CN110662901B - 用于使用系缆翼型利用风能的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

用于利用风能的方法、系统和技术使用系缆翼型和数字液压泵和马达，其可以可选地为组合的泵/马达。在牵引阶段中，风动翼型被允许使系缆伸出，通过系缆伸出而利用的风能的一部分在风能分配到电力服务之前被储存。在缩回阶段中，在牵引阶段中储存的风能被用来缩回系缆。数字液压泵和马达被机械地耦合到系缆。

Description

用于使用系缆翼型利用风能的方法和系统
技术领域
本公开内容涉及用于使用系缆翼型利用风能的方法、系统和技术。
背景技术
通过燃烧化石燃料获取动力可有害于环境，并日益变得不经济。对于通过燃烧化石燃料产生动力的一种可替代方案是：通过利用风能产生动力。
风能可使用不同类型的装置利用。例如，地面安装的水平轴线和竖直轴线的风力涡轮机利用近地面高度的风能。对照而言，也存在空中风能系统，能够在更高高度处更适应性地利用风能。
发明内容
根据一个方面，提供一种方法，用于使用系缆翼型利用风能。该方法包括：在牵引阶段中，允许风使系缆伸出并在使用被储存风能发电之前储存通过系缆伸出而利用的至少一些风能；在缩回阶段中，使用在牵引阶段中储存的风能中的至少一些缩回系缆。使用机械地耦合到系缆的数字液压泵利用风能。
至少一些被储存风能可以用于使用机械地耦合到系缆的数字液压马达将系缆缩回。
风能可被机械储存。
数字液压泵/马达可包括数字液压泵和数字液压马达。
数字液压泵/马达可以包括：工作腔；高压力通道和低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中每个工作腔能够选择性地流体耦合到高压力通道和低压力通道以调节压力；和叶瓣，其中，叶瓣和工作腔相对于彼此可动，叶瓣被成形和定位使得：当工作腔和叶瓣相对于彼此移动时，活塞往复运动，活塞保持接触叶瓣。
该方法可进一步包括：在缩回阶段中停用在牵引阶段中启用的一个或多个工作腔。
停用一个或多个工作腔可以包括：对于拟停用的工作腔中的至少一些中的每个，使工作腔流体耦合到相同的压力通道，以实现活塞响应于压力而在工作腔内多次往复运动。
对于拟停用的工作腔中的至少一些中的每个，工作腔可流体耦合到低压力通道，以实现活塞的多次往复运动。
数字液压泵/马达可以被构造为：对于特定风速，在牵引阶段中比缩回阶段中具有更大的平均位移。
对于拟停用的工作腔中的至少一些中的每个，停用工作腔可包括：确定何时活塞的往复运动使工作腔小于最大容积；当工作腔小于最大容积时，将工作腔与高、低压力通道进行密封。
当叶瓣中的一个的峰部接触活塞时，工作腔可密封。
对于拟停用的工作腔中的至少一些中的每个，停用工作腔可包括：使工作腔仅流体耦合到低压力通道；增大工作腔外的压力，使得活塞移动以减小工作腔的容积；然后将工作腔与低压力通道进行密封。
增大工作腔外的压力可包括：增大装容工作腔和叶瓣的壳体内的压力；该方法可进一步包括：在增大壳体内的压力之前，使在缩回阶段中要保持启用的工作腔与高、低压力通道进行密封。
工作腔外的压力可增大至高于低压力通道的压力。
该方法可进一步包括：拉伸弹簧，其处于工作腔内，并连接到活塞和工作腔。拉伸弹簧可被偏置以拉动工作腔内的活塞，并对该活塞施加一力，该力在工作腔仅流体耦合到低压力通道时小于从该低压力通道施加于该活塞的力。
该方法可进一步包括：压缩弹簧，其处于工作腔中的在缩回阶段中要保持启用的至少一个工作腔内。压缩弹簧可偏置以将活塞推出工作腔外，并对活塞施加一力，该力大于壳体内的压力，用于停用拟停用的工作腔中的至少一些工作腔。
拟停用的工作腔可以包括第一和第二组工作腔，停用一个或多个工作腔可以包括：将用于第一组的低压力通道与用于第二组的低压力通道进行流体密封；使得第一和第二组工作腔分别流体耦合到用于第一和第二组的低压力通道；加压用于第一和第二组的低压力通道，其中，用于第一组的低压力通道被加压至一压力，高于用于第二组的低压力通道的压力；增大第一和第二组外的压力至处于用于第一和第二组的低压力通道的压力之间；然后将第二组与用于第二组的低压力通道进行密封。
当第一和第二组启用时，用于第一和第二组的低压力通道可流体耦合到一起。
数字液压泵/马达可包括：第一组和第二组工作腔；(b)第一和第二高压力通道；第一和第二低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中第一和第二组工作腔中的每个分别能够选择性地流体耦合到第一高、低压力通道和第二高、低压力通道以调节压力；第一和第二组叶瓣，其中第一和第二组工作腔分别相对于第一和第二组叶瓣可动，其中叶瓣被成形和定位而使得：当第一和第二组工作腔与第一和第二组叶瓣相应地相对于彼此移动时，活塞往复运动，活塞保持接触叶瓣；第一壳体，其包含第一组工作腔和在其中响应于压力可动的活塞；第一高、低压力通道；第一组叶瓣；第二壳体，其包含第二组工作腔和在其中响应于压力可动的活塞；第二高、低压力通道；第二组叶瓣。第一和第二壳体可彼此流体密封。该方法可进一步包括：通过以下方式在缩回阶段中停用其中一组工作腔中的至少一些：加压包含一组工作腔的壳体至一压力，高于用于一组的低压力通道的压力。
数字液压泵/马达可包括：第一组和第二组工作腔；第一和第二高压力通道；第一和第二低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中，第一和第二组工作腔中的每个分别能够选择性地流体耦合到第一高、低压力通道和第二高、低压力通道以调节压力；第一和第二组叶瓣，其中，第一和第二组工作腔分别相对于第一和第二组叶瓣可动，其中，叶瓣被成形和定位而使得：当第一和第二组工作腔与第一和第二组叶瓣相应地相对于彼此移动时活塞往复运动，活塞保持接触叶瓣。第一组工作腔可包括第一转子或第一定子中的一个的一部分，而第一组叶瓣可包括第一转子或第一定子中的另一个的一部分。第二组工作腔可包括第二转子或第二定子中的一个的一部分，而第二组叶瓣可包括第二转子或第二定子中的另一个的一部分。第一转子相对于第一定子的完整旋转可以引起比第二转子相对于第二定子的完整旋转更大的位移。该方法可进一步包括：在牵引阶段中，通过允许系缆伸出以引起至少第一转子相对于第一定子的旋转而利用风能；在缩回阶段中，使用第二转子相对于第二定子的旋转且不允许第一转子相对于第一定子旋转而缩回系缆。
第一转子和定子可分别具有比第二转子和定子更大的环直径。
第一和第二转子可分别沿第一和第二机轴定位；其中离合器能够操作以将各机轴耦合到一起。
每个转子可沿机轴定位，且转子围绕机轴旋转；第一和第二离合器可分别将第一和第二转子耦合到机轴。
数字液压泵/马达可以包括：工作腔；高压力通道和低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中每个工作腔能够选择性地流体耦合到高压力通道和低压力通道以调节压力；沿轴向延伸的叶瓣环，其中，工作腔相对于叶瓣沿轴向和沿周向可动，叶瓣被成形和定位使得：当工作腔和叶瓣相对于彼此相应沿周向移动时，活塞往复运动，活塞保持接触叶瓣；叶瓣对幅度和数量中的至少一个沿轴向改变，使得由于叶瓣环完整旋转所致的工作腔的总位移取决于工作腔相对于叶瓣的轴向位置。该方法可进一步包括：使工作腔和叶瓣环相对于彼此沿轴向移动，使工作腔的总位移在牵引阶段中比缩回阶段中更大。
由于叶瓣相对于工作腔完整旋转所致的工作腔的总位移可以随着叶瓣与工作腔之间的相对运动沿轴向沿一个方向行进而单调地改变。
随着叶瓣和工作腔沿轴向相对于彼此沿一个方向移动，总位移可以改变、保持恒定，然后再次改变。
叶瓣环可包括转子的一部分，工作腔可包括定子的一部分，工作腔和叶瓣环的轴向相对运动可由于叶瓣环沿轴向沿机轴移动引起。
叶瓣环可包括转子的一部分，工作腔可包括定子的一部分，工作腔和叶瓣环的轴向相对运动可由于紧固有叶瓣环的机轴沿轴向移动而引起。
叶瓣环可包括转子的一部分，工作腔可包括定子的一部分，工作腔和叶瓣环的轴向相对运动可由于包含工作腔的壳体沿轴向移动引起。
系缆可使用线性系缆引擎而机械地伸出和缩回。
线性系缆引擎可包括轮，系缆在各轮之间线性地伸出和缩回。
线性系缆引擎可包括轨道，系缆在各轨道之间线性地伸出和缩回。
线性系缆引擎可包括带，系缆在各带之间线性地伸出和缩回。
系缆可使用系缆引擎而机械地伸出和缩回，系缆引擎包括鼓，系缆围绕鼓卷绕；环齿轮，其具有与鼓的旋转轴线对准的中心并固定耦合到鼓。数字液压马达和泵相应地驱动环齿轮和被环齿轮驱动。
数字液压泵/马达可包括：工作腔环；高压力通道和低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中每个工作腔能够选择性地流体耦合到高压力通道和低压力通道以调节压力；凸轮环，其相对于工作腔环偏心定位，其中凸轮环和工作腔能够相对于彼此旋转，使得当工作腔和凸轮环相对于彼此旋转时，活塞往复运动，活塞保持接触凸轮环。
该方法可进一步包括：在牵引和缩回阶段中，使用在牵引阶段利用的至少一些风能发电，以使用机械地耦合到发电机的额外数字液压马达为发电机供能。
在牵引阶段中，可以使用在牵引阶段中利用而且未储存的风能为发电机供能。
在牵引阶段中，还可以使用在牵引阶段或先前牵引阶段中被利用之后已储存的风能为发电机供能。
根据另一方面，提供一种系统，用于使用系缆翼型利用风能。该系统包括：翼型；系缆，其耦合到翼型；系缆引擎，其耦合到系缆并被构造允许系缆在牵引阶段中伸出和在缩回阶段中缩回；液压回路；数字液压泵，其机械地耦合到系缆引擎并液压地耦合到液压回路，液压泵被构造以将通过系缆伸出而利用的风能从系缆引擎传递到液压回路；数字液压马达，机械地耦合到系缆引擎并液压地耦合到液压回路，液压马达被构造以转换来自液压回路的能量以致动系缆引擎而在缩回阶段中缩回系缆；控制系统，其通信地耦合到液压泵和马达。控制系统被构造以执行一方法，该方法包括：在牵引阶段中，允许风使系缆伸出并在使用被储存风能发电之前储存通过系缆伸出而利用的至少一些风能；在缩回阶段中，使用在牵引阶段中储存的风能中的至少一些缩回系缆。
液压回路可包括：高压回路；低压回路；蓄积器，其液压地耦合到高压回路并被构造以储存被利用风能；低压储器，其液压地耦合到低压回路。
数字液压泵/马达可包括数字液压泵和数字液压马达。
数字液压泵/马达可以包括：工作腔；高压力通道和低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中，每个工作腔能够选择性地流体耦合到高压力通道和低压力通道以调节压力；叶瓣，其中，叶瓣和工作腔相对于彼此可动，叶瓣被成形和定位使得：当工作腔和叶瓣相对于彼此移动时，活塞往复运动，活塞保持接触叶瓣。
该方法可进一步包括：在缩回阶段中停用在牵引阶段中启用的一个或多个工作腔。
停用一个或多个工作腔可以包括：对于拟停用的工作腔中的至少一些中的每个，使工作腔流体耦合到相同的压力通道，以实现活塞响应于压力而在工作腔内多次往复运动。
对于拟停用的工作腔中的至少一些中的每个，控制器可以使工作腔流体耦合到低压力通道，以实现活塞的多次往复运动。
控制器可以将数字液压泵/马达构造为：对于特定的风速，在牵引阶段中比缩回阶段中具有更大的平均位移。
对于拟停用的工作腔中的至少一些中的每个，停用工作腔可包括：确定何时活塞的往复运动使工作腔小于最大容积；当工作腔小于最大容积时，将工作腔与高、低压力通道进行密封。
当叶瓣中的一个的峰部接触活塞时，控制器可密封工作腔。
对于拟停用的工作腔中的至少一些中的每个，停用工作腔可包括：使工作腔仅流体耦合到低压力通道；增大工作腔外的压力，使得活塞移动以减小工作腔的容积；然后将工作腔与低压力通道进行密封。
数字液压泵/马达可进一步包括：装容工作腔和叶瓣的壳体；其中，增大工作腔外的压力可包括：增大壳体内的压力。该方法可进一步包括：在增大壳体内的压力之前，使在缩回阶段中要保持启用的工作腔与高、低压力通道进行密封。
工作腔外的压力可增大至高于低压力通道的压力。
数字液压泵/马达可以进一步包括：拉伸弹簧，其处于工作腔内并连接到活塞和工作腔；拉伸弹簧偏置以拉动工作腔内的活塞，并对该活塞施加一力，该力在工作腔仅流体耦合到低压力通道时小于从该低压力通道施加于该活塞的力。
数字液压泵/马达可进一步包括：压缩弹簧，其处于工作腔中的在缩回阶段中要保持启用的至少一个工作腔内；压缩弹簧偏置以将活塞推出工作腔外，并对活塞施加一力，该力大于壳体内的压力，用于停用拟停用的工作腔中的至少一些工作腔。
拟停用的工作腔可以包括第一和第二组工作腔，停用一个或多个工作腔可以包括：将用于第一组的低压力通道与用于第二组的低压力通道进行流体密封；使得第一和第二组工作腔分别流体耦合到用于第一和第二组的低压力通道；加压用于第一和第二组的低压力通道，其中，用于第一组的低压力通道被加压至一压力，高于用于第二组的低压力通道的压力；增大第一和第二组外的压力至处于用于第一和第二组的低压力通道的压力之间；然后将第二组与用于第二组的低压力通道进行密封。
当第一和第二组启用时，控制器可以将用于第一和第二组的低压力通道流体耦合到一起。
数字液压泵/马达可包括：第一组和第二组工作腔；第一和第二高压力通道；第一和第二低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中，第一和第二组工作腔中的每个分别能够选择性地流体耦合到第一高、低压力通道和第二高、低压力通道以调节压力；第一和第二组叶瓣，其中第一和第二组工作腔分别相对于第一和第二组叶瓣可动，其中，叶瓣被成形和定位而使得：当第一和第二组工作腔与第一和第二组叶瓣相应地相对于彼此移动时活塞往复运动，活塞保持接触叶瓣；第一壳体，其包含第一组工作腔和在其中响应于压力可动的活塞；第一高、低压力通道；第一组叶瓣；第二壳体，其包含第二组工作腔和在其中响应于压力可动的活塞；第二高、低压力通道；第二组叶瓣。第一和第二壳体可彼此流体密封，该方法可进一步包括：通过以下方式在缩回阶段中停用其中一组工作腔中的至少一些：加压包含一组工作腔的壳体至一压力，高于用于一组的低压力通道的压力。
数字液压泵/马达可包括：第一组和第二组工作腔；第一和第二高压力通道；第一和第二低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中，第一和第二组工作腔中的每个分别能够选择性地流体耦合到第一高、低压力通道和第二高、低压力通道以调节压力；第一和第二组叶瓣，其中第一和第二组工作腔分别相对于第一和第二组叶瓣可动，其中，叶瓣被成形和定位而使得：当第一和第二组工作腔与第一和第二组叶瓣相应地相对于彼此移动时活塞往复运动，活塞保持接触叶瓣。第一组工作腔可以包括第一转子或第一定子中的一个的一部分，而第一组叶瓣包括第一转子或第一定子中的另一个的一部分。第二组工作腔可包括第二转子或第二定子中的一个的一部分，而第二组叶瓣可包括第二转子或第二定子中的另一个的一部分。第一转子相对于第一定子的完整旋转可引起比第二转子相对于第二定子的完整旋转更大的位移。该方法可以进一步包括：在牵引阶段中，通过允许系缆伸出以引起至少第一转子相对于第一定子的旋转而利用风能；在缩回阶段中，使用第二转子相对于第二定子的旋转且不允许第一转子相对于第一定子旋转而缩回系缆。
第一转子和定子可分别具有比第二转子和定子更大的环直径。
该系统可进一步包括：机轴，转子在机轴上旋转；离合器，其在机轴上，处于各转子之间。
该系统可进一步包括：机轴，转子在机轴上旋转；第一离合器和第二离合器，其分别将第一和第二转子耦合到机轴。
数字液压泵/马达可以包括：工作腔；高压力通道和低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中每个工作腔能够选择性地流体耦合到高压力通道和低压力通道以调节压力；沿轴向延伸的叶瓣环，其中，工作腔相对于叶瓣沿轴向和沿周向可动，叶瓣被成形和定位使得：当工作腔和叶瓣相对于彼此相应沿周向移动时，活塞往复运动，活塞保持接触叶瓣；叶瓣对幅度和数量中的至少一个沿轴向改变，使得由于叶瓣环完整旋转所致的工作腔的总位移取决于工作腔相对于叶瓣的轴向位置。该方法可进一步包括：使工作腔和叶瓣环相对于彼此沿轴向移动，使工作腔的总位移在牵引阶段中比缩回阶段中更大。
由于叶瓣相对于工作腔完整旋转所致的工作腔的总位移可以随着叶瓣与工作腔之间的相对运动沿轴向沿一个方向行进而单调地改变。
随着叶瓣和工作腔沿轴向相对于彼此沿一个方向移动，总位移可以改变、保持恒定，然后再次改变。
叶瓣环可包括转子的一部分，工作腔可包括定子的一部分，工作腔和叶瓣环的轴向相对运动可由于叶瓣环沿轴向沿机轴移动引起。
叶瓣环可包括转子的一部分，工作腔可包括定子的一部分，工作腔和叶瓣环的轴向相对运动可以由于紧固有叶瓣环的机轴沿轴向移动引起。
叶瓣环可包括转子的一部分，工作腔可包括定子的一部分，工作腔和叶瓣环的轴向相对运动可由于包含工作腔的壳体沿轴向移动引起。
系缆引擎可使系缆线性地伸出和缩回。
系缆引擎可包括轮，系缆在各轮之间线性地伸出和缩回。
系缆引擎可包括轨道，系缆在各轨道之间线性地伸出和缩回。
系缆引擎可包括带，系缆在各带之间线性地伸出和缩回。
系缆引擎可包括：鼓，系缆围绕鼓卷绕；环齿轮，其具有与鼓的旋转轴线对准的中心并固定耦合到鼓；其中，数字液压马达和泵相应地驱动环齿轮和被环齿轮驱动。
数字液压泵/马达可包括：工作腔环；高压力通道和低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中，每个工作腔能够选择性地流体耦合到高压力通道和低压力通道以调节压力；凸轮环，其相对于工作腔环偏心定位，其中，凸轮环和工作腔能够相对于彼此旋转，使得当工作腔和凸轮环相对于彼此旋转时，活塞往复运动，活塞保持接触凸轮环。
该系统可进一步包括：额外数字液压马达，其流体耦合到液压回路；发电机，其机械地耦合到额外液压马达；其中，控制系统进一步被构造以在牵引和缩回阶段中使用所利用的至少一些风能为发电机供能。
在牵引阶段中，可以使用在牵引阶段中利用而且未储存的风能为发电机供能。
在牵引阶段中，还可以使用在牵引阶段或先前牵引阶段中被利用之后已储存的风能为发电机供能。
根据另一方面，提供一种非暂时性计算机可读介质，在其上存储有能够由处理器执行的计算机程序代码，计算机程序代码当由处理器执行时使处理器执行前述的方法。
根据另一方面，提供一种数字液压机器，包括：第一组和第二组工作腔；第一和第二高压力通道；第一和第二低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中，第一和第二组工作腔中的每个分别能够选择性地流体耦合到第一高、低压力通道和第二高、低压力通道以调节压力；第一和第二组叶瓣，其中第一和第二组工作腔分别相对于第一和第二组叶瓣可动，其中，叶瓣被成形和定位而使得：当第一和第二组工作腔与第一和第二组叶瓣相应地相对于彼此移动时，活塞往复运动，活塞保持接触叶瓣；第一壳体，其包含第一组工作腔和在其中响应于压力可动的活塞；第一高、低压力通道；第一组叶瓣；第二壳体，其包含第二组工作腔和在其中响应于压力可动的活塞；第二高、低压力通道；第二组叶瓣；其中，第一和第二壳体彼此流体密封。
根据另一方面，提供一种数字液压机器，包括：第一组和第二组工作腔；第一和第二高压力通道；第一和第二低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中，第一和第二组工作腔中的每个分别能够选择性地流体耦合到第一高、低压力通道和第二高、低压力通道以调节压力；第一和第二组叶瓣，其中第一和第二组工作腔分别相对于第一和第二组叶瓣可动，其中，叶瓣被成形和定位而使得：当第一和第二组工作腔与第一和第二组叶瓣相应地相对于彼此移动时，活塞往复运动，活塞保持接触叶瓣；其中第一组工作腔包括第一转子或第一定子中的一个的一部分，第一组叶瓣包括第一转子或第一定子中的另一个的一部分；其中第二组工作腔包括第二转子或第二定子中的一个的一部分，第二组叶瓣包括第二转子或第二定子中的另一个的一部分；其中，第一转子相对于第一定子的完整旋转引起比第二转子相对于第二定子的完整旋转更小的位移；
第二转子和定子可分别具有比第一转子和定子更大的环直径。
该机器可进一步包括：第一和第二机轴，第一和第二转子分别在第一和第二机轴上旋转；离合器，其可操作以耦合机轴，处于各转子之间。
该机器可进一步包括：机轴，转子在机轴上旋转；第一离合器和第二离合器，其分别使第一和第二转子耦合到机轴。
根据另一方面，提供一种数字液压机器，其包括：工作腔；高压力通道和低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中，每个工作腔能够选择性地流体耦合到高压力通道和低压力通道以调节压力；沿轴向延伸的叶瓣环，其中，工作腔相对于叶瓣沿轴向和沿周向可动，叶瓣被成形和定位使得：当工作腔和叶瓣相对于彼此相应地沿周向移动时，活塞往复运动，活塞保持接触叶瓣；叶瓣对幅度和数量中的至少一个沿轴向改变，使得由于叶瓣环完整旋转所致的工作腔的总位移取决于工作腔相对于叶瓣的轴向位置。
由于叶瓣相对于工作腔完整旋转所致的工作腔的总位移可以随着叶瓣与工作腔之间的相对运动沿轴向沿一个方向行进而单调地改变。
随着叶瓣和工作腔沿轴向相对于彼此沿一个方向移动，总位移可以改变、保持恒定，然后再次改变。
叶瓣环可包括转子的一部分，工作腔可包括定子的一部分，工作腔和叶瓣环的轴向相对运动可由于叶瓣环沿轴向沿机轴移动引起。
叶瓣环可包括转子的一部分，工作腔可包括定子的一部分，工作腔和叶瓣环的轴向相对运动可以由于紧固有叶瓣环的机轴沿轴向移动引起。
叶瓣环可包括转子的一部分，工作腔可包括定子的一部分，工作腔和叶瓣环的轴向相对运动可由于包含工作腔的壳体沿轴向移动引起。
根据另一方面，提供一种数字液压机器，包括：工作腔环；高压力通道和低压力通道；对于每个工作腔，活塞响应于压力而在工作腔内可动，其中，每个工作腔能够选择性地流体耦合到高压力通道和低压力通道以调节压力；凸轮环，其相对于工作腔环偏心定位，其中，凸轮环和工作腔能够相对于彼此旋转，使得当工作腔和凸轮环相对于彼此旋转时，活塞往复运动，活塞保持接触凸轮环。
根据另一方面，提供一种系缆引擎，包括：系缆储存器，其被构造以储存系缆；和线性系缆缩回和伸出单元，其用于将系缆线性地移到和移离系缆储存器。
线性系缆缩回和伸出单元驱动器可以包括轮，系缆在各轮之间线性地伸出和缩回。
线性系缆缩回和伸出单元驱动器可以包括轨道，系缆在各轨道之间线性地伸出和缩回。
线性系缆缩回和伸出单元驱动器可以包括带，系缆在各带之间线性地伸出和缩回。
此发明内容不必描述所有方面的整个范围。通过阅读以下对特定实施例的描述，其他方面、特征和优点对于本领域普通技术人员而言将是显见的。
附图说明
在附图中例示出一个或多个示例性实施例：
图1A和1B图示出用于使用系缆翼型利用风能的系统的示例性实施例。
图2A和2B图示出示例性系缆翼型。
图3A-3C图示出示例性旋转式系缆引擎。
图4A-4G图示出示例性线性系缆引擎。
图5A-5D和6图示出凸轮环数字液压机器的示例性实施例。
图7-13C图示出根据另外示例性实施例的数字液压机器，其中一个或多个工作腔停用。
图14A和14B图示出具有不同位移的示例性工作腔组件。
图15A和15B图示出示例性工作腔组件(每个包括离合器)。
图15C详细图示出图15B中所示类型的示例性离合器。
图16A-16F和17A-17C图示出根据另外实施例的各种凸轮环构形(可用于数字液压机器中)。
图18A和18B是根据另外实施例的对照示例性数字液压机器，其中工作腔和凸轮环相对于彼此同心(图18A)和偏心(图18B)。
图19图示出根据另一实施例的示例性系缆引擎。
图20A和20B分别图示出数字液压机器(其具有彼此沿轴向错开的活塞和凸轮环)的示例性实施例的侧立视图和立体图。
图21图示出示例性数字液压机器，其中各活塞成角度而使其不沿径向对准凸轮环。
具体实施方式
当前需要环境友好且可再生的能源。一种这样的能源是风。多种空中风能(AWE)系统已被提出以经济地收获风能。泵浦风筝发电机(PKG)是一种此类型的发电机。PKG是AWE系统构造的一种，利用侧风原理，如在以下文献中所述：Loyd,M.L.(1980),Crosswind kitepower(for large-scale wind power production),Journal of energy,4(3),106-111(其全部内容在此通过引用并入本文)。已显示出，可通过拉低能量成本而产生大量风力，显著低于传统风力成本。
在PKG系统中，来自快速系缆翼型(也称为翼或风筝，沿相对于入流风的基本横向方向以近似圆形或八字形轨迹飞行)的牵引动力从地面站(特征在于发电机)收获，而系缆被放出(此为“动力冲程”或“牵引阶段”)。在动力冲程结束时，翼型被调节以减小或最小化系缆张力，翼型和系缆被快速卷起(此为“缩回冲程”或“缩回阶段”)，准备新的动力冲程。动力冲程产生能量，而缩回冲程消耗一些能量；一个循环中的净能量产量理想地为正。
不过，存在其他类别的AWE，其使用泵浦循环进行能量收获，不使用侧风原理。在此所述的特定实施例也可用于这些其他类别。这些其他类别例如包括：泵浦马格努斯效应气球、拖拽/泵浦降落伞、和非侧风泵浦翼型。PKG是本文中主要论述的实施例。
PKG地面系统的所希望的特点是：即使利用风筝产生的机械动力具有循环性质，也向终端用户(例如公共电网)产生一致的(平稳的)电力。对于PKG的另一个所希望的特点是：低成本发电；这可通过更高容量因子、更高效率、更低资金成本、和更低操作成本中的任意一种或多种实现。PKG的效率取决于泵浦循环的耦合效率(例如有利的是，在缩回过程中最小化能量消耗和在动力冲程中最大化能量收获)，这取决于翼型的空气动力学效率和相关子系统效率(例如有利的是，规定在其预计操作范围内高效的机器)。
在本文中，PKG“地面站”(又称“驱动机组”)是指：为系缆提供卷放(卷起和放出)功能以施加和管理系缆张力的机构、以及将从系缆收获的线性机械能量转变为电能输出(可传输给终端用户)的机构。
在此所述的特定实施例涉及泵浦循环AWE系统，包括基于液压机器的地面站。地面站包括：由液压泵/马达驱动的系缆引擎；液压马达；能量蓄积器(如液气蓄积器)；发电机；控制系统。液压PKG地面站预计(比前述电地面站)具有更高效率和更低资金成本。
数字液压机器是可变位移液压机器的子集，选择性地停用多个工作腔中的包括所述机器的工作腔。这种停用通过选择性控制腔入口和出口阀实现，使得被停用的腔当流体通过其移位时不作(或接收)机械功。示例性数字液压机器是Diineff AS的数字分配阀系统。
将数字液压装置应用于水平轴线风力涡轮机(HAWT)驱动机组已在现有技术中描述。HAWT在技术上不同于PKG。在正常(动力发生)操作中，HAWT通常由仅沿一个方向的风驱动，不过可允许慢速双向马达驱动，例如用于维护定位。对照而言，正常操作时的PKG需要循环双向系缆移动，卷起速度与放出速度的速度比相当大(例如典型地大于空气动力学高效风筝的5倍)(低功率高速运行和高功率低速泵浦)。
本文中的特定实施例包括：PKG，其具有地面站(包括数字液压装置)。在特定实施例中，数字液压系统可仍将流体移动出入停用的工作腔(例如流体在一腔与相似压力的歧管之间交流/切换)。这显现出至少两个缺点：当流体仍移动时，能量损耗为停用工作腔中的流体摩擦，其中粘性损耗随速度增大；在高于临界速度时，发生流体空穴和/或部件浮起，存在机械故障风险。空穴可能在由于例如刚性联结到曲轴的活塞快速缩回的要求超过系统填充停用工作腔的能力时发生。不过相关地，当凸轮构形和旋转速度要求了系统无法满足的填充速率时，跟随凸轮的活塞可能浮离凸轮。
特定的其他实施例相应地包括一个或多个额外改进，专用于解决上述移动流体问题。这些适配方式减少停用工作腔中发生的流体移动量；这在速度范围内增大泵/马达的效率，特别适用于PKG的区别性的低速高扭矩系缆动力冲程和高速低扭矩系缆缩回冲程。
在一个示例性实施例中，PKG包括地面站和系缆翼型。翼型包括：有能力产生由于空气动力所致的可变系缆张力的任意可操纵飞行装置。地面站包括：耦合并操控系缆的机构(系缆引擎)和将收获风能传送到发电机的机构。
PKG的名称源于其收获风能的方法。PKG按照至少包括动力冲程(在牵引阶段中)和缩回冲程(在缩回阶段中)的循环操作。在动力冲程中，翼型上的空气动力形成系缆张力。系缆在张力下从地面站拉出。这种张力和在地面站的位移转变为电力。在缩回冲程中，翼型上的空气动力减小且理想地最小化，以减小系缆张力。系缆使用地面站而缩回。系缆翼型和地面站的残余拖拽和惯性需要对系缆引擎的能量输入。
在地面站处来自系缆的机械能理想地在PKG循环中为正；不过，该动力在循环中随时间变化。所希望的是，PKG以一致的动力为终端用户提供电力。因此，提供在地面站内蓄积能量和从地面站可控释放能量的机构。这允许一致的(或根据负载而定的，即，终端用户规定的)动力提供给终端用户，其中PKG循环动力波动已被滤除。提供给终端用户的动力仍存在平均能量收获可变性(PKG循环之间的净能量变动，即，由于风速改变所致)。不过，这种可变性受限于蓄积器容量和充能状态，也可通过适合尺寸的蓄积器滤除。
图示的实施例涉及PKG的方法、系统和技术，其利用基于液压机器的地面站储存和释放风能，使得电输出满足终端用户期望。不过，如前所述，不同的实施例可包括不同类型的AWE。
在特定实施例中，地面站在牵引阶段中通过允许风将系缆伸出而利用风能。至少一些被利用的风能在用于发电前被储存。在缩回阶段中，至少一些在牵引阶段中储存的风能用于缩回系缆。风能使用机械地耦合到系缆的数字液压泵进行利用，至少一些储存风能用于缩回系缆。在特定实施例中，至少一些储存风能用于使用机械地耦合到系缆的数字液压马达缩回系缆。被利用的风能可机械储存(例如使用蓄积器实现)或非机械储存(例如使用电池或超级电容器实现)。在特定实施例中，能量被非机械地储存，则在缩回阶段中的能量可用于在缩回阶段中直接为电动马达供能以缩回系缆。被利用的风能可在牵引和缩回阶段中的至少一个中用于发电。例如，在缩回阶段中用于发电的能量包括在牵引阶段中储存的风能。在牵引阶段中用于发电的能量包括：在当前或先前牵引阶段中储存的能量和在当前牵引阶段中由于被利用而未被储存的被利用能量中的至少一种能量。用于发电的能量可因而希望通过被储存能量而缓冲，使得一致动力被提供给用户。
参见图1A，图示出系统100的示例性实施例，其使用系缆翼型200而利用风能。在所示实施例中，系统100是PKG。系统100包括：翼型200(图1A中未示出，但在图2A和2B中显示)，其耦合到至少一个系缆102；地面站，其耦合到系缆102。地面站包括：至少一个低压液压回路118b和一个高压液压回路118a(统称为液压回路118)；系缆引擎104，其耦合到且能够操控系缆102；至少一个液压泵/马达112，其机械地耦合到系缆引擎102并且液压地耦合到液压回路118；蓄积器108，其液压地耦合到高压回路118a；低压液压储器110，其液压地耦合到低压回路118b；一个或多个液压马达或泵/马达114(发电机液压马达114)，其机械地耦合到一个或多个发电机116，用于发电且将所发电发送到电网；控制系统106，其包括硬件和软件的适合组合，以控制地面站和翼型200或装置群组(未示出)。在所示示例性实施例中，控制系统106完全位于地面站处；在不同实施例(未示出)中，控制系统106可完全位于其他地点(例如在远离地面站的地面上或在翼型200中)，或者分布和位于多个位置(例如，部分地在地面站处，如图1A中所示，以及在翼型200中)。在一个示例性实施例中，用于控制地面站的机构包括：控制器(未示出)，其本身包括处理器，处理器通信地耦合到非暂时计算机可读介质，例如计算机随机存取记忆体。该介质上已存储有能够由处理器执行的计算机程序代码，该计算机程序代码当由处理器执行时使处理器执行本文中所述的任意一个或多个示例性方法。
图1B图示出系统100的另一实施例。在图1B中，系统100包括以下中的任意一个或多个(每个流体耦合到液压回路118)：液压泵128，用于使用电或燃烧原动机130为蓄积器108充能；液压流体调节系统126，用于加热、冷却、和/或过滤；和消减装置124，用于提供从液压系统100消除过多能量的机构。系统100还可包括：其他能量消耗器和产生器，其连接到液压回路118以形成提供额外功能的子系统。例如，系统100还可包括以下中的至少一种：绕线器122，利于系缆的绕线/解绕；额外的系缆储存器120，例如鼓，用于对系缆引擎104储存加以补充。
图1A和1B的系统100可液压和/或电耦合于另外的系统100以形成系统100的群组。在该群组的一个实施例中，包括该群组的任意一个或多个系统100可共享蓄积器108、泵/马达112、和/或发电机液压马达114。共享可通过将系统100流体耦合到液压回路118而实现，使得任意一个或多个系统100可将能量储存到蓄积器108中，液压供能于泵/马达112、和/或液压供能于发电机液压马达114。另外地或可替代地，共享可通过电耦合各系统100实现，使得任意一个或多个系统100可供能于原动机130，由此间接充能于蓄积器108、供能于泵/马达112、和/或液压供能于发电机液压马达114。
翼型200可包括任意组合的提升表面、结构、操纵机构、设施和控制器。图2A图示以空气动力学控制表面为特征的刚性结构的翼型200的实施例(例如滑体)，其中不同实施例以一个、两个、或三个系缆102为特征。图2B图示出柔性结构的翼型200的实施例(例如软风筝)，其中不同实施例以一个、两个、三个、或四个系缆102(其与地面站通信风能和操纵控制)为特征。
参见图3A-3C，图示出三个实施例的系缆引擎104，基于旋转鼓绞盘系统。第一实施例(图3A)是简单绞盘设计，其中旋转绞盘鼓操控/张紧和储存系缆102。第二实施例(图3B)是单绞筒设计，其中绞筒加载/卸载系缆102的张力，系缆储存器机构(例如卷筒)通过鼓实现。单绞筒设计可扩展至多绞筒，例如图3C的双绞筒实施例。系缆引擎104的部件可并排复制以适应任意适合数量或构造的系缆102用于动力传送和/或飞行器操纵。这些系缆引擎104共享系缆102围绕鼓卷绕的特征；此动作在PKG应用中循环地进行。这是不利的，因为弯曲传递到系缆102中，对系缆使用寿命产生不利影响。虽然增大鼓半径使对系缆使用寿命的不利影响减小，不过其另一结果是：更大的系缆引擎部件，其惯量由于当在动力和缩回冲程之间转变时需要额外的时间和/或力而降低PKG循环效率。
参见图4A-4G，图示出线性系缆引擎104的三个实施例。线性系缆引擎104具有相对较低的惯量并在不显著弯曲系缆102的情况下处理其充能。随着PKG动力容量增大，系缆直径也增大，而图3A-3C的系缆引擎104的问题也增大。线性伸展和缩回系缆102解决了此问题。这些线性系缆引擎104的第一实施例(图4A)包括：至少一对相对的元件，其采取轮404的形式，其中一个或两个轮404机械地耦合到致动器410(例如，共享公共液压泵/马达，或者每个轮一个液压泵/马达)。在PKG动力冲程中，使用系缆引擎104利用的系缆102线性移动转换为能量。在PKG缩回冲程中，系缆引擎104可被驱动以缩回系缆102。在图4B和4C的相应第二和第三实施例中，第一实施例的相对的轮404更换为不同的相对元件：图4B中的轨道板406的带和图4C中的柔性带408。如图4A中所示，致动器410分别为图4B和4C的轨道板406和带408供能。
图4D至4G显示出相对元件的另外的取向，可用于线性系缆引擎104的可替代实施例中。图4D和4E分别显示出四个相对元件的立体图和俯视平面图，它们采取轮404的形式，沿周向围绕系缆102定位，处于系缆102的一个纵向位置。图4F和4G分别显示出三个相对元件的立体图和俯视平面图，它们采取轮404的形式，沿周向围绕系缆102定位，处于系缆102的一个纵向位置。在图4D至4G中的每个中，轮404等距分开并因而围绕系缆102对称旋转；在不同实施例(未示出)中，相对元件可定位而使其不围绕系缆102对称旋转。
线性系缆引擎104的另外的实施例(未示出)是可行的：与图4A中所示的单对相对元件不同的是，多对相对元件可沿系缆102定位；前述实施例可以使相对元件之一替换为另一类型(或低摩擦不动表面)。此外，使元件接合抵靠系缆102的力可来自于耦合到液压回路118的致动器(未示出；致动器可例如包括线性液压撞锤)。
系缆引擎104可机械地耦合到数字液压泵和数字液压马达，其在特定实施例中可包括组合的数字液压泵/马达112(如图1A和1B中所示)。在特定实施例(例如图1A和1B的实施例)中，还存在：至少一个液压马达114(或泵/马达)，其耦合到至少一个发电机116。如果发电机116也能够马达驱动，则用于驱动发电机116的泵/马达的选项可替代用于蓄积器充能的专用泵128。所希望的是，如果选择交流电发电机则发电机116旋转速度恒定。在特定实施例中，还希望不将发电机116和其液压马达114通过变速传动器耦合、和/或不在马达114上使用液压力节流装置。相应地，图1A和1B的实施例将发电机116直接耦合到可变位移液压马达114(或泵/马达)；这允许在保持同步速度的同时调制电力。不过，在特定的不同实施例(未示出)中，齿轮箱可用于耦合马达114和发电机116。任何可用齿轮箱可为单速的或变速的。系缆引擎104由于PKG循环和风的可变性而以可变速度产生和消耗可变动力。在一个实施例中，系缆引擎液压泵/马达112操作而使得：液压流体的移位量和压力(低压和高压回路之差)的乘积(对应于所收获能量)在动力冲程中最大化，相同的乘积在缩回冲程中最小化；即，使得：该乘积之差在一循环中最大化。如下文中更详细所述，希望被耦合到系缆引擎104的液压泵/马达112具有可变位移。液压机器的可变位移被限定为机器每转中移位的可变的(可控的)流体量。
使用数字液压结构的液压泵/马达、泵、或马达使用多个二元开关液压阀将工作腔流体耦合到高、低压流体通道。下文中在数字液压泵/马达的应用环境中论述数字液压结构；不过，在不同实施例(未示出)中，数字液压结构可适用于相互不同的数字液压泵和数字液压马达中的至少一种。
数字液压泵/马达包括多个工作腔，每个腔包括至少一个入口和一个出口阀，该阀是活性的，控制系统可对其任意致动。数字液压泵/马达的区别是：每个工作腔中，对于低压和高压歧管或通道中的每个，具有至少一个电子控制阀。对照而言，现有技术的非数字液压装置可仅包括用于泵送装置的无源阀(根据压力差工作，例如球形止回阀)、或用于马达装置的机械联结到机轴旋转位置的有源阀。通过电子控制阀的控制，数字液压泵/马达的工作腔可被选择参与或不参与到泵/马达的有助于工作的移位中。
参见图5A，其图示出数字液压泵/马达112的一个示例性实施例。它包括：多叶瓣凸轮环，其具有中心孔516以接纳机轴602(如图6中所示)。凸轮环包括多个叶瓣510，且在图5A中包括泵/马达112的转子502。定子504包括：多个工作腔506，其围绕凸轮环沿周向设置，它们的主轴线大致垂直于平均凸轮环凸轮表面；低压流体歧管(在下文中被可互换地称为低压力通道514)；高压流体歧管(在下文中被可互换地称为高压力通道512)；和支撑这些部件的壳体1304(图5A中未示出，但显示在图13中)。每个工作腔506包括：缸的内部表面(孔，可由壳体1304形成)；在腔506一端处的表面；在腔506的相反端处的活塞508，其沿腔506横越且其腔外侧遵从(例如通过使用从动件实现)凸轮环；一个低压阀704，其在腔506与低压力通道514之间流体连通；一个高压阀702，其在腔506与高压力通道512之间流体连通。叶瓣510和工作腔506相对于彼此相应可动，叶瓣510相应地成形和定位而当工作腔506和叶瓣510相对于彼此移动时使活塞508往复运动，活塞508保持接触叶瓣510。
参见图5B，图示出数字液压泵/马达112的第二实施例。在图5B中，定子504包括固定到不动壳体的多叶瓣凸轮环，而转子502包括固定到机轴且支撑多个工作腔506的载架壳体，多个工作腔506围绕凸轮环沿周向设置，它们的主轴线大致垂直于平均凸轮环凸轮表面。图5B的泵/马达112进一步包括低压流体通道514和高压流体通道512。每个工作腔506包括：缸的内部表面(孔，可由壳体1304形成)；在腔506一端处的表面；在腔506的相反端处的活塞508，其沿腔506横越而且其腔外侧遵从(例如通过使用从动件实现)凸轮环；一个低压阀704，其在腔与低压力通道514之间流体连通；一个高压阀702，其在腔506与高压力通道512之间流体连通。
参见图5C，图示出数字液压泵/马达112的第三实施例。其包括：不动的凸轮环定子504，其转子502包括：固定到机轴且支撑多个工作腔506的载架壳体，多个工作腔506在凸轮环周边内沿周向设置，它们的主轴线大致垂直于平均凸轮环凸轮表面；低压力通道514；和高压力通道512。每个工作腔506包括：缸的内部表面(孔，可由壳体1304形成)；在腔506一端处的表面；在腔506的相反端处的活塞508，其沿腔506横越而且其腔外侧遵从(例如通过使用从动件实现)凸轮环；一个低压阀704，其在腔与低压力通道514之间流体连通；一个高压阀702，其在腔506与高压力通道512之间流体连通。
参见图5D，图示出数字液压泵/马达112的第四实施例。其包括：耦合到机轴的不动的凸轮环转子502；和定子504，其包括多个工作腔506，多个工作腔506在凸轮环周边内沿周向设置，它们的主轴线大致垂直于平均凸轮环凸轮表面；低压力通道514；高压力通道512；壳体1304，其支撑这些部件。每个工作腔506包括：缸的内部表面(孔，可由壳体1304形成)；在腔506一端处的表面；在腔506的相反端处的活塞508，其沿腔506横越且其腔外侧遵从(例如通过使用从动件实现)凸轮环；一个低压阀704，其在腔与低压力通道514之间流体连通；一个高压阀702，其在腔506与高压力通道512之间流体连通。
在图5A-5D的实施例中，该阀通过控制器选择性地控制。
图5C和5D的实施例通过以下特征区别于图5A和5B的实施例：凸轮环具有内部凸轮表面(即，凸轮环在工作腔506外)。对照而言，图5B和5D的实施例通过以下特征区别于图5A和5C的实施例：使其转子502位于定子504外(即，外部运行构造)。
以下描述关于图5A的实施例进行；相应地，提及的“凸轮环”也即转子502。不过，以下描述类似地适用于其他实施例，例如图5B-5D的实施例。
数字液压泵/马达112的另外的实施例可例如通过以下方式实现：沿公共的机轴602(图6)沿轴向设置多个凸轮环和工作腔组，增多每个工作腔506的阀数量以改善流和/或分隔有源和无源阀角色，倾斜工作腔轴线以利于针对凸轮环表面的子集的传送力(即，有利于扭矩沿机轴602的旋转方向之一施加于机轴602)。
在特定示例性实施例中，可变位移液压机器是数字液压机器，泵/马达112是低速、凸轮环机器，发电机液压驱动马达114是高速径向活塞类型的机器(其没有凸轮环)；活塞联结到曲轴的偏心部分。偏心部分可为圆形的(在此情况下，活塞冲程长度等于偏心值的两倍)。高速可变位移径向活塞机器由Artemis Intelligent Power Limited开发。在图1A和1B的实施例中，泵/马达112中的低压力通道514连接到低压回路118b，高压力通道512连接到高压回路118a，泵/马达机轴602耦合到系缆引擎104以传送旋转移动，向泵/马达旋转静止部件(即，定子504)提供用于约束旋转移动的机构(例如，扭矩臂)。
泵/马达112在泵送模式下操作使得：当活塞508遵从凸轮环峰(即，叶瓣510的峰)至各叶瓣510之间的谷时，工作腔506接纳来自低压阀704的流体；低压阀704关闭(接近最大腔容积)；随着机轴602和凸轮环旋转，流体压力将活塞508驱动至更小腔容积；当腔506内的压力等于或超过高压力通道512的压力时(在冲程中)，高压阀702开启；高压阀702关闭(接近最小腔容积)；低压阀704开启；对于凸轮环的每个周期重复循环。如在本文中所用，凸轮环的“周期”是指凸轮环上的叶瓣510的周期。
泵/马达112在马达模式下操作使得：当活塞508遵从凸轮环峰(即，叶瓣510的峰)至各叶瓣510之间的谷时，工作腔506接纳来自高压阀702的流体，这驱动机轴602旋转；高压阀702关闭(接近最大腔容积)；随着机轴604和凸轮环旋转，流体通过低压阀704排出而将活塞508驱动至更小腔容积；低压阀704关闭(接近最小腔容积)；高压阀702开启；对于凸轮环轮廓(即，对于凸轮环上的每个叶瓣510)的每个周期重复循环。
凸轮环轮廓可具有多个周期(即，多个叶瓣510)；因此，工作腔506可使其容积在凸轮环/机轴602的每转中移位多次。控制器通过以阀控制的腔位移次序而确定旋转方向和泵送/马达驱动的选择。
另外的实施例包括：用于获知机轴602相对于每个工作腔506的角位移和机轴602角速率的机构。在一个示例性实施例中，控制器通过机轴角位置传感器和已知的在机轴602、凸轮环、活塞508、和腔506之间的几何关系而确定此获知内容。阀致动和控制逻辑器件是电子的，允许任意阀致动。在一个示例性实施例中，阀致动通过逻辑器件(例如为具有反映操作者指令(例如方向和泵/马达模式)的输入和前述位移信息的控制器)控制，使得往来于工作腔506的流体接纳表现出所述意图。
机轴602每转中的泵/马达112的位移可通过对于一转的部分或全部“停用”工作腔506的任意子集进行改变(泵/马达112中的任意工作腔循环可停用)。一种停用方式图示在图7中。在图7中，对于每个拟停用的工作腔506，低压阀702或高压阀704对于一次活塞508往复运动开启并保持开启。在所示实施例中，低压阀704对于每个停用工作腔506开启。如图7中所示，结果，流体在停用工作腔506与处于公共压力下的低压力通道514之间交换，使得不存在朝向马达驱动或泵送的净作功。这样，对前述阀控制逻辑器件的另外的输入可为：泵/马达112的预期有效位移，其对净功有帮助。
除了停用选项以外，对机轴602一转的工作腔506的累积位移相关于工作腔506的几何形状、活塞508的几何形状、可选的从动件的几何形状、凸轮环轮廓范围、和/或凸轮环轮廓周期的量(这包括单叶瓣情况)。对于曲轴机器，最后三个替换为曲臂的几何形状，且严格地为机器每转中一个活塞508的往复运动。这些参数对于每个工作腔506可以不同。如在此所用，“组工作腔”是共享相互共面的凸轮环各叶瓣的任意数量的工作腔506。例如，在图7中，组工作腔共享凸轮环，凸轮环的各叶瓣共面。图7中的组工作腔设置在与机轴602的纵向轴线垂直的凸轮环剖面中；即，工作腔506设置在法线平行于机轴602的纵向轴线的凸轮环剖面中。图20A和20B图示出另一实施例，其中组工作腔与凸轮环沿轴向错开，不同于图7中沿径向错开。可能有另外的实施例。例如，多种尺寸的工作腔506可存在于一组内，凸轮环周期的数量(即，叶瓣510的数量)和/或其幅度在两个工作腔组之间可以不同。作为另一示例，图21显示出的实施例中，活塞508相对于凸轮环的中心成角度而使其不沿径向对准凸轮环。
工作腔506停用的前述方式使得流体位移无助于泵/马达112的功能；希望的是：避免这种无效流体移动以避免流体摩擦所致的蠕动损耗和/或对循环速度的限制。
在一个示例性的另外的或可替代的实施例中，提供一种工作腔506的停用方式避免无效的流体移动。这通过以下方式起作用：将工作腔506的活塞508紧固到接近或小于名义最小工作腔506容积之处(而非继续遵从凸轮环轮廓)。
在图7中，所示的阀702、704被电子致动。如在此所用，“电子致动”在一个实施例中包括：将电子信号发送到导阀(未示出，例如可为气动的或液压的)，导阀致动并进而直接或间接地使阀702、704开启和关闭；在另一实施例中，其包括：将电子信号直接发送到电致动器(未示出)(例如电磁阀)，电致动器直接开启和关闭阀702、704。不同形式的电子致动可用于不同实施例中。另外，虽然所示实施例使用电子致动用于阀702、704，不过在不同实施例(未示出)中的阀702、704可按不同方式致动。
参见图8至15B，图示出改进停用的多个实施例。第一实施例(图8)使得正常阀致动在接近工作腔506的最小容积时中断；在此处，所有阀关闭，使得活塞508保持在此缩回位置。当在活塞508两侧上的力平衡时，停用工作腔506中包含的流体发生一些膨胀；对于低压缩率流体(例如液体)而言，这种膨胀较小。随着凸轮环继续旋转，活塞508从凸轮环表面升起。当凸轮环的下一峰来临时，活塞508与凸轮环可能发生短暂接触，这是因为，活塞508将已无法比使其初始定位的凸轮环峰(即，叶瓣510的峰)从凸轮环升起更多。理想地，正常工作腔506功能的继续进行(重新激活)发生在凸轮环峰经过活塞508时的时刻处或其近处，从而给予活塞508最小距离加速至接触凸轮环，从而避免磨损。
随后的实施例通过以下方式对图8的实施例加以改进：活塞508缩回至比凸轮环峰能够实现的更小的腔容积，由此避免潜在的当凸轮环峰经过时凸轮环与活塞508的周期性接触。在这些实施例中，活塞508通过克服引入工作腔506中用于停用目标的流体压力的偏置力而移位。对于给定的工作腔506，力偏置可通过以下组合而形成：与工作腔流体相对的活塞面上的气氛压力(例如，在泵/马达壳体1302内的压力)、以不同方式偏置一些工作腔活塞508的弹簧、和/或引入与一个或多个工作腔506流体连接的中间压力歧管。
参见图9A和9B，图示出改进的工作腔停用机构的第一实施例，其包括：至少两个工作腔506，其共享与工作腔506的流体相对的活塞508面上的公共气氛；用于对该公共气氛加压(壳体1304内的压力)的机构。在此实施例中，所有工作腔506当壳体压力可忽略(例如在大气压下)时进行工作。一个工作腔506的改进的停用通过以下方式发生：停止机器旋转(其在图9A中通过停止转子502而进行)；关闭非目标工作腔506(即，保持启用的工作腔506)的低压阀704(若其开启)(这些工作腔506的高压阀702可保持其给定状态)；关闭目标工作腔(即，拟停用的工作腔506)的高压阀702(若其开启)；开启目标工作腔506的低压阀704(若其关闭)；增大壳体压力而使壳体压力克服目标工作腔504的低压流体的力(非目标工作腔506的流体将抵抗压缩)；使目标工作腔504不动(例如通过关闭其低压阀实现)；当目标工作腔506活塞508从凸轮环升起完成时释放壳体压力。图9B显示出如何使工作腔506当腔506的阀702、704关闭时响应于壳体压力变化而不动。如在此所用，工作腔506“不动”是指：使滑动出入工作腔506的活塞508不动。
在另一实施例(未示出)中，泵/马达112包括相同的部件。此实施例具有两个工作腔506，当壳体压力可忽略(例如大气压)时有助于工作。工作腔506的改进停用通过以下方式发生：开启两个工作腔506的低压阀704；关闭两个工作腔506高压阀702；增大壳体压力而使得壳体压力克服两个工作腔506中的低压流体的力(两个工作腔的容积因而将会减小)；当目标工作腔活塞508从凸轮环升起完成时使目标工作腔不动(例如通过关闭其低压阀704实现)；在实现所述不动时释放壳体压力并使非目标工作腔506返回正常操作。此实施例与图9A所示实施例的区别在于：避免停止机器旋转；不过，在工作腔506转变到停用状态的时间，没有有效的工作腔506。
参见图10A-10D，图示出改进的工作腔停用机构的第二实施例，其包括：至少两个工作腔506，其共享与工作腔的流体相对的活塞508面上的公共气氛(气体或液体环境)；弹簧1002，用于使一个工作腔506比另一工作腔更多地朝向收缩偏置；可控的压力源/沉(sink)1004，用于加压于公共气氛(壳体压力)。图10A和10B显示出当工作腔容积为零(图10A)和非零(图10B)时弹簧1002(在所示实施例中为拉伸弹簧1002)如何与活塞508相互作用。此实施例具有两个工作腔506，当壳体压力可忽略(例如大气压)时有助于工作。一个工作腔506的改进停用可通过以下方式发生：关闭其高压阀702；开启其低压阀704；使用可控的压力源/沉1004增大壳体压力，使得弹簧力和壳体压力的组合克服目标工作腔506的低压流体的力，而不克服另一腔506的力；可选地，当目标工作腔活塞508从凸轮环升起完成时，关闭低压阀704并使用源/沉1004释放壳体压力。图10C图示出此实施例当壳体压力处于大气压时的操作，而图10D图示出此实施例当壳体压力已用于停用目标工作腔506(如前所述)时的操作。
在另一实施例(未示出)中，前述弹簧1002可将并未意在改进停用的那些工作腔506朝向增大工作腔容积的方向偏置；也就是说，压缩弹簧(不同于图10A-10D中所示拉伸弹簧)可使用。在此实施例中，壳体压力增大，使得壳体压力克服目标工作腔506的低压流体的力，而未克服弹簧力和非目标腔506的低压流体力之和。在进一步的实施例(未示出)中，非目标工作腔506容积的弹簧力偏置增大可替换为接纳高压液压流体；其中，随后，以改进停用为目标的工作腔506在其最小容积不动，非停用工作腔506的正常操作继续进行。
参见图11，图示出改进的工作腔停用机构的第三实施例，包括：至少两个工作腔506，其共享与工作腔的流体相对的活塞508面上的公共气氛；可控的压力源/沉1004，用于加压于公共气氛(壳体压力)。两个工作腔506均包括低压力通道514，其中一个低压力通道514用作中间压力通道(该低压力通道514在下文中为中间压力通道)，与用于产生和保持中间压力通道中的中间压力的机构协作。用于保持中间压力的机构在马达模式中可以是在中间压力通道处的背压调整器1104和阀1108；在泵送模式中可以是在高压力通道512(馈给中间压力通道)处的调整器1102和阀1106。在马达模式中，此实施例具有两个工作腔506，当壳体压力可忽略(例如大气压)时有助于工作；而在泵送模式中，耦合到中间压力通道的工作腔506，若其没有阀更换到低压力通道514则蠕动贡献于工作，而物理壳体压力如何。一个工作腔506的改进停用通过以下方式发生：关闭其高压阀702；开启其低压阀704；增大壳体压力，使壳体压力克服目标工作腔506的低压流体的力，而不克服另一腔506的中间压力流体的力；可选地，当目标工作腔活塞508从凸轮环升起完成时，关闭低压阀704并使用释放壳体压力。
参见图12，图示出改进的工作腔停用机构的第四实施例，包括：至少两个工作腔506，其共享与工作腔的流体相对的活塞508面上的公共气氛；可控的压力源/沉1004，用于加压于公共气氛(壳体压力)；如前文中关于图11所述的中间压力流体通道；用于产生和控制中间压力流体通道压力至中间压力与低压力之间的机构。用于产生和控制中间压力的机构可为：在中间压力通道处的阀式背压调整器1104，其馈给低压力通道514和关联阀1108；在高压力通道512处的阀式调整器1102，其馈给中间压力通道和关联阀1106；阀1214，其允许在低压力通道514与中间压力通道之间流体连通。此实施例具有两个工作腔506，当中间压力通道在低压力下操作而且壳体压力可忽略(例如大气压)时有助于工作。一个工作腔506的改进停用通过以下方式发生：关闭其高压阀702；开启其低压阀704；增大壳体压力和中间压力通道压力，使得壳体压力克服目标工作腔506的低压流体的力，而不克服另一腔506中的中间压力流体力；目标工作腔活塞508不动(例如通过关闭所有其阀702、704实现)；当目标工作腔活塞508从凸轮环升起/不动完成时，释放壳体压力并使中间通道压力返回至低压力。此实施例与图11所示的区别在于：当工作腔506转变到停用状态时，仅以中间压力操作中间压力通道。这种方式的益处在于：其减少由于维持中间压力引起的节流低效/无效的发生。
参见图13A-13C，图示出改进的工作腔停用机构的第五实施例，其包括：至少两个工作腔506，其在与工作腔流体相对的各活塞面上具有不同气氛；不同的可控的压力源/沉1302(其优选地增大一种气氛压力)。图13A图示出不同壳体气氛被提供到沿机轴602设置的不同工作腔组，其中一组处于第一壳体1304中的一个压力，而另一组处于第二壳体1306中的另一压力，此为示例性实施例，但其他未图示的实施例也是可行的。此实施例具有两个工作腔506，当两个壳体压力均可忽略(例如大气压)时有助于工作。一个工作腔506的改进停用可以通过以下方式发生：关闭其高压阀702；开启其低压阀704；增大目标工作腔506的壳体压力，使得壳体压力克服目标工作腔506的低压流体的力；在增大的壳体压力已使活塞508升起之后使目标工作腔506的活塞508不动；然后当目标工作腔活塞508从凸轮环升起完成时，释放壳体压力。活塞508可通过目标工作腔506的低压阀704关闭而不动。图13B和13C图示出此实施例的操作，其中，图13B所示第一壳体1304的壳体压力低于图13C所示第二壳体1306的壳体压力。虽然图13A-13C显示出不同的可控的压力源/沉1302，不过在不同实施例(未示出)中，图10B-12的可控的压力源/沉1004可用于图13A-13C中的任意情况中，由此允许一个壳体气氛的压力独立于任何其他壳体气氛而增大或减小。
前述的用于工作腔停用的方法、系统和技术可单独使用或者结合进一步的泵/马达适配方案(如下所述)使用以改进PKG性能。
对于前述实施例而言另外地或可替代地，泵/马达112对于PKG系统进行优化，其中两个工作腔506组件被指派给动力和缩回冲程。如在此所用，工作腔506的“组件”1110是指各工作腔506的任意组合，无论这些工作腔506包括不同组的工作腔506的一部分或者选自相同组内。所提及的“重叠组件”是指两个工作腔506组件，它们不相同但却共享至少一个工作腔506。工作腔506停用用于在各组件1110之间选择，一个或多个腔506(包括组件1110的子集)也可停用以进行额外的位移决定。当工作腔506停用是使活塞508不动的类型时，这种方式也可增大操作速度范围。组件1110可包括：使机轴602每转各个位移可以不同的各工作腔506。这些组件1110可包括整个工作腔506组(其围绕公共凸轮环)，但这不是必需的。
图14B图示的实施例包括至少两个工作腔组件1110a,b，它们沿轴向设置，其中一个组件1110a与另一组件1110b的位移不同。对于包括两个组件1110a,b的实施例，优选的是，一个组件1110a的位移对于PKG动力冲程进行优化，而另一组件1110b的位移/参数对于PKG缩回冲程进行优化。可替代地，一个组件1110b可对于PKG缩回冲程进行优化，而两个组件1110a,b之和可对于PKG动力冲程进行优化。施加工作腔506停用以选择适合的一个或多个工作腔506组件1110，这取决于PKG冲程：高速小位移用于缩回冲程或低速大位移用于动力冲程。组件1110的另外的工作腔506也可停用，以进一步细化位移。在具有各自不同位移的各工作腔506中进行选择可被认为是粗略的泵/马达位移调节；而在各个相似位移的各工作腔506中进行选择可被认为是精细的泵/马达位移调节。在图14B中，其中一个组件1110a包括的转子502和定子504具有比另一组件1110b更大的半径、更多的工作腔506、和更多的叶瓣510。具有转子502和定子504(具有较大半径)的组件1110a具有更大位移，并在动力冲程过程中启用，且在缩回冲程过程中停用。具有转子502和定子504(具有较小半径)的组件1110b可选地也在动力冲程过程中启用且在缩回冲程过程中启用。
图14A图示的实施例包括4组工作腔506，它们集合为两个重叠的组件1110：动力冲程组件1110a和缩回冲程组件1110b。缩回冲程组件1110b包括2组工作腔506，动力冲程组件1110a包括缩回冲程组件1110b和另外的2组工作腔506。动力冲程组件1110a因而具有比缩回冲程组件1110b更大的位移，如前文关于图14B所述。
对于前述实施例而言另外地或可替代地，泵/马达可对PKG系统进行优化，其中两个工作腔506组件1110被指派给动力和缩回冲程，其中，离合器1502(图示在图15A和15B中)用于在各组件1110之间选择，其中组件1110的一些子集也可停用以进行额外的位移决定。
参见图15A和15B，其图示出两个实施例，每个包括共轴设置的至少两个工作腔组，至少一个组与其他组具有不同的位移量和/或其他物理参数，离合器1502设置在泵/马达输出机轴602与一个工作腔组的旋转移动之间。离合器1502可设置在多个工作腔组的分立各机轴602之间(图15A)，或设置在工作腔组的凸轮环与机轴602之间(图15B)。离合器1502可有源或无源致动(图15B图示出无源的自由轮类型的离合器)。在一个实施例中，工作腔组的位移使得：所有组的总和对于大位移动力冲程进行优化，通过离合器1502操作而隔离使用的组子集对于小位移缩回冲程进行优化。在一个实施例中，两个工作腔组通过无源离合器1502(其动作具有楔块/斜撑离合器的特征)耦合。工作腔组刚性地(不通过离合器)耦合到系缆引擎104，并具有对于缩回冲程优化的位移。两个工作腔组的位移总和对于动力冲程进行优化。当系缆102通过翼型200伸出时，系缆引擎104以泵送模式(动力冲程)驱动两个工作腔组。为了缩回系缆102，系缆引擎104通过液压泵/马达112以马达模式沿相反方向驱动，其中，仅刚性耦合的工作腔组的工作腔506启用且其他组停用(缩回冲程)。这种停用组的部件由于离合器1502的动作而静止。与离合器脱离连接的工作腔组可以在动力冲程过程中通过任意适合机构停用(即，没有前述的具有活塞508不动特征的改进机构，因为离合器1502在缩回冲程过程中防止活塞508致动，无需如关于图7-14所述地使活塞508不动)，由此仍避免低效/无效流体移动。这样，泵/马达112的效率对于PKG应用而改进，无需包括前述的改进停用技术。工作腔506停用的任何前述机构仍可应用于工作腔506，以进行进一步的泵/马达112位移控制。结果是，泵/马达112可根据PKG模式而传输不同位移，其中低效/无效流体移动减少。图15C详细图示出图15B中所示类型的示例性无源自由轮类型的离合器。
对于前述实施例而言另外地或可替代地，数字液压泵/马达112设置有可变位移机构，通过控制工作腔506所遵从的凸轮环轮廓实现。凸轮环轮廓被限定为垂直于机器旋转轴线的凸轮环剖面(在给定轴向位置处所取)的周边。示例性凸轮环轮廓可为正弦函数，包括平均半径、幅度、和周期量(即叶瓣510的数量)的参数。示例性凸轮环轮廓设置如图16A-16F所示。凸轮环轮廓的控制改变泵/马达112的位移，而无需维持工作腔506停用。在特定实施例中，可变位移的范围对于设想的PKG动力和缩回冲程进行优化(例如，该轮廓可在大容积的值与较小容积位移值之间变化)。
例如，一个实施例(未示出)包括：工作腔组；凸轮环，其具有至少两个不同剖面轮廓沿轴向设置(例如图16B)，被构建为单件或包括多件；和改变工作腔506(活塞/从动件)相对于凸轮环的沿轴向方向的相对位置的机构。此实施例通过以下方式实现功能：停用以凸轮环轮廓改变为目标的所有工作腔506，使活塞508免受凸轮环的任何干扰；致动该机构使工作腔506和凸轮环相对移位；在新的凸轮环轮廓上重新启用工作腔506。
另一实施例(未示出)包括：工作腔组；凸轮环，其具有大致切表面连续性，其中凸轮环轮廓沿轴向方向变化；和改变工作腔506(活塞/从动件)相对于凸轮环的相对位置的机构。此实施例与上一个实施例的区别在于：规定连续的凸轮环表面(例如图16C,16D,16E)，使得工作腔活塞/从动件在定位机构致动过程中可保持接触凸轮环。此实施例的凸轮环轮廓控制通过以下方式实现功能：可选地停用以凸轮环轮廓改变为目标的工作腔506；致动该机构使工作腔506和凸轮环相对移位；重新启用被可选地停用的工作腔506。在一个实施例中，不同凸轮环轮廓具有不同数量的周期，则在不同数量的非零周期的轮廓之间的是零周期的轮廓(例如，图16E所示的凸轮轮廓在6至12个叶瓣之间转变，其中零叶瓣510的柱形区部沿轴向位于它们之间)。
参见图17A-17C，图示出前述的使工作腔和凸轮环相对移位的机构的三个实施例，其采用液压致动器1702的形式。虽然显示出液压致动器1702，不过在不同的实施例(未示出)中，仍可使用适合类型的线性致动器，例如电动或气动的致动器。
图17A图示出的一个实施例中，保持工作腔506的壳体1304沿轴向方向不动；机轴602a沿轴向方向不动；凸轮环通过限制旋转但允许轴向移位的机构而耦合到机轴602；液压致动器1702将凸轮环沿轴向方向定位。凸轮环可使用例如键槽或花键而耦合到机轴602。致动器1702可通过换档叉起作用。此实施例通过以下方式实现功能：使凸轮环直接在壳体1702内移位，进而改变与工作腔506对准的凸轮环轮廓。
图17B图示出另一实施例，包括：壳体1702，其保持工作腔506，沿轴向方向可动但旋转受限；机轴602，其刚性连接到凸轮环，沿轴向方向不动；致动器1702，沿轴向方向定位壳体；柔顺机构，其将泵/马达112连接到液压回路118。此实施例通过以下方式实现功能：使壳体1702在机轴602上沿轴向方向移位，这进而改变与工作腔506对准的凸轮环轮廓。
图17C图示出另一实施例，其包括：不动壳体1702，其保持工作腔506；机轴602，其刚性连接到凸轮环且沿轴向方向可动；致动器1702，沿轴向方向定位机轴602；将连接到机轴602的凸轮环的旋转和系缆引擎104(或泵/马达输出机轴)耦合的机构，其沿周向方向柔顺。此实施例通过以下方式实现功能：使机轴602在壳体1702内沿轴向方向移位，这进而改变与工作腔506对准的凸轮环轮廓。
现在参见图18B，显示出泵/马达112的另一实施例，其中，凸轮环不具有叶瓣510且呈柱形。凸轮环和工作腔506均为环形，并相对于彼此偏心定位。因此，即使没有任何叶瓣510，凸轮环和工作组506的相对旋转引起活塞508往复运动。对于同心布置的实施例的每个工作腔506经历的移位的示例显示在图18A中用于对照。
现在参见图19，显示出系缆引擎104的示例性实施例，其包括：鼓402，系缆102围绕其卷绕；环齿轮1902，其具有中心对准鼓402的旋转轴线且固定耦合到鼓402；液压泵/马达112。三个液压泵/马达112耦合到环齿轮1902并驱动环齿轮1902(当作为马达操作时)和被环齿轮1902驱动(当作为泵操作时)。每个泵/马达112经由单减速齿轮1902耦合到环齿轮1902。在不同实施例(未示出)中，两个或更多个齿轮可用于将任意一个或多个泵/马达112耦合到环齿轮1902，和/或，一个、两个、或多于三个液压泵/马达112可耦合到环齿轮1902。在进一步的不同实施例(未示出)中，可变速齿轮箱可用于将液压泵/马达112耦合到鼓402。
控制系统106操作PKG，如前所述。控制策略通过控制翼型200的轨迹、系缆引擎104的方向和速度、能量蓄积、和/或发电量而寻求优化所产生能量的成本。这些参数影响PKG动力和系统磨损，这影响收益和操作和维护成本(其影响到电力成本)。
已经仅例示性地描述了一个或多个示例性实施例。提供此描述用于例示和描述的目的，而非意在穷举或限制于所公开的形式。在不背离权利要求范围的情况下，多种修改和变化对于本领域普通技术人员而言将是显见的。对本领域技术人员而言将显见的是：在不背离权利要求范围的情况下，可进行多种变化和修改。例如，在所示实施例中，风能被利用并使用液压流体压缩气体而机械储存到蓄积器中。不过，在不同实施例(未示出)中，当希望机械能储存和/或传递时，基于液压结构而言另外地或可替代地可使用气动结构。此外，在特定的其他实施例(未示出)中，被利用的风能以非机械方式储存。在这些实施例中的一个中，地面站可进一步包括电能储存器机构，例如电池或超级电容器。在这样的实施例(包括电能储存器)中，电池或超级电容器可电耦合(例如经电池或超级电容器互联器/控制器)到地面站的发电机116或PKG电输出连接部。这些实施例还可包括或不包括：液压－气动蓄积器108，其耦合到液压回路118；这允许改进静液压驱动机组的效率和牢固性，而同时还允许选择使用具有逐渐变好的效率和成本方案的新兴电能储存技术。在特定实施例中，能量储存是非机械的(例如电储存)，则电动马达可替代液压马达，用于在缩回阶段中缩回系缆102。例如，在将被利用风能储存在电池中的实施例中，电池可在缩回阶段中直接为电动马达供能，进而为系缆引擎供能以缩回系缆。
本文中所用术语仅用于描述特定实施例的目的，并非意在限制性的。因此，如在此所用，单数形式“一”、“一个”和“所述”意在也包括复数的形式，除非上下文中另行明确指明。此外，本文中使用名词后缀(例如各名词)是指一个或多个该名词。
将进一步理解的是，表述“包括”和“包含”当用于本专利文件中时规定存在一个或多个所述特征、整数、步骤、操作、元件、和部件，但不排斥存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件、和组。方向的表述，例如顶、底、向上、向下、竖直、侧向，用于以下描述中，目的仅用于提供相对基准，而非意在建议对任何部件如何在使用过程中定位、或者在组件中或相对于环境安装进行任何限制。此外。表述“耦合”和其如在本说明书中所用的变体(例如连接)意在包括间接和直接的连接，除非另行指明。例如，如果第一装置耦合到第二装置，则所述耦合可通过直接连接或通过经其他装置和连接的间接连接实现。类似地，如果第一装置通信地耦合到第二装置，则通信可通过直接连接或者通过经其他装置和连接的间接连接实现。
本文中的“和/或”与一系列选项结合使用是指：这些选项中的任意一个或多个。
在前述实施例中的使用的控制器可例如为处理单元(例如处理器、微处理器、或可编程逻辑控制器)，其通信地耦合到非暂时计算机可读介质，所述介质上存储有程序代码以由处理单元、微控制器(其包括处理单元和非暂时计算机可读介质)、现场可编程门阵列(FPGA)、或专用集成电路(ASIC)执行。计算机可读介质的示例是非暂时的，并包括基于盘的介质，例如光盘只读存储器(CD-ROM)和数字视盘(DVD)；磁介质，例如硬盘驱动器和其他形式的磁盘存储器；基于半导体的介质，例如闪存介质、随机访问存储器(包括动态随机访问存储器(DRAM)和静态随机访问存储器(SRAM))；和只读存储器。
可设想，本专利文件中所述的任意方面或实施例的任意部分可以与本专利文件中所述任意其他方面或实施例的任意部分实施或组合。
在解读权利要求书时，应理解，使用计算机实施本文中所述实施例是基本的，至少当计算机设备的存在或使用在权利要求书中有效限定时。

Claims (69)

1.一种用于使用系缆翼型利用风能的方法，所述方法包括：
（a）在牵引阶段中，允许风使系缆伸出，所述系缆机械地耦合到至少一个数字液压机器，所述至少一个数字液压机器能够操作为利用风能发电；
（b）在所述牵引阶段中，在使用被储存的风能来发电之前储存通过所述系缆伸出而利用的至少一些风能；和
（c）在缩回阶段中，使用在所述牵引阶段中储存的所述风能中的至少一些风能来致使所述至少一个数字液压机器缩回所述系缆；
其中所述至少一个数字液压机器包括多个工作腔，每个具有相关联的位移，所述多个工作腔被构造为可选择性停用并且进一步包括在所述缩回阶段中停用所述工作腔中在所述牵引阶段中启用的一个或多个工作腔，以使对于特定风速所述至少一个数字液压机器在所述缩回阶段比在所述牵引阶段具有更低的平均位移。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述风能被机械地储存。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个数字液压机器包括：
（a）高压力通道和低压力通道；
（b）对于所述工作腔中的每个工作腔，活塞响应于压力而在所述工作腔内可动，其中所述工作腔中的每个工作腔能够选择性地流体耦合到所述高压力通道和所述低压力通道以调节所述压力；
（c）叶瓣，其中所述叶瓣和工作腔相对于彼此可动，并且所述叶瓣被成形和定位使得：当所述工作腔和叶瓣相对于彼此移动时，所述活塞往复运动，并且所述活塞保持接触所述叶瓣。
4.根据权利要求3所述的方法，其中停用所述工作腔中的一个或多个工作腔包括：对于拟停用的所述工作腔中的至少一些工作腔中的每一个，使所述工作腔流体耦合到相同的压力通道，以实现所述活塞响应于压力而在所述工作腔内多次往复运动。
5.根据权利要求4所述的方法，其中对于拟停用的所述工作腔中的至少一些工作腔中的每一个，所述工作腔流体耦合到所述低压力通道，以实现所述活塞的多次往复运动。
6.根据权利要求3所述的方法，其中对于拟停用的所述工作腔中的至少一些工作腔中的每一个，停用所述工作腔包括：
（a）确定何时所述活塞的往复运动使所述工作腔小于最大容积；
（b）当所述工作腔小于最大容积时，将所述工作腔与所述高压力通道和所述低压力通道进行密封。
7.根据权利要求6所述的方法，其中当所述叶瓣中的一个叶瓣的峰部接触所述活塞时，所述工作腔被密封。
8.根据权利要求3所述的方法，其中对于拟停用的所述工作腔中的至少一些工作腔中的每一个，停用所述工作腔包括：
（a）使所述工作腔仅流体耦合到所述低压力通道；
（b）增大所述工作腔外的压力，使所述活塞移动以减小所述工作腔的容积；然后
（c）将所述工作腔与所述低压力通道进行密封。
9.根据权利要求8所述的方法，其中增大所述工作腔外的压力包括增大装容所述工作腔和所述叶瓣的壳体内的压力，并进一步包括：在增大所述壳体内的压力之前，将在所述缩回阶段中要保持启用的所述工作腔与所述高压力通道和所述低压力通道进行密封。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述工作腔外的压力增大至比所述低压力通道中的压力更高的压力。
11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：拉伸弹簧，其处于所述工作腔内并连接到所述活塞和所述工作腔；
其中所述拉伸弹簧被偏置以拉动所述工作腔内的所述活塞，并对所述活塞施加一力，当所述工作腔仅流体耦合到所述低压力通道时所述力小于从所述低压力通道施加于所述活塞的力。
12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：压缩弹簧，其处于所述工作腔中的在所述缩回阶段中要保持启用的至少一个工作腔内；
其中所述压缩弹簧被偏置以将所述活塞推出所述工作腔外，并对所述活塞施加一力，所述力大于所述壳体内的压力，用于停用拟停用的所述工作腔中的所述至少一些工作腔。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中拟停用的所述工作腔包括第一组和第二组工作腔，并且停用所述一个或多个工作腔包括：
（a）将用于所述第一组的所述低压力通道与用于所述第二组的所述低压力通道进行流体密封；
（b）使所述第一组和第二组工作腔分别流体耦合到用于所述第一组和第二组的所述低压力通道；
（c）对用于所述第一组和第二组的所述低压力通道进行加压，其中用于所述第一组的所述低压力通道被加压至一压力，其高于用于所述第二组的所述低压力通道的压力；
（d）增大所述第一组和第二组外的压力至处于用于所述第一组和第二组的所述低压力通道的压力之间；然后
（e）将所述第二组与用于所述第二组的所述低压力通道进行密封。
14.根据权利要求13所述的方法，其中当所述第一组和第二组启用时用于所述第一组和第二组的所述低压力通道被流体耦合到一起。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个数字液压机器的工作腔包括第一组工作腔和第二组工作腔，并且其中所述至少一个数字液压机器包括：
（a）第一和第二高压力通道，以及第一和第二低压力通道；
（b）对于所述工作腔中的每一个，活塞响应于压力而在所述工作腔内可动，其中所述第一组和第二组工作腔中的每一个分别能够选择性地流体耦合到所述第一高压力通道和第一低压力通道以及所述第二高压力通道和第二低压力通道以调节压力；
（c）第一组和第二组叶瓣，其中所述第一组和第二组工作腔分别相对于所述第一组和第二组叶瓣可动，其中所述叶瓣被成形和定位而使得：当所述第一组和第二组工作腔与所述第一组和第二组叶瓣相应地相对于彼此移动时所述活塞往复运动，并且所述活塞保持接触所述叶瓣；
（d）第一壳体，其包含所述第一组工作腔和在其中响应于压力可动的所述活塞；第一高压力通道和第一低压力通道；以及第一组叶瓣；
（e）第二壳体，其包含所述第二组工作腔和在其中响应于压力可动的所述活塞；第二高压力通道和第二低压力通道；以及第二组叶瓣；
其中所述第一壳体和第二壳体彼此流体密封，并且其中所述方法进一步包括：通过以下方式在所述缩回阶段中停用其中一组所述工作腔中的至少一些：加压包含所述一组工作腔的所述壳体至一压力，其高于用于所述一组工作腔的所述低压力通道的压力。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个数字液压机器的工作腔包括第一组工作腔和第二组工作腔，并且其中所述至少一个数字液压机器包括：
（a）第一高压力通道和第二高压力通道；以及第一低压力通道和第二低压力通道；
（b）对于所述工作腔中的每一个，活塞响应于压力而在所述工作腔内可动，其中所述第一组和第二组工作腔中的每一个分别能够选择性地流体耦合到所述第一高压力通道和第一低压力通道以及所述第二高压力通道和第二低压力通道以调节压力；
（c）第一组和第二组叶瓣，其中所述第一组和第二组工作腔分别相对于所述第一组和第二组叶瓣可动，其中所述叶瓣被成形和定位而使得：当所述第一组和第二组工作腔与所述第一组和第二组叶瓣相应地相对于彼此移动时所述活塞往复运动，并且所述活塞保持接触所述叶瓣；
其中所述第一组工作腔包括第一转子或第一定子中的一个的一部分，而所述第一组叶瓣包括所述第一转子或所述第一定子中的另一个的一部分；
其中所述第二组工作腔包括第二转子或第二定子中的一个的一部分，而所述第二组叶瓣包括所述第二转子或所述第二定子中的另一个的一部分；
其中所述第一转子相对于所述第一定子的完整旋转引起比所述第二转子相对于所述第二定子的完整旋转更大的位移；
其中所述方法进一步包括：在所述牵引阶段中，通过允许所述系缆伸出以引起至少所述第一转子相对于所述第一定子的旋转而利用风能；以及在所述缩回阶段中，使用所述第二转子相对于所述第二定子的旋转且不允许所述第一转子相对于所述第一定子旋转而缩回所述系缆。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一转子和第一定子分别具有比所述第二转子和第二定子更大的环直径。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中所述第一转子和第二转子分别沿第一机轴和第二机轴定位，并且其中离合器能够操作以将各所述机轴耦合到一起。
19.根据权利要求16或17所述的方法，其中所述转子中的每个转子沿机轴定位，所述转子围绕所述机轴旋转，并且第一离合器和第二离合器分别将所述第一转子和第二转子耦合到所述机轴。
20.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个数字液压机器包括：
（a）高压力通道和低压力通道；
（b）对于所述工作腔中的每个工作腔，活塞响应于压力而在所述工作腔内可动，其中所述工作腔中的每个工作腔能够选择性地流体耦合到所述高压力通道和所述低压力通道以调节压力；
（c）沿轴向延伸的叶瓣环，其中所述工作腔相对于叶瓣沿轴向和沿周向可动，所述叶瓣被成形和定位使得：当所述工作腔和叶瓣相对于彼此相应地沿周向移动时，所述活塞往复运动，并且所述活塞保持接触所述叶瓣；并且所述叶瓣对幅度和数量中的至少一者沿轴向改变，使得由于所述叶瓣环的完整旋转所致的所述工作腔的总位移取决于所述工作腔相对于所述叶瓣的轴向位置；
其中所述方法进一步包括：使所述工作腔和叶瓣环相对于彼此沿轴向移动，使得所述工作腔的总位移在所述牵引阶段中比在所述缩回阶段中更大。
21.根据权利要求20所述的方法，其中由于所述叶瓣相对于所述工作腔的完整旋转所致的所述工作腔的总位移随着所述叶瓣与工作腔之间的相对运动沿轴向在一个方向上行进而单调地改变。
22.根据权利要求21所述的方法，其中随着所述叶瓣和工作腔沿轴向相对于彼此在所述一个方向上移动，所述总位移改变、保持恒定、然后再次改变。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，其中所述叶瓣环包括转子的一部分，并且所述工作腔包括定子的一部分，所述工作腔和所述叶瓣环的轴向相对运动由所述叶瓣环沿轴向沿机轴移动而引起。
24.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，其中所述叶瓣环包括转子的一部分，所述工作腔包括定子的一部分，所述工作腔和所述叶瓣环的轴向相对运动由沿轴向移动紧固有所述叶瓣环的机轴而引起。
25.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，其中所述叶瓣环包括转子的一部分，并且所述工作腔包括定子的一部分，并且所述工作腔和所述叶瓣环的轴向相对运动由沿轴向移动包含所述工作腔的壳体而引起。
26.根据权利要求1至12、15至17、20至22中任一项所述的方法，其中所述系缆使用线性系缆引擎而被机械地伸出和缩回。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述线性系缆引擎包括轮，所述系缆在各所述轮之间被线性地伸出和缩回。
28.根据权利要求26所述的方法，其中所述线性系缆引擎包括轨道，所述系缆在各所述轨道之间被线性地伸出和缩回。
29.根据权利要求26所述的方法，其中所述线性系缆引擎包括带，所述系缆在各所述带之间被线性地伸出和缩回。
30.根据权利要求1至12、15至17、20至22中任一项所述的方法，其中所述系缆使用系缆引擎而被机械地伸出和缩回，所述系缆引擎包括：
（a）鼓，所述系缆围绕所述鼓被卷绕；
（b）环齿轮，其具有与所述鼓的旋转轴线对准的中心并被固定地耦合到所述鼓；
其中所述至少一个数字液压机器经由所述环齿轮机械地耦合到所述系缆引擎。
31.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个数字液压机器的工作腔被设置处于环形，并且其中所述至少一个数字液压机器包括：
（a）高压力通道和低压力通道；
（b）对于所述工作腔中的每个工作腔，活塞响应于压力而在所述工作腔内可动，其中所述工作腔中的每个工作腔能够选择性地流体耦合到所述高压力通道和所述低压力通道以调节压力；
（c）凸轮环，其相对于工作腔环被偏心地定位，其中所述凸轮环和工作腔能够相对于彼此旋转，使得当所述工作腔和凸轮环相对于彼此旋转时，所述活塞往复运动，并且所述活塞保持接触所述凸轮环。
32.根据权利要求1至12、14至17、20至22、27至29、31中任一项所述的方法，进一步包括：在所述牵引阶段和缩回阶段中使用所述风能中的在所述牵引阶段利用的至少一些风能来发电，以使用机械地耦合到发电机的液压马达为所述发电机供能。
33.根据权利要求32所述的方法，其中在所述牵引阶段中，使用在所述牵引阶段中利用而且未储存的风能为所述发电机供能。
34.根据权利要求33所述的方法，其中在所述牵引阶段中，还使用在所述牵引阶段或先前的牵引阶段中被利用之后已储存的风能为所述发电机供能。
35.一种用于使用系缆翼型利用风能的系统，所述系统包括：
（a）翼型；
（b）系缆，其耦合到所述翼型；
（c）系缆引擎，其耦合到所述系缆并被构造以允许所述系缆在牵引阶段中伸出并在缩回阶段中缩回；
（d）液压回路；
（e）至少一个数字液压机器，其机械地耦合到所述系缆引擎并液压地耦合到所述液压回路，并被构造以经由所述系缆从所述系缆引擎的伸出而在所述牵引阶段中利用风能，所述风能由所述至少一个数字液压机器传递到所述液压回路以产生电能，其中所述至少一个数字液压机器包括工作腔，所述工作腔具有相关联的位移，所述工作腔被构造为可选择性停用；
（f）其中所述至少一个数字液压机器还被构造以接收来自所述液压回路的能量以致动所述系缆引擎而在所述缩回阶段中缩回所述系缆；
（g）控制系统，其通信地耦合到所述至少一个数字液压机器，所述控制系统被构造以：
（i）在所述牵引阶段中，在使用被储存的风能来发电之前使所利用的风能中传递到所述液压回路的至少一些风能得到储存；
（ii）在所述缩回阶段中，使所述工作腔中在所述牵引阶段中启用的一个或多个工作腔停用，以使对于特定风速所述至少一个数字液压机器在所述缩回阶段比在所述牵引阶段具有更低的平均位移；
（iii）使所储存的所述风能中的至少一些风能经由所述液压回路传递回到所述至少一个数字液压机器，以缩回所述系缆。
36.根据权利要求35所述的系统，其中所述液压回路包括：
（a）高压回路；
（b）低压回路；
（c）蓄积器，其液压地耦合到所述高压回路并被构造以储存被利用风能；和
（d）低压储器，其液压地耦合到所述低压回路。
37.根据权利要求35所述的系统，其中所述至少一个数字液压机器包括：
（a）高压力通道和低压力通道；
（b）对于所述工作腔中的每个工作腔，活塞响应于压力而在所述工作腔内可动，其中所述工作腔中的每个工作腔能够选择性地流体耦合到所述高压力通道和所述低压力通道以调节压力；
（c）叶瓣，其中所述叶瓣和工作腔相对于彼此可动，所述叶瓣被成形和定位使得：当所述工作腔和叶瓣相对于彼此移动时，所述活塞往复运动，并且所述活塞保持接触所述叶瓣。
38.根据权利要求37所述的系统，其中停用所述工作腔中的一个或多个工作腔包括：对于拟停用的所述工作腔中的至少一些工作腔中的每一个，使所述工作腔流体耦合到相同的压力通道，以实现所述活塞响应于压力而在所述工作腔内多次往复运动。
39.根据权利要求38所述的系统，其中对于拟停用的所述工作腔中的至少一些工作腔中的每一个，所述控制系统使所述工作腔得以流体耦合到所述低压力通道，以实现所述活塞的多次往复运动。
40.根据权利要求37所述的系统，其中对于拟停用的所述工作腔中的至少一些工作腔中的每一个，停用所述工作腔包括：
（a）确定何时所述活塞的往复运动使所述工作腔小于最大容积；
（b）当所述工作腔小于最大容积时，将所述工作腔与所述高压力通道和所述低压力通道进行密封。
41.根据权利要求40所述的系统，其中当所述叶瓣中的一个叶瓣的峰部接触所述活塞时，所述控制系统还被配置成使所述工作腔得以密封。
42.根据权利要求37所述的系统，其中对于拟停用的所述工作腔中的至少一些工作腔中的每一个，停用所述工作腔包括：
（a）使所述工作腔仅流体耦合到所述低压力通道；
（b）增大所述工作腔外的压力，使所述活塞移动以减小所述工作腔的容积；然后
（c）将所述工作腔与所述低压力通道进行密封。
43.根据权利要求42所述的系统，其中所述至少一个数字液压机器进一步包括装容所述工作腔和所述叶瓣的壳体；其中增大所述工作腔外的压力包括增大所述壳体内的压力；其中，在增大所述壳体内的压力之前，将在所述缩回阶段中要保持启用的所述工作腔与所述高压力通道和所述低压力通道进行密封。
44.根据权利要求43所述的系统，其中所述工作腔外的压力增大至比所述低压力通道中的压力更高的压力。
45.根据权利要求42所述的系统，其中所述至少一个数字液压机器进一步包括拉伸弹簧，其处于所述工作腔内并连接到所述活塞和所述工作腔；所述拉伸弹簧被偏置以拉动所述工作腔内的所述活塞，并对所述活塞施加一力，当所述工作腔仅流体耦合到所述低压力通道时所述力小于从所述低压力通道施加于所述活塞的力。
46.根据权利要求44所述的系统，其中所述至少一个数字液压机器进一步包括压缩弹簧，其处于所述工作腔中的在所述缩回阶段中要保持启用的至少一个工作腔内；所述压缩弹簧被偏置以将所述活塞推出所述工作腔外，并对所述活塞施加一力，所述力大于所述壳体内的压力，用于停用拟停用的所述工作腔中的所述至少一些工作腔。
47.根据权利要求42至46中任一项所述的系统，其中拟停用的所述工作腔包括第一组和第二组工作腔，停用所述一个或多个工作腔包括：
（a）将用于所述第一组的所述低压力通道与用于所述第二组的所述低压力通道进行流体密封；
（b）使所述第一组和第二组工作腔分别流体耦合到用于所述第一组和第二组的所述低压力通道；
（c）对用于所述第一组和第二组的所述低压力通道进行加压，其中用于所述第一组的所述低压力通道被加压至一压力，其高于用于所述第二组的所述低压力通道的压力；
（d）增大所述第一组和第二组外的压力至处于用于所述第一组和第二组的所述低压力通道的压力之间；然后
（e）将所述第二组与用于所述第二组的所述低压力通道进行密封。
48.根据权利要求47所述的系统，其中当所述第一组和第二组启用时，所述控制系统使用于所述第一组和第二组的所述低压力通道得以流体耦合。
49.根据权利要求35所述的系统，其中所述至少一个数字液压机器的工作腔包括第一组工作腔和第二组工作腔，并且其中所述至少一个数字液压机器包括：
（a）第一高压力通道和第二高压力通道；以及第一低压力通道和第二低压力通道；
（b）对于所述工作腔中的每个工作腔，活塞响应于压力而在所述工作腔内可动，其中所述第一组和第二组工作腔中的每一个分别能够选择性地流体耦合到所述第一高压力通道和第一低压力通道以及所述第二高压力通道和第二低压力通道以调节压力；
（c）第一组和第二组叶瓣，其中所述第一组和第二组工作腔分别相对于所述第一组和第二组叶瓣可动，其中所述叶瓣被成形和定位而使得：当所述第一组和第二组工作腔与所述第一组和第二组叶瓣相应地相对于彼此移动时所述活塞往复运动，并且所述活塞保持接触所述叶瓣；
（d）第一壳体，其包含所述第一组工作腔和在其中响应于压力可动的所述活塞；第一高压力通道和第一低压力通道；以及第一组叶瓣；
（e）第二壳体，其包含所述第二组工作腔和在其中响应于压力可动的所述活塞；第二高压力通道和第二低压力通道；以及第二组叶瓣；
其中所述第一壳体和第二壳体彼此流体密封，其中，通过以下方式在所述缩回阶段中停用其中一组所述工作腔中的至少一些：加压包含所述一组工作腔的所述壳体至一压力，其高于用于所述一组工作腔的所述低压力通道的压力。
50.根据权利要求35所述的系统，其中所述至少一个数字液压机器的工作腔包括第一组工作腔和第二组工作腔，并且其中所述至少一个数字液压机器包括：
（a）第一高压力通道和第二高压力通道；以及第一低压力通道和第二低压力通道；
（b）对于所述工作腔中的每个工作腔，活塞响应于压力而在所述工作腔内可动，其中所述第一组和第二组工作腔中的每一个分别能够选择性地流体耦合到所述第一高压力通道和第一低压力通道以及所述第二高压力通道和第二低压力通道以调节压力；
（c）第一组和第二组叶瓣，其中所述第一组和第二组工作腔分别相对于所述第一组和第二组叶瓣可动，其中所述叶瓣被成形和定位而使得：当所述第一组和第二组工作腔与所述第一组和第二组叶瓣相应地相对于彼此移动时所述活塞往复运动，并且所述活塞保持接触所述叶瓣；
其中所述第一组工作腔包括第一转子或第一定子中的一个的一部分，而所述第一组叶瓣包括所述第一转子或所述第一定子中的另一个的一部分；
其中所述第二组工作腔包括第二转子或第二定子中的一个的一部分，而所述第二组叶瓣包括所述第二转子或所述第二定子中的另一个的一部分；
其中所述第一转子相对于所述第一定子的完整旋转引起比所述第二转子相对于所述第二定子的完整旋转更大的位移；
其中，在所述牵引阶段中，通过允许所述系缆伸出以引起至少所述第一转子相对于所述第一定子的旋转而利用风能；在所述缩回阶段中，使用所述第二转子相对于所述第二定子的旋转且不允许所述第一转子相对于所述第一定子旋转而缩回所述系缆。
51.根据权利要求50所述的系统，其中所述第一转子和第一定子分别具有比所述第二转子和第二定子更大的环直径。
52.根据权利要求50或51所述的系统，进一步包括机轴，所述转子在所述机轴上旋转；以及离合器，其在所述机轴上，处于各所述转子之间。
53.根据权利要求50或51所述的系统，进一步包括机轴，所述转子在所述机轴上旋转；以及第一离合器和第二离合器，其分别将所述第一转子和第二转子耦合到所述机轴。
54.根据权利要求35所述的系统，其中所述至少一个数字液压机器包括：
（a）高压力通道和低压力通道；
（b）对于所述工作腔中的每个工作腔，活塞响应于压力而在所述工作腔内可动，其中所述工作腔中的每个工作腔能够选择性地流体耦合到所述高压力通道和所述低压力通道以调节压力；
（c）沿轴向延伸的叶瓣环，其中所述工作腔相对于叶瓣沿轴向和沿周向可动，所述叶瓣被成形和定位使得：当所述工作腔和叶瓣相对于彼此相应地沿周向移动时，所述活塞往复运动，并且所述活塞保持接触所述叶瓣；所述叶瓣对幅度和数量中的至少一者沿轴向改变，使得由于所述叶瓣环的完整旋转所致的所述工作腔的总位移取决于所述工作腔相对于所述叶瓣的轴向位置；
其中，使所述工作腔和叶瓣环相对于彼此沿轴向移动，使得所述工作腔的总位移在所述牵引阶段中比在缩回阶段中更大。
55.根据权利要求54所述的系统，其中，
由所述叶瓣相对于所述工作腔的完整旋转所致的所述工作腔的总位移随着所述叶瓣与工作腔之间的相对运动沿轴向在一个方向上行进而单调地改变。
56.根据权利要求55所述的系统，其中随着所述叶瓣和工作腔沿轴向相对于彼此在所述一个方向上移动，所述总位移改变、保持恒定、然后再次改变。
57.根据权利要求54至56中任一项所述的系统，其中所述叶瓣环包括转子的一部分，所述工作腔包括定子的一部分，所述工作腔和叶瓣环的轴向相对运动由沿轴向沿机轴移动所述叶瓣环而引起。
58.根据权利要求54至56中任一项所述的系统，其中所述叶瓣环包括转子的一部分，所述工作腔包括定子的一部分，所述工作腔和叶瓣环的轴向相对运动由沿轴向移动紧固有所述叶瓣环的机轴而引起。
59.根据权利要求54至56中任一项所述的系统，其中所述叶瓣环包括转子的一部分，所述工作腔包括定子的一部分，所述工作腔和叶瓣环的轴向相对运动由沿轴向移动包含所述工作腔的壳体而引起。
60.根据权利要求35至46、48至51、54至56中任一项所述的系统，其中所述系缆引擎使所述系缆线性地伸出和缩回。
61.根据权利要求60所述的系统，其中所述系缆引擎包括轮，所述系缆在各所述轮之间被线性地伸出和缩回。
62.根据权利要求60所述的系统，其中所述系缆引擎包括轨道，所述系缆在各所述轨道之间被线性地伸出和缩回。
63.根据权利要求60所述的系统，其中所述系缆引擎包括带，所述系缆在各所述带之间被线性地伸出和缩回。
64.根据权利要求35至46、48至51、54至56中任一项所述的系统，其中所述系缆引擎包括：
（a）鼓，所述系缆围绕所述鼓被卷绕；
（b）环齿轮，其具有与所述鼓的旋转轴线对准的中心并被固定耦合到所述鼓；
其中所述至少一个数字液压机器经由所述环齿轮机械地耦合到所述系缆引擎。
65.根据权利要求35所述的系统，其中所述至少一个数字液压机器的工作腔被设置处于环形，并且其中所述至少一个数字液压机器包括：
（a）高压力通道和低压力通道；
（b）对于所述工作腔中的每个工作腔，活塞响应于压力而在所述工作腔内可动，其中所述工作腔中的每个工作腔能够选择性地流体耦合到所述高压力通道和所述低压力通道以调节压力；
（c）凸轮环，其相对于工作腔环被偏心定位，其中所述凸轮环和工作腔能够相对于彼此旋转，使得当所述工作腔和凸轮环相对于彼此旋转时，所述活塞往复运动，并且所述活塞保持接触所述凸轮环。
66.根据权利要求35至46、48至51、54至56、61至63、65中任一项所述的系统，进一步包括液压马达，其流体耦合到所述液压回路；发电机，其机械地耦合到所述液压马达；其中所述控制系统进一步被构造以在所述牵引阶段和缩回阶段中使用所述风能中的所利用的至少一些风能为所述发电机供能。
67.根据权利要求66所述的系统，其中在所述牵引阶段中，使用在所述牵引阶段中利用而且未储存的风能为所述发电机供能。
68.根据权利要求67所述的系统，其中在所述牵引阶段中，还使用在所述牵引阶段或先前的牵引阶段中被利用之后已储存的风能为所述发电机供能。
69.一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有能够由处理器执行的计算机程序代码，所述计算机程序代码在由所述处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1至12、14至17、20至22、27至29、31、33、34中任一项所述的方法。
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