CN103608582A - 配置用于嵌套的波动力装置 - Google Patents

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Abstract

一种波动力水运载器，包括a)第一部件，其为在水面或水面附近运动的浮体(10)；b)第二部件(20)，其由波浪驱动并在第一部件(10)下方运动；以及c)将第一部件(10)啮合第二部件(20)和/或第二部件(20)啮合第一部件(10)的装置(19,32)；其中该啮合装置使一个部件为另一部件提供横向支撑，从而在部件组装在一起时使一个部件相对另一部件的横向运动降到最低。

Description

配置用于嵌套的波动力装置
相关申请的交叉引用
本申请主张以下临时专利申请的优先权和利益:
美国申请号61/453,871，申请日2011年3月17日，名称为“Wave-Powered Vehicles(JUP012)”(Roger G.Hine)；
美国申请号61/502,279，申请日2011年6月28日，名称为“Energy-Harvesting Water Vehicle”(Roger G.Hine)；
美国申请号61/535,116，申请日2011年9月15日，名称为“Wave-Powered Vehicles(JUP012-1)”(Roger G.Hine)；以及
美国申请号61/585,229，申请日2012年1月10日，名称为“RetractableNesting Wing Racks for Wave Powered Vehicle”(Roger G.Hine and Derek L.Hine)。
以下三个申请（包括本申请）准备同时申请：
美国专利申请号为No.13/424,156，申请日2012年3月19日，名称为“Wave-Powered Device with One or More Tethers Having One or More RigidSections”(Roger G.Hine)；
美国专利申请号为No.13/424,170，申请日2012年3月19日，名称为“Wave-Powered Devices Configured for Nesting”(Roger G.Hine and Derek L.Hine)；以及
美国专利申请号为No.13/424.239，申请日2012年3月19日，名称为“Autonomous Wave Powered Substance Distribution Vessels for FertilizingPlankton,Feeding Fish,and Sequestering Carbon From The Atmosphere”(Roger G.Hine)。
本申请还涉及以下美国及国际专利申请：
美国专利申请号11/436,447，申请日2006年5月18日，现在的美国专利7,371,136；
美国专利申请号12/082,513，申请日2008年4月11日，现在的美国专利7,641,524；
美国专利申请号12/087,961，以PCT/US2007/001139为基础，申请日2007年1月18日，现在的美国专利8,043,133；
国际专利申请号PCT/US2007/01139，申请日2007年1月18日，公开日2007年8月2日，公开号为WO2007/087197；
国际专利申请号PCT/US2008/002743，申请日2008年2月29日，公开日2008年9月12日，公开号为WO2008/109002；
美国专利申请号61/453,862，申请日2011年3月17日，名称为“Distribution of Substances and/or Articles into Wave-Bearing Water(JUP013)”(Roger G.Hine)；以及
与本申请在同一天或约为同一天申请的美国和PCT专利并要求美国临时申请号为61/453,862和61/535,116的优先权。
上述参考专利、专利申请和公布中每一个的全部公开内容基于各种目的均通过引用被合并于本发明中。
背景技术
本发明涉及受水浪作用的装置，以及在某些情况下利用水浪提供动力的装置。
当波浪沿着水的表面运动时，波浪引起水的垂直运动，但没有纯粹的水平运动。该垂直运动的振幅随着深度而减小；在约为半个波长的深度时就少有垂直运动。由风引起的潮流速度同样随着深度而急剧减小。已经有很多申请建议利用波浪能进行有用的工作。例如可以参考美国专利986,627,1,315,267,2,520,804,3,312,186,3,453,981,3,508,516,3,845,733,3,872,819,3,928,967,4,332,571,4,371,347,4,389,843,4,598,547,4,684,350,4,842,560,4,968,273,5,084,630,5,577,942,6,099,368和6,561,856，美国公开专利号2003/0220027和2004/0102107，以及国际专利公开号WO1987/04401和WO1994/10029。这些专利和公开文件的每一个的全部公开内容基于各种目的通过引用被合并于此。
许多已知的波动力装置（WPD）包括（1）浮体（float）、（2）游体（swimmer）和（3）连接浮体与游体的系链（tether）；该浮体、游体和系链使得当运载器（vehicle）还在水中时，（i）浮体在水的表面上或附近，（ii）游体在浮体下面的水中，以及（iii）系链张紧，游体包括鳍状物或其他波浪驱动部件，当装置位于波动的（wave-bearing）水中时，鳍状物或其他波浪驱动部件与水相互作用产生能用于有用目的的力，例如使游体沿着具有水平分量（以下简称为“水平地”或“沿水平方向”）的方向运动。术语“翅状物”和“鳍状物”可交换地使用于本领域和本申请中。
令人期待的是，将传感器和设备长时间地定位在海洋或湖泊中而不需要使用燃料或者依赖会是很大且难以维护的锚线（anchor line）。近年来，通过Liquid Robotics公司开发并以注册商标
Figure BDA0000383581270000031
推向市场的WPD已经显示了突出的价值，特别是其具有独立运行的能力。人们注意到
Figure BDA0000383581270000032
牌WPD也常被称为作为速记术语的Wave Gliders。人们还注意到WPD常被称为波动力运载器（WPV）。
发明内容
已知波动力装置出现的问题是它们难以运输、储存、下水和复原。本发明的实施方式通过提供组件解决了这个问题，在该组件中系链和波浪驱动部件紧密地嵌套和/或绑缚于浮体，从而形成能维持为单一单元的相对紧密组件直到水上的该装置下水的时间来临。当使用中的系链为刚性时可以应用的相关技术方案被详细描述并在与本发明同时申请的专利申请中主张了权利，并且还要求了美国临时申请61/453,871和61/535,116的优先权。该相关解决方案可以与本发明的解决方案结合使用，其将使用系链，在装置设置在水上之前该系链能被维持在邻近浮体的位置，并且在装置设置在水上之前或之后该系链能被从该邻近位置移动到系链至少部分是刚性的延伸位置。
本发明的概要和以下详细描述以及附图公开了许多新颖性特征，每个新颖性特征自身是具有创造性的，这些特征的任何一个或更多可以结合使用于物理上是可能的场合。以下标示的本发明的不同方面不过是此处本发明所公开的宽泛范围的示例。
在本发明的第一方面中，组件包括：（1）浮体；（2）波浪驱动部件；以及（3）具有第一状态和第二状态的闭合部件，第一状态下闭合部件将浮体与波浪驱动部件捆缚在一起成为能作为单元运动的组件，第二状态下允许波浪驱动部件从浮体移走。该组件被配置为容纳具有连接到浮体的第一末端以及连接到波浪驱动部件的第二末端的系链，以便当该闭合部件在第二状态且该组件包括这样的系链时，该浮体、系链和波浪驱动部件组成波动力装置（WPD）。
当浮体被设置在静水表面上或附近时，该WPD具有（a）浮在静水表面上或附近的浮体，（b）从该浮体向下延伸并且张紧的系链，以及（c）处于该浮体下方水中的波浪驱动部件。当该浮体被设置在波动的水表面上或附近时，WPD具有（a）浮在波动的水表面上或附近的浮体，（b）从该浮体向下延伸的系链，以及（c）波浪驱动部件，其在该浮体下方水中并且与水相互作用产生传送到系链的力。
这里有时将波浪驱动部件称为“游体”或者“翅翼机架（rack）”（对于具有多个鳍状物的那些实施方式）。波浪驱动部件可以包括在通过引用合并于本发明的任何文件中公开的鳍状物系统，或者可以包括与水相互作用产生传送到系链的力的任何其他装置。
在本发明的第二方面中，具有顶部、底部和侧表面的浮体包括浮体侧部件，该浮体侧部件从浮体侧表面向下延伸，形成由底表面与该浮体侧部件限定的空间。这样的浮体例如在本发明的第一方面中是有用的，因为受限定的空间可以装入波浪驱动部件。
在本发明的第三方面中，波浪驱动部件包括从波浪驱动部件向上延伸的部件，且该延伸的部件与浮体相互作用以使波浪驱动部件对准该浮体。
在本发明的第四方面中，波浪驱动部件包括从该波浪驱动部件向下延伸的部件，且当该波浪驱动部件被设置在水平面上时，该向下延伸的部件将该水平面与波浪驱动部件的任何部分分开，否则波浪驱动部件可能会因接触该水平面而被损坏。
在本发明的第五方面中，波动力装置包括：（1）浮体，（2）柔性系链，以及（3）波浪驱动部件，该系链连接该浮体与该波浪驱动部件。该浮体、系链和波浪驱动部件使得：当（A）该装置在静水中时，（i）浮体在水的表面上或附近，（ii）波浪驱动部件在该浮体下方的水中，以及（iii）系链张紧；以及（B）当该装置在波动的水中时，波浪驱动部件与水相互作用产生传送到系链的力。在该方面中，该浮体包括可操作改变系链长度的绞盘（winch）。
在本发明的第六方面中，波动力装置包括：（1）浮体，（2）柔性系链，以及（3）波浪驱动部件，该系链连接浮体与波浪驱动部件。该浮体、系链和波浪驱动部件使得：（A）当该装置在静水中时，（i）浮体在水的表面上或附近，（ii）波浪驱动部件在浮体下方的水中，以及（iii）系链张紧；以及（B）当该装置在波动的水中时，波浪驱动部件与水相互作用产生传送到系链的力，其中该系链具有以下特征中的至少一个：
（1）该系链具有大体上扁平的结构，例如其平均厚度为1-3mm；
（2）该系链没有携带电流的部件和/或没有携带任何信号的部件；
（3）该系链包括多个圆形可拉长部件;
（4）该系链是由诸如聚酰胺、斯佩克特纶（Spectran）、维克特伦（Vectran）或者凯夫拉（Kevlar）等合成聚合物组成的扁平编带（webbing）；
（5）该系链是只沿着其前缘张紧的扁平编带，从而减小振动和弯曲；
（6）该系链在铰接点（hinge point）处连接于浮体，该铰接点包括轴（shaft）和套管（bushing）装置，使得该系链不必对着其宽轴（纵摇轴）弯曲；
（7）在该浮体处，该系链被引导通过90度盘绕（twist），然后在该纵摇轴中在滑轮上弯曲，该滑轮的轴是水平的并与该浮体的纵轴垂直；
（8）在该浮体处，该系链被引导通过90度盘绕，然后在该纵摇轴中在滑轮上弯曲，该滑轮的轴是水平的并与该浮体的纵轴垂直，其中该滑轮顶部突起增加该系链中央的张力，以减轻该90度盘绕对于该系链中央的影响，该90度盘绕增加了系链的外部的张力。
在本发明的第七方面，包括通过引用合并于此的文件中公开的波动力装置在内的任何种类的波动力装置中使用的鳍状物系统，其具有至少一个围绕轴转动并具有中间位置的鳍状物，以及控制该鳍状物转动的控制系统，该控制系统包括：控制鳍状物在中间位置附近的第一范围内转动的第一装置；以及当该鳍状物的运动在第一范围之外时控制该鳍状物转动的第二装置。在实施方式中，至少一个鳍状物的角运动在鳍状物的运动在中间位置周围的第一范围内时主要由第一弹簧或其他装置控制，而在鳍状物的运动在第一范围外的第二范围内时主要由第二弹簧或其他装置控制，其中第二弹簧比第一弹簧的刚性更大，从而使其更难让鳍状物在第一范围内运动。该运动可以只由第一弹簧控制，或者由第一弹簧和第二弹簧组合控制。
在第二范围内，该运动可以只有第二弹簧控制，或者由第一弹簧与第二弹簧组合控制。该系统可以包括防止第一弹簧运动超过第一极限的制动器（stop）。该系统可以包括防止第二弹簧运动超过第二极限的制动器，从而防止鳍状物在第二范围外运动。可以将任何一个弹簧或者两个弹簧替换为机械或机电的等同装置。当使用这样的系统时，在波动的水中的波浪较小时，通过第一弹簧控制鳍状物的转动，且鳍状物在有效范围内转动角度只需要一点流体力。当波浪变大时，第二弹簧开始起作用，通过防止鳍状物“过度转动”将鳍状物维持在有效范围内的角度。过大的水力可以转动翅翼以便其倾卸负载，从而保护系统不超载。
在本发明的第八方面，提供了获得信息的方法，包括接收来自或记录来自根据本发明的第一、第五或第六方面的WPD，或者来自包括根据本发明的第二方面的浮体的WPD，或者来自根据本发明的第三或第四方面的波浪驱动部件，或者来自包括根据本发明的第七方面的鳍状物系统的WPD的信号。
在本发明的第九方面，提供了控制WPD功能的方法，包括发送信号到根据本发明的第一、第五、第六或第七方面的WPD，或者到包括根据本发明的第二方面的浮体的WPD，或者到根据本发明的第三或第四方面的波浪驱动部件，或者到包括根据本发明的第七方面的鳍状物系统的WPD。
嵌套
本发明第一方面的组件使用了被设计为彼此靠近安装在例如嵌套或捆绑的结构中的浮体和波浪驱动部件。例如，该浮体可以包括向下延伸并配置在游体周围的部件，和/或该游体可以包括向上延伸并配置在该浮体周围的部件。该浮体与波浪驱动部件中的一个或两个可以包括有助于将该浮体与游体固定在一起的夹子（clip）。可替换地或者额外地，例如带之类的一个或更多单独部件可以将该浮体与该波浪驱动部件固定在一起。
形成波浪驱动部件的部分的鳍状物可以维持在浮体外围内或者延伸到浮体外围之外。这使得该浮体与该波浪驱动部件在作为WPD下水之前更容易被作为单个单元用于储存和/或运输，并且还可以促进WPD复原。在某些情况下，该浮体和该游体可以共同组成包装，该包装可被作为单个单元用于运输，该运输符合公认的国家和/或国际重量和尺寸限制规定。该浮体和该波浪驱动部件的组合可以包括系链，这样当部件分开时具有准备好使用的WPD。可替换地，当WPD准备下水时该系链可以离开该包装并加设到该组件。该系链可以包括可以对折、错开或折叠的刚性部分，或者可以包括能缠绕到浮体上的绞盘的系链。
在本发明的另一个方面，提供WPD下水的方法，包括：（1）提供WPD前体，该WPD前体包括嵌套在一起的浮体和波浪驱动部件，以及盘绕和/或折叠在该浮体和/或该波浪驱动部件内和/或在该浮体和该波浪驱动部件之间的系链；（2）将该WPD前体设置在水上；以及（3）将该波浪驱动部件从该浮体释放，以便使该波浪驱动部件浸入该浮体的水下且该系链在该浮体与该波浪驱动部件之间张紧。
在本发明的另一个方面中提供了复原WPD的方法，该WPD包括浮体、波浪驱动部件和连接该浮体与该波浪驱动部件的至少两个系链，该方法包括向上拉该系链中的一个，以便该波浪驱动部件上的鳍状物向上运动具有减小的阻力。
在本发明的另一方面，提供了复原WPD的方法，该WPD包括浮体、波浪驱动部件以及包括至少一个刚性部分的系链，该方法包括向上折叠该系链，以便游体上的鳍状物向上运动具有减小的阻力。
本发明的另一方面中，提供了WPD，在该WPD中系链没有携带电流的部件和/或没有携带任何种类的信号的部件。在这种情况下，该波浪驱动部件也通常没有电气部件或者电子部件。这降低了系链损坏导致损坏WPD性能的危险，尤其在使用弹性系链时，因为难以避免系链中电线出现故障，因为该系链易受到大的折断负载和弯曲负载的影响，从而导致电气/电子部件周围绝缘体的损坏，这转而导致由于盐水入侵而产生的故障。没有电线的系链可以更细和更硬，并可以具有在WPD下水之前更易储藏和/或在从水中移除WPD时更容易收集的截面。
对本发明的性质和优点的进一步理解可以通过参考说明书和附图的剩余部分认识到，该说明书和附图意图为示例性的而非限制性的。
附图说明
图1是示出波动力装置（“WPD”）在静水中（鳍状物/翅翼在中性位置）运行的示意图，这时波浪将浮体举起（上冲程），而且此时WPD落入波谷之中（下冲程）；
图2A是取自具有两根刚性系链的波动力装置的上方的透视图，波浪驱动部件具有两根水平刚性脊柱（边梁），刚性脊柱之间有鳍状物，并且系链在其扩展部分中。
图2B是取自在收回位置具有刚性系链的波动力装置的上方的透视图，这样波动力装置为束状结构，浮体靠在波浪驱动部件上方。
图3A和3B是取自图2A和2B中波动力装置底部的透视图。
图4是示出波动力装置三个翼架的透视端视图。
图5A是图4中波动力装置翼架被收回和被嵌套的端视图。
图5B是示出图5A中嵌套翼架的附加细节的放大视图
图6是图5A中所示型号的两个波动力装置的端视图，都是其被存放在容器中的收回形态。
图7A示出了图5A中翼架收回并具有下降通过翼架中央开口的传感器有效负载阵列的波动力装置的底部透视图
图7B示出了下降后的翼架和放于翼架下方的传感器有效负载阵列的顶部透视图。
图8A、8B、8C和8D是适于紧凑堆装和运输的结构的端视图、顶视图、侧视图和底视图，其中一个或多个翅翼机架可以嵌套在浮体底部的凹处。
图9示出了四个这样的用平板拖车运输的嵌套波动力装置。
图10A示出了用于控制鳍状物（未显示）移动的双弹簧装置的透视图，该装置是如本文中描述的任一波动力装置的波浪驱动部件的一部分，该视图的视角在脊柱（边梁）之间。
图10B示出了从鳍状物外部的视角观察每个弹簧一端嵌入鳍状物的双弹簧装置的局部剖视图。
图11是弹簧扭矩与鳍状物（翼）角度的函数关系图。
图12A和12B是能用于本发明实施方式的绞盘的外部剖视图。
图13是可在这里讨论的用于沿着期望路径引导WPD的任何WPD中使用的控制系统种类的方框图。
图14是原理性地示出了代表性的WPD与外部实体通信的若干方式的方框图。
具体实施方式
概述
图1是示出三个波动力水运载器图形的侧视图。该运载器包括位于水表面上的“浮体”10和通过系链30悬浮于水中并悬挂于“浮体”10下方的“游体”或“滑行体”20。浮体10包括排水壳体11和固定的龙骨鳍状物12。该游体包括用于掌舵的船舵21和连接到机架23的中梁的“翅翼”或“鳍状物”22，从而允许翅翼在约束范围内绕横轴转动并提供推进力。
在静水中（最左边的图所示），水中的游体20通过浮体10正下方的系链30水平悬挂。当波浪举起浮体10时（中间图），在系链30上产生了向上的力，通过水向上拉动游体20。这导致游体的翅翼22绕着横轴转动，在横轴处，翅翼连接到机架23，并呈现向下的倾斜状态。当水被迫向下通过游体时，向下倾斜的翅翼产生向前的推力，并且游体拉动浮体前进。在波浪到达波峰之后（最右边的图）浮体下降到波谷。游体也下沉，因为游体比水更重，所以其保持系链张紧。翅翼绕着绕轴向另一方向转动，呈现向上的倾斜状态。当水被迫向上通过游体时，向上倾斜的翅翼产生向前的推力，游体再次拉动浮体前进。
因此，游体上升或下降时均产生向前的推力，导致整个船向前运动。
接合并固定运载器的部件用于储存和运输
本发明的实施方式为多部件的波动力水船舶提供了组合部件的技术，通过该技术可以难度最小或损坏最小地将部件在陆地上储存或运输。
本发明技术的元件之一是接合装置，其中所述部件被配置为以一个部件横向支撑另一个部件的方式安装在一起，从而当安装在一起时将一个部件相对另一部件的横向运动最小化。在双向接合装置中，所述部件还被配置为沿纵向维度让一个部件支撑另一个部件，从而当安装在一起时将一个部件相对另一部件的纵向运动最小化。
在浮体（在水表面上或附近运行的船体）与游体（运行在水下并提供移动力的翅翼或鳍状物的机架）之间的横向接合装置和任选的双向接合装置可以通过配置浮体和游体使得一个安装在另一个内部而提供，或者被配置为使得来自一个部件、另一个部件或两个部件的突出接收并结合另一个部件。
在一个这样的结构中，游体与最外面浮体的边缘相比具有更小的宽度和任选的更小的长度。浮体装备有隔间（compartment）或者在其底部设置一定深度的空洞，当游体被固定到或包含在该空洞内时，该空洞与游体的形状非常一致，从而提供了横向和潜在的纵向稳定性。这些部件的作用可以是相反的，以便浮体安装到游体中的空洞。在另一结构中，游体两侧具有向上延伸的横梁或横向支架以对着浮体的面向内支撑。这些部件的作用可以是相反的，以便浮体在两面具有向下延伸的横向支架以对着游体的面向内支撑。还可以设计更复杂的结构，其中浮体和游体都装备有支架，且这些支架相互交叉以提供横向支撑并由此将一个支架相对另一个支架的横向运动最小化。
本发明技术的另一个元件是一体固定装置，凭借此装置可将部件以在陆地上一起移动的方式，而不是一个部件滑向另一部件的方式将一个部件固定在另一部件上方或者下方。该固定装置是一体的，意指该固定装置被安装到一个部件、另一个部件或这两个部件中，使得在将船舶放入水中后该固定装置一直存在且不会被移除。通过这种方式，可以在履行水上任务之后重新固定返回在陆地上的运载器。
一个这样的一体固定装置是可以连接有一定距离的部件的部件之间的连接件，而且该连接件的长度可以减小直到这些部件彼此相靠。例如，当浮体通过系链的方式悬浮游体时，该浮体可以装备具有锁定的或棘轮效应的（ratcheting）绞盘拖动该游体对着该浮体的底部向上。可替换地或另外地，船舶的部件可以装备诸如钩子（clasp）、夹钳（clamp）或紧密配合的螺栓（bolt）等一体固定装置，并且在将部件放到一起后可以将船艇的部件相对于另一部件的补充元件固定。
图2A与2B是具有不同结构的另一波动力水运载器上左侧的透视图。图2A示出了设置在水中的运载器。在该示例中，浮体10通过两根系链30连接到游体20上。浮体10包括排水壳体11，每个排水壳体11的侧边带有侧板13。现在将船舵14设置在浮体上。面朝上的太阳能板15产生电功率以供应包含在一个或更多密封隔间16中的电子设备（未示出）。这些电子设备控制航行，并具有发送数据及无线接收指令到其他舰舶和/或岸上的控制单元的天线17。游体20包括目前被设置支撑任何一侧翅翼22的机架23。机架23包括在每侧上被配置为啮合浮体壳体11的侧梁24。机架23还包括面朝下的支撑腿25，以在陆地上时从下支撑整个运载器。
图2B示出了该运载器，此时游体20已经被固定在浮体10下方，便于出水运载器的运输或储存。
图3A和3B是相同的两个系链波动力运载器下方左侧的透视图。图3A示出了被设置在水中的运载器。每个系链30通过机架23的两个侧梁之间的横梁27上中点31固定于游体。每个系链穿过浮体的壳体11中的开口18使得系链就可以盘绕在一起以提升游体20。壳体11还具有为了运输而将游体20固定到浮体的四个连接器19。
图3B示出了被固定用于运输或储存的运载器。通过收回连接在两根横梁27中点31的系链并且关闭对着游体中横梁的连接器19，游体20被固定到浮体的壳体11上。安装在浮体上的船舵14安装到游体机架23上相应的凹口26中。机架的侧梁24向上延伸啮合浮体的侧边13。
在这些图中，游体20的侧梁通过向上延伸组成啮合装置，这样它们就可以啮合浮体的相对的侧板。还有两种固定装置，一种是用于将两个系链带上并进入浮体的两个绞盘。当将它们拖入使得游体在最上面的位置时，游体就被固定到浮体的底部。其他一体固定装置是浮体底部上的四个连接器19，连接器19锁定在游体的横梁上。
具有嵌套在一起的多层鳍状物的波动力运载器
图4示出了具有多层鳍状物的波动力水运载器的模型。三个层（20a、20b和20c）中的每个包括每侧面带有侧梁（24a、24b和24c）的机架以及位于侧面之间的横梁（27a、27b和27c）。上层20a、中层20b和下层20c都通过横梁27的中点31固定到系链30。将每个系链安装到浮体10中的绞盘32以对着浮体收回这三个层用于储存或运输。
图5A示出了固定到浮体10的三个层20的截面图。绞盘32已被用于对着壳体11底部拉动层20。该层20嵌套在一起以便在部件彼此相对固定用于运输或储存时降低运载器的高度。
图5B示出了嵌套在一起的层的细节。最上层20a每侧具有侧梁24a，侧梁24a向上延伸以便从下面啮合浮体相应的侧板13、并且向下延伸以便从上面啮合中层20b相应的侧梁20b。中层20b宽度较窄以便安装在上层20a的侧梁24a之间。中层在每侧具有侧梁24b，侧梁24b向上延伸以在内部从下面啮合上层相应的梁24a，并且向下延伸以从上面啮合下层20c相应的梁24c。下层20c宽度也较窄以便安装在中层20b的侧梁24b之间。下层每侧具有侧梁24c，侧梁24c向上延伸以在内部从下面啮合中层20b相应的梁24b，并且向下延伸以在出水用于运输或储存时为搁置整个运载器提供支撑腿。
因此，每个层通过更窄的宽度而被嵌套进其上面的一层。该宽度差异约为侧梁厚度的两倍，以便每层侧梁可以啮合该层上方的侧梁。因为在中层和下层的最外侧与其上层侧梁的内部之间具有紧公差，所以这些层会彼此啮合。因为在上层的内部与壳体的外板之间具有紧公差，所以嵌套的机架会与浮体啮合。通过系链绞盘、可锁定的连接器或者通过这两者可以将它们固定在适当位置。
作为可替换的嵌套和啮合方式，这些层的嵌套可以反方向完成，这样下层是最宽的，且紧接着的层较窄以达到侧梁从内部啮合该层下方的层的侧梁。作为第三种替换方式，这些层具有基本相同的宽度，并通过设置有向下张开（splay）以啮合在下方层上的侧梁嵌套。
图6示出了两个波动力水运载器，每个带有三层翅翼。嵌套允许这些层紧密地堆叠在一起，减小了在水外的紧固的运载器的高度使得这两个运载器能以一个置于另一个的顶部的方式放置在标准尺寸的金属集装箱中进行运输或储存。
具有用于分配负载或设备的开口的波动力运载器
在某些情况下，本发明的波动力水运载器可以用于分配大负载或降低设备。为了该目的，承载器可以装备大的开口（往往在浮体的中部或附近），通过该开口可以将这样的负载或设备下放或降低。
图7A示出了这样的载运器的右下侧透视图。其中具有包括推进翅翼22的多个机架20。所示的这些机架为通过使用绞盘32将每个系链30收回进入浮体而被拉向浮体10的底部。翅翼机架20的所有层和浮体10的壳体底部已经装设了基本向下对齐的开口52。这使得用户能通过下放或通过降低在从绞盘53延伸的线51或者降低（lowering）在浮体上的马达来让设备50(诸如监控或传感器设备)或负载通过该开口。
图7B示出了运载器的右上侧详细透视图。此处，翅翼机架20a、20b和20c的三个层已使用系链30降低到了下置（提供推进力）结构。三个机架中的每一个包括通过省略或切割掉与每一层上的孔相对应的翅翼的一部分而制成的开口52。此处，在机架的前面和背面使用准绳33将这些翅翼机架稳定并从上面使其彼此对齐。这有助于在波涛汹涌的海况下对齐每个机架20上的开口，以便负载50可以沿线51直接通过孔52而基本不干扰任何机架。
双体船式波动力运载器
图8A、8B、8C和8D描述的波动力运载器具有包括在水上相互平行并行的两个漂浮部件或浮船（pontoon）的浮体。图8A是横截面图；图8B是示出顶部表面上太阳能板的上透视图；图8C是中部向下的截面图；图8D是推进翅翼的机架的下透视图。这两个浮船被连接在顶部上方，该顶部提供了用于安装太阳能板和电子设备的平台。这两个浮船之间形成的腔体提供了从每侧啮合游体的空腔。此处，示出的游体带有单个翅翼机架，但也可以使用多嵌套翅翼机架。在每个浮船的末端具有相匹配的船舵。在该示例中，还具有从电池取用功率的螺旋桨，以在波浪运动不足以以期望速度驱动运载器时给船舶提供牵引功率。
图9示出了安放在卡车上的四个双体船式波动力运载器。这些运载器被储存于安装在卡车上的集装箱内部。在该图中，为示出储存结构已经将集装箱的侧面和顶部切除了。将游体或翅翼机架的尺寸制定为在每个双体船的两个浮船之间可伸缩从而压缩了储存的尺寸。这可以使四个波动力运载器能用单一标准尺寸的集装箱储存和运输。
通过扭矩渐变控制翅翼转动的弹簧装置
图10A和10B示出了控制鳍状物运动的双弹簧装置，该鳍状物为诸如图2A所示波浪驱动部件的一部分。该弹簧装置将鳍状物向上和向下的转动限制在需要增加扭矩的两个范围内。图10A是从内部后方看右侧梁24的最前端的鳍状物或翅翼（未示出）上的弹簧装置在移除鳍状物后的上透视图。图10B是从外部后方看相同的弹簧装置的上透视图，其中将梁画透明了且示出了鳍状物的一部分。
该鳍状物通过横向穿过鳍状物22的轴40可转动地安装到侧梁24上，鳍状物22恰好位于前缘221的后方并带有向后延伸的鳍状物222的升降舵部分。该弹簧装置包括第一弹簧41和第二弹簧42。该第一弹簧缠绕在轴40（在该示例中表示在侧梁24的内部）周围。第一弹簧41从该轴的一端411延伸以形成为鳍状物提供连接点的挂钩部分。在该实施方式中，第一弹簧的另一端被固定到侧梁上，未示出。
如第一弹簧41那样，第二弹簧也以相同方向缠绕在轴40的周围。在该示例中，第二弹簧更粗从而比第一弹簧的刚性更大。第二弹簧42从该轴的一端424延伸以形成为鳍状物提供连接点的挂钩部分。第二弹簧42从该轴的另一端424延伸以形成在安装在侧梁24上的上停止位422与下停止位423之间运动的挂钩部分。
通过这种结构，第一弹簧41用于控制翅翼向上和向下的转动运动，但第二弹簧不这样—只要该转动运动在用于第二弹簧的停止位定义的范围内。当翅翼的转动超出这些停止位所允许的范围时，那么就使用第二弹簧42。因此，转动翅翼需要的扭矩现在由两个弹簧确定，且进一步按相同的方向转动翅翼需要更多的扭矩。
图11是示出了从中间位置以任一方向改变运载器翅翼角度需要的扭矩图。在内部范围运行翅翼需要的扭矩只由第一弹簧确定，超过该内部范围以任一方向改变角度需要的扭矩由这两个弹簧组合的扭矩确定。
绞盘设计和使用
在本发明的另一方面中，WPD包括一个或更多绞盘（或者是其等同物），该绞盘在该WPD下水前可以储存并释放系链，和/或在使用WPD时可以控制系链长度，和/或在不使用WPD（例如完全从水中出来）时收起系链。优选地，当使用绞盘时，系链没有电连接。如果系链包含电连接，绞盘系统会更加复杂。例如，这些电连接将需要随滑环或相似设备退出绞盘线轴的中部。没有电连接的系链可以更细，使绞盘能更多地卷绕并在相同的直径线轴上卷绕更大的长度。通过使用一个或更多绞盘，可以实现以下一个或更多的优点：
（1）依靠实际预期的波浪和风况（例如，从慢的深的波浪中获取能量会更久；在高频率的风切下降低系链拖曳会更短）优化浮体与波浪驱动部件之间的距离。
（2）减小浮体与波浪驱动部件之间的距离，以便跨过海下障碍物或者如果游体搁浅在浅水时释放该游体。
（3）以规则或不规则的间隔向上拉系链，使其通过刮拭器以清洁系链，从而移除或减少对系链产生不合需要的拖曳的污垢。
（4）简化部署与复原，尤其是在浮体与波浪驱动部件被设计为使得它们诸如在嵌套结构中可以彼此紧靠时，例如当浮体和波浪驱动部件可以形成单个紧密的捆束体时，该捆束体适合于航运和/或储存并可以响应于物理和/或电气和/或电子命令容易地应用到运行条件下。
（5）当有两根系链时，通过使用绞盘向上拉动两根系链去掉缠绕。
图12A和12B是可用于起升和降低系链的绞盘的图，该系链将浮体连接到本发明波浪驱动运载器中的游体或翅翼机架上。通常每根系链都有其自己的绞盘，它们协同一致以同时起升游体。图12A示出了盖子闭合的绞盘。图12B是去除盖子显示其内部的绞盘透视图。系链30由连接到电机62的涡轮传动装置63驱动转绕到线轴61上。系链从该线轴越过滑轮64向下通过盖子上的开口65卷绕和解绕。
系链30呈扁平的流线型，这样它不会轻易地沿纵摇轴弯曲。如果系链厚度为2mm，外径为160mm的线轴就可以支撑10m的系链。为了使系链在纵摇轴内枢转，整个绞盘组件安装在每一端的轴承上使得其沿着中部轴66枢转。该绞盘组件具有填充泡沫以排水的圆柱形盖子。浮体将具有相应的圆柱形开口使得充水的空余空间最小。
刮拭器（未示出）设置在绞盘组件中以在系链缠绕在卷轴上之前清洁系链上的泥污和浮垢。这去除了生物污垢（bio-fouling）并可以定期操作以提高运载器的速度性能。系链可以包括磁性标记和诸如霍尔效应传感器之类的磁性传感器，其可以设置用于测量系链的运动。可替换地，系链可以具有变化的导磁率，且当系链进入绞盘区域时磁铁可以在系链的一侧而霍尔传感器在另一侧。因为浮垢可以改变系链的有效厚度，所以该系统可以帮助维持准确的配置长度。
多系链，诸如双系链
在本发明的另一方面中，WPD包括第一系链，该第一系链（i）在第一浮体位置被连接到浮体，并且（ii）在第一游体位置被连接到波浪驱动部件（或游体），以及（2）第二系链（i）在不同于第一浮体位置的第二浮体位置被连接到浮体，并且（ii）在不同于第一游体位置的第二游体位置被连接到游体，同时WPD具有以下特征中的至少一个（即具有以下特征中的一个或者以下特征中任何两个或更多特征的组合）：
（1）系链中的至少一个被固定到固定于浮体的绞盘。在一个实施方式中，两根系链被固定到同一个绞盘。在另一实施方式中，系链中的一个被固定到第一绞盘且另一系链被固定到第二绞盘。可选地，可以安装绞盘使得其能沿着中部轴枢转。
（2）浮体前面（the front）与第一浮体位置之间的水平距离最多是浮体水平长度的0.3倍，优选最多是0.2倍，比如0.05-0.15倍。
（3）浮体后面（the rear）与第二浮体位置之间的水平距离最多是浮体水平长度的0.3倍，优选最多是0.2倍，比如0.05-0.15倍。
（4）游体前面与第一游体位置之间的水平距离最多是游体水平长度的0.3倍，优选最多是0.2倍，比如0.05-0.15倍。
（5）游体后面与第二游体位置之间的水平距离最多是游体水平长度的0.3倍，优选最多是0.2倍，比如0.05-0.15倍。
（6）系链中的至少一根具有大体扁平的结构，例如具有1-3mm的平均厚度，从而有助于系链的处理，尤其当系链缠绕在绞盘上时。
使用两根系链可以减少系链缠绕的可能性；可以形成更长和更窄的浮体形状（这减少了拖曳并增加了速度）；并且通过将与系链连接的连接件和机构移动到浮体的前部到后部，使得为诸如通信设备和传感器以及其他科学仪器等各种负载提供更大的浮体中部区域成为可能。另外，使用两根系链可以简化WPD的复原。只有一根系链的WPD复原可能是困难的，因为只有单根系链时上拉需要举起游体以克服鳍状物对水的阻力。当具有两根系链时，只拉系链中的一根会使游体和连接到游体的鳍状物倾斜，这样鳍状物的阻力会减小。不管WPD是否使用绞盘缩短系链这都是准确的。
具有单根系链的WPD在浮体中部通常具有系链终止组件和负载分配结构，从而占据该浮体的中部。使用两隔开分开的系链空出了浮体的中部，对于许多用途，浮体的中部是浮体理想部件中最有价值的部分。例如，浮体设置高的天线的最佳部分是该中部，在此天线可以投下的阴影最多为设置在浮体上表面上的太阳能板的一半（如果电池有线串联连接且在黑暗时像晶体管一样关闭的话，这经常发生，只遮蔽太阳能板的部分就能使其完全无效）。另外，如果高的天线在中部的话，由于风使得它们在浮体上没有转向效果。当WPD具有两根天线时，浮体的中部区域可以空出，以用于带有集成天线的负载，即天线与干燥箱集成，或者完全保存在干燥区域内，从而降低连接到天线上的导线因受潮而损坏的危险。另外，将所有负载的大多数设置在浮体中部使浮体的前部和后部更容易平衡，并从而降低浮体向前靠或向上升的危险。
在WPD具有两根系链时，浮体优选包含诸如在该浮体后端的船舵之类控制该浮体的装置。当由于波浪运动将波浪驱动部件（游体）举起或下压时，该波浪驱动部件（游体）提供推力。通过分离两根系链将来自浮体的扭矩传送到波浪驱动部件。这样，波浪驱动部件在由波浪驱动部件转动的惯性和流体阻力引起的控制延迟后同浮体一样指向相同的方向。
在一个结构中，优选地在相对长而窄的浮体上具有前系链和后系链。当这些系链拉紧时，波浪驱动部件与浮体维持平行。尤其在波浪驱动部件维持相对水平时，弹簧和停止系统可以很好地控制鳍状物的角度，使得鳍状物在各种速度和幅度的上下运动中会以有利的冲角运行。波浪驱动部件可以例如具有带有鳍状物支撑轴的平行杆结构，这些鳍状物支撑轴横跨在杆之间，如同阶梯台阶一样。鳍状物的位置例如可以由弹簧组件控制，当这些弹簧不运动时，该弹簧组件将这些鳍状物维持在所期望的中间位置，例如水平位置，且该弹簧组件将抵挡向上和向下的运动。可以调整该弹簧的外形，使得翅翼停止在能产生最大升力的最优的角度上。
在另一结构中，具有左和右系链。这些系链可以连接到单个整块的翅翼上。该翅翼可以作为单元运动，在将两根系链连接到该翅翼的点处枢转。当被放低时，翅翼下方的重量致使其向下冲并向前潜入水中。与这些系链连接的点是翅翼区域中部的前部，使得翅翼在由系链升起时该翅翼将升起并向前拉。和在前部-后部配置中一样，控制浮体的船舵通过分离两根系链也间接控制滑翔器。
在其他结构中，可以使用3根或4根系链稳定滑翔器。这在大型系统中尤为有用。另一方面，因为每个系链代表了额外的拖曳，所以太多的系链存在是不理想的。
通信与控制
图13是可在这里讨论的用于沿着期望路径引导WPD的任何WPD中使用的控制系统种类的方框图。该图复制了上面参考的美国专利7,371,136中的图5。
图14是原理性地示出了代表性的WPD的船载电子设备以及该代表性的WPD与外部实体通信的若干方式的方框图。如上所述，WPD使用卫星定位系统和无线电将数据通信到操作者并且接收航行和其他命令，并具有在没有定期人机互动或人为控制下允许其独立航行或定位的船载计算机和传感器。
浮体包含的核心电子设备包括：卫星定位传感器（GPS）、无线电通信（优选诸如铱星之类的卫星通信）、诸如磁性罗盘之类的定位传感装置、电池、使用来自GPS和罗盘的信息控制船舵并控制运载器的航行控制器。浮体还可以包括太阳能板和诸如环境传感器或者观测设备等各种负载电子设备，观测设备如无线电监控器、照相机、水诊器等。所有的核心电子设备可以封装在相同的外壳中，优选地封装在浮体的后端。通过将所有的核心设备保持在一起，在该核心系统中就不再需要湿连接器或线缆。这对可靠性来说非常有益。（太阳能板和绞盘将连接湿连接器—太阳能可能是过剩的所以没有取下系统的话一个连接器会失效，并且对基本功能来说绞盘是不必要的。）因为GPS和卫星通信天线是短的，所以它们不会遮蔽太阳能板。另外后端是浮体最少频繁浸没于水的部分。（浸没遮掩天线。）然而，如上讨论的那样，在双系链的实施方式中，因为系链连接件在末端附近，所以将电子设备和在浮体中部的类似物封装是可能的。
术语
这里使用术语“包括”和其语法等同用语（例如“包含”或“具有”）表示其他元件（即部件、成分、步骤等）的存在是可选的。例如，“包括”（或“其包括”）部件A、B和C的水运载器可以只包含部件A、B和C，或者不仅包含部件A、B和C还可以包含一个或更多的其他部件。这里使用术语“主要由---组成”和其语法等同用语表示可以存在的其他部件不会实质上改变所要求保护的发明。这里使用的跟随数字的术语“至少”表示以该数字开始的范围范围起点（取决于所定义的变量，其可以是具有上限或没有上限的范围）。例如，“至少1个”表示1个或者多于1个，而“至少80%”表示80%或大于80%。这里使用的跟随数字的术语“最多”表示以该数字结尾的范围终点（取决于定义的变量，其可以是使1或0作为其下限的范围，或者没有下限的范围）。例如，“最多4个”意思是4个或者少于4个，而“最多40%”表示40%或者少于40%。当在本说明书中给出的范围如“（第一数字）到（第二数字）”或者“（第一数字）—（第二数字）”时，这表示该范围的下限是第一数字而其上限是第二数字。例如，“从5到15英尺”或“5-15英尺”表示该范围的下限是5英尺而其上限是15英尺。这里使用的术语“复数的”、“多个”、“多数个”和“多重的”表示两个或多于两个。
这里提及的包括两个或更多限定步骤的方法中，所限定的步骤可以任何顺序或同时执行（除非文章排除了这种可能性），且该方法可以任选地包括在任何所限定步骤之前、在两个所限定步骤之间或在所有的所限定步骤之后执行的一个或更多其它步骤（除非文章排除了这种可能性）。这里提及的“第一”和“第二”元件通常用于识别目的；除非文章有相反的要求，否则第一和第二元件可以是相同或不同的，且提及第一元件不意味着第二元件就必然存在（虽然其可能存在）。这里提及的“一”（“a”）或“一”（“an”）个元件不排除具有两个或更多这样的元件的可能性（除非文章排除了这种可能性）。这里提及的两个或更多元件不排除这两个或更多元件被提供相同功能的更少数量或更多数量的元件取代的可能性（除非文章排除了这种可能性）。这里给出的数字应该用与文章和表达适合的范围解释；例如，每个数字依赖于本领域的技术人员使用的惯用的方法测得的精确度而变化。
除非有另外的注明，提及的运载器部件的定位和形状指的是在运载器在静水中时的定位和形状。根据下面给出的定义在本说明书中使用下列术语。
“前缘”（或者前端）和“后缘”（或者后端）分别表示在波动力致使运载器向前运动时鳍状物或其他部件的前表面和后表面。
“前”和“后”分别表示相对靠近前和后缘（或端）的位置。
“对齐的”表示大体位于垂直面内的方向，该垂直面平行于包括游体轴中心线的垂直面。“轴向对齐的”表示大体位于包括游体轴中心线的垂直平面的方向。
“横向的”表示大体位于与包括游体中心线的垂直平面正交的垂直平面中的方向。
这里提及的“大体”遵循特定定义的特征，例如“大体在垂直平面”、“大体为层状”或“大体水平”，应该理解为该特征不需要严格遵循该特定定义，而是能够偏离严格定义的量一定的量，根据本发明原理偏离该量仍然能有效运行。
结论
总之，可以看到本发明的实施方式提供了能够在储存、运输、下水和复原期间改进WPD的处理的结构和方法。
在以上本发明的概要和详细描述中，以及在本发明的附图中，提及了本发明的特定特征。应当理解，本发明在说明书中的公开包括这些特定特征的所有可能的组合。例如，在特定方面、特定实施方式或特定附图的背景中公开了该特定特征，那该特征也可以在适当的程度上用于其他特定方面、实施方式和附图的背景中，并通用于该发明。还应当理解，本发明包括公开于此的所有新颖性特征但不限于上面所述的本发明的具体方面。
虽然以上是本发明具体实施方式的完整描述，但以上描述不应被当作对由权利要求书所限定的本发明范围的限制。

Claims (72)

1.一种组件，其包括：
（1）浮体；
（2）波浪驱动部件；和
（3）具有第一状态和第二状态的闭合部件，在所述第一状态下所述闭合部件将所述浮体与所述波浪驱动部件固定在一起作为能以单元移动的组件，在所述第二状态下所述波浪驱动部件从所述浮体移走；
所述组件被配置为接收具有连接到所述浮体的第一末端和连接到所述波浪驱动部件的第二末端的系链，使得当所述闭合部件在所述第二状态且所述组件包括这样的系链时，所述浮体、所述系链和所述波浪驱动部件组成波动力装置（WPD），其中
（A）当将所述浮体放置在静水表面或其附近时，所述WPD具有
（a）所述浮体，其浮在所述静水表面或其附近，
（b）所述系链，其从所述浮体向下延伸并张紧，和
（c）所述波浪驱动部件，其浸没于所述浮体下方的水中，以及
（B）当将所述浮体设置在波动的水表面或其附近时，所述WPD具有
（a）所述浮体，其浮在所述波动的水表面或其附近，
（b）所述系链，其从所述浮体向下延伸，和
（c）所述波浪驱动部件，其浸没于所述浮体下方的水中，且与所述波动的水相互作用以产生传送到所述系链的力。
2.根据权利要求1所述的组件，其被配置成为WPD，该WPD包括具有连接到所述浮体的第一末端和连接到所述波浪驱动部件的第二末端的系链。
3.根据权利要求1或2所述的组件，其中所述浮体从平面上看大体为矩形。
4.根据权利要求3所述的组件，其中所述浮体的长度为6-30英尺，例如，8-20英尺；所述浮体的宽度为1.5-6英尺，例如，2-4英尺。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的组件，其中所述浮体具有顶表面、底表面和侧表面，并且包括大体平行于所述侧表面向下延伸的浮体侧部件，以形成由所述底表面和所述浮体侧部件限定的空间，并且所述波浪驱动部件至少部分位于所述空间内。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的组件，其中所述波浪驱动部件包括从所述波浪驱动部件向上延伸并且与所述浮体的部件相互作用以将所述波浪驱动部件定位在相对于所述浮体的固定的位置的部件，和/或所述浮体包括向下延伸并且与所述波浪驱动部件的部件相互作用以将所述波浪驱动部件定位在相对于所述浮体的固定的位置的部件。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的组件，其中：
所述波浪驱动部件包括鳍状物，当所述组件为WPD的形式且在波动的水中时，所述鳍状物绕轴转动以产生运送到所述系链的所述力；并且
所述波浪驱动部件包括从所述波浪驱动部件向下延伸并且当所述闭合部件在所述第一状态且将所述组件放置在水平面时将所述鳍状物与所述水平面分开的构件。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的组件，其中所述闭合部件是机械夹子。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的组件，其中所述闭合部件是带。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的组件，其中可以通过人工将所述闭合部件从所述第一状态改变到所述第二状态。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的组件，其中能通过诸如电信号或无线电信号等信号将所述闭合部件从所述第一状态改变到所述第二状态。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的组件，其进一步包括位于所述浮体的上表面上的至少一个捡拾部件，当所述闭合部件在所述第一状态下时，所述捡拾部件能通过例如人工和/或通过吊机或其他提升装置用于将所述组件作为单元提升。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的组件，其包括弹性系链，所述系链具有连接到所述浮体的第一末端和连接到所述波浪驱动部件的第二末端。
14.根据权利要求13所述的组件，其中所述浮体包括连接到所述系链的所述第一末端的绞盘。
15.根据权利要求14所述的组件，其中所述绞盘包括在所述系链被牵引通过所述绞盘时清洁所述系链的刮拭元件。
16.根据权利要求14或15所述的组件，其中所述绞盘铰接在纵摇轴上。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的组件，其中所述浮体包括相对接近于所述浮体的前端的第一绞盘与连接到所述第一绞盘的第一系链，以及相对接近于所述浮体的后端的第二绞盘与连接到所述第二绞盘的第二系链。
18.根据权利要求13所述的组件，其中所述系链铰接在纵摇轴上。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的组件，其包括具有以下特征中至少一个的弹性系链：
（1）所述系链具有大体上扁平的结构，例如其平均厚度为1-3mm；
（2）所述系链没有携带电流的部件和/或没有携带任何信号的部件；
（3）所述系链包括多个圆形可拉长构件;
（4）所述系链是由诸如聚酰胺、斯佩克特纶、维克特伦或者凯夫拉等合成聚合物组成的扁平编带；
（5）所述系链是只沿着其前缘张紧的扁平编带，从而减小颤动和弯曲；
（6）所述系链在铰接点处连接于浮体，所述铰接点包括轴和套管装置，使得所述系链不必对着其宽轴（纵摇轴）弯曲；
（7）在所述浮体处，所述系链被引导通过90度盘绕，然后在所述纵摇轴处弯曲通过滑轮，所述滑轮的轴是水平的并与所述浮体的纵轴垂直；
（8）在所述浮体处，所述系链被引导通过90度盘绕，然后在所述纵摇轴处弯曲通过滑轮，所述滑轮的轴是水平的并与所述浮体的纵轴垂直，其中所述滑轮顶部突起增加所述系链中央的张力，以减轻所述90度盘绕的影响，所述90度盘绕增加了所述系链外部相对于所述系链中央的张力。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的组件，其中所述波浪驱动部件包括至少一个基本坚硬的脊柱，该脊柱具有固定到其上的鳍状物，并且所述基本坚硬的脊柱直接或间接地连接到所述系链。
21.根据权利要求20所述的组件，其中所述基本坚硬的脊柱和所述系链之间的连接能够从静止位置变化，所述变化通过诸如弹簧机构控制。
22.根据权利要求20或21所述的组件，其中所述波浪驱动部件选自以下两种结构中的一种：
（A）所述波浪驱动部件具有单个基本坚硬的脊柱，所述坚硬的脊柱带有在每侧上延伸的鳍状物，并且当所述WPD在静水中且所述系链在所述浮体下方的延伸位置时，所述坚硬的脊柱相对于水平方向，例如，基本水平的方向，最多呈40°角，或最多呈30°角，或最多呈15°角，并位于通过所述浮体纵轴的垂直面上；或者
（B）所述波浪驱动部件具有两个基本坚硬的脊柱，这些坚硬的脊柱带有在这两个坚硬的脊柱之间延伸的鳍状物，当所述WPD在静水中且所述系链在所述浮体下方的延伸位置时，所述两个坚硬的脊柱位于平面上，该平面相对于水平方向，例如，基本水平的方向，最多呈40°角，或最多呈30°角或最多呈15°角，并且所述两个坚硬的脊柱相对于通过所述浮体纵轴的垂直面等间距间隔开。
23.根据权利要求22所述的组件，其中当所述组件为WPD的形式且在静水中时，所述鳍状物并排排列平面内，该平面相对于水平方向，例如基本水平的方向，最多呈30°角，或最多呈15°角。
24.根据权利要求19-23中任一项所述的组件，其中所述波浪驱动部件包括使所述鳍状物返回到中间位置的弹簧或其他弹性部件。
25.根据权利要求24所述的组件，其中所述鳍状物的转动在所述WPD在波动的水中时主要由第一弹簧控制，这时所述鳍状物的所述转动位于所述中间位置周围的第一范围内，且在所述鳍状物的所述转动在所述第一范围外的第二范围内时主要由第二弹簧控制，所述第二弹簧比所述第一弹簧更有刚性。
26.根据权利要求1-25中任一项所述的组件，其中所述波浪驱动部件是通过引用并入本发明的申请、专利和公布文件中的任何文件中所公开的游体。
27.根据权利要求1-26中任一项所述的组件，其中所述浮体包括位于所述浮体后端的船舵或其他控制装置。
28.根据权利要求1-27中任一项所述的组件，进一步包括
（1）无线通信设备；
（2）计算机系统；
（3）卫星参考位置传感器；
（4）感测水平面方向的水平方向传感器；和
（5）转向促动器；
所述计算机系统
（a）被链接到所述通信设备、所述位置传感器、所述水平传感器和所述转向促动器，以及
（b）包含或可编程地包含响应从所述通信设备，或从所述位置传感器和所述水平方向传感器，或从所述运载器上的其他传感器接收的信号而控制所述转向驱动器的指令。
29.根据权利要求1-28中任一项所述的组件，其中所述浮体被描述在通过引用合并于此的任何申请、出版物和专利中。
30.一种具有顶表面、底表面和侧表面的浮体，所述浮体包括大体平行于所述侧表面向下延伸的浮体侧部件，以产生通过所述侧表面和所述浮体侧部件限定的空间。
31.根据权利要求30所述的组件，其中所述浮体从平面上看大体为矩形。
32.根据权利要求30或31所述的组件，其中所述浮体的长度为6-30英尺，例如，8-20英尺；所述浮体的宽度为1.5-6英尺，例如，2-4英尺。
33.一种波浪驱动部件，其包括从所述波浪驱动部件向上延伸且会与浮体相互作用以将所述驱动部件与所述浮体对准的部件。
34.一种波浪驱动部件，其包括从所述波浪驱动部件向下延伸的部件，且在所述波浪驱动部件设置在水平面上时，所述向下延伸的部件将所述水平面和与所述水平面接触可能会被损坏的所述波浪驱动部件的任何部分隔开。
35.根据权利要求33或34所述的波浪驱动部件，其中所述波浪驱动部件包括至少一个具有固定到其上的鳍状物的基本坚硬的脊柱，并且所述基本坚硬的脊柱直接或间接地连接到系链。
36.根据权利要求35所述的波浪驱动部件，其中所述基本坚硬的脊柱和所述系链之间的连接可以从静止位置变化，所述变化通过诸如弹簧机构控制。
37.根据权利要求36所述的波浪驱动部件，其中所述波浪驱动部件选自以下两种结构中的一种：
（A）所述波浪驱动部件具有单个基本坚硬的脊柱，所述坚硬的脊柱带有从其每侧上延伸的鳍状物，并且当所述波浪驱动部件与系链以及WPD形式的浮体组合，所述WPD在静水中，且所述系链在所述浮体下方的延伸位置时，所述坚硬的脊柱相对于水平方向，例如基本水平的方向，最多呈40°角，或最多呈30°角，或最多呈15°角，并位于通过所述浮体纵轴的垂直面内；或者
（B）所述波浪驱动部件具有两个基本坚硬的脊柱，这些坚硬的脊柱带有在这两个坚硬的脊柱之间延伸的鳍状物，并且当所述波浪驱动部件与系链以及WPD形式的浮体组合，所述WPD在静水中，且所述系链在所述浮体下方的延伸位置时，两个坚硬的脊柱位于平面上，该平面相对于水平方向，例如基本水平的方向，最多呈40°角，或最多呈30°角，或最多呈15°角，并且所述两个坚硬的脊柱相对于通过所述浮体纵轴的垂直面等间距间隔开。
38.根据权利要求37所述的波浪驱动部件，其中当所述波浪驱动部件与系链以及WPD形式的浮体组合，并且所述WPD在静水中时，所述鳍状物并排排列平面内，该平面相对于水平方向，例如基本水平的平面，最多呈30°角，或最多呈15°角
39.根据权利要求35到38中任一项所述的波浪驱动部件，其中所述波浪驱动部件包括使所述鳍状物返回到中间位置的弹簧或其他弹性部件。
40.根据权利要求39所述的波浪驱动部件，其中所述鳍状物的转动在所述波浪驱动部件与系绳和WPD形式的浮体组合且所述WPD在波动的水中，所述鳍状物的所述转动位于所述中间位置周围的第一范围内时主要由第一弹簧控制，并且在所述鳍状物的所述转动在所述第一范围外的第二范围内时主要由第二弹簧控制，所述第二弹簧比所述第一弹簧更有刚性。
41.根据权利要求34到40中任一项所述的波浪驱动部件，其中所述波浪驱动部件是通过引用合并于本发明中的任何申请、专利和出版物中所公开的游体。
42.一种波动力装置，包括：
（1）浮体；
（2）弹性系链；和
（3）波浪驱动部件，所述系链连接所述浮体与所述波浪驱动部件；
所述浮体、所述系链和所述波浪驱动部件使得：
（A）当所述装置在静水中时，（i）所述浮体在水的表面或该表面附近，（ii）所述波浪驱动部件浸没在所述浮体下方的水中，且（iii）所述系链张紧；以及
（B）当所述装置在波动的水中时，所述波浪驱动部件与所述波动的水相互作用以产生传送到所述系链的力；
其中所述浮体包括能运行以改变所述系链长度的绞盘。
43.根据权利要求42所述的组件，其中所述绞盘包括在将所述系链被拖拉通过所述绞盘时清洁所述系链的刮拭元件。
44.根据权利要求42或43所述的组件，其中所述绞盘铰接在纵摇轴上。
45.一种波动力装置，包括：
（1）浮体；
（2）弹性系链；和
（3）波浪驱动部件，所述系链连接所述浮体与所述波浪驱动部件；
所述浮体、所述系链和所述波浪驱动部件使得：
（A）当所述装置在静水中时，（i）所述浮体在水的表面或该表面附近，（ii）所述波浪驱动部件浸没在所述浮体下方的水中，且（iii）所述系链张紧；以及
（B）当所述装置在波动的水中时，所述波浪驱动部件与所述波动的水相互作用以产生传送到所述系链的力；
其中所述系链至少具有以下特征中的一个：
（1）所述系链具有大体上扁平的结构，例如具有1-3mm的平均厚度；
（2）所述系链没有携带电流的部件和/或没有携带任何种类信号的部件；
（3）所述系链包括多个圆形可拉长部件；
（4）所述系链是由诸如聚酰胺、斯佩克特纶、维克特伦或者凯夫拉等合成聚合物构建的扁平编带；
（5）所述系链是只沿着其前边缘张紧的扁平编带，从而减少颤动和弯曲；
（6）所述系链在铰接点处连接到所述浮体，所述铰接点包括轴和套管装置，使得所述系链不必对着其宽轴（纵摇轴）弯曲；
（7）在所述浮体处，所述系链被引导通过90°盘绕，然后在所述纵摇轴处弯曲通过滑轮，所述滑轮的轴是水平的并与所述浮体的纵轴垂直；
（8）在所述浮体处，所述系链被引导通过90°盘绕，然后在所述纵摇轴处弯曲通过滑轮，所述滑轮的轴是水平的并与所述浮体的纵轴垂直，其中所述滑轮顶部突起增加所述系链中央的张力，从而减轻90度盘绕的影响，所述90度盘绕增加了所述系链外部相对于所述系链中央的张力。
46.根据权利要求45所述的组件，其中所述浮体包括连接所述系链第一末端的绞盘。
47.根据权利要求46所述的组件，其中所述绞盘包括在所述系链被拖拉通过所述绞盘时清洁所述系链的刮拭元件。
48.根据权利要求46或47所述的组件，其中所述绞盘铰接在纵摇轴上。
49.一种在任何种类的波动力装置中使用的鳍状物系统，包括通过引用合并于本发明的文件中所公开的波动力装置，所述鳍状物系统具有
至少一个绕着轴转动并具有中间位置的鳍状物，和
控制所述鳍状物转动的控制系统，所述控制系统包括：
控制所述鳍状物在中间位置附近的第一范围内转动的第一装置；和
第二装置，其在所述鳍状物的运动在所述第一范围外时控制所述鳍状物的转动。
50.根据权利要求49所述的鳍状物系统，其中所述第二装置使所述鳍状物在所述第二范围内转动比其在所述第一范围内转动更难。
51.根据权利要求49或50所述的鳍状物系统，其中所述第一范围内的转动只由所述第一装置控制。
52.根据权利要求49到51中任一项所述的鳍状物系统，其中所述第一范围内的转动由所述第一装置和所述第二装置控制。
53.根据权利要求49到52中任一项所述的鳍状物系统，其中所述第一范围内的转动只由所述第二装置控制。
54.根据权利要求49到53中任一项所述的鳍状物系统，其中所述第二范围内的转动由所述第一装置和所述第二装置控制。
55.根据权利要求49到54中任一项所述的鳍状物系统，其中所述第一和第二装置中的一者或两者是弹簧。
56.根据权利要求49到55中任一项所述的鳍状物系统，其进一步包括防止所述第一弹簧运动超过第一限度的停止件。
57.根据权利要求49到56中任一项所述的鳍状物系统，其进一步包括防止所述第二弹簧运动超过第二限度的停止件，并从而防止所述鳍状物在所述第二范围之外运动。
58.根据权利要求49到57中任一项所述的鳍状物系统，其中：
所述第一装置包括第一弹簧；
第二装置包括第二弹簧；
在所述鳍状物的运动在中间位置附近的第一范围内运动时，所述鳍状物的角运动主要由所述第一弹簧控制；以及
在所述鳍状物的运动在所述第一范围外的第二范围内运动时，所述鳍状物的角运动主要由所述第二弹簧或其他装置控制，所述第二弹簧比所述第一弹簧更有刚性，从而使所述鳍状物在所述第二范围内运动更难。
59.一种获取信息的方法。所述方法包括接收来自或记录自下述任何装置的信号：
包括权利要求1所述组件的波动力装置，或
根据权利要求42或45所述的波动力装置，或
包括权利要求30所述浮体的装置，或
包括权利要求33或34所述波浪驱动部件的装置，或
包括权利要求49所述鳍状物系统的装置。
60.一种控制方法，用于控制以下任何一种装置的功能：
包括权利要求1所述组件的波动力装置，
或者根据权利要求42或45所述的波动力装置，或
包括根据权利要求30所述浮体的装置，或
包括根据权利要求33或34所述波浪驱动部件的装置，或
包括根据权利要求49所述鳍状物系统的装置，
所述方法包括发送信号到所述装置。
61.一种波动力水运载器，包括：
a)第一部件，其是在水面或水面附近运动的浮体；
b)第二部件，其由波浪驱动并在所述第一部件下方运行；和
c)使所述第一部件啮合所述第二部件和/或所述第二部件啮合所述第一部件的装置；
其中所述啮合装置使一个部件为另一部件提供横向支撑，从而在所述部件组装在一起时减少一个部件相对另一个部件的横向运动。
62.一种波动力水运载器，包括：
a)第一部件，其是在水面或水面附近运动的浮体；
b)第二部件，其由波浪驱动并在所述第一部件下方运行；和
c)嵌入在一个部件、另一个部件或这两个部件中的内部固定装置，从而所述部件中的一个可以固定到另一部件上。
63.一种波动力水运载器，包括根据权利要求61所述的啮合装置和根据权利要求62所述的内部固定装置。
64.根据权利要求61或63所述的波动力水运载器，其中所述啮合装置是配置为啮合所述第二部件的在所述第一部件中的空洞。
65.根据权利要求64所述的波动力水运载器，其中所述第一部件包括两个漂浮的浮船，且所述第二部件配置为装配在所述浮船之间并啮合所述浮船。
66.根据权利要求61或63所述的波动力水运载器，其中所述啮合装置包括在所述第二部件上的栏杆，所述栏杆向上延伸啮合所述第一部件的壳体的两侧。
67.根据权利要求61或63所述的波动力水运载器，其中所述第二部件包括多层波浪驱动鳍状物。
68.根据权利要求67所述的波动力水运载器，其中所有所述的层都彼此嵌套，从而降低所述层彼此堆叠时的高度。
69.根据权利要求68所述的波动力水运载器，其中所述层包括上层，该上层具有啮合所述第一部件的第一啮合装置与啮合正下方层的第二啮合装置。
70.根据权利要求62到70中任一项所述的波动力水运载器，其中所述内部固定装置包括将所述第一部件连接到所述第二部件的一个或更多系链，所述系链可以被向上拖拉和固定以便将所述第二部件固定到所述第一部件上。
71.根据权利要求62到70中任一项所述的波动力水运载器，其中所述内部固定装置包括在所述第一部件上的一个或更多连接器，该一个或更多连接器可以接收并固定到所述第二部件框架的部分。
72.根据权利要求62到71中的任一项所述的波动力水运载器，其中所述第二部件包括多层波浪驱动鳍状物，且所述内部固定装置将最上层固定到所述第一部件，且将每一个层固定到该层正上方的层上。
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