CN107429657B - 从移动质量体中收集能量的系统 - Google Patents

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Abstract

包括至少一个隧道的系统被配置用于浸入移动质量体中。能量收集器设置在至少一个隧道中。能量收集器至少具有打开状态和收缩状态，其中处于打开状态的收集器至少收集穿过至少一个隧道的移动质量体的至少一部分的能量。连接到能量收集器的致动器装置和连接到配重工具的启动器的交替启动交替地将能量收集器转变到打开状态和关闭状态。能量收集器的替代转变能够施加能量收集器和配重工具的往复运动。电缆系统连接用于传递往复运动的致动器。滑轮系统将往复运动转换成用于驱动旋转机构的旋转力。

Description

从移动质量体中收集能量的系统
相关申请的交叉引用
本PCT专利申请根据35U.S.C.119(e)要求于2014年12月31日提交的题为“TheHYPER-CUTE ENERGY HARNESS SYSTEM”的序号为62/099,133美国临时专利申请的优先权，并且根据根据35USC 111(a)要求2015年8月3日提交的题为“A SYSTEM for COLLECTINGENERGY FROM A MOVING MASS”的序号为14/816,854的美国发明专利申请以及2016年2月22日提交的题为“A SYSTEM FOR COLLECTING ENERGY FROM A MOVING MASS”的序号为15/050,115的美国发明专利申请的优先权。这些相关的临时和专利申请的内容为所有目的通过引用方式并入本文，只要这样的主题与本文一致或不限制本发明。
相关的共同未决的美国专利申请
不适用。
联邦资助研究或开发
不适用。
序列表、表格或计算机列表附录的参考
不适用。
版权声明
该专利文献的公开内容的一部分包含受作者的版权保护的材料。版权所有者不反对目的在于将其作为专利现有技术引用的任何专利文献或专利公开内容的传真复制，如专利商标局，专利档案或记录中出现，但以其他方式保留所有无论何种版权。
技术领域
本发明的一个或多个实施方案一般涉及利用和转换能量的装置。更具体地，本发明涉及用于利用来自例如但不限于风和水的自然移动质量体的能量以及将所利用的能量转换成旋转和线性作用力的装置。流线往复式气缸和活塞式发动机由自然资源流动来提供动力。
背景技术
以下背景信息可以呈现现有技术的具体方面的示例(例如但不限于，方法、事实或共同的智慧)，尽管预期其有助于进一步教导读者关于现有技术的其他方面，但是不应被理解为将本发明或其任何实施方案限制为其中所述或暗示的或因此推断的任何实施方案。有人认为，世界可能正在经历全球能源危机，特别是在全球经济欠佳的经济体中，其中自然资源例如不限于水和电力可能是稀有的。替代能源的发展不仅有助于缓解这一能源危机，而且通过实施创新型全球新技术，将通过就业、教育和资源来加强全球经济和文化/社会危机。此外，可以预期替代能源的可用性可能导致全球石油依赖性下降。此外，一些替代能源可能是环境友好的，并可能减轻全球变暖的一些原因和影响。
通过教育背景，通常知道有用的一个现有技术的一个方面是现在有一些现有技术的方法来利用来自自然移动的质量例如但不限于风和水的能量。这些方法通常是自由流动的、无向的、开放的渠道系统。这种方法可能不能提供对系统的可靠控制，并且可能不能处理来自变化的环境条件的影响。相信这可能导致不正确的部署，停止运行，寄生能量损失等。
鉴于上述情况，很清楚，这些传统技术并不完善，并为更优选的方法留出空间。
附图说明
在附图中以示例而非限制的方式示出了本发明，并且附图中相同的附图标记表示相似的元件，其中：
图1是根据本发明的实施方案的示例性能量利用系统的侧视立体图；
图1A，1B和1C示出了根据本发明的实施方案的用于能量利用系统的示例性滑轮系统。图1A是滑轮系统的俯视图，图1B是处于拆卸状态的滑轮的透视侧视图，图1C示出了示例性电缆引导件；
图2A和2B示出了根据本发明的实施方案的用于能量利用系统的示例性的致动器。图2A是致动器的透视侧视图，图2B是处于拆卸状态的致动器的透视侧视图。
图2C示出了根据本发明的实施方案的用于能量利用系统的示例性的电缆系统；
图3A至图3C示出了根据本发明的实施方案的用于能量收集器的致动器的示例性的扩展器。图3A是侧面透视图。图3B是示意性后视图，图3C是示意性前视图；
图4A至4C示出了根据本发明的实施方案的示例性能量收集器。图4A是收集器的示意性前视图。图4B是连接到致动器并处于打开位置的能量收集器的示意性侧视图，图4C是连接到致动器并处于关闭位置的能量收集器的示意性侧视图。
图5A，5B和5C是根据本发明的实施方案的可用于容纳用于能量利用系统的能量收集器的示例性隧道的透视图。图5A是隧道的侧面透视图。图5B是示意性端视图。图5C是示例性致动器启动器的示意性侧视透视图；
图6A和6B示出了根据本发明的实施方案的在移动质量体中使用的示例性能量利用系统。图6A是系统的侧视透视图，图6B是系统的示意性俯视图。
图7A和7B示出了根据本发明的实施方案的用于利用风能的系统的示例性地下应用。图7A是系统的示意性侧视图，图7B是风收集器的侧视透视图。
图8是根据本发明的替代实施方案的示例性能量利用系统的侧透视图。
除非另有说明，附图中的图示不一定按比例绘制。
发明详述
通过参考本文所阐述的详细附图和描述可以最好地理解本发明。
下面参考附图来讨论本发明的实施方案。然而，本领域技术人员将容易地理解，在这里给出的关于这些附图的详细描述是为了解释的目的，因为本发明超出了这些有限的实施方案。例如，应当理解，根据本发明的教导，本领域技术人员将根据特定应用的需要来识别多种替代和合适的方法来实现本文所述的任何给定细节的功能，超出了所描述和示出的以下实施方案中的特定实现选择。也就是说，本发明的修改和变化太多，不能列出，但是都符合本发明的范围。此外，单数词应该被看作是复数形式，反之亦然，并且在适当的情况下是阳性的应看作是阴性的，反之亦然，替代实施方案并不一定意味着两者是相互排斥的。
应当进一步理解，本发明不限于本文所述的具体方法、化合物、材料、制造技术、用途和应用，因为它们可以变化。还应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并不意图限制本发明的范围。必须指出，如本文和所附权利要求中所使用的，单数形式“a(一)”，“an(一个)”和“the(该)”包括复数形式，除非上下文另有明确规定。因此，例如，对“元素”的引用是对一个或多个元素的引用，并且包括本领域技术人员已知的等同物。类似地，对于另一示例，对“一个步骤”或“一个装置”的引用是对一个或多个步骤或装置的引用，并且可以包括子步骤和从属装置。所有使用的连词都可以以尽可能最具包容性的理解来理解。因此，除非上下文明确需要，否则应将“或”一词理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义。本文所述的结构也应理解为指这种结构的功能等同物。可能被理解为表达近似的语言应该如此理解，除非上下文另有明确规定。
在本公开和权利要求中使用的所有近似词应被解释为意味着“近似”而不是“完全”，并且可以相应地被用作对任何其他词、指定参数、数量、质量或概念的有意义的修饰词。近似词包括但不限于“基本上”、“将近”、“几乎”、“约”、“一般”、“大部分”，“本质上”，“紧近似”等等的术语。
如将在下面详细地确定的那样，早在1939年，很好地指定了法律规定，即使在本说明书中没有限定或规定这些限制时，近似词在权利要求中也不是不确定的。
例如，参见Ex parte Mallory，52 USPQ 297，297(Pat.Off.Bd.App.1941)，其中法庭上强调：“审查员认为大部分权利要求是不准确的，因为显然层状膜将无法完全消除。权利要求规定，膜“基本上”消除，并且为了预期的目的，认为可能保留的膜的轻微部分是可忽略的。因此，我们认为，权利要求可以被认为是足够准确的”。
注意，权利要求仅需要“合理地让本领域技术人员知道”其范围来满足确定性要求。参见Energy Absorption Sys.，Inc.v.Roadway Safety Servs.，Inc.，Civ.App.96-1264，slip op.at 10(Fed.Cir.1997年7月3日)(未发表)Hybridtech v.MonoclonalAntibodies，Inc.，802F.2d 1367，1385，231 USPQ 81，94(Fed.Cir.1986)cert.denied，480U.S.947(1987)。此外，权利要求中使用修饰词，如“一般”和“基本上”，本身并不能使权利要求不确定。见Seattle Box Co.v.Industrial Crating&Packing，Inc.，731 F.2d 818，828-29，221 USPQ 568，575-76(Fed.Cir.1984)。
此外.诸如“基本上”之类的术语的普通含义和惯用意义包括“合理地接近：将近，几乎，大约”，意味着近似的术语。参见In re Frye，Appeal No.2009-006013，94 USPQ2d1072，1077，2010WL 889747(B.P.A.I.2010)。根据其使用情况，“基本上”一词可以表示近似的语言或大小的语言。Deering Precision Instruments，L.L.C.v.Vector DistributionSys.，Inc.，347 F.3d 1314，1323(Fed.Cir.2003)(承认“术语“基本上”的双重普通意义表示近似的术语或大小的术语”)。在这里，当提及“基本上中途”的限制时，本说明书使用词“近似地”来代替“基本上”这个词(Fact 4).(Fact 4)。因此，“基本上中途”的普通含义合理地接近或将近于鞋面或外底的最前一点与鞋面或外底的最后点之间的中点处。
类似地，术语“基本上”在判例法中被公认为具有意味着近似术语或大小术语的双重普通含义。参见Dana Corp.v.American Axle&Manufacturing，Inc.，Civ.App.04-1116，2004U.S.App.LEXIS 18265，*13-14(Fed.Cir.August 27，2004)(未发表)。权利要求撰写者通常使用术语“基本上”来表示近似。参见Cordis Corp.v.Medtronic AVE Inc.，339F.3d1352，1360(Fed.Cir.2003)(“专利没有阐明任何借以确定壁表面的厚度是否“基本上均匀”的数值标准。在本上下文中使用的术语“基本上”表示近似。因此，壁必须具有大致或近似均匀的厚度”)；另见Deering Precision Instruments，LLC v.Vector Distribution Sys.，Inc.，347F.3d 1314，1322(Fed.Cir.2003)；Epcon Gas Sys.，Inc.v.Bauer Compressors，Inc.，279F.3d 1022，1031(Fed.Cir.2002)。我们发现，术语“基本上”在涉案专利的权利要求中仅以这样的方式使用：“基本上均匀的壁厚”表示具有近似均匀性的壁厚。
还应当注意，如前所述的这样的近似词语清楚地限制了权利要求的范围，例如说“大致平行”，使得副词‘大致’通常不扩大平行的含义。因此，很好地解决了如上所述的这样的近似词(例如，像短语“大致平行”)设想了一些与完美的偏差(例如，不完全平行)的偏差，并且在前文中构思的这样的近似词是在专利权利要求书中通常使用的描述性术语，以避免对指定参数的严格的数值边界。在依照前文所构思的这种近似词语的权利要求的简明语言是清楚的并且不与在本文的任何书面描述或其附图中的任何内容矛盾的程度上，，则依靠本书面描述、附图或检控历史以针对前文所构思的这些近似次向本发明的任意权利要求添加限制是不正确的。也就是说，在这种情况下，依靠书面描述和检控历史来拒绝这些词本身的普通和惯用含义是不允许的。参见例如Liquid Dynamics Corp.v.Vaughan Co.，355F.3d1361，69 USPQ2d 1595，1600-01(Fed.Cir.2004)。短语2的简明语言要求“基本螺旋流”。术语“基本”是一个有意义的修饰词，意味着“近似”而不是“完美”。在CordisCorp.v.Medtronic AVE，Inc.，339F.3d 1352，1361(Fed.Cir.2003)中，地方法院对“基本均匀的厚度”这一术语强加了一个精确的数字约束。我们注意到，这个术语的适当解释是“大体上或近似均匀的厚度”，除非检控历史中的某些内容强调了超越这种简单语言解缩窄释所需的“明确的免责声明”。Id.In Anchor Wall Systems v.Rockwood Retaining Walls，Inc.，340F.3d 1298，1311(Fed.Cir.2003)”Id.at 1311。类似地，权利要求1的简明语言既不要求完全螺旋流动也不要求在一次旋转之后精确地返回到中心的流动(仅作为需要完全螺旋流动的逻辑结果而产生的限制)。
读者应该理解，判例法通常将如上所述的这种近似词的双重普通含义视为意指近似术语或大小的术语；例如参见Deering Precision Instruments，L.L.C.v.VectorDistrib.Sys.，Inc.，347F.3d 1314，68 USPQ2d 1716，1721(Fed.Cir.2003)，cert.denied，124S.Ct.1426(2004)，其中法院被要求解释专利权利要求中“基本上”一词的含义。另见Epcon，279F.3d at 1031(“短语‘基本上恒定’表示近似语言，而短语‘基本上低于’表示大小的语言，即非不实质语言”)。另外，参见例如Epcon Gas Sys.，Inc.v.BauerCompressors，Inc.，279F.3d 1022(Fed.Cir.2002)(解释术语“基本上恒定”和“基本上低于”)；Zodiac Pool Care，Inc.v.Hoffinger Indus.，Inc.，206F.3d 1408(Fed.Cir.2000)(解释术语“基本上向内”)；York Prods.，Inc.v.Cent.Tractor Farm&Family Ctr.，99F.3d1568(Fed.Cir.1996)(解释“基本上其整个高度”)；Tex.Instruments Inc.v.CypressSemiconductor Corp.，90F.3d 1558(Fed.Cir.1996)(解释术语“基本上在共同平面内”)。在进行分析时，法院指示以权利要求术语对于本领域普通技术人员的一般含义开始。PrimaTek，318F.3d at 1148。提及字典和我们的案例表明，“基本上”一词具有许多普通含义。正如地方法院所说，“实质上”可能意味着“显著地”或“相当地”。术语“基本上”也意味着“大体地”或“本质上”。韦伯斯特的新二十世纪词典1817(1983)。
如前所述，近似词也可以用于建立近似范围或极限的短语，其中端点是包含性的并且近似而不完美；例如，参见AK Steel Corp.v.Sollac，344F.3d 1234，68USPQ2d 1280，1285(Fed.Cir.2003)，其中法院说，我们得出结论，短语“上至约10％”普通含义包括“约10％”端点。如AK Steel所指出的，当介词“上至”的对象是非数字时，最自然的含义是排除对象(例如，对墙壁涂漆，截止到门)。另一方面，如Sollac所指出的那样，当对象是数值限制时，通常的含义是包括该数值上限(例如，最多可以计算十个，多达七个乘客的座位数)。因为我们这里有一个数值限制——“大约10％”——通常的含义是包含该端点。
在本说明书和权利要求书中，如上所述，使用这种近似词语的目的是避免对修饰的指定参数的严格数字界限，如Pall Corp.v.Micron Separations，Inc.，66F.3d 1211，1217，36USPQ2d 1225，1229(Fed.Cir.1995)所核准的，其中指出“公认的是，当“基本上”这个术语合理地描述主题而使得其范围由本发明领域的人员理解并且将要求保护的主题与现有技术区分开时，它并非是不明确的”。同样，参见Verve LLC v.Crane Cams Inc.，311F.3d 1116，65USPQ2d 1051，1054(Fed.Cir.2002)。为了适应可能适合于确保本发明的微小变化，诸如“基本上”的表达在本发明的本质的保证下被用于专利文献中。这种使用可以很好地满足对“特别指出并明确要求”本发明的费用，35U.S.C.§112，确实可能是必要的，以便向发明人提供他的发明的利益。在Andrew Corp.v.Gabriel Elecs.Inc.，847F.2d819，821-22，6USPQ2d 2010，2013(Fed.Cir.1988)中，法院解释说，诸如“基本上相等”和“紧密近似”的用法可能用于以适合技术的精度描述本发明而不会侵犯现有技术。法院再次在Ecolab Inc.v.Envirochem，Inc.，264F.3d 1358，1367，60USPQ2d 1173，1179(Fed.Cir.2001)中解释说，“像术语‘约’，术语‘实质’是在专利权利要求中通常使用以“避免指定参数的严格数值边界”的描述性术语，参见Ecolab Inc.v.Envirochem Inc.，264F.3d 1358，60USPQ2d 1173，1179(Fed.Cir.2001)，其中法庭裁定，使用“实质上”一词来修改“均匀”一词并不会使这一短语如此不清楚而至于无法确定权利要求的范围。
类似地，其他法院已经注意到，与术语“约”一样，术语“基本上”是专利权利要求中通常使用的“避免对指定参数的严格数值边界”的描述性术语；例如参见PallCorp.v.Micron Seps.，66F.3d 1211，1217，36USPQ2d 1225，1229(Fed.Cir.1995)；参见例如Andrew Corp.v.Gabriel Elecs.Inc.，847F.2d 819，821-22，6USPQ2d 2010，2013(Fed.Cir.1988)(注意到诸如“彼此接近”，“接近于”，“基本相等”，“密切近似”的术语在专利权利要求中普遍使用，并且当用于向本发明领域的技术人员合理地描述所要求保护的主题并且将所要求保护的主题与现有技术区分开时，这些用法已在专利中审查被接受并由法院支持)。在这种情况下，“基本上”避免了严格的100％不均匀边界。
事实上，早在1939年，已经建立了如前所述的这样的近似词的前述核准，参见Exparte Mallory，52USPQ 297，297(Pat.Off.Bd.App.1941)，其中例如，法院说：“这些权利要求明确指出，膜“基本上”被消除，并且为了预期的目的，认为可能保留的膜的轻微部分可以忽略不计。因此，我们认为这些权利要求可能被认为是足够准确的”。同样地，In reHutchison，104F.2d 829，42USPQ 90，93(C.C.P.A.1939)，法院说：“意识到“实质的距离”是一个相对而且有些不明确的术语或短语，但是在根据所涉及的技术领域能够以合理的清晰度来确定意义的情况下，这个角色的术语和短语在专利中并不罕见。
因此，至少由于上述原因，申请人认为，任何审查员将任何使用任何近似词语的本专利的任何权利要求视为不明确是不合适的。
除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。描述了优选的方法、技术、装置和材料，尽管与本文所述相似或等同的任何方法、技术、装置或材料可用于本发明的实践或测试。本文所述的结构也应理解为指这种结构的功能等同物。现在将参照附图中所示的实施方案来详细描述本发明。
通过阅读本公开内容，本领域技术人员将了解其他变化和修改。这样的变化和修改可以涉及本领域已知的等效特征和其他特征，并且可以代替或补充本文已经描述的特征来使用。
虽然在本申请中已经将权利要求形式化为特征的特定组合，但是应当理解，本发明的公开内容的范围还包括明确地或隐含地公开的任何新颖特征或本文公开的任何新颖特征的组合，或其任何一般化概括，无论是否涉及任何权利要求中所要求保护的相同的发明，以及无论是否减轻与本发明相同的技术问题的任何或全部技术问题。
在单个实施方案的上下文中描述的特征也可以在单个实施方案中组合提供。相反，为了简洁起见，在单个实施方案的上下文中描述的各种特征也可以单独提供或以任何合适的子组合提供。申请人特此通知，在本申请或从其衍生的任何进一步的申请进行期间，可以对这些特征和/或这些特征的组合来制定新的权利要求。
对于“一个实施方案”，“实施方案”，“示例性实施方案”，“各种实施方案”，“一些实施方案”，“本发明的实施方案”等的引用可以指示，如此描述的发明可以包括特定的特征、结构或特性，但并不是本发明的每个可能的实施方案都必然包括特定的特征、结构或特性。此外，虽然它们可以，重复使用短语“在一个实施方案中”或“在示例性实施方案中”，“实施方案”不一定指代相同的实施方案。而且，与“本发明”有关的诸如“实施方案”之类的短语的任何使用从来不意味着表征本发明的所有实施方案必须包括特定的特征、结构或特性，并且应该被理解为是指“至少本发明的一些实施方案”包括所述特定的特征、结构或特性。
如本文所使用的对“用户”或任何类似术语的引用可以意味着人类或非人类的用户。此外，除非另有明确规定，否则如本文所使用的“用户”或任何类似术语被认为是指在使用过程的任何阶段的用户，包括但不限于直接用户、中间用户、间接用户和最终用户。本文使用的“用户”或任何类似术语的含义不应由可能(或可能不)在本专利中提供的描述、实施方案、示例或所引用的现有技术的任何模式来推断或推导。
如本文所使用的，对“最终用户”或任何类似术语的引用通常意在表示与早期阶段用户相反的晚期用户。因此，预期在使用过程的最后阶段附近可能存在多种不同类型的“最终用户”。在适用的情况下，特别是关于包括消费的零售产品/其服务(与卖方/供应商或原始设备制造商相反)的本发明的实施方案的分销渠道，“最终用户”的示例可以包括但不限于“消费者”、“买方”、“顾客”、“购买者”、“购物者”、“享受者”、“观众”或以任何方式直接或间接受益于使用本发明的一些方面或与本发明的一些方面互动的个人或非人类事物。
在一些情况下，本发明的一些实施方案可以在上述使用过程中对多于一个阶段或类型的使用提供有益的用途。在描述了针对使用过程的各个阶段的多个实施方案的情况下，如在其中使用的那样，对“最终用户”或任何类似术语的引用通常意在不包括从本发明的实施方案的其中最终用户中在上述使用过程中最远去除的用户。
在适用的情况下，特别是关于本发明的实施方案的零售分销渠道，中间用户可以包括但不限于以任何方式直接或间接受益于使用本发明的一些方面，或关于销售、售货、原始设备制造、营销、售卖、分销、服务提供等与本发明的一些方面交互的任何个人或非人类事物。
对本文所使用的“人”，“个人”，“人类”，“一方”，“动物”，“生物”或任何类似术语的引用，即使上下文或特定实施方案意味着活人用户、制造者或参与者，也应当理解，这样的表征仅仅是示例的方式，而不是限制，因为预期生物实体进行任何这样的使用、制造或参与以及借助利用本发明的实施方案以任何方式的制作、使用和/或参与相结合可以被由适当配置的非生物实体执行的类似物的替代，包括但不限于自动机器、机器人、类人生物、计算系统、信息处理系统、人工智能系统等。进一步的想法是，本领域技术人员将容易地认识到这样的实际情况，其中本发明实施方案的这些生物制造者、使用者和/或参与者可以全部或部分地被借助本发明实施方案的这样的非生物制造者、用户和/或参与者替代。同样地，当本领域技术人员识别出这样的实际情况时，即其中借助本发明实施方案的生物制造者、使用者和/或参与者可以全部或部分地被这种非生物制造者代替，根据本发明的教导，如何使所描述的实施方案适合于借助本发明的实施方案的这种非生物制造者、使用者和/或参与者是显而易见的。因此，本发明因此还包括至少部分地针对这种非生物实体的落在这种改动和修改的精神和范围内的所有这样的修改、等同物和替代物。
本文提供的标题是为了方便起见，不以任何方式限制本公开。
枚举的项目列表并不意味着任何或所有项目是相互排斥的，除非另有明确说明。
应当理解，特定组件、设备和/或参数名称的使用仅仅是示例性的，并不意味着暗示对本发明的任何限制。因此，本发明可以利用用于描述本文中的机构/单元/结构/组件/设备/参数不同的命名/术语来实现，而不限于此。鉴于使用该术语的上下文，本文中使用的每个术语将被给予其最广泛的解释。
术语。以下段落提供了本公开(包括所附权利要求)中找到的术语的定义和/或上下文：
“包括”。这个术语是开放式的。如所附权利要求中所使用的，该术语不排除附加的结构或步骤。考虑一个权利要求，记载了“内存控制器包含系统缓存...”。这样的权利要求不排除存储器控制器包括附加组件(例如，存储器通道单元，开关)。
“配置为”。可以将各种单元、电路或其他组件描述或称为“被配置为”执行一个任务或多个任务。在这种上下文中，“配置为”或“可操作”通过指示机构/单元/电路/组件包括在操作期间执行一个任务或多个任务的结构(例如，电路和/或机构)而用于暗示结构。因此，即使当指定的机构/单元/电路/组件当前不可操作时(例如，未开启)，机构/单元/电路/组件可被认为被配置为(或可操作)用于执行(正在执行)任务。与“配置为”或“可操作”语言一起使用的机构/单元/电路/组件包括硬件，例如机构、结构、电子器件、电路、存储可执行以实现操作的程序指令的存储器等。记载机构/单元/电路/组件被“配置为”或“可操作用于”执行(正在执行)一个或多个任务明确地意图该机构/单位/电路/组件不引用35USCsctn.112，第六段。“配置为”还可以包括使制造过程适应于制造适于实现或执行一个或多个任务的设备或组件。
“基于”。如本文所使用的，该术语用于描述影响确定的一个或多个因素。这个术语不会排除可能影响确定的其他因素。也就是说，确定可能仅仅基于这些因素，或至少部分地基于这些因素。考虑短语“基于B确定A”。虽然B可能是影响A的确定的因素，但是这样的短语并不排除使A的确定也基于C。在其他情况下，A可以只基于B。
术语“a(一)”，“an(一个)”和“the(该)”表示“一个或多个”，除非另有明确说明。
除非另有说明，否则在说明书和权利要求书中使用的表达条件、浓度、尺寸等的所有数字应被理解为在所有情况下都被术语“约”修饰。因此，除非有相反指示，在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是近似值，其可以根据具体的分析技术而变化。
术语“包括”与“包含”，“含有”或“由...表征”同义，是包容性的或开放式的，并且不排除额外的、未被引用的元件或方法步骤。“包括”是指权利要求语言中使用的术语，其意思是所命名的权利要求要素是必需的，但是可以添加其他权利要求元素，并且仍然构成在权利要求范围内的构造。
如本文所用，短语“由...组成”排除了权利要求中未指定的任何要素、步骤或成分。当“由...组成”(或其变化形式)出现在权利要求主体的条款中，而不是紧接在序言之后，它只限制该条款中阐述的要素；其他要素并不排除在整体权利要之外。如本文所使用的，短语“基本上由...组成”将权利要求的范围限制于指定的要素或方法步骤，以及对实质上不影响所要求保护的主题的基础和新颖特征的那些要素或方法步骤。
关于本文中使用这三个术语中的一个的术语“包括”，“由...组成”和“基本上由...组成”，本文所公开和要求保护的主题可以包括使用另两个术语中的任一个。因此，在没有另外明确叙述的一些实施方案中，“包括”的任何实例可以由“由...组成”或者替代地“基本上由...组成”代替。
除非另有明确说明，彼此至少通用通信的设备或系统模块不需要彼此连续通信。此外，彼此至少通用通信的设备或系统模块可以通过一个或多个中间件直接或间接地通信。
具有彼此通信的多个组件的实施方案的描述并不意味着所有这些组件都是必需的。相反，描述了各种可选组件来说明本发明的各种可能的实施方案。
如本领域技术人员众所周知的，当设计用于任何系统的商业实现的最佳制造特别是本发明的实施方案时，通常必须进行许多仔细考虑和妥协。根据本发明的精神和教导的商业实现可以根据特定应用的需要进行配置，其中与本发明的任何所述实施方案有关的教导的任何方面、特征、功能、结果、组件、方法或步骤可以适当地被本领域技术人员用其平均技能和已知技术省略、被包括、适应、混合和匹配、组合或改进和/或优化，使来实现满足特定应用的需要的期望的实现。
应当理解，本文所示的任何精确测量/尺寸或特定构造材料仅作为合适构型的实施例提供，并不旨在以任何方式进行限制。根据特定应用的需要，本领域技术人员将根据以下教导容易地认识到多种合适的替代实现细节。
本发明的一个实施方案可以提供一种高效和环保的系统，用于通过自然移动质量体例如但不限于风和水来利用施加在系统上的重量或压力的能量。认为这样的系统可能能够被实施并应用于各种全球场景，例如但不限于快速移动的质量，包括但不限于瀑布、河流、急流和阵风；慢速移动的质量，包括但不限于潮汐流，开放洋流，缓慢流动的河流和微风；以主要水平方向移动的质量，例如但不限于河流、溪流和潮汐。一些实施方案的另一方面可以是针对大规模变型例的用于大量能量产生的线性或管状式发电机充当驱动力或为其提供驱动力的能力。例如，但不限于，一些实施方案可以被设计为用于线性或管状发电机的移动器系统，其中隧道被构造为包含铜绕组的管状定子，并且收集器和托架可以用作移动器，以在管状定子内前后传送永久磁铁，类似于法拉第手电筒。一些实施方案的另一方面可以是在大型蓄能器系统或诸如水坝的储水系统中以压力形式产生清洁的可储存能量的能力。这些蓄能器系统的一种类型可以是大的、称重的、系绳的或紧固到地球的下水室，其在底部对水是开放的，并且在顶部封闭。该室可能有适当的配件，以便以后连接管道以从由系统驱动的大型空气压缩机供应空气，以及用于在顶部作为空气输送管道的配件。该室将通过底部的开口填充水。当室内充满来自压缩机的空气时，该室中的水将被移动。在水的压力下，这可能在压力下产生大量的空气体积，其可以在需要时用于驱动装置。例如，但不限于，一些实施方案可以能够产生足够高的压力以作为液压或气动压力存储，或者可以能够泵送水以按需填充要使用的水坝。此外，一些实施方案可以提供一种以最小的硬件和正的和负的可控的运动来自我致动的装置。
图1是根据本发明的实施方案的示例性能量利用系统101的侧透视图。图1A，1B和1C示出了根据本发明的实施方案的用于能量利用系统的示例性的滑轮系统。图1A是滑轮系统的俯视图，图1B是处于拆卸状态的滑轮系统的透视侧视图，图1C示出了示例性的电缆引导件。在本实施方案中，系统101可以被实现为封闭通道的、往复式、锥形和隧道式能量利用系统，其包括两个(2)有框架的、柔性的、类似锥形的能量收集器105，以捕获来自移动质量体例如但是不限于风或水的能量。系统101通过示例的方式在水平移动的水体110中被使用。可以预期的是，系统101可能能够利用存在于移动水110中的能量并将该能量转换成强大的旋转工作力，用于驱动各种装置，例如但不限于旋转发生器、变速器、变速驱动桥、分动器箱、压力和真空泵、压缩机、齿轮箱、涡轮机和外部线性发电机、或者用于驱动或用作线性和管状发电机的壳体和移动器系统。
可以设想，根据本发明的一些实施方案的系统可用于利用来自多个合适的移动质量体的能量，包括但不限于水，风，在外部空间中发现的风，蒸汽，从天然源通来的气体，例如但不限于间歇泉或火山或人造源，例如但不限于工业应用或排气系统的排放，目前发电厂正在使用的冷却系统，这些系统通常从例如池塘、湖泊、海洋等自然资源中抽水。此外，本领域技术人员将容易地认识到，根据并依照本发明的教导，一些实施方案可以在大量应用中实现。例如，但不限于，一些实施方案可以在漂浮或固定在地球上的潮汐坝，潮汐拦河，码头，桥梁，开放洋流和风，石油钻井平台，海洋或陆地风电场，河流，溪流，潮汐流，高层建筑和摩天大楼，多风平原(平地)和海湾等，并且在水柱内任何所需的深度或大气中所需的高度。其他替代实施方案也可以安装在屋顶上具有旋转集风器的高层建筑物中，以将流动的质量体引导到垂直安装的隧道。在非限制性示例中，来自这些安装物的清洁空气排气可以用于对下层停车库或地下室等进行通风。此外，一些实施方案可以在并排安装或彼此靠背安装或两者的多个单元系统中实现，或在单一单元式系统中实现。此外，一些实施方案可以被实现为便携式单元。例如，但不限于，可以移动到沿着河流的不同位置的系统，或可以沿着水中的船后面拉动的系统，或系统可以安装在各种不同类型的容器之后，容器可以或可以不锚定在海湾，或空中的车辆或结构，如气球，软式飞艇和飞艇等，以类似于有风、水基的地点(如海湾，湖泊，海洋等)的帆船和风帆冲浪者利用风力和水力。另一个可携带性的实施例可能是在紧急情况下可以在游轮中运送完整的系统以进行部署。一些便携式系统可以在远程位置实现，例如但不限于在第三世界区域或在搁浅的海洋班轮后面部署的海洋中部以驱动车载发电机。大型系统也可以安装在可以被驱动并锚固在有风的位置或者也可以利用合适的水流的船上。另一替代实施方案可以将来自隧道本身的能量转换为线性或管状式发生器。可以使隧道结合定子和绕组，并且托架可以并入永磁体，收集器和托架可以在隧道内来回传送永磁体以产生电力。另一替代实施方案可能需要内置负载来实现最佳性能。如果使用摩擦制动器，它可以从热量产生能量。
在本实施方案中，为了捕获移动质量水体110的能量，系统101包括两个(2)框架式锥形能量收集器。收集器105可以通过电缆和滑轮系统113彼此连接。该电缆和滑轮系统包括电缆滑轮115，其可以安装在平台120上并由电缆125驱动。用于这些系统的电缆可以是或可以不是圆形松散配合的两(2)部分的推拉式电缆，其中一根(1)电缆在另一根电缆内。本实施方案的外部电缆容纳内部电缆，并将其用作承载电缆，因为它将任何载荷从收集器传递到滑轮。在本实施方案中，内部电缆将用作触发电缆。触发电缆将致动器的触发或启动从一个致动器传递到另一个。在该特定实施方案中，内部电缆仅用于在操作期间拉动而不是推动。为了防止内部电缆在组装过程中被推入并卡在外部电缆中，锁定套环215可用于将内部电缆固定在紧固位置。在其他实施方案中，内部电缆可用于推动、拉动或两者。在其它实施方案中，内部电缆可以存在或可以不存在，并且外部中空电缆可以用于通过电子、液压或气动式致动器电子地、液压地或气动地将致动装置从一个致动器传送到另一个致动器。这些系统电缆可以由许多形状、尺寸、材料和长度以及以下任何组合制成。这些电缆可以制成但不限于圆形、扁平、正方形、八边形、六边形、带齿的、带花键的，带肋的，带有间隔开的孔或销，或者带外部触发电缆代替一个在另一个内。在非限制性示例中，外部触发电缆可以沿着外部电缆定路线，并且可以在期望的位置进入外部电缆。这些电缆可以由许多材料或材料的组合制成，例如但不限于尼龙、金属、塑料、石墨烯、复合材料、橡胶等。电缆在任一电缆的内部或外部可以包括或不包括低摩擦装置，如珠子，或各种形状的套管、滚子、环等，以减少任何电缆与电缆的摩擦。在另外的实施方案中，外部电缆可以针对包括诸如尼龙的内部低摩擦衬里的重负载进行加强，以将外部电缆减小到内部电缆摩擦。滑轮115可以是匹配电缆125的简单滑轮，并且非常紧密地配合用于牵引。在替代实施方案中，滑轮可以包含配重的负载平衡器或平衡器，以帮助惯性目的或调谐，例如但不限于在变速器或变速箱的飞轮上，以帮助在收集器之间平稳过渡，特别是当用于将双向旋转改变为单向旋转时。不限于此，这些可以或可以不用于变化或可变的负载。不受限制地，其它实施方案可以实现牵引辅助。可以想到，在一些替代实施方案中可以使用多种合适的滑轮类型和材料，包括但不限于可动滑轮系统和复合滑轮系统。在本实施方案中，滑轮系统可以由塑料、金属、木材、复合材料等制成，但不限于此。在本实施方案中，滑轮115可以用作传送点，以通常使得能够从移动水110中获得的能量被转换成机械旋转能量以驱动泵、发电机等。在一些实施方案中，滑轮可以直接连接到从动装置，或者可以通过皮带、链条、齿轮或通过变速箱或齿轮箱来驱动一个装置或多个装置，以实现期望的结果。在一些实施方案中，滑轮系统可以直接构建到从动装置中。在本实施方案中，滑轮115可以通过往复式电缆125一次沿一个方向在两个旋转方向上被拉动。包括滑轮115、平台120、电缆护套121和电缆引导件122的滑轮系统可以提供围绕滑轮115的“U”形，电缆125在滑轮115上布线以便通常使得每个能量收集器105能够在相同的方向上大幅地拉动。在一些实施方案中，护套121可以围绕滑轮115放置，滑轮115可以屏蔽电缆和滑轮以及帮助引导电缆。一些实施方案还可以包括具有电缆到滑轮防滑装置的电缆护套，例如但不限于将电缆紧固在滑轮上的辊。一些实施方案还可以包括各种电缆引导件和支架122，以引导电缆围绕滑轮并且遍及整个系统。可以设想，这些电缆引导件和支架122的设计可以根据应用而变化很大，并且可以由各种不同的材料制成。例如，但不限于，如果需要，它们可以被设计成包括类似于汽车式皮带张紧器的电缆张紧器。在本实施方案中，大多数滑轮系统硬件安装在平台120上或附近。另外，平台120可以附接到静止物体，例如但不限于锚固的船只或类似的结构，其也将系统101保持在在移动水110内的静止位置，并且还可以设计成可以在各种应用中安装，例如但不限于在河流、潮汐区域、溪流、有风的地区、移动的车辆或船只等等上。
在本实施方案中，能量收集器105可以是自膨胀和自收缩，其可以使得能量收集器105关于如何以及何时收集器105接合和脱离移动的水110能够被控制。附接到能量收集器105的致动器130可以提供一种使收集器105收缩的装置，并且还可以提供用于收集器105的膨胀的装置。在图2A和2B中以举例的方式示出了致动器。致动器130通常与隧道135内的收集器105一起移动，隧道135内的收集器105在致动器启动器103的影响位于隧道135的前部的套环102内，可以使收集器能够执行相对的自循环动作。在系统101的典型操作中，一个收集器105可以是敞开的，而另一收集器105可能被收缩，并且致动器130可以控制收集器105，使得收集器105在移动水110内以交替的方式自动打开和关闭。因此，收集器105可以以往复方式将电缆125绕滑轮115拉动。例如，但不限于，电缆125可以由一个收集器105沿一个方向拉动，而电缆125的相对端可以同时缩回另一个收集器105。一旦电缆125到达其允许的行进的末端，即当其中一个致动器到达致动器启动器，致动器130将由致动器启动器103启动。作为外部电缆上的剩余张力，滑轮的动能和开放式收集器上的压力在内部电缆停止时被释放，两个收集器的致动将完成致动循环。该动作可以使开放式收集器105收缩并打开相对的收缩的收集器105，这通常使电缆125沿相反方向拉动，使滑轮115并反向缩回相对的收集器。开放式收集器上的压力在内管和电缆上反射，并被传输到相对的收集器的内管，将该收缩的收集器保持在可取回的倒置配置中。收集器105的形状的连续交替通常使收集器105前后拉动电缆125，从而通常以可测量的力来回旋转滑轮115，而不需要外部动力源。
在本实施方案中，能量收集器105可以在隧道135内起到每个隧道135内的一个收集器105的作用，其通常可使系统101用作闭合通道系统。隧道135可以保护收集器105以及引导收集器105。隧道135还可以帮助防止收集器105彼此缠结并且被卡在移动水110内的结构或碎片上。隧道135还可以控制流动并保持收集器105上的压力。隧道135还可以将致动器130和致动器启动器103容纳在隧道套环102内部。类似于在每个循环上具有动力冲程的两(2)冲程发动机的气缸中的活塞，能量收集器105可以在隧道135内前后移动。可以想到，在隧道式线性发电机中，每个隧道中的每个方向上的磁体的每个冲程可被认为是动力冲程，因此在每个冲程上产生两(2)个同时的动力冲程，具有很小的寄生损耗。在本实施方案中，柔性隧道135可以附接到刚性套环102，刚性套环102刚好以期望距离系连到平台120或移动水110中的另一静止物体以通常允许浸没。这些刚性套环102还包含触发致动器130的该系统中的致动器启动器103。隧道135可以帮助将能量收集器105引导到任何期望的位置。例如，但不限于，隧道135可以安装有可以使得隧道135和收集器105围绕平台120旋转的装置，以利用水110移动的方向上的变化。在其他实施方案中，隧道可以安装在固定位置或地下方案，其中旋转质量收集器位于地面以上。这些旋转质量收集器也可以远程定位，并且可以通过以任何期望的配置布线的隧道进给收集器。在本实施方案中，隧道135以示例形式示出为圆柱形。然而，预期在一些实施方案中的隧道可以以多种合适的形状和尺寸来实现。例如，但不限于，一些实施方案可以包括具有八边形、六边形、矩形或三角形横截面等的隧道。其他实施方案可以包括具有各种不同形状的刚性或柔性隧道，包括但不限于锥形隧道、球形或半-球形隧道、装饰形状、弯曲、文氏管状、半柔性或半刚性等，并且可以使用一个或多个附件或附件的组合来管理、控制、改善、捕获或引导移动质量体的流动，包括但不限于，进气或排气分流门，漏斗装置，进气捕集装置，排气门，浮力装置，碎屑导流器，螺旋流装置，流量限制或控制装置，分离装置或系统卸载装置，筛网，通风口等。隧道还可以包括多于一个致动器启动器、致动器或收集器。在另一替代实施方案中，隧道可以安装在垂直位置。该变型例可以包括旋转质量收集器，其将流动引导到隧道中。这些旋转质量收集器可以或可以不被质量本身转向以总是接合质量体。这些类型的隧道系统也可用于使涡轮机式发电机系统受益，例如但不限于具有或不具有旋转质量收集器710的多个在线风力或水轮机组件。
在本实施方案中，暴露于质量体的系统101的许多元件可以由几乎中性的浮力和抗腐蚀材料制成，例如塑料、尼龙、聚氯乙烯、涤纶等。其它可以使用的耐腐蚀材料是橡胶、黄铜、铜、环氧树脂、复合材料、木材、铝和不锈钢。在一些实施方案中，系统101的部件或全部组件可以是但不限于润滑、涂漆或涂覆有各种类型的材料，以改善性能或防止腐蚀。此外，本实施方案可以包括一些小的泡沫块或其它浮力材料，其可以在需要时被添加以帮助在整个致动器130和收集器105中实现平衡的中性浮力效应。这将防止返回收集器105和致动器130在隧道135内过度拖曳。根据且依照本发明的教导，本领域技术人员将容易地认识到，根据一些实施方案的系统中的元件可以制成各种不同的尺寸并具有多种合适的材料，例如但不限于各种金属、织物、泡沫、木材、尼龙、复合材料、石墨烯等，以便使系统适用于各种应用。
图2A和2B示出了根据本发明的实施方案的用于能量利用系统的示例性致动器。图2A是致动器的透视侧视图，图2B是处于拆卸状态的致动器的透视侧视图。在本实施方案中，致动器包括三(3)个不同尺寸的直径的管，其可以一个组装在另一个内，并且可以彼此同轴地来回滑动。内管201具有最小的直径，并且可以是刚性中空管或实心杆。内管201包括垂直孔205，其可以在一端附近被螺纹连接，销或螺钉210可以插入或螺纹连接到该孔中。可替代地，销可以制成为内管的一部分，而不是插入内管中的孔中。此外，可以想到，一些实施方案可以包括除销之外的各种不同类型和数量的突起，例如但不限于平板、旋钮、钉子、螺钉等。该内管可以包括多于一(1)个销。在本实施方案中，两(2)个锁定套环215可以用固定螺钉附接到内管201的相对端。锁定套环215可以用于调节可安装在内管201上的能量收集器的同轴位置。一些替代实施方案可以包括多于两(2)个锁定套环。其他替代实施方案可以用各种不同的装置来实现，用于可调节性以将能量收集器附接到图2A和2B的致动器的内管201。例如，但不限于，在一些实施方案中，内管201可以沿着其一部分或全部长度被螺纹连接，使得能量收集器可以被螺纹连接到管上到期望位置，并且当需要时通过将能量收集器螺纹连接或退螺纹连接到沿着管的不同位置来调节能量收集器。在一些这样的实施方案中，能量收集器可以实现为没有螺纹，而是可以通过在每侧沿着管调节到适当位置的螺纹紧固件而在管上保持就位。鉴于并根据本发明的教导，本领域技术人员将容易地认识到，可以使用多种合适的装置来将能量收集器可调节地连接到致动器，例如但不限于开尾销、扁销、夹具，螺纹配件，螺纹管和扩展器、可调或实心连杆，而不是刚性管和绳索等。可能的是，当实现所有最佳测量时，可以将调整变为永久的，或者可以使得系统是永久的而不需要可调整的装置。
管长度、直径和材料可以根据期望的收集器的类型和形状以及实现期望的收集器的期望性能所需的行进量而变化。在非限制性示例中，收集器具有三十六(36)英寸的直径，具有标准的锥形圆顶。近似管长度由四十五和一半(451/2)英寸的内管，三十五和一半(351/2)英寸的中间管和三十和一半(301/2)英寸的外管组成。
管长度可以通过实现收集器的最佳性能所需的行程来确定。行程量可以通过测量收集器的中心在处于移动质量体中的同时从最大载荷位置行进到的最小阻力位置的距离来计算。可以调节加载和卸载位置以实现所需的性能，以及用于取回的最佳可缩回的可控形状，并且可以根据应用而变化。可以通过将临时部分系统与要使用的实际收集器设计组装来计算该行程量。这包括收集器、扩展器、内管、中间管和内外电缆。然后可以将收集器放置在测试质量体中，即池、湖泊、潮汐等中，并记录收集器处于最大负载状态时内外电缆的关系。然后，当收集器处于达到最佳可伸缩空气动力学形状的状态(这也接近移动质量体内的最小阻力)时，记录电缆的关系。这两个测量值的距离将表示中间管中大致所需的槽长。在非限制性示例中，收集器是三十六(36)英寸的标准圆顶形的锥形，槽长计算为二十七(27)英寸。扩展器长四(4)英寸，中空配件的螺纹部分是一半(1/2)英寸。有四(4)英寸的调整，中间管是三十五和一半(351/2)英寸长。内管长度由于中空配件的一半(1/2)英寸螺纹和内部电缆回转件的一和一半(11/2)英寸而在中间管内部开始深度为两(2)英寸。从这里，它将延伸穿过中间管的相对端。在这个位置上的两个管子中，内管中的销孔将位于最靠近电缆端的槽的端部，并且将确定从该点朝向中间管的收集器端延伸的槽的大致起始点。这可能是这两(2)个管的最短整体配置。内管应足够长，以延伸超过中间管的端部，并穿过收缩的收集器的中心的孔。在收缩位置，收集器中心的孔距离扩展器的最近点三(3)英寸。内管是三十五(351/2)英寸，减去螺纹和回转件的二(2)英寸，等于三十三和一半(331/2)英寸加上从中间管到收集器中心孔的三(3)英寸，是三十六和一半(361/2)英寸加上十(10)英寸，用于调整，等于四十六和一半(461/2)英寸。外管应该足够长，以便当致动器完全组装时，该管可以从经过销的最小一(1)英寸延伸到经过中间管中空连接器的电缆端最小一(1)英寸，收集器处于扩展状态。在本实施方案中，外部电缆端部的中空连接器在任何时候都不会从外管内突出。这可以确保收集器能够访问所需的全部行进量。在收集器处于收缩位置的情况下，接合致动器启动器的外管的端部可延伸至少二十八(28)英寸超过中空连接器的电缆端部，以便成为接合致动器启动器的第一管，并且允许中间管在外管内行进二十七(27)英寸，而中空连接器不会撞击致动器启动器。简单地说，将测试单元放在质量体中，可以测量将收集器中心从最大负载位置拉到最佳可伸缩位置所需的距离。使所有配件、连接器和回转件就位，可以使用可调节设备确定和实现准确的长度。然后，电缆和管可以或可以不被构建成具有或不具有可调节装置中的一些或全部的适当的测量装置中。中间管可能具有多于一个槽以容纳多个销。在另一替代实施方案中，收集器肋可以是刚性的，并且刚性管可以是柔性的，或者两者可以是刚性的或柔性的，只要它们可以被构造成一起工作以实现打开和关闭效果。
在另外的替代实施方案中，能量收集器可以以不可移动的方式附接到致动器。一旦达到期望的性能，可以构建系统而不需要可调整设备。可以想到，在某些场景中，收集器可以永久地附接到致动器。
在本实施方案中，中空中间管220具有下一个更大的直径，并且包括轴向地切入其中但不延伸超过任一端的槽225。参考图2A，当组装时，槽225通常与内管201的销210对准。中空的外管230具有最大的直径，并且在一端处包括孔235，其也可以与销210对准。销210可以紧密地配合在孔205和235中并且松散地配合在槽225中，这使得管220能够在管201和230之间前后滑动，同时通常保持连接。在本实施方案中，内管201和外管230的孔205和235可以相对于彼此定位，以实现可能最长的配置。外管230的前端可以是或可以不是锥形的或由各种材料的锥形件组成，以帮助取回和吸收与启动器接合的冲击。一些替代实施方案可以在不是最长可能的配置中实现。例如，但不限于，在一些实施方案中，外管中的孔可以位于管的其他位置。一些替代实施方案可以不包括外管。在这些实施方案中，内管上的销可以包括加宽的端部，以帮助销能够沿着中间管中的槽滑动而不与槽脱离。其他替代实施方案可以包括作为致动器的除滑动管以外的装置，例如但不限于铰链杆、手风琴支架、弹簧加载的致动器或扩展器，液压或气动滑管致动器等。另一替代实施方案可以被设计为使用仅具有两(2)个管的致动器；内管，中间管和规则紧密配合的推拉式电缆，具有线性刚性内部电缆以推拉通过外部电缆。该系统中的致动器启动器可能位于隧道的后部，与前部相反。该系统可以设计有或没有槽和销和外管。刚性中心管可以延伸超过收集器的中心足够远，使得当其接触隧道后部的止动件时，其将推动收集器的中心到完全收缩的位置。刚性内部电缆将该动作传递到另一个致动器，导致该收集器在其隧道前部打开。打开收集器中心的压力可以将内部电缆保持在该位置，从而将返回的收集器保持在可缩回的构型。当打开的收集器到达其隧道末端时，该中心管可以首先接触止动件，将该收集器的中心推入关闭位置。因此，线性刚性内部电缆可以将相对的致动器和收集器推入打开位置，这可以重新开始循环。收集器引导机构可以将内管与止动件对准以确保接合。引导系统可以是但不限于致动器托架的实现，或者通过将内管延伸通过收集器足够远，使得它们总是穿过安装在隧道后部的启动器，使得它们可以往返遍历于启动器内。用于该实施方案的致动器启动器还可以被设计成具有从支架延伸的杆或管，以宽松地配合在内管内或围绕内管一定距离，以允许收集器前后移动而不脱离这些杆和管的耦合。当收集器在隧道内来回移动时，这些杆和管可以在另一个之内来回滑动。当一个在另一个内朝向隧道后方达到最低点时，会发生启动动作。例如，但不限于，对于诸如大型线性发电机的应用，这种类型的系统的稳定性可能有益于高速、高压风力变型例。在另一替代实施方案中，致动器可在液压或气动作用下使用或不使用内部电缆来起作用。例如，但不限于，在这种类型的实施方案中，内管可以包括活塞，中间管可以包括气缸，并且外管仍然可以用于接合致动器启动器。这些液压/气动系统可以或可以不包括阀、端口，或密封件或任何组合，以实现各种性能效果。
在另一替代实施方案中，外部触发器电缆可以被使用并附接到收集器的中心。根据需要，该触发电缆可能会或可能不会在每一端进入外部电缆。如果需要，该触发电缆可以实现位于移动质量体外侧的致动器启动器，以启动致动器。在另一替代实施方案中，系统可以实现多个致动器启动器以用于附加的控制或性能。根据系统应用，可能需要致动器启动器的各种设计，并且可以由木材、塑料、金属、水泥、支架、杠杆、管棒、绳索、电缆、连杆、铰链、可充气膜等及其任意组合制成，但不限于这些。
图2C示出了根据本发明的实施方案的用于能量利用系统的示例性电缆系统。在本实施方案中，致动器130可以连接到接合滑轮115的电缆125，如图1中的示例所示。该电缆可以是松配合的推/拉式电缆，包括两(2)条实际电缆，外部中空电缆240内的内部电缆245。内部电缆比外部电缆长，使得内部电缆可以从外部电缆的两端突出。内部电缆和外部中空电缆可以包括在每个端部处的螺纹连接器260和250，所述螺纹连接器260和250可以螺接到致动器的内管20和中间管2201中或者螺接在致动器的内管201和中间管220上。靠近孔205的内管201的端部可以附接到内线缆245上的螺纹回转连接器260，以帮助防止电缆绑扎。可以想到，在一些替代实施方案中的致动器130的内管可以使用各种不同的装置附接到电缆，包括但不限于滚珠轴承回转连接器、非回转连接、固定螺钉、螺纹、粘合剂、夹子、销，类似于空气软管接头的快速释放配件等。在液压或气动变型例中，内管的电缆端可以装配有更小直径的中空管，其将从内管螺纹配件突出，穿过外部空心电缆配件，并且足够深地到外部电缆中以允许其在外部电缆内前后移动而不离开外部电缆中空配件。这种最小直径的管可以用作位于中空软管型外部电缆连接器内部的密封件或O形环的密封表面，以提供压力型、密封型、液压式或气动式系统所需的密封系统。在本实施方案中，外部中空电缆可以包括在每个端部处的中空的、螺纹的软管型连接器250，其可以附接到中间管220的端部。这是中间管220的最短的实心端。较长的实心端将附于扩展器和收集器。在一些实施方案中，连接器250可以装配有用于液压或气动式致动器的内部O形环或密封件。在一些实施方案中，分离耦合器可以安装在外部电缆上。该耦合器可以用于通过允许两个收集器同时收缩到可缩回位置来卸载系统中的压力。这可以在紧急情况下用作安全装置，以防止不必要的压力，或者允许维修。在本实施方案中，一个致动器通常附接到电缆的每个端部。在制作电缆时，首先根据要使用的收集器的设计来确定电缆之间所需的行进量。然后，通过将两个中空连接器250安装到外部电缆240上，将内部电缆245插入到外部电缆240中，将回转连接器260安装到内部电缆的每个端部上，并且电缆卷边265可以被压接。当实现正确的测量时，当一个收集器处于所需的可取回配置时，内部电缆245可以或可以不在外部电缆240内部达到最低点。对于这些类型的实施方案，这可以或可以不减轻销和槽上的任何不必要的压力。卷边265确定内部电缆的长度，以及完成回转组件。回转和卷边设计可能因应用而异，并且可以由许多材料制成；木材，金属，碳纤维，玻璃纤维，塑料，复合材料等。一些替代实施方案可以包括两(2)个单独的电缆，而不是电缆内的电缆。
根据本实施方案的致动器可以用作自启动双重致动器系统的一部分，其在推/拉式电缆上使用两个或更多个能量收集器，其由致动器控制并且由机械止动件触发，称为致动器启动器505，其在图5A至图6B中通过示例的方式示出。致动器还可以用作能量收集器的膨胀和收缩装置。在正常操作中，推/拉电缆的内部电缆可以用作传输装置，以将打开收集器致动器外管和内管的启动传递到打开和拉出收集器的致动器，致使其通过停止打开且拉动收集器通过中心的行进而而使打开收集器收缩。这个成就开始致动器和收集器的往复循环，并且当现在的打开收集器被流动的质量体拉动时，电缆和滑轮将反向，直到循环重复。外部中空电缆可以驱动滑轮，并且在移动质量体的压力下将关闭收集器的致动器中间管的行程的完成传递到打开收集器的致动器中间管，直到管的行进完成。在外部电缆的每个端部处的中空螺纹连接器可以使得内部电缆能够在外部电缆内自由地前后移动。虽然内部电缆可以在外部电缆内前后移动，内部电缆上的回转件不能穿过外部电缆的中空配件。这种过盈配合可以用作在负载下从打开收集器底部施加在内部电缆上的压力的承载点。再次参考图2A，由于外管230和内管201通过销210连接，外管230的移动通常使内管201相应地移动，同时也使内部电缆在外中空电缆内移动。此外，由于内部电缆在外部电缆内前后移动，所以内管201的端部与中间管220的端部之间的距离发生变化。这些距离由外管230的移动控制。内管201的端部和外管230的端部保持相同，因为这两(2)个管与通过销210连接。只有中间管220前后滑动，同时分别在内管201和外管230之间。随着致动器与收集器一起行进，拉动路线通过电缆引导件和致动器启动器103的电缆组件(如通过示例所示而不限于图1)。取回收集器上的外管230将首先接触位于其隧道的前端或进气端的致动器启动器。通过销210，它也将停止内管201的移动。随着中间管220和外部承载电缆继续在质量体负载下行进时，收集器框架的杠杆作用将导致该收集器在隧道的前面膨胀。当内部电缆201已经停止时，相对的致动器可能在其相对的隧道的后部或排气端开始收缩该收集器。为了将该效果转移到能量收集器，未附接到外部电缆的中间管220的端部可以装配有扩展器，如图3A至3C中的示例所示，其可附接到能量收集器上的绳索，并且未附接到内部电缆的内部管201的端部可以附接到能量收集器的中心。可以设想，两个系统的致动器设计和功能可能是相似的，并且被配置为从移动的液体质量体和移动的空气或气体质量体中捕获能量。此外，可以根据应用和能量收集器的尺寸来确定致动器的尺寸。
图3A至图3C示出了根据本发明的实施方案的用于与能量收集器的致动器一起使用的示例性的扩展器。图3A是侧面透视图。图3B是示意性前视图，图3C是示意性后视图。在本实施方案中，扩展器包括八(8)个凹槽301，并且每个凹槽301包括孔305。凹槽的数量可以取决于来自收集器的弦线或连杆的数量。扩展器还可以伴随有两(2)个锁定套环310，其可以使扩展器固定在致动器的管上，如图2A和2B中的示例所示。套环310可以通过固定螺钉、开尾销、扁销、夹具、夹子、支架、粘合剂等保持在管上的适当位置。替代地，套环可以永久地附接到管，例如但不限于使用粘合剂或焊接。在本实施方案中，通常将扩展器装配到致动器的中间管上，使扩展器足够松散而能够在管上旋转。扩展器可以使用锁定套环310沿着中间管轴向调节位置。在其他实施方案中，扩展器可以或可以不将中间管足够松散地配合以允许扩展器和收集器在管上旋转。在本实施方案的典型应用中，凹槽301可以保持从能量收集器延伸的管，并且孔305可被构造成保持从能量收集器延伸的绳索430，如图4A和4B中的示例所示。扩展器可以用作将能量收集器401的绳索430和刚性管435附接到致动器的管的装置，同时通常允许能量收集器膨胀和收缩。绳索430可以被拉通通孔305，直到刚性管435位于扩展器的凹槽301中，然后被捆扎以固定。
图4A至4C示出了根据本发明的实施方案的示例性的能量收集器401。图4A是收集器401的示意性前视图。图4B是连接到致动器405并处于打开位置的能量收集器401的示意性侧视图，图4C是连接到致动器405且处于关闭状态的能量收集器401的示意性侧视图。在本实施方案中，收集器401包括带框架的柔性膜410，对于每个应用柔性膜410可以各种材料，尺寸和形状制成。对于这种示例性的水应用，收集器401可以用作能量利用系统中的活塞。可以构建收集器401，使得膜410可以以受控的方式机械地膨胀和皱缩。收集器401包括在中心的孔415，以容纳致动器405的内管420。孔415可以足够松散地配合到内管420上，以使得收集器401能够在管420上旋转。在一些实施方案中，该孔415可以被加强，例如但不限于使用额外的缝合或索环，以帮助防止膜的撕裂。在本实施方案中，收集器401的轴向放置可以通过前述根据图2A和2B的示例的方式通过锁定套环215在内管420上调整，一个在收集器的每一侧上。收集器401位于内管420上的点在这里将被称为行进点445，并且该行进点通常在收集器401的整个往复循环中变化。
参考图4A，在本实施方案中，收集器401包括八(8)个半柔性肋425和八根绳索430。肋425可以从收集器401的中心靠近孔415向外到绳索430附接到收集器401的点而缝合到收集器401中。在一些替代实施方案中，肋可以用粘合剂附着到膜上而不是被缝合到膜中。此外，根据应用，肋可以灵活地变化，并且在一些实施方案中可以是完全刚性的。在本实施方案中，收集器401还包括八(8)个小直径的刚性管435，绳索430可以穿过该刚性管435，从而使得绳索430的这些部分大部分是刚性的。绳索430的松散端可以被拉动通过扩展器440中的孔305，如图3A至3C中的示例所示，并且被捆扎。扩展器440中的凹槽可以使刚性管435膨胀和皱缩，同时孔可以用作绳索430和刚性管435的固定点。可以设计类似的装置来实现扩展动作。这些可以设计成使用标准型连杆，其可以是或可以不是可调节的，并且由许多材料制成，不限于金属、塑料、玻璃纤维、碳纤维、木材等。可以设想，刚性管435可以是完全刚性的或可能有一些柔性。刚性管和柔性肋之间的关系是完成收集器的均匀膨胀和均匀的收缩。这些管和肋将收集器保持在用于收集器的打开和关闭构造的最佳构造中，并且可以具有这样的任何构造来实现这点，即使这意味着每隔一个肋是柔性的，并且每隔一个管是刚性的，或任何其组合。此外，根据本发明的教导，本领域技术人员将容易地认识到，在一些替代实施方案中的能量收集器可以以多种合适的形状和尺寸实现，并且中各种配置具有不同数量的肋和绳索。例如，但不限于，一些实施方案可以包括方形收集器，其包括四(4)个肋和四(4)个绳索，每个绳索从收集器的中心孔开始并延伸到收集器的角部。其他实施方案可以配置有没有柔性肋的有框架的膜。在一些实施方案中，这些收集器可以具有许多形状和尺寸，并由各种材料和设计构成，包括有框架。例如但不限于，收集器可以是圆形、正方形、三角形、矩形、八边形、六边形等，或者收集器可以由铰接在一起的刚性板组成。例如但不限于某些柔性材料可以被使用和设计成具有模制在其中的肋，或者具有不同的厚度或柔性的彼此以产生类似于在海底和海底部上发现的管蠕虫的缩回效果。收集器的收集膜也可以由许多不同的材料或材料组合制成，例如尼龙、织物、塑料、石墨烯、金属等，其可以或可以不由网状材料制成，或者包括穿孔、口袋、狭缝、尾巴或翅片等，以提高性能。在其他方案中，收集器可能会收缩到中间管的收集器端部或外管上的管状凸缘中以帮助取回。收集器可以设计成能够被折叠或收缩成可控配置的任何形状。在本实施方案的典型操作中，通常由致动器405启动的肋425和管435的运动可以在膜401内产生机械杠杆作用。收集器401的每个肋425和管435可以用作三角形的腿，其中所有共用沿着可能在长度上变化的致动器405的内管420的第三支腿。每个刚性管435可以从扩展器440到肋425形成三角形的一条腿，并且每个肋425可以从刚性管435到收集器401中心的孔415形成三角形的另一条腿。三角形的第三条腿由内管420从孔415到刚性管435的端部形成。行进点445可以位于内管420穿过孔415的点处。当内管420在致动器的中间管450内前后移动时405，第三可变腿，从扩展器440到行进点445的距离改变。这会同时改变内置在收集器中的所有三角形内的所有角度，从而导致膨胀和收缩效果。参考图4B，当内管420从中间管450延伸时，从行进点445到扩展器440的该距离可以被延长，并且该收集器将膨胀。参考图4C，当内管420被拉入中间管450时，从行进点445到扩展器440的该距离可能会缩短，并且收集器401通常收缩成倒置的空气动力学构型以便于取回。
图5A，5B和5C是根据本发明的实施方案的示例性隧道501的透视图，其可以用于容纳用于能量利用系统的能量收集器、致动器和致动器启动器。图5A是隧道501的侧面透视图。图5B是示意性端视透视图，图5C是示例性致动器启动器505的示意性侧透视图。参考图5A，在本实施方案中，隧道501可以是圆柱形、柔性和半浮力。本实施方案的设计实现柔性的隧道，其可能需要固定隧道以及致动器启动器的装置。在一些实施方案中，这些柔性隧道可以是具有支撑件以保持其打开或可以是可收缩的织物样式材料。为此，这些隧道可以在前端中结合一个刚性套环，以接收迎面而来的质量体，并允许将隧道相对于移动质量体紧固到固定结构。这些套环还可以使其他附件成为可能，例如但不限于漏斗装置、分流门、碎屑导流板等。在典型的用途中，隧道501每个容纳一个能量收集器、一个致动器和一个致动器启动器505，以控制收集器的致动器。隧道501创建一个封闭的通道系统，可以帮助保护能量收集器和致动器免受环境影响，并可能有助于防止能量收集器相互缠结。隧道501还可以提供喷嘴效应，其可以增加移动质量体的速度，这可能产生更多的能量。此外，隧道501可以使得使用者能够在特定方向上引导能量收集器。预期隧道501可以由多种合适的材料制成，包括但不限于各种不同的塑料、水泥、混凝土、木材、碳纤维、石墨烯、玻璃纤维、金属、复合材料或织物，或者上述的组合。此外，在一些实施方案中的隧道可以制成各种不同的形状，以及是柔性的、半柔性的或刚性的。在另一个实施方案中，隧道还可以包括内部导轨、引导件或滑块，以帮助和引导收集器托架，当收集器在隧道内穿过时将支撑和引导收集器。在本实施方案中，隧道501可以附接到移动质量体中的静止物体或者被拖到移动的车辆或船只后面以获取各种速度下的数据。
参考图5B和图5C，致动器启动器505可以包括两(2)个相对的续流滑轮510，其可以被组装以装配系统电缆并且以最小的阻力将电缆引导通过滑轮支架522和板525。在致动器的收集器侧上，启动器是一个板或多个板525，其被配置成使电缆容易地穿过，但不允许致动器组件通过。收集器侧的板可以接合即将到来的致动器的外管，以启动致动器并使该收集器膨胀。这可能导致电缆和滑轮反向，直到相反的致动器被拉动以接合相对的隧道中的启动器。其他可能的启动器设计可以是但不限于支架、管、杆、板、棒、销、磁体、膜、弹簧，橡胶止动件等。致动器启动器可以位于各种位置，例如但不限于，在隧道的前面或后面，或两者以及中间的任何地方，以及固定到地球上的隧道外部，或者附接到关于移动质量体静止的任何结构。
图6A和6B示出了根据本发明的实施方案的在移动质量体601中使用的示例性能量利用系统。图6A是系统的侧透视图，图6B是系统的示意性俯视图。在本实施方案中，系统设计有包括内部电缆和外部电缆的两(2)部分推/拉电缆605。内部电缆可以比外部电缆长通过确定当最大拉力时能量收集器610的位置与当收缩时至少具有阻力和最佳空气动力学形状的能量收集器610的位置之间的长度差异所获得的预定长度。长度上的差异可以通过手动使用物理测试组件或计算机模拟来发现。如果收集器的最佳尺寸(包括膨胀和皱缩)都是以前已知的，那么可以简单地使用这个尺寸来计算所需的行进量。由于流体和空气压力在所有方向上相等的事实，所以膨胀的收集器上的压力反映在中心电缆上，并将内部电缆保持在此位置，直到压力释放。内部电缆上的这种压力可能会比销能够长时间保持在负载下的压力大，因此，可以计算电缆长度，使得内部电缆上的回转件将达到最低点而抵靠中间管上的螺纹中空软管型配件以吸收该压力，与销不同。这里可以使用阻尼装置来缓冲可能发展的任何冲击，例如但不限于橡胶垫片、弹簧等。这种配合可能能够在负载时吸收压力，而不是将负载施加在销上。这种配合也可以通过内管和中间管上的套环来调节。因为内部电缆比外部电缆稍长，为了防止内部电缆被推入或聚集在中间管内，内部电缆的端部部分可以被制成刚性的，和或被可以连接到回转件的电缆端并延伸穿过中间管中的中空配件的刚性的薄壁屏蔽管保护。一旦获得最佳结果，可调整的设备可以被移除，也可以不被移除，并且每个管可以被制成一个一体的模制管或者也可以不是一体的模制管。也可以通过调节收集器610在内管上的行进点的放置以及扩展器在中间管上的放置的每个致动器615上的可调节套环来优化该行进距离。这种长度差异通常确保仅在操作期间，一个收集器610可以膨胀，同时另一个收集器610被折叠或收缩。
在本实施方案中，系统以这样的方式安装，使得滑轮系统620和电缆引导件625可以处于固定位置，例如但不限于在水流、河流或溪流中的锚定的容器上或安装在诸如但不限于桥梁、码头、桩或驱动船舶的结构上，而隧道630、致动器启动器635、致动器615和收集器610可位于移动质量体601中。这可使得系统以利用来自移动质量体601的能量，而被所利用能量驱动的装置可以位于远离移动质量体601的位置。在一些实施方案中，滑轮系统可以直接放置在移动质量体中。此外，在某些应用中，被驱动装置也可以放置在移动质量体中。例如，但不限于，在一个实施方案中，该系统可被实现为驱动泵，用于从可能用于农业或能量收集和储存的目的的长距离上自能量正在被利用的相同流中泵水，在一个非限制性的实施例中，将水泵入水坝或水线。在非限制性的实施例中，风力变型例可能不需要太多修改，但是在液体质量体中，防水组件可能需要持久的性能。在其他替代实施方案中，风力变型例可以驱动水泵，并且水力变型例可以驱动空气泵或空气压缩机。
在本实施方案的典型应用中，当移动质量体601沿着隧道630行进时，质量体601填充收集器610中的一个，并使收集器610膨胀。这可能导致收集器610与连接的致动器615一起移动穿过隧道630远离固定的滑轮系统620，并且相对的隧道630中的相对的收集器610被拉向固定的滑轮620，直到该致动器615到达位于该隧道630的前面的致动器启动器635。当致动器615与收集器610一起行进时，取回致动器615上的外管将首先接触致动器启动器635。经由销，穿过狭槽，该外管将停止内管的行程。通过内部电缆，这将停止相对的致动器615上的相对的内管。当中间管和外部承载电缆两者在质量的负载下继续行进时，一旦取回致动器615接合启动器635，两个致动器615将启动。这将导致取回的收集器膨胀。由于内部电缆已停止在相对的端部，因此它将开始收缩该打开的收集器。此时，另一个收集器的行进点和扩展器开始移开，并且开始收缩动作的反转。通过内置的杠杆作用，这个收集器将机械扩展。这通常在收集器610的底部产生小的凹坑，其开始用来自移动质量体601的压力填充。在收集器610的绳索由扩展器保持的情况下，收集器填充直到完全膨胀，重新启动该过程并反转电缆605上的拉力，直到致动器615的行程完成。电缆605的往复运动然后可以由滑轮系统620转换成旋转力。
可以设想，随着收集器打开和隧道填充有移动质量体而产生的压力，可以以各种方式使用。例如，但不限于，该压力可以用作液压缸的定时控制压力，或者可对可用于各种用途的柔性膜充气，以控制或操作不同的附件，例如但不限于各种形状的柔性膜以填充或控制转向门、液压或气动缓冲器、气缸、用于控制、限制或增强流量的袋的运动，为电压力开关或传感器等提供可检测的压力。在另一替代实施方案中，隧道可以被修改以在某些情况下适应涡轮机类型的装置，以便可能通过长文丘里形隧道中的多个串列式涡轮机单元增加涡轮机性能。
一些实施方案可以包括齿轮箱或变速器，其可以使用楔形离合器或单向轴承等将滑轮的双向旋转力转换成单向运动。一些实施方案可以用作泵以产生液压，传递流体，如用于产生电力或可以并入这些物品的发电机。一些实施方案可以被配置为用作便携式工作生成单元，例如但不限于作为用于远程位置或紧急情况的预组装单元/系统，例如但不限于作为船上的紧急电源，作为可能正在经历电力中断的淹水区的泵，作为靠近河流或溪流的露营地或村庄的发电机或供水装置，等等。
预期一些实施方案可能能够在隧道本身内产生压力。在另一替代实施方案中，当收集器在隧道中打开时，流动的质量积聚在隧道中，在隧道内产生压力，该压力可以分接作为控制压力。这可能产生仅存在于动力冲程上的交流压力，其可以用作定时压力。其他替代的质量接合装置也可以由外部流动接合装置制成，例如但不限于辅助外部收集器、锥形滑槽或漏斗以产生低压信号或控制压力。在一些应用中，袋可以放置在隧道的外部，在后端具有中空的接头，以在流动期间提供更恒定的控制压力。用于捕获压力的这些装置可以用于对液压或气动气缸加压，以填充各种形状的柔性膜，以产生类似于儿童的空气加压跳线的各种效果，用于引导装置，提供反压力，使柔性膜充气等。这是可以由可由系统驱动的泵产生的压力的补充。这些液压或气动隧道和外部压力系统可以允许许多其它附件与系统结合使用，包括但不限于用于最小流量检测器的附件可以是柔性膜，当柔性膜膨胀时可以将组件转向而质量体对齐以准备利用。它们可以填充柔性膜袋，当填充时以翻转漏斗装置以开始质量体的接合。这些压力可以用作电气、机械或液压开关或传感器的信号压力。
本发明的一些实施方案可以在其中存在足够移动质量体的各种不同类型的环境中实现。例如，但不限于，一些实施方案可以安装在潮汐水坝、拦河坝、河流中，在固定或锚定的船舶之后，在海洋中漂浮的搁浅船舶之后，附接到开放洋流中的固定装置，在当前发电位置的冷却泵之后，来自海湾的旋转平台，在大坝中，在大型开阔的海洋当前位置的潮汐场，在浮式驳船上，水道，平原和其他有风陆地，在风力发电场，从机场的固定平台，旗杆，在强制空气加热和冷却系统的管道中，等等。一些实施方案可以被配置为以缓慢移动的河流或流实现，其在远离位置比在快速移动的河流中更常见。一个实施方案可以被设计用于封闭式潮汐坝场景中，其中一个能量利用系统可以位于坝区内，另一系统可以位于坝区的外部。在该实施方案中，隧道可以配备排气门以帮助防止反向流动。当潮汐上升时，内部系统通常会产生工作，而排气门在外部隧道上关闭，当潮汐变化时，系统将改变作用。
图7A和7B示出了根据本发明的实施方案的用于利用风能的系统的示例性地下应用。图7A是系统的示意性侧视图，图7B是附接到致动器720的风收集器701的侧视立体图，其安装在轮式载体725上。在本实施方案中，双通道705可以放置在地平面下方并且收集器701可以定位在隧道中，如在水变型例中那样在轴705内前后移动。滑轮系统703将位于电缆715的端部处的远程位置。风转向的空气勺710在任何方向上旋转以面向风，以将风引导通过隧道705。电缆715连接到用于风力收集器701的致动器720。电缆715的另一端将围绕滑轮703和另一个致动器720和收集器701取路线。用于该系统的致动器启动器702可以是从隧道的内部前壁突出的管，或从隧道的壁在支架上突出，或者在另一个替代实施方案中，致动器启动器可以在隧道的后部。一些替代实施方案可以使用前和后致动器启动器，或者对于多个串列式单元，隧道可以根据需要容纳尽可能多的启动器。在一个风力变型例中，可以预见，隧道可以位于地下，以用于美学或节省空间的目的。这将需要在地面上的风收集器，例如但不限于风转向空气勺710。该收集器可以通过外力(例如电动或液压地)或由质量本身转向以面对风，就像风叶片一样。所提及的其他配件将是进气分流门，一次有更多流支持一个隧道。其他门可以是出口处防止入侵的上了闩的门。对于水变型例，在固定潮汐坝方案中，在出站隧道上，出口门可以铰接以关闭，以防止进入潮汐的反向流动，在外放式潮汐收集器系统中反之亦然。这些类型的应用中的滑轮系统可以被远程定位，因为它由通过电缆引导件布线的电缆驱动并且可以安装在期望的位置。滑轮系统的一些替代实施方案可以但不限于内置于结构、容器或车辆中的滑轮系统，齿轮箱等。并且可以由但不限于齿轮、轮子、滚筒、卷轴、等等以及各种材料例如但不限于塑料、金属、木材、复合材料等制成。在本实施方案的附图中，致动器启动器可以放置在隧道内的期望位置，甚至可以是简单的作为额外的固定管，其从隧道的内部前端突出，其中电缆可以被布线通过，以使外管接合该固定管以启动致动器。该实施方案可能潜在地用于高速、高压应用。收集器701包括致动器载体725，其可以帮助在收集器701和致动器720在轴705内行进时产生收集器701和致动器720的稳定性。载体725可以是如这里所示的轮式，框架式载体或托架。该托架可以作为一个多用途的托架。风力变型例可以使用轮式托架来防止在取回行程上收集器的拖动，并将它们保持在动力冲程中心。这些也可以用于其他变型例，以在将被设计为双管线性发电机中的定子的隧道内来回传送永久磁铁。在一些实施方案中，载体可以包括具有相等长度的柔性臂，从具有低摩擦垫或轮的致动器向外辐射，以有助于将收集器在轴内保持居中以防止摩擦或拖动。
类似的拖架可以在不在隧道中的露天系统以及基于流体的系统中实现，只要有用于致动器启动器的装置即可。这些系统的拖架可以设计成具有低摩擦装置，以帮助移动性，例如但不限于可以或可以不在通道中骑行的轮、滑块、滚子、低摩擦材料等，或者它们可以包含通道用于轴安装的车轮或滑块，反之亦然。这种托架的主要目的可能是为了系统的稳定性，并保持收集器不会相互拖动或相互缠结，或者使收集器对准以接合后部安装的止动件。它们可以是简单的设计，例如但不限于从中心向外突出的支撑臂，与构造成容纳用于管状发电机设计的永磁体一样复杂的托架。这些托架可以由几种材料制成，包括但不限于金属、塑料、碳纤维、木材、复合材料、玻璃纤维等。
预期可以将多种合适的特征添加到可以增强系统的性能和安全性的一些实施方案中。例如，但不限于，一些实施方案可以包括进气分流器装置，其可以被致动以一次将大部分进气容积引导到一个收集器以提高性能。这在低容量情况下可能特别有用。分流器装置可以用各种不同的装置启动，例如但不限于液压缸和连杆，可以积聚压力以启动装置或者可以膨胀以产生门的柔性膜袋。一些实施方案可以包括类似于大型空气喇叭或漏斗的进气漏斗装置。漏斗装置可以是自动转向的，并且可以增加进入系统的质量体积，增加移动质量体的速度并且可以提高系统的效率。在一些实施方案中，漏斗装置可以是柔性的或刚性的，或两者都可以，并且可以远程地位于期望的最有效位置。在一些实施方案中，系统的入口可以包括偏转装置，以在该碎屑进入系统之前偏转移动质量体中的任何碎屑。另外其它实施方案可以包括受控的流进入门，其可用于仅当质量达到规定的压力或速度时允许质量流入系统。这些门可以具有各种不同的设计，包括但不限于可以在特定条件下被引导以便自身接合流动质量的水平门，或者门可以是更可控的系统，例如但不限于磁化门或由压力缸操作以在特定条件下打开和接合流动的质量的门。其他实施方案可以包括在隧道上的排气门，其可以用于帮助防止逆流状况，例如但不限于当系统处于诸如但不限于潮汐坝的固定安装装置中时。门也可用于帮助防止野生动物不必要地侵入系统。这些排气门可以具有各种不同的设计，包括但不限于简单的加重或弹簧加载的门、屏幕门、由液压装置致动的门等。对于每个系统应用，所有这些系统附件可以被制成适用的尺寸和的适当的材料，并且可以或可以不是电气、液压或气动辅助的以改善系统控制和性能。弹性和其它缓冲装置可用于整个系统的各种地点，例如但不限于吸收变化的负载条件和冲击，湍流风或水流条件。
鉴于并根据本发明的教导，本领域技术人员将容易地认识到，一些实施方案可以以多种合适的配置来实现。例如，但不限于，一些实施方案可以包括两个以上的隧道。在一些实施方案中，根据应用，这些系统可以以各种多单元配置进行组装。作为非限制性示例，可以通过使用分动器箱来驱动单个发生器，或者每个驱动它们的一个单独的发电机或泵，可以将多对隧道并排堆叠，或者彼此堆叠。在另一个非限制性示例中，集装箱船可以锚定在有风的海湾中，其中水流是有利的，以便从船尾并入该系统的水变型例以及从船的甲板并入风变型例，同时用于便携式发电厂。本申请中的风变型例可以是管状或线性发生器类型。
一些实施方案可以并入垂直隧道而不是水平隧道。这些实施方案可以被配置为利用在基本上垂直的方向上移动的质量体的能量。例如，但不限于，一些实施方案可以安装到烟囱的顶部以利用来自上升的烟雾或排放物的能量；其他实施方案可以利用来自诸如但不限于瀑布的下落质量体的能量。可以预见，这些实施方案中的一些可能需要对材料、设计、形状、各种滑轮或传输系统、收集器引导管，修改的致动器设计，安装件等进行修改以便正确操作。其他实施方案可以将框架式收集器设计结合在除了能量利用的应用中，诸如但不限于用于赛车和其他车辆中的运动、制动系统等。
一些实施方案可以提供来自风或水的干净、可储存的能量。许多实施方案可以具有低成本，简单的设计，其中许多部件可以由塑料制成，可能被再循环。预期许多实施方案将是高效的，易于访问和维护的。此外，一些实施方案对于野生动物和环境可能比一些当前的解决方案更安全。例如，但不限于，这些系统可能比风车叶片对鸟类危害较小，对涡轮叶片对水生生物危害较小。另一个好处是许多实施方案可以提供使用的灵活性。例如，但不限于，许多实施方案可以应用于低和高体积/速度场景中。此外，可以使得一些实施方案便携以用于紧急情况，例如但不限于自然灾害，滞留的船舶，在偏远地点的使用等。一些实施方案也可以安装在人造场景中，例如但不限于水坝、潮汐坝，潮汐流，潮汐坝，潮汐场，桥梁，海湾等。此外，可以实施实施方案以利用来自各种合适材料的能量，包括但不限于水、风、机械排气、泥浆流、熔岩流动、放气物品等。可以设想一些实施方案可以是电气或液压增强的。计算机驱动的软件可以提供额外的控制或改进的性能，或者可以用于从实施方案中获取数据用于研究或其他目的。
图8是根据本发明的替代实施方案的使用单个收集器/隧道的示例性能量利用系统的侧透视图。在该替代实施方案中，在图1和/或图6A-6B所示的双隧道系统中的一个收集器/隧道可以被替换为但不限于电气、液压、气动或配重装置800以从隧道830(图5A-5C所示)中的动力冲程末尾取回框架式能量收集器810(图4A-4C中示出)。电缆805的相对端(图2C所示)可以具有第一致动器820(图2A-2B中所示)或类似的装置，以允许内部电缆245在外部电缆240内前后移动，并且可以以与上述双隧道系统相同的方式操作。可用于取回收缩的收集器810的力可以包括但不限于弹簧、液压或气动装置，电动，弹性，重力，在移动质量体中具有恒定阻力的装置等，并且可以与电缆805一起行进。电缆805可以取路线通过滑轮系统803(图1B-1C中所示)，以将线性收集器运动转换成旋转机械作用力。第二致动器822可以与收集器一起取回，直到其与隧道830的入口中的第二致动器启动器804接合。外部电缆的重量或压力将启动第一致动器820。这可能导致收集器810打开。配重可以被校准，使得当收集器打开时，质量体的力将提高配重，并且收集器可以被质量体沿着隧道830拉动，直到在电缆805相对端的配重800和第二致动器820到达滑轮系统803的相对侧上的第二致动器启动器804。当第一致动器820接合第一致动器启动器802时，内部电缆可以在外部电缆继续行进的同时停止，启动两个致动器，内管将收集器810从中心收缩。重力在重量上的力可以超过收缩的收集器上的质量体的力，并且可以取回收集器。类似于双隧道系统，重物或其他有力的切换装置代替双隧道系统中的相对的收集器。这可以通过很多方式实现。这些装置可能是来自系统的压力、液压、电子、气动、弹性等。施加到第一致动器820的中间管的配重可以使用重力来取回和打开位于朝向隧道入口端定位的第二致动器启动器804处的关闭的收集器。通常，第一和第二致动器的交替的启动或停用将能量收集器交替地转变到打开状态和关闭状态。反过来，能量收集器到打开状态和关闭状态的交替转变赋予能量收集器和配重工具的往复运动。另一方面，同时启动或去启动第一致动器和第二致动器同时将能量收集器置于恒定状态。在另外的实施方案中，单个收集器系统可以作为但不限于单个设备、成对地，布置成组，堆叠，并排或一个在另一个之后，以适应各种情况。单个收集器系统可以具有但不限于液压、气动、电子致动器等。
鉴于并根据本发明的教导，本领域技术人员将容易地认识到，任何上述步骤可以被适当地替换，重新排序，去除，并且可以根据具体应用需要插入另外的步骤。此外，前述实施方案的规定方法步骤可以使用本领域技术人员将容易地知道根据前述教导而适用的任何物理和/或硬件系统来实现。对于任何方法，可以在计算机器上执行的本申请中描述的步骤，典型的计算机系统可以在适当地配置或设计时用作其中可以体现本发明的这些方面的计算机系统。
除非另有明确说明，本说明书中公开的所有特征(包括任何随附的摘要和附图)可以由起到相同、等价或相似目的的替代特征替代。因此，除非另有明确说明，所公开的每个特征仅仅是等效或类似特征的通用系列的一个实施例。
注意，根据美国法律35USC§1212(1)，所有权利要求必须得到本专利说明书中的充分公开内容的支持，并且不需要明确地公开本领域技术人员已知的任何材料。然而，35USC§112(6)要求在专利说明书中必须明确披露与根据35USC§112(6)解释的功能限制相对应的结构。此外，美国专利商标局在“用于...模块”权利要求限定的最宽泛解释下初步处理和搜索现有技术的审查政策意味着必须对112(6)功能限制进行最广泛的初步搜索，以支持关于该美国专利商标局对“用于...模块”权利要求的广义解释的法律上有效的审查。因此，美国专利商标局将会发现很多现有技术文件，包括适合作为相应的结构以在前述专利说明书中没有明确地公开对应的结构时满足根据35USC§112(6)解释的下列权利要求中的所有功能限制的特定结构和元素的公开。因此，对于在上述专利说明书中没有明确公开、而在USPTO搜索过程中发现的专利和/或非专利文献中确实存在的在35USC§112(6)中解释的下述权利要求中的功能性权利要求限制相对应的任何发明要素/结构，申请人通过引用将所有这样的功能相应的结构和相关的使能材料并入本文中，以提供实现所要求保护的功能模块的显式结构。申请人请求，在任何权利要求构建程序和/或专利可允许性审查期间事实发现人员正确地确定和并入仅在35USC§112(6)限制的最广泛解释搜索中发现的这些文献中的每篇文献的部分，其存在于在正常USPTO检索过程中发现的和或在起诉期间提供给USPTO的至少一项专利和/或非专利文献中。申请人还通过引用并入书目引用信息，以便识别所有这些文件，其中包括在任何PTO表格892中列出的功能相应的结构和相关的使能材料，或者同样由USPTO或申请人或任何第三方输入到本专利申请中的任何信息披露声明(IDS)。申请人还保留对本申请进行后续修改的权利，以明确地包括对这些文件的引用和/或明确地包括通过上述引用并入的功能相应的结构。
因此，对于在上述专利说明书中未被明确公开的、根据35USC§112(6)进行解释的、在下面的权利要求中对应于功能性权利要求限制的任何发明要素/结构，申请人明确规定了哪些文件和材料包括其他缺失的公开内容，并且准确地规定了该专利和/或非专利文件的哪些部分应通过引用而被引入以满足35USC§112(6)的披露要求。申请人注意到，通过引用并入以满足35USC§112(6)的所有确定的文件必然具有在本申请之前的提交和/或发布日期，因此是通过引用并入本申请的有效的现有文件。
已经充分描述了本发明的至少一个实施方案，根据本发明实现用于利用来自天然和人造移动质量体的能量的模块的其它等效或替代方法对于本领域技术人员将是显而易见的。以上已经通过说明的方式描述了本发明的各个方面，并且所公开的具体实施方案并不旨在将本发明限制于所公开的特定形式。用于利用能量的模块的具体实现可以根据特定的上下文或应用而变化。作为示例而非限制，上述用于利用能量的模块主要针对流体或气体驱动的实现方式；然而，类似的技术可以替代地应用于以利用来自颗粒状固体移动质量体的能量，例如但不限于，沿着山丘滑动的沙子，本发明的实现方案被认为在本发明的范围内。因此，本发明涵盖落入所附权利要求的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。还应当理解，并不是所有在前述说明书中公开的实施方案都将必然满足或实现前述说明书中描述的每个目的、优点或改进。
本文的权利要求要素和步骤可以仅进行编号和/或编有字母，仅作为对可读性和理解的辅助。任何此类编号和字母本身并不意图且不应用于表示权利要求中要素和/或步骤的顺序。
所附权利要求中的所有模块或步骤加上功能元件的相应结构、材料、动作和等同物旨在包括与特别要求保护的其它要求保护的要素相组合地执行该功能的任何结构、材料或动作。
所附权利要求书中的所有模块或步骤加上功能元件的相应结构、材料、动作和等同物旨在包括与特别要求保护的其它要求保护的要素结合执行功能的任何结构、材料或动作。本发明的描述是为了说明和描述的目的而呈现的，但并不旨在穷尽或限制于所公开形式的发明。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变化对本领域普通技术人员是显而易见的。选择和描述实施方案以便最好地解释本发明的原理和实际应用，并且使得本领域的普通技术人员能够通过适合于预期的特定用途的各种修改来理解本发明的各种实施方案。
提供摘要以符合37C.F.R.第1.72(b)节要求摘要的规定，使读者能够确定技术披露的本质和要点。应理解的是，摘要不会用于限制或解释权利要求的范围或含义。因此，以下权利要求被并入详细描述中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施方案。

Claims (14)

1.一种从移动质量体中收集能量的系统，包括：
隧道，所述隧道被配置为浸没在移动质量体中，其中移动质量体的至少一部分通过所述隧道；移动质量体的至少一部分的能量可操作以转换为旋转力；
设置在所述隧道内的能量收集器，所述能量收集器至少具有扩展状态和收缩状态，其中处于所述扩展状态下的所述能量收集器可操作以抵抗移动质量体；
配重工具，其中所述配重工具被配置为可操作以取回处于所述收缩状态下的所述能量收集器；
配置成接合所述配重工具的第一致动器装置；
第一致动器启动器，其被配置为启动所述第一致动器装置，其中所述第一致动器装置的启动可操作以将所述能量收集器转变到所述收缩状态；
连接到所述能量收集器的第二致动器装置，所述第二致动器装置可操作以用于使所述能量收集器至少在所述扩展状态和收缩状态之间转变；
设置在所述隧道内的第二致动器启动器，所述第二致动器启动器可操作以启动所述第二致动器装置，其中所述第一致动器装置和所述第二致动器装置的交替启动至少施加所述能量收集器和所述配重工具的往复运动；
连接所述第一致动器和所述第二致动器的电缆系统，其中所述电缆系统可操作以至少传送所述能量收集器和所述配重工具的所述往复运动；和
滑轮系统，用于至少将所述能量收集器和所述配重工具的所述往复运动转换成所述旋转力。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二致动器启动器设置在所述隧道的入口附近。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二致动器启动器被配置为接合所述第二致动器装置以将所述能量收集器转变到所述扩展状态。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述电缆系统传送所述接合以启动所述第一致动器装置，用于接合所述配重工具。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括用于引导所述能量收集器的托架组件。
6.根据权利要求1所述的系统，还包括用于将所述能量收集器连接到所述第二致动器装置并且用于展开/打开/膨胀和收缩能量收集器的扩展器组件。
7.根据权利要求1所述的系统，还包括接合到所述隧道的套环，用于连接所述第二致动器启动器以及用于操纵所述隧道的入口。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括连接到所述隧道以引导所述电缆的电缆引导装置。
9.根据权利要求1所述的系统，还包括用于转向所述隧道的入口的可旋转装置。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述能量收集器包括抵抗所述移动质量体的锥形形状。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述滑轮系统包括滑轮支架、电缆护罩和电缆引导件。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述滑轮系统被配置为设置在所述移动质量体的外部。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述移动质量体包括水和空气中的至少一种。
14.一种从移动质量体中收集能量的系统，包括：
浸入隧道中的移动质量体，所述移动质量体包括水和空气中的至少一种，其中至少来自通过所述隧道的移动质量体的至少一部分的能量可操作以转换为旋转力；
设置在所述隧道中的能量收集器，所述能量收集器至少包括具有至少扩展状态和收缩状态的质量抵抗的锥形，其中所述扩展状态下的所述能量收集器可操作以提供对通过所述隧道的所述移动质量体的至少一部分的抵制；
配重工具，所述配重工具被配置为可操作用于取回处于所述收缩状态下的所述能量收集器；
连接到所述配重工具的第一致动器装置；
第一致动器启动器，其被配置为可操作以启动所述第一致动器装置，其中所述第一致动器装置的启动将所述能量收集器转变到所述收缩状态；
连接到所述能量收集器的第二致动器装置，其中所述第二致动器装置被配置为可操作以在所述至少扩展状态和收缩状态之间转变所述能量收集器；
扩展器组件，所述扩展器组件被构造成将所述能量收集器连接到所述第二致动器装置；
第二致动器启动器，其设置在所述隧道的入口附近，所述第二致动器启动器被构造成可操作以启动所述第二致动器装置，其中所述第二致动器装置的启动将所述能量收集器转变到所述扩展状态，并且其中，所述第一致动器装置和所述第二致动器装置的交替启动至少施加所述能量收集器和所述配重工具的往复运动；
连接到所述隧道的套环工具，用于连接所述第二致动器启动器；
连接所述第一致动器装置和所述第二致动器装置以传送所述往复运动的电缆系统；
连接到所述套环工具的电缆引导装置，可操作用于引导所述电缆；和
滑轮系统，其可操作以将所述往复运动转换成所述旋转力。
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