部分波浪能使浮子(float)在水 面上移动(如果还有剩余的波浪能，那么将其转化为其它有效形式，或将 其消耗)。然而，当浮子被保持于某个固定位置时，例如利用锚或其它附 加装置，本专利技术也同样有效。在优选实施方案中，本专利技术使得使用无人水 面航行器(unmanned water vehicle )来执行一些任务成为可能，而使用人 工操作的航行器来执行这些任务将是繁重、昂贵或危险的。在第一个优选方面，本专利技术提供一种新型的波浪能装置，其包括(l) 浮子，(2)游动物(swimmer)， (3)连接所述浮子和所述游动物的绳索；所述浮子、游动物和绳索应使得当所述^t行器在静止水中时，(i)所 述浮子在水面上或靠近水面，(ii)所述游动物潜入至所述浮子下面，以及 (iii)所述绳索张紧；并且所述游动物包括(2a)游动物主体(swimmer body),其具有纵向轴线，以及(2b)鳍板系统(fin system),其(a)固定于所迷主体，(b)包括鳍 板，以及(c)当所述装置处于具有波浪的水中时，(i) 具有因波浪运动而变化的结构(configuration),以及(ii) 与水相互作用，以产生倾向于使所述游动物沿具有水平分 量的方向(以下简单地称为"沿水平方向，，)移动的力。此处所用的术语"鳍板，，指包括大致层状表面(laminar surface )的部 件，当波浪能装置处于具有波浪的水中时，水向该层状表面施加的压力足 以充分影响所述游动物的移动。在许多情况下，所述水面航行器包括固定 到所述游动物主体上不同点处的两个或更多个鳍板，这些鳍板可能相同或 不同。所述游动物主体的"纵向轴线"位于大致垂直平面，当所述装置处 于具有波浪的水中时，所述游动物沿此平面移动。所述鳍板系统优选地具有如下特点中的至少 一个(即一个或多个)(A)它包括鳍板，例如一般层状的鳍板，该鳍板围绕旋转轴线转动(例如，旋转轴线通常横向于所述游动物主体的纵向轴线)，所述旋转轴线与所述游动物主体具有空间关系(spatial relationship )，当所述装置位于 具有波浪的水中时，所述空间关系发生变化。(B) 它包括(i)鳍板，例如一般层状的鳍板，该鳍板围绕旋转轴线 转动(例如，旋转轴线通常横向于所述游动物主体的纵向轴线)，以及(ii) 弹性部件(例如金属螺旋弹簧、金属板簧、金属扭杆、或诸如自然或人工 橡胶圏的弹性部件)，其不是所述鳍板的部分，且其可弹性变形，并由此 当所述装置位于具有波浪的水中时，影响所述鳍板系统结构的变化。(C) 它包括鳍板，例如一般层状和可弹性变形的鳍板，其具有前缘， 所述鳍板包括(i)与所述游动物主体具有固定的空间关系的相对刚性的中 心部分(包括所述中心部分围绕与所述游动物主体具有固定的空间关系的 旋转轴线转动的可能性)，以及(ii)可相对变形的外侧部分。(D) 它包括两个一般层状的鳍板，例如两个一般层状和可弹性变形 的鳍板，这两个鳍板相互镜像，且每一个鳍板都围绕旋转轴线转动，所述 旋转轴线与所述游动物主体的纵向轴线大致一致(这些鳍板的工作方式类 似于鱼的胸鳍或鸟的翅膀，且此处称作"胸"鳍("pectoral" fm))。所述绳索优选地包括如下特点中的一个或两个(E) 它包括可弹性变形的构件。(F )它包括发送数据和/或电功率的部件。 所述游动物主体优选地包括如下特点中的一个或多个(G) 它包括大致刚性的前部部分、在垂直平面上相对柔性的中间部 分、以及大致刚性的尾部部分，所述绳索连接至例如所述前部部分，而所 述鳍+反系统连4妻至例如所述前部部分。(H) 它包括一个或多个部件，所述部件选自电气设备、通信设备、 记录设备、控制电子设备、转向设备和传感器。(I) 它包括一个或多个大致垂直的鳍板，所述鳍板影响所述游动物主 体在水平面内的方向。这些鳍板能够有助于平衡阻力，并限制当通过所述绳索^f黄向拉动所述鳍板时所述游动物的转动。在一个实施方案中，所述游动物主体包括固定的前鳍板(leading fin )和后鳍板(trailing fin)，可驱动鳍 板来操纵所述游动物。在类似的实施方案中，所述游动物主体的一部分具 有相对小的水平尺寸和相对大的垂直尺寸；例如，如果这一部分在所述游 动物主体的尾端，那么可驱动该部分来操纵所述游动物。(J)它包括一般管状的外壳，胸鳍沿所述主体的任一侧延伸。当此处引用围绕旋转轴线转动的鳍板或其它部件，或者引用可旋转地 安装或可旋转地固定的部件时，这不仅包括可能围绕单根轴线转动，而且 还可能包括因围绕两个或多个轴线转动而产生的转动(这是可能的，但不 一定需要彼此相互平行)，且这种转动还可能涉及所述鳍板或其它部件的 相邻部分的连续相对运动，例如当柔性鳍^1的一部分固定，而柔性鳍^1的 其它部分相对于所述固定部分移动(即"围绕转动")时。在第二个优选方面，本专利技术提供一种波浪能水面航行器，其包括(l) 浮子，(2)游动物，(3)连接浮子和游动物的绳索，以及(4)计算机系 统；浮子、游动物和绳索应使得当所述航行器在静止水中时，(i)浮子在 水面上或靠近水面，(ii)游动物潜入至浮子下面，以及(iii)绳索张紧； 当所述航行器处于具有波浪的水中时，游动物与水相互作用，以产生沿水 平方向移动所述航行器的力；浮子包括基于卫星的定位传感器；游动物包 括(a )感应水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的波浪能水面航行器，其包括：　（１）浮子，　（２）游动物，以及　（３）绳索，其连接所述浮子和所述游动物；　所述浮子、游动物和绳索应使得当所述航行器在静止水中时，　（ｉ）所述浮子在水面上或靠近水面，（ｉｉ）所述游动物潜入至所述浮子下面，以及　（ｉｉｉ）所述绳索张紧；　所述游动物包括：　（２ａ）游动物主体，其具有纵向轴线，以及　（２ｂ）鳍板系统，其　（ａ）固定于所述主体，　（ｂ）包括鳍板，且（ｃ）当所述装置处于具有波浪的水中时，　（ｉ）具有因波浪运动而变化的结构，以及　（ｉｉ）与水相互作用，以产生倾向于使所述游动物沿水平方向移动的力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰G海恩，德里克L海恩，约瑟夫D里兹，库尔特AF基索，罗伯特伯查姆，威廉姆A斯图兹，
申请(专利权)人：里奎德机器人技术公司，
类型：发明
国别省市：US[]