ES2635079T3 - Dispositivos propulsados por olas que se configuran para integración - Google Patents

Abstract

Un dispositivo propulsado por olas, WPD, que comprende: un flotador (10); un componente (20) activado por olas; y un anclaje (30) que tiene un primer extremo que se conecta con el flotador y un segundo extremo que se conecta con el componente accionado por olas; en el que cuando el flotador se sitúa en o cerca de la superficie de aguas quietas, el flotador flota en o cerca de la superficie de las aguas quietas, el anclaje se extiende hacia abajo a partir del flotador y en tensión, y el componente accionado por olas se sumerge por debajo del flotador, y cuando el flotador se sitúa en o cerca de la superficie del agua que contiene olas, el flotador flota en o cerca de la superficie del agua que contiene olas, el anclaje se extiende hacia abajo a partir del flotador, y el componente accionado por olas se sumerge por debajo del flotador, e interactúa con el agua para generar fuerza que se transmiten al anclaje, en el que el WPD se caracteriza porque: el WPD comprende además un componente de cierre que incluye un cabestrante, y el cabestrante tiene una bobina (61) a la que se conecta el primer extremo del anclaje, el cabestrante tiene además: un primer estado en el que el anclaje se enrolla en la bobina para asegurar el flotador y el componente accionado por olas en conjunto como un montaje que puede moverse como una unidad, y un segundo estado en el que el anclaje se desenrolla de la bobina para permitir que el componente accionado por olas se aleje del flotador; y el cabestrante se monta para girar alrededor de un eje (66) inclinado.

Description

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DESCRIPCION

Dispositivos propulsados por olas que se configuran para integracion Referenda cruzada a solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica prioridad de y en beneficio de las siguientes solicitudes provisionales de patente:

Solicitud de Estados Unidos Nro. No. 61/453,871, presentada el 17 de marzo, 2011, con el tltulo “Vehlculos propulsados por olas (JUP012)” (Roger G. Hine);

Solicitud de Estados Unidos Nro. 61/502,279, presentada el 28 de junio, 2011, con el tltulo “Vehlculos acuaticos recolectores de energla” (Roger G. Hine);

Solicitud de Estados Unidos Nro. 61/535,116, presentada el 15 de septiembre, 2011, con el tltulo “Vehlculos propulsados por olas (JUP012-1)” (Roger G. Hine); y

Solicitud de Estados Unidos Nro. 61/585,229, presentada el 10 de enero, 2012, con el tltulo “Soporte de alas de integracion retractil para vehlculos propulsados por olas” (Roger G. Hine y Derek L. Hine).

Las tres solicitudes siguientes (incluyendo el presente documento) se presentaron contemporaneamente:

Solicitud de Estados Unidos Nro.13/424,156, presentada el 19 de marzo, 2012, con el tltulo “Dispositivo propulsado por olas con uno o mas anclajes que tienen una o mas secciones rlgidas” (Roger G. Hine);

Solicitud de Estados Unidos Nro. 13/424,170, presentada el 19 de marzo, 2012, con el tltulo “Dispositivos propulsados por olas configurados para integracion” (Roger G. Hine y Derek L. Hine); y

Solicitud de Estados Unidos Nro. 13/424,239, presentada el 19 de marzo, 2012, con el tltulo “Embarcaciones distribuidoras de sustancias autonomas propulsadas por olas para fertilizacion de plancton, alimentacion de peces y aislamiento de carbono a partir de la atmosfera” (Roger G. Hine).

La presente solicitud de relaciona ademas con las siguientes solicitudes de Estados Unidos y solicitudes internacionales:

Solicitud de Estados Unidos Nro. 11/436,447, presentada el 18 de mayo, 2006, en la actualidad Solicitud de Estados Unidos Nro. 7,371,136;

Solicitud de Estados Unidos Nro. 12/082,513, presentada el 11 de abril, 2008, en la actualidad Solicitud de Estados Unidos Nro. 7,641,524;

Solicitud de Estados Unidos Nro. 12/087,961, basada en solicitud PCT/US 2007/001139, presentada el 18 de enero, 2007, en la actualidad Solicitud de Estados Unidos Nro. 8,043,133;

Solicitud Internacional de Patente Nro. PCT/US2007/01139, presentada el 18 de junio, 2007, publicada el 2 de agosto, 2007, como WO 2007/087197;

Solicitud Internacional de Patente Nro. PCT/US 2008/002743, presentada el 29 de febrero, 2008, publicada el 12 de septiembre, 2008, como WO 2008/109002;

Solicitud de Estados Unidos Nro. 61/453,862, presentada el 17 de marzo, 2011, con el tltulo “Distribution de sustancias y/o artlculos en aguas que contienen olas (JUP 013)” (Roger G. Hine); y

Las solicitudes de Estados Unidos y solicitudes internacionales que fueron presentadas en o aproximadamente el mismo dla que la presente solicitud y reivindican prioridad de las solicitudes provisionales de Estados Unidos Nros. 61/453,862 y 61/535,116.

Antecedentes de la invention

La presente invencion se refiere a dispositivos que se someten a olas en el agua, y que en algunos casos, utilizan la energla undimotriz en el agua.

Como una ola se desplaza a lo largo de la superficie del agua, produce un movimiento vertical, pero no incluye movimiento horizontal neto del agua. La amplitud del movimiento vertical se reduce con la profundidad; en una profundidad de aproximadamente la mitad de la longitud de la ola, existe muy poco movimiento vertical. La velocidad de las mareas que se induce por medio del viento se reduce tambien considerablemente con la profundidad. Se han

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realizado numerosas propuestas para utilizar la energla undimotriz para llevar a cabo trabajo util. Las referencias incluyen, por ejemplo, a las solicitudes de patente de Estados Unidos Nros. 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 y 6,561,856, las publicaciones de Estados Unidos Nros. 2003/0220027 y 2004/0102107, y las publicaciones internacionales Nros. WO 1987/04401 y WO 1994/10029.

Muchos de los dispositivos propulsados por olas (“WPDs”) que se conocen comprenden (1) un flotador, (2) un nadador, y (3) un anclaje que conecta el flotador con el nadador; el flotador, el nadador, y el anclaje resultan tales que cuando el vehlculo se encuentra en aguas quietas, (i) el flotador se situa en o cerca de la superficie del agua, (ii) el nadador se sumerge por debajo del flotador, y (iii) el anclaje se encuentra en tension, el nadador comprende una aleta u otro componente accionado por olas, que, cuando el dispositivo se situa en aguas que contienen olas, interactua con el agua para generar fuerzas que pueden utilizarse para un proposito util, por ejemplo, para mover el nadador en una direccion que tiene un componente horizontal (en adelante denominada para simplificar como “horizontalmente” o “en una direccion horizontal”). Los terminos “ala” y “aleta” se utilizan indistintamente en el arte y en la presente solicitud.

Se desea posicionar sensores y equipo en el oceano o lagos durante perlodos largos de tiempo sin utilizar combustible o sin depender de llneas de anclaje que pueden ser muy grandes y diflciles de manejar. En los ultimos anos, los WPDs desarrollados por Liquid Robotics, Inc. y comercializados bajo la marca registrada Wave Glider®, han demostrado tener un valor notable, especialmente debido a su habilidad de funcionar en forma autonoma. Cabe destacar que frecuentemente se hace referencia a Wave Glider® como Wave Gliders como una terminologla abreviada. Cabe destacar ademas que frecuentemente se hace referencia a los WPDs como vehlculos propulsados por olas (“WPVs”).

Resumen de la invencion

Un problema que surge a partir de los dispositivos propulsados por olas se refiere a su dificultad para ser transportados, almacenados, lanzados, y recuperados. Las realizaciones de la presente invention proporcionan una solution a este problema mediante la provision de un montaje en el que el anclaje y los componentes accionados por olas se integran proximos al flotador, y/o se aseguran al mismo, permitiendo, de este modo, que se logre un montaje relativamente compacto que puede mantenerse como una unica unidad hasta el momento del lanzamiento del dispositivo en el agua. Una solucion relacionada, que se aplica cuando el anclaje que se utiliza es rlgido, se describe y reivindica en detalle en una solicitud que se presento contemporaneamente con la presente solicitud y que tambien reivindica prioridad de las solicitudes provisionales de Estados Unidos Nros. 61/453,871 y 61/535,116. Esta solucion relacionada, que puede utilizarse conjuntamente con la solucion de la presente invencion, se refiere a hacer uso de un anclaje, antes de que el dispositivo se coloque en el agua, pueda mantenerse en una position adyacente al flotador y que, antes o despues de que el dispositivo se coloca en el agua, pueda moverse a partir de la posicion adyacente a una posicion extendida en la que el anclaje es al menos en parte rlgido.

El resumen de la invencion y la description detallada que sigue a continuation, y las figuras adjuntas, divulgan muchas caracterlsticas nuevas, cada una de las que son inventivas por merito propio, y una o mas de las mismas pueden utilizarse en combination siempre que esto sea posible flsicamente. Los diferentes aspectos de la invencion que se identifican a continuacion no son mas que ejemplos del amplio rango de invenciones que se divulgan en el presente documento.

En un primer aspecto de la presente invencion, un montaje comprende: (1) un flotador; (2) un componente accionado por olas; y (3) un componente de cierre que tiene un primer estado en el que el mismo asegura el flotador junto con el componente accionado por olas como un montaje que puede moverse como si fuera una unidad y un segundo estado que permite que el componente accionado por olas se aleje del flotador. El montaje se configura para aceptar un anclaje que tiene un primer extremo que se conecta con el flotador y un segundo extremo que se conecta con el componente accionado por olas, de manera tal que cuando el componente de cierre se encuentra en un segundo estado y el montaje incluye un anclaje como tal, el flotador, el anclaje y el componente accionado por olas forman un dispositivo propulsado por olas (WPD).

Cuando el flotador se situa en o cerca de la superficie de aguas quietas, el WPD tiene (a) el flotador que flota en o cerca de la superficie de aguas quietas, (b) el anclaje que se extiende hacia abajo a partir del flotador y bajo tension, y (c) el componente accionado por olas que se sumerge por debajo del flotador. Cuando el flotador se situa en o cerca de la superficie de aguas que contienen olas, el WPD tiene (a) el flotador que flota en o cerca de la superficie de aguas que contienen olas, (b) el anclaje que se extiende hacia abajo a partir del flotador, y (c) el componente accionado por olas que se sumerge por debajo del flotador, e interactua con el agua para generar fuerzas que se transmiten al anclaje.

Con respecto al componente accionado por olas, algunas veces se hace referencia al mismo en el presente documento como un “nadador” o un “soporte de ala” (para aquellas realizaciones que tienen multiples aletas, puede comprender un sistema de aletas o cualquier otro mecanismo que interactuara con el agua para generar fuerzas que se transmiten al anclaje).

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En un segundo aspecto de la invencion, un flotador que tiene una superficie superior, inferior y lateral comprende componentes laterales del flotador que se extienden hacia abajo a partir de las superficies laterales para crear un espacio que se define por la superficie inferior y los componentes laterales del flotador. Un flotador como tal resulta util, por ejemplo, en el primer aspecto de la invencion debido a que el espacio definido puede cubrir al componente accionado por olas.

En un tercer aspecto de la invencion, un componente accionado por olas comprende componentes que se extienden hacia arriba a partir del componente accionado por olas y que interactuaran con un flotador para ajustar el componente accionado por olas en relacion con el flotador.

En un cuarto aspecto de la invencion, un componente accionado por olas comprende componentes que se extienden hacia abajo a partir del componente accionado por olas, y cuando el componente accionado por olas se situa en una superficie horizontal, los componentes que se extienden hacia abajo separan la superficie de cualquier parte del componente accionado por olas que de otra manera hubiera resultado danada mediante el contacto con la superficie.

En un quinto aspecto de la invencion, un dispositivo propulsado por olas comprende: (1) flotador, (2) un anclaje flexible y (3) un componente accionado por olas, conectando-el anclaje con el flotador y el componente accionado por olas. El flotador, el anclaje y el componente accionado por olas se disponen de tal manera que cuando (A) el dispositivo se encuentra en aguas quietas, (i) el flotador se situa en o cerca de la superficie del agua, (ii) el componente accionado por olas se sumerge por debajo del flotador, y (iii) el anclaje se encuentra en tension, y (B) cuando el dispositivo se encuentra en aguas que contienen olas, el componente accionado por olas interactua con el agua para generar fuerzas que se transmiten al anclaje. En este aspecto, el flotador comprende un cabestrante que puede operarse para cambiar la longitud del anclaje.

En un sexto aspecto de la invencion, un dispositivo propulsado por olas comprende: (1) un flotador, (2) un anclaje flexible, y (3) un componente accionado por olas, conectando el anclaje con el flotador y el componente accionado por olas. El flotador, el anclaje y el componente accionado por olas se disponen de tal manera que (A) cuando el dispositivo se encuentra en aguas quietas, (i) el flotador se situa en o cerca de la superficie del agua, (ii) el componente accionado por olas se sumerge por debajo del flotador, y (iii) el anclaje se encuentra en tension, y (B) cuando el dispositivo se encuentra en aguas que contienen olas, el componente accionado por olas interactua con el agua para generar fuerzas que se transmiten al anclaje, en el que el anclaje tiene al menos una de las siguientes caracterlsticas:

(1) el anclaje tiene una configuracion sustancialmente plana con un espesor promedio de 1-3 mm;

(2) el anclaje no tiene componentes conductores de corrientes electricas y/o no tiene componentes que transportan senales de cualquier tipo;

(3) el anclaje comprende una pluralidad de miembros de traccion circulares;

(4) el anclaje es un entramado liso que se construye a partir de un pollmero sintetico, por ejemplo, una poliamida, Spectra, Vectran o Kevlar;

(5) el anclaje es un entramado liso que se tensiona solamente a lo largo del borde delantero del mismo, reduciendo, de este modo, el aleteo y la comba;

(6) el anclaje se fija al flotador en un punto bisagra que comprende una disposicion de buje y eje de manera tal que no se requiere que el anclaje se doble contra su gran eje (inclinacion);

(7) en el flotador, el anclaje se gula a traves de una rotacion de 90° y luego se dobla en el eje de inclinacion sobre una polea con su nivel de eje y perpendicular al eje longitudinal del flotador;

(8) en el flotador, el anclaje se gula a traves de una rotacion de 90° y luego se dobla en el eje de inclinacion sobre una polea con su nivel de eje y perpendicular al eje longitudinal del flotador, en el que se corona la polea para aumentar la tension en el centro del anclaje y reducir el efecto de la rotacion de 90°aumentando la tension de las partes externas del anclaje, con respecto al centro del anclaje.

En un septimo aspecto de la invencion, un sistema de aletas para utilizacion en un dispositivo propulsado por olas de cualquier clase, tiene al menos una aleta que gira alrededor de un eje y que tiene una posicion neutra, y un sistema de control para controlar el giro de la aleta, y el sistema de control comprende: un primer medio que controla el giro de la aleta dentro de un primer rango alrededor de la posicion neutra; y un segundo medio que controla el giro de la aleta cuando el movimiento de las aletas se encuentra por fuera del primer rango. En realizaciones, el movimiento angular de al menos una aleta se controla principalmente por un primer resorte u otros medios cuando el movimiento de las aletas se encuentra dentro de un primer rango alrededor de una posicion neutra y, cuando se encuentra fuera del primer rango es controlado principalmente por un segundo resorte u otros medios, en las que el segundo resorte es mas rlgido que el primer resorte, haciendo mas diflcil, de este modo, que las aletas se muevan dentro del primer

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rango. El movimiento puede controlarse unicamente por el primer resorte o mediante una combination de los resortes primero y segundo.

Dentro del segundo rango, el movimiento puede controlarse unicamente mediante el resorte secundario o mediante una combinacion del primer y el segundo resorte. El sistema puede incluir una parada que impide que el primer resorte se mueva mas alla de un primer llmite. El sistema puede incluir una parada que impide que el segundo resorte se mueva mas alla de un segundo llmite, y asl, impide, que la aleta se mueva por fuera de un segundo rango. Cada uno de los resortes, o ambos, pueden reemplazarse por un medio equivalente que puede ser mecanico o electromecanico. Cuando se utiliza un sistema como tal, cuando las olas en las aguas que contienen olas son pequenas, la rotation de las aletas se controla mediante el primer resorte y solo se necesita una pequena fuerza de fluido para hacer girar las aletas en un angulo dentro del rango efectivo. A medida que las olas aumentan de tamano, interviene el segundo resorte impidiendo que las aletas “giren en exceso” y mantiene a las aletas en un angulo dentro de un rango efectivo. Las fuerzas acuaticas excesivas pueden hacer girar el ala de manera tal que arroje la carga, protegiendo, de este modo, al sistema para que no exista sobrecarga.

En un octavo aspecto de la invention, un metodo para obtener information comprende la reception de senales a partir del WPD, o las senales grabadas por el mismo de acuerdo con el primer, quinto o sexto aspecto de la invencion, o un WPD que comprende un flotador de acuerdo con el segundo aspecto de la invencion, o un componente accionado por olas de acuerdo con el tercer o cuarto aspecto de la invencion, o un WPD que comprende un sistema de aletas de acuerdo con el septimo aspecto de la invencion.

En un noveno aspecto de la invencion, un metodo para controlar una funcion de un WPD comprende el envlo de senales a un WPD de acuerdo con el primer, quinto, sexto, o septimo aspecto de la invencion, o un WPD que comprende un flotador de acuerdo con el segundo aspecto de la invencion, o un componente accionado por olas de acuerdo con el tercer o cuarto aspecto de la invencion, o un WPD que comprende un sistema de aletas de acuerdo con el septimo aspecto de la invencion.

Integration

El montaje del primer aspecto de la invencion utiliza un flotador y un componente accionado por olas que se disenan para ajustarse proximos entre si, por ejemplo, en una configuration integrada o agrupada. Por ejemplo, el flotador puede comprender componentes que se extienden hacia abajo y se ajustan alrededor del nadador, y/o el nadador puede comprender componentes que se extienden hacia arriba y se ajustan alrededor del flotador. Un flotador o un componente accionado por olas, o ambos, puede incluir clips que contribuyen a asegurar el flotador junto con el nadador. De manera alternativa o adicional, uno o mas componentes individuales, por ejemplo, correas, pueden asegurar el flotador junto con el componente accionado por olas.

Las aletas que forman parte del componente accionado por olas pueden permanecer dentro, o extenderse mas alla, de la periferia del flotador. Esto facilita el manejo del flotador y el componente accionado por olas como una unica unidad para almacenamiento y/o transporte, antes de que se produzca el lanzamiento como un WPD y puede facilitar ademas el recupero del WPD. En algunos casos, el flotador y el nadador pueden formar conjuntamente un paquete que puede manejarse como una unica unidad para envlo dentro de las restricciones de dimension y peso de reconocimiento nacional e internacional. La combinacion del flotador y el componente accionado por olas puede incluir un anclaje, de manera tal que cuando los componentes se separan, un WPD queda preparado para su utilization. De manera alternativa, el anclaje puede faltar en el paquete y agregarse al montaje cuando el WPD se encuentra preparado para el lanzamiento. El anclaje puede comprender una o mas secciones rlgidas que pueden doblarse, plegarse, o colapsar de otra manera, o un anclaje puede enrollarse a un cabestrante en el flotador.

En otro aspecto de la invencion, un metodo de lanzamiento de un WPD comprende (1) proporcionar un precursor de WPD que comprende un flotador y un componente accionado por olas que se integran conjuntamente, y un anclaje que se enrolla y se dobla dentro del flotador y/o el componente accionado por olas, y/o entre el flotador y el componente accionado por olas; (2) colocar el precursor de WPD en el agua; y (3) liberar el componente accionado por olas a partir del flotador de manera tal que el componente accionado por olas se sumerge por debajo del flotador y el anclaje se encuentra en tension entre el flotador y el componente accionado por olas.

En otro aspecto de la presente invencion, un metodo de recuperation de un WPD que comprende un flotador, un componente accionado por olas, y al menos dos anclajes, que vinculan el flotador y el componente accionado por olas, el metodo comprende atraer uno de los anclajes hacia arriba para que las aletas en el componente accionado por olas reduzcan la resistencia al movimiento hacia arriba.

En otro aspecto de la invencion, un metodo de recupero de un WPD que comprende un flotador, un componente accionado por olas, y un anclaje que comprende al menos una section rlgida, el metodo comprende doblar el anclaje hacia arriba para que las aletas en el nadador reduzcan la resistencia al movimiento hacia arriba.

En otro aspecto de la invencion, se proporciona un WPD en el que el anclaje no tiene componentes conductores de corrientes electricas y/o no tiene componentes que transportan senales de cualquier tipo, En este caso, el componente

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accionado por olas generalmente no tendra tampoco componentes electricos o electronicos. Esto reduce el peligro de que el funcionamiento del WPD se vea comprometido por el dano al anclaje, especialmente, cuando se utiliza un anclaje que es flexible, debido a la dificultad que existe para impedir fallas de cables electricos en el anclaje, ya que el anclaje puede soportar grandes cargas con facilidad de quebrarse, y cargas flexibles, lo que resulta en el dano de los componentes electricos/electronicos circundantes y de aislamiento, lo que, a su vez, resulta en falla debido a la incursion en aguas saladas. Los anclajes sin cables electricos pueden ser mas finos y rlgidos, y pueden tener secciones transversales que facilitan el almacenamiento del anclaje antes del lanzamiento del WPD y/o la recoleccion del anclaje cuando el WPD se retira del agua.

Se puede entender con mayor profundidad la naturaleza y las ventajas de la presente invencion si se hace referencia a las partes restantes de la especificacion y las figuras, las que se intenta que sean a modo de ejemplo y sin limitacion.

Breve descripcion de las figuras

La Fig. 1 es una vista pictorica que muestra el funcionamiento de un dispositivo propulsado por olas (“WPD”) en aguas quietas (aletas/alas en posicion neutra), cuando una ola levanta el flotador (movimiento hacia arriba), y cuando el WPD se hunde en la depresion de ola (movimiento hacia abajo);

La Fig. 2A es una vista en perspectiva que se toma desde arriba de un WPD que tiene dos anclajes rlgidos y un componente accionado por olas que tiene dos espinas horizontales rlgidas (barras laterales) y un sistema de aletas entre las espinas rlgidas, con los anclajes en sus posiciones extendidas;

La Fig. 2B es una vista en perspectiva que se toma desde arriba del WPD de la Fig. 2A, con los anclajes rlgidos en su posicion retralda para que el WPD tenga una configuracion agrupada con el flotador que se situa por encima del componente accionado por olas;

Las Figs. 3A y 3B son vistas en perspectiva que se toman desde el fondo del WPD de las Figs. 2A y 2B;

La Fig. 4 es una vista de extremo en perspectiva de un WPD que muestra tres soportes de alas;

La Fig. 5A es una vista de extremo del WPD de la Fig. 4 con los soportes de alas que han sido retraldos e integrados;

La Fig. 5B es una vista agrandada que muestra detalles adicionales de los soportes de alas integrados que se muestran en la Fig. 5A.

La Fig. 6 es una vista posterior que muestra dos WPDs del tipo que se muestra en la Fig. 5A, ambos en su configuracion retralda almacenados en un contenedor;

La Fig. 7A es una vista en perspectiva desde el fondo que muestra un WPD del tipo que se muestra en la Fig. 5A, con los soportes de alas y un conjunto de sensores de carga que han descendido a traves de una abertura central en los soportes de alas.

La Fig. 7B es una vista en perspectiva desde la parte superior que muestra los soportes de alas en posicion baja y el conjunto de sensores de carga que se despliega por debajo de los mismos.

Las Figs. 8A, 8B, 8C, y 8D son vistas de extremo, superiores, laterales e inferiores de una configuracion adecuada para almacenamiento compacto y transporte en el que el soporte o soportes de alas puede integrarse en una cavidad en la parte inferior del flotador;

La Fig. 9 muestra cuatro tales WPDs integrados que son transportados en un remolque de base plana.

La Fig. 10A es una vista en perspectiva que muestra una disposicion de dos resortes para controlar el movimiento de una aleta (no se muestra), que son parte de un componente accionado por olas como es el caso en todos los WPDs que se describen en el presente documento, la vista se orienta entre las espinas (barras laterales);

La Fig. 10B es una vista del corte parcial en perspectiva que muestra la disposicion de los dos resortes con un extremo de cada resorte que se encaja en la aleta, la vista se orienta por fuera de las espinas (barras laterales).

La Fig. 11 es un grafico del par de torsion del resorte como una funcion del angulo de aleta (ala);

Las Figs. 12A y 12B son vistas externas y del corte en perspectiva de un cabestrante que puede utilizarse con realizaciones de la presente invencion;

La Fig. 13 es un diagrama de bloques de un sistema de control del tipo que podrla utilizarse en cualquiera de los WPDs que se analizan en el presente documento para dirigir el WPD a lo largo de la ruta deseada; y

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La Fig. 14 es un diagrama de bloques que muestra esquematicamente algunas de las formas de comunicacion del WPD representativo con respecto a entidades del exterior.

Description de las realizaciones especlficas

Resumen

La Fig. 1 es una vista lateral que muestra tres imagenes de un vehlculo acuatico propulsado por olas. El vehlculo comprende un “flotador” 10 que descansa sobre la superficie del agua y un “nadador” o “planeador” 20 que cuelga por debajo, suspendido por un anclaje 30. El flotador 10 comprende un casco 11 de desplazamiento y una aleta 12 de quilla fija. El nadador comprende un timon 21 para direction y “alas” o “aletas” 22 que se conectan a una barra central del soporte 23 de manera que permite la rotation de las alas alrededor de un eje transversal dentro de un rango restringido, y proporciona propulsion.

En aguas quietas (que se muestran en el panel ubicado mas a la izquierda), el nadador 20 sumergido se suspende a nivel por medio del anclaje 30 directamente por debajo del flotador 10. A medida que la ola eleva el flotador 10 (panel medio), se genera una fuerza hacia arriba en el anclaje 30, que atrae al nadador 20 hacia arriba a traves del agua. Esto origina que las alas 22 del nadador giren alrededor de un eje transversal en el que las alas se conectan al soporte 23, y asumen una position inclinada hacia abajo. A medida que se fuerza el agua hacia abajo a traves del nadador, las alas en inclination hacia abajo generan un empuje hacia adelante, y el nadador empuja el flotador hacia adelante. Una vez que la ola llega a la cresta (panel ubicado mas a la derecha), el flotador desciende dentro de la depresion. El nadador tambien se hunde, ya que es mas pesado que el agua, y mantiene tensionado el anclaje. Las alas giran alrededor del eje transversal hacia el otro lado, y asumen una posicion inclinada hacia arriba. A medida que se fuerza el agua hacia arriba a traves del nadador, las alas de inclinacion hacia arriba generan un empuje hacia adelante, y el nadador empuja de nuevo el flotador hacia adelante.

De este modo, el nadador genera el empuje hacia adelante ya sea que se este ascendiendo o descendiendo, lo que resulta en el movimiento hacia adelante de toda la embarcacion.

Uniendo y asegurando los componentes del vehlculo para almacenamiento y transporte

Realizaciones de la invention proporcionan una tecnologla para combinar componentes de una embarcacion acuatica propulsada por olas con multiples componentes de manera tal que los componentes pueden almacenarse o transportarse en tierra con las mlnimas dificultades posibles o el menor dano posible.

Uno de los elementos de esta tecnologla resulta ser un medio de union, en el que los componentes se configuran para ajustarse todos juntos de manera tal que uno de los componentes proporciona soporte lateral al otro, y de esta manera, se minimiza el movimiento lateral de uno contra el otro cuando de ajustan todos juntos. En un medio de union de dos maneras, los componentes se configuran ademas para proporcionar soporte de un componente al otro en una dimension longitudinal, y de esta manera se minimiza el movimiento longitudinal de un contra el otro cuando se ajustan todos juntos.

Se pueden proporcionar un medio de union lateral y, de manera opcional, un medio de union de dos maneras entre un flotador (el cuerpo de la embarcacion que se desplaza en o cerca de la superficie del agua) y un nadador (el soporte de las alas o aletas que se desplaza por debajo del agua y proporciona fuerza locomotriz) mediante la configuration del flotador y el nadador de manera tal que se ajusten juntos uno en el interior del otro, o se configuren para que las proyecciones de un componente, del otro componente, o de ambos, reciban y se unan al otro componente.

En una configuracion como tal, el nadador tiene un ancho menor y, de manera opcional, una longitud menor con respecto a los bordes mas externos del flotador. El flotador es provisto con un compartimento o se ahueca hasta una profundidad en la parte inferior en el que se asegura el nadador o se contiene dentro del hueco, y este hueco se ajusta estrechamente a la forma del nadador, proporcionando, de este modo, estabilidad lateral y potencialmente longitudinal. Los roles de los componentes pueden alternarse, de manera que el flotador se ajusta dentro de un hueco en el nadador. En otra configuracion, el nadador tiene barras o soportes laterales en ambos lados que se extienden hacia arriba para abrazar hacia adentro contra los lados del flotador. Se pueden disenar ademas configuraciones mas complejas en las que tanto el flotador como el nadador son provistos con soportes, y los soportes se entrecruzan para proporcionar soporte lateral y minimizar as! el movimiento lateral de uno contra el otro.

Otro elemento de la tecnologla resulta ser un medio de seguridad integral, mediante el cual un componente se asegura en contra y ya sea por encima o por debajo de otro componente de manera tal que los componentes pueden moverse juntos en tierra sin que ningun componente se deslice contra otro. El medio de seguridad resulta integral en el sentido de que se construye dentro de un componente, el otro componente, o ambos, para que se presente siempre y no se retire despues del despliegue de la embarcacion en el agua. De esta manera, se encuentra disponible para reasegurar la parte posterior del vehlculo en tierra despues del cumplimiento de tareas en el agua.

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Un medio de seguridad integral como tal es una conexion entre los componentes que puede conectar los componentes a una distancia, pero puede reducirse la longitud de la conexion hasta que los componentes se junten uno contra el otro. Por ejemplo, cuando un flotador suspende un nadador por medio de un anclaje, el flotador puede ser provisto con un cabestrante de bloqueo o rueda dentada para atraer al nadador hacia arriba contra la parte inferior del flotador. De manera alternativa o adicional, los componentes de la embarcacion pueden equiparse con medios de seguridad tales como broches, abrazaderas, o pernos que se emparejan con y pueden asegurarse contra elementos complementarios de otro componente despues de que los componentes se agrupan juntos.

Las Figs. 2A y 2B son vistas en perspectiva a partir del lateral superior izquierdo de otro vehlculo acuatico propulsado por olas que tiene una configuracion diferente. La Fig. 2A muestra el vehlculo como se despliega en el agua. En este ejemplo, el flotador 10 se conecta con el nadador 20 por medio de dos anclajes 30. El flotador 10 comprende un casco 11 de desplazamiento con un panel 13 lateral en cada lado. El timon 14 se situa ahora en el flotador. Los paneles 15 solares orientados hacia arriba generan energla electrica para suministro del equipo electronico (no se muestra) que esta contenido en uno o mas de los compartimentos 16 sellados. El equipo electronico controla la navegacion, y tiene una antena 17 para transmitir datos y recibir instrucciones de forma inalambrica con respecto a otras embarcaciones y/o una unidad de control en la costa. El nadador 20 comprende un soporte 23 que se posiciona ahora para soportar las alas 22 en cada lado. El soporte 23 comprende una barra 24 lateral en cada lado que se configura para unir el casco 11 del flotador. El flotador 23 comprende ademas patas 25 de soporte orientadas hacia abajo para brindar soporte a todo el vehlculo desde abajo una vez en tierra.

La Fig. 2B muestra el vehlculo cuando el nadador 20 se ha asegurado por debajo del flotador 10 para transporte o almacenamiento del vehlculo por fuera del agua.

Las Figs. 3A y 3B son vistas en perspectiva a partir del lado izquierdo inferior del mismo vehlculo propulsado por olas con dos anclajes. La Fig. 3A muestra el vehlculo en su posicion desplegada en el agua. Cada anclaje 30 se asegura al nadador en un punto 31 medio de una barra 27 transversal entre dos barras 24 laterales del soporte 23. Cada anclaje pasa a traves de una abertura 18 en el casco 11 del flotador de manera tal que pueden subirse los dos anclajes juntos para elevar el nadador 20. El casco 11 tiene ademas cuatro acopladores 19 para asegurar el nadador 20 al flotador para transporte.

La Fig. 3B muestra el vehlculo asegurado para transporte o almacenamiento. El nadador 20 se asegura al casco 11 del flotador mediante la retraccion de los anclajes que se unen en un punto 31 medio de dos barras 27 transversales, y el cierre de los acopladores 19 contra las barras transversales en el nadador. El timon 14 que se monta en el flotador se ajusta dentro una muesca 26 correspondiente en el soporte 23 del nadador. Las barras 24 laterales del soporte se extienden hacia arriba para unir los lados 13 del flotador.

En estas figuras, las barras laterales del nadador 20 constituyen un medio de union mediante la extension hacia arriba de manera tal que pueden unir paneles laterales opuestos del flotador. Existen ademas dos tipos de medios para asegurar la fijacion. Un tipo se refiere a los dos cabestrantes para atraer los dos anclajes hacia arriba y dentro del flotador. Cuando los anclajes se atraen de manera que el nadador se encuentra en la posicion mas arriba, el nadador se asegura contra la parte inferior del flotador. El otro medio para asegurar la fijacion integral se refiere a los cuatro acopladores 19 en la parte inferior del flotador, que se bloquean en las barras transversales del nadador.

Vehlculo propulsado por olas que tiene multiples niveles de aletas que se integran juntos

La Fig. 4 muestra un modelo de vehlculo acuatico que tiene multiples niveles de aletas. Cada uno de los tres niveles (20a, 20b, y 20c) comprende un soporte con una barra lateral en cada lado (24a, 24b, y 24c) y barras (27a, 27b, y 27c) transversales entre los lados. El nivel 20a superior, el nivel 20b medio, y el nivel 20c inferior se aseguran cada uno de ellos a los anclajes 30 en el punto 31 medio de las barras 27 transversales. Cada anclaje se monta a un cabestrante 32 en el flotador 10 para retraer los tres niveles contra el flotador para almacenamiento o transporte.

La Fig. 5A muestra una vista del corte de los tres niveles 20 que se aseguran al flotador 10. Se ha utilizado el cabestrante 32 para atraer los niveles 20 contra el fondo del casco 11. Los niveles 20 se integran en conjunto de manera tal que se reduce la altura del vehlculo cuando los componentes se aseguran uno contra el otro para transporte o almacenamiento.

La Fig. 5B muestra un detalle de los niveles que se integran en conjunto. El nivel 20a que se ubica mas arriba tiene una barra 24a lateral de cada lado que se extiende hacia arriba para unir el panel 13 lateral correspondiente del flotador desde abajo, y se extiende hacia abajo para unir la barra 20b lateral correspondiente del panel 20b medio desde arriba. El panel 20b medio es mas angosto en cuanto al ancho de manera que se ajusta entre las barras 24a laterales del nivel 20a superior. El nivel medio tiene una barra 24b lateral en cada lado que se extiende hacia arriba para unir la barra 24b correspondiente al nivel superior desde abajo en el interior, y se extiende hacia abajo para unir la barra 24c correspondiente al nivel 20c inferior desde arriba. El nivel 20c inferior es todavla mas angosto en cuanto al ancho de manera tal que se ajusta entre las barras 24b laterales del nivel 20b medio. El nivel inferior tiene una barra 24c lateral en cada lado que se extiende hacia arriba para unir la barra 24b correspondiente al nivel 20b medio desde abajo en

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el interior, y se extiende hacia abajo para proporcionar una pata de soporte para todo el vehlculo para reposo cuando se encuentra fuera del agua para transporte o almacenamiento.

De este modo, cada nivel se integra dentro del otro situado por encima al ser cada vez mas angostos en cuanto al ancho. La diferencia es aproximadamente de dos veces el espesor de las barras laterales, de manera tal que la barra lateral de cada nivel puede unir la barra lateral del nivel por encima del mismo. Debido a que existe tolerancia estrecha entre el lado mas arriba de los niveles medio e inferior con respecto al interior de la barra lateral del nivel de arriba, los niveles se unen uno con otro. Debido a que existe una tolerancia estrecha entre el interior del nivel superior con el panel externo del casco, los soportes integrados se unen con el flotador. Los mismos se pueden asegurar en posicion por medio de cabestrantes de anclaje, un mecanismo de acople con cerradura, o ambos.

Como una alternativa a los medios de union e integracion, la integracion de los niveles puede llevarse a cabo de otra forma, de manera tal que el nivel inferior es el mas ancho, y el proximo nivel es mas angosto en la medida que se requiere para que las barras laterales se unan a las barras laterales del nivel por debajo desde el interior. Como una tercera alternativa, los niveles tienen sustancialmente el mismo ancho, y se integran mediante las barras laterales que se extienden hacia debajo para ajustarse en el nivel por debajo.

La Fig. 6 muestra dos vehlculos acuaticos propulsado por olas, y cada uno de ellos tiene tres niveles de alas. La integracion permite que los niveles se empaqueten proximos entre si, reduciendo la altura del vehlculo asegurado fuera del agua de manera tal que los dos pueden transportarse o almacenarse uno por encima del otro en un contenedor de envlo metalico de tamano estandar.

Vehlculo propulsado por olas que tiene una abertura para distribucion de carga o equipo

En algunas instancias, se puede requerir que un vehlculo acuatico propulsado por olas de la presente invencion distribuya una carga grande, o descienda equipo. Para tales propositos, el vehlculo es provisto con una gran abertura (normalmente en o cerca del centro de flotacion) a traves de la cual se deja caer o descender la carga o el equipo.

La Fig. 7A muestra un vehlculo como tal en una vista en perspectiva desde el lateral derecho inferior. Existe una pluralidad de soportes 20 que comprende alas 22 de propulsion. Los soportes se muestran como atraldos contra la parte inferior del flotador l0 al retraer el anclaje 30 dentro del flotador utilizando un cabestrante 32. Cada uno de los niveles de los soportes 20 de alas y el fondo del casco del flotador 10 han sido provistos de aberturas 52 que se alinean sustancialmente hacia abajo. Esto permite al usuario poder desplegar el equipo 50 (tal como un equipo de sensores o de monitoreo) o una carga a traves del orificio ya sea mediante la calda o el descenso en una llnea 51 que se extiende a partir del cabestrante 53 o el descenso del motor que se encuentra a bordo en el flotador.

La Fig. 7B muestra un detalle del vehlculo en una vista en perspectiva desde el lateral derecho superior. Aqul, tres niveles 20a, 20b, y 20c de soportes de alas han descendido hacia la configuracion hacia abajo (que proporciona propulsion) por medio de la utilizacion de los anclajes 30. Cada uno de los tres soportes comprende una abertura 52 al omitir o cortar una parte de las alas que corresponde al orificio en cada nivel. Aqul, los soportes de alas se estabilizan y alinean adicionalmente uno por encima del otro por medio de la utilizacion de cables 33 gula en la parte frontal y trasera de los soportes, Esto contribuye a alinear la abertura en cada soporte 20 en mares agitados de manera tal que la carga 50 puede pasar directamente sobre la llnea 51 a traves de los orificios 52 sin alterar sustancialmente ninguno de los soportes.

Vehlculos propulsados por olas de tipo catamaran

Las Figs, 8A, 8B, 8C, y 8D representan un vehlculo propulsado por olas que tiene un flotador que comprende dos elementos de flotacion o pontones que se desplazan por el agua en paralelo uno al lado del otro. La Fig. 8A es una vista de corte en seccion transversal; la Fig. 8B es una vista en perspectiva desde arriba que muestra paneles solares en la superficie superior; la Fig. 8C es una vista de corte por el medio; la Fig. 8D es una perspectiva desde abajo del soporte de alas de propulsion. Los dos pontones se conectan en la parte superior, lo que proporciona una plataforma para el montaje de paneles solares y equipo electronico. La cavidad que se forma entre los dos pontones proporciona una cavidad que une el nadador a partir de cada lado. Aqul, el nadador se muestra con un unico soporte de alas, aunque se pueden utilizar multiples soportes de alas integrados. Los timones se emparejan en el extremo de cada ponton. En este ejemplo, se incluye ademas un propulsor que toma energla a partir de una baterla para proporcionar energla locomotriz a la embarcacion cuando la accion del oleaje no resulta suficiente para accionar el vehlculo a la velocidad deseada.

La Figura 9 muestra vehlculos propulsados por olas de tipo catamaran que se montan en un camion. Los vehlculos se almacenan dentro de un contenedor de envlo que se monta en un camion. En esta figura, los lados y la parte superior del contenedor de envlo se han cortado para mostrar la configuracion de almacenamiento. Dimensionar el nadador o los soportes de alas para que puedan retraerse entre los dos pontones de cada catamaran compacta el tamano de almacenamiento. Esto permite que cuatro de los vehlculos propulsados por olas se almacenen y transporten en un contenedor de envlo de tamano estandar.

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Disposicion de resortes para controlar la rotacion de las alas con gradaciones del par de torsion

Las Figs. 10A y 10B muestran una disposicion de dos resortes para controlar el movimiento de una aleta, que forma parte de un componente accionado por olas como se muestra en la Fig. 2A. La disposicion de resortes limita la rotacion hacia arriba y hacia debajo de las aletas dentro de dos rangos que requieren el aumento del par de torsion. La Fig. 10A es una vista en perspectiva superior de la disposicion de resortes en la aleta o ala principal (no se muestra) con respecto a la barra 24 lateral derecha por detras en el interior, con la aleta retirada. La Fig. 10B es una vista en perspectiva superior de la misma disposicion de resortes por detras en el exterior, con la barra en transparente y mostrando una parte de la aleta.

La aleta se monta de manera giratoria a la barra 24 lateral por medio de un eje 40 que atraviesa transversalmente la aleta 22 justo por detras del borde 221 delantero con la parte de elevacion de la aleta 222 que se extiende por detras. La disposicion de resortes comprende un resorte primero 41 y segundo 42. El primer resorte se enrolla alrededor del eje 40 (que se muestra en este ejemplo en el interior de la barra 24 lateral). El primer resorte 41 se extiende a partir del eje en un extremo 411 para formar una parte de gancho que se dispone para proporcionar un punto de fijacion para la aleta. En esta realization, el otro extremo del primer resorte, que no se muestra, se fija a la barra lateral. El segundo resorte se enrolla tambien alrededor del eje 40 en la misma direction que el primer resorte 41. En este ejemplo, el segundo resorte tiene mayor espesor, y por lo tanto, mayor rigidez, en comparacion con el primer resorte. El segundo resorte 42 se extiende a partir del eje en un extremo 422 para formar una parte de gancho que se dispone para proporcionar un punto de fijacion para la aleta. El segundo resorte 42 se extiende a partir del eje en el otro extremo 424 para formar una parte de gancho que se dispone para desplazarse entre una parara 422 superior y una parada 423 inferior que se montan en la barra 24 lateral.

Con esta configuration, el primer resorte 41 se une para controlar el movimiento giratorio hacia arriba y hacia abajo del ala pero el segundo resorte no lo hace - siempre que el movimiento se encuentre dentro del rango que se define mediante las paradas para el segundo resorte. Cuando la rotacion del ala se extiende mas alla de lo que permiten las paradas, entonces el segundo resorte 42 se une. Como consecuencia, el par de torsion requerido para girar el ala se determina ahora por medio de ambos resortes, y se requiere de un par de torsion mayor para girar el ala aun mas en la misma direccion.

La Fig. 11 es un grafico que muestra el par de torsion que se requiere para alterar el angulo de un ala del vehlculo en cualquiera de las direcciones a partir de una position neutra. El par de torsion que se requiere para operar el ala dentro del rango interno se determina por medio del primer resorte por si solo, mas alla del mismo, la torsion que se requiere para alterar el angulo en cualquiera de las direcciones se determina mediante la combination del par de torsion de ambos resortes.

Diseno del cabestrante y utilization

En otro aspecto de la invention, un WPD incluye uno o mas cabestrantes (o sus equivalentes) que pueden almacenar y liberar un anclaje antes del lanzamiento del WPD, y/o controlar la longitud del anclaje cuando el WPD se encuentra en uso, y/o pueden recolectar el anclaje cuando el WPD deja de utilizarse, por ejemplo, cuando se retira por completo del agua. Preferentemente, cuando se utiliza un cabestrante, el anclaje no tiene conexiones electricas. Si el anclaje contiene conexiones electricas, el sistema de cabestrante resulta mas complicado. Por ejemplo, las conexiones electricas necesitaran abandonar el centro de la bobina del cabestrante con anillos de deslizamiento o dispositivos similares. Los anclajes sin conexiones electricas pueden ser mas delgados, lo que permite mayor envolvimiento y a mayor distancia en la bobina del mismo diametro de un cabestrante. A traves de la utilizacion de uno o mas cabestrantes, se posibilita la obtencion de una o mas de las siguientes ventajas:

1) optimizar la distancia entre el flotador y el componente accionado por olas, lo que depende de las condiciones previstas efectivas con respecto a las olas y el viento (por ejemplo, mayor distancia para captar energla a partir de olas profundas y lentas; menor distancia para reducir el arrastre del anclaje en un golpe de viento de alta frecuencia).

(2) reducir la distancia entre el flotador y el componente activado por olas para superar los obstaculos bajo el mar o para liberar el nadador si se encuentra varado en aguas superficiales.

(3) limpiar el anclaje, a intervalos regulares o irregulares, al atraer el anclaje hacia arriba a traves de limpiadores, removiendo o reduciendo, de este modo, suciedad que produce el arrastre indeseado del anclaje.

(4) simplificar el despliegue y el recupero, especialmente cuando el flotador y el componente accionado por olas se disenan de manera tal que pueden situarse proximos entre si, por ejemplo, en una configuracion integrada, por ejemplo, cuando el flotador y el componente accionado por olas pueden formar un unico agrupamiento ajustado que resulta adecuado para envlo y/o almacenamiento en el que puede existir un facil despliegue dentro de una condition operativa en respuesta a comandos flsicos y/o electricos y/o electronicos.

(5) cuando se presentan dos anclajes, eliminar las torceduras por medio de la utilizacion del cabestrante o cabestrantes para atraer ambos anclajes hacia arriba.

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Las Figs. 12A y 12B son dibujos de un cabestrante que puede utilizarse para subir o bajar los anclajes que fijan el flotador al nadador o soportes de alas en un vehiculo propulsado por olas de la presente invention. Normalmente, cada anclaje tiene su propio cabestrante, el cabestrante que se coordinan para subir el nadador en forma simultanea. La Fig. 12A muestra el cabestrante con la cubierta cerrada. La Fig. 12B es una perspectiva del cabestrante con la cubierta cortada para mostrar lo que hay en el interior. El anclaje 30 se enrolla en una bobina 61 accionada por un tornillo 63 sin fin que se fija a un motor 62 electrico. El anclaje se enrolla y desenrolla con respecto a la bobina por una polea 64 hacia abajo a traves de una abertura 65 en la cubierta.

El anclaje 30 es plano y aerodinamico, de manera que no se flexionara facilmente en el eje de inclination. Una bobina OD 160 mm puede soportar 10 mm de anclaje si el anclaje tiene un espesor de 2 mm. Para permitir que el anclaje gire en inclinacion, el montaje completo del cabestrante se monta sobre cojinetes en ambos extremos de manera que el anclaje gira a lo largo del eje 66 central. Tiene una cubierta cilindrica que se rellena de espuma para desplazar el agua. El flotador tendra una abertura cilindrica correspondiente de manera tal que se permite el minirno espacio vacio para llenar con agua.

Los limpiadores (no se muestran) se posicionan en el montaje del cabestrante para limpiar cales y suciedad del anclaje antes de que se enrolle en la bobina. Esto remueve suciedad biologica y puede realizarse periodicamente para mejorar el rendimiento de velocidad del vehiculo. El anclaje puede incluir marcadores magneticos y sensores magneticos, tales como sensores de efecto pasillo, que pueden posicionarse para medir el movimiento del anclaje. De manera alternativa, el anclaje puede tener permeabilidad magnetica variable y se puede colocar un iman en un lado del anclaje a medida que ingresa en el area del cabestrante mientras que se puede situar un sensor de pasillo en el otro lado. Debido a que la suciedad puede cambiar el espesor efectivo del anclaje, este sistema puede contribuir a mantener la longitud de despliegue correcta.

Anclajes multiples, por ejemplo, dobles

En otro aspecto de la invencion, un WPD comprende un primer anclaje que se fija (1) al flotador en una primera ubicacion de flotador, y (ii) al componente accionado por olas (o nadador) en una primer ubicacion de nadador, y (2) un segundo anclaje que se fija (i) al flotador en una segunda ubicacion de flotador que es diferente con respecto a la primera ubicacion de flotador, y (ii) al nadador en una segunda ubicacion de nadador que es diferente con respecto a la primera ubicacion de nadador, y el WPD tiene al menos una de las siguientes caracteristicas (a saber, que tiene una de las siguientes caracteristicas o una combination de dos o mas cualesquiera de las siguientes caracteristicas):

(1) al menos uno de los anclajes se asegura a un cabestrante que se asegura al flotador. En una realization, ambos anclajes se aseguran al mismo cabestrante. En otra realizacion, uno de los anclajes se asegura a un primer cabestrante y el otro se asegura a un segundo cabestrante. De manera opcional, el cabestrante se monta de manera tal que puede girar a lo largo del eje central.

(2) La distancia horizontal entre la parte delantera del flotador y la primera ubicacion del flotador es de como maximo 0,3 veces, preferentemente como maximo 0,2 veces, por ejemplo 0,05-0,15 veces, con respecto a la longitud horizontal del flotador.

(3) La distancia horizontal entre la parte trasera del flotador y la segunda ubicacion del flotador es de como maximo 0,3 veces, preferentemente como maximo 0,2 veces, por ejemplo 0,05-0,15 veces, con respecto a la distancia horizontal del flotador.

(4) La distancia horizontal entre la parte superior del nadador y la primera ubicacion del nadador es de como maximo 0,3 veces, preferentemente como maximo 0,2 veces, por ejemplo 0,05-0,15 veces, con respecto a la longitud horizontal del nadador.

(5) La distancia horizontal entre la parte trasera del nadador y la segunda ubicacion del nadador es de como maximo 0,3 veces, preferentemente como maximo 0,2 veces, por ejemplo 0,05-0,15 veces, con respecto a la longitud horizontal del nadador.

(6) Al menos uno de los anclajes tiene una configuration sustancialmente plana, por ejemplo con un espesor promedio de 1-3 mm, facilitando, de este modo, el manejo del anclaje, en especial cuando el anclaje se va a enrollar al cabestrante.

La utilization de dos anclajes puede reducir la probabilidad de los anclajes de torcerse; puede permitir que el flotador tenga una forma mas angosta y mas larga (lo que reduce el arrastre y aumenta la velocidad); y mediante el movimiento de las conexiones y mecanismos asociados al anclaje hacia la parte delantera y trasera del flotador posibilita la provision de un area central mas grande del flotador para cargas de toda clase, por ejemplo, equipos de comunicacion y sensores y otros instrumentos cientificos. De manera adicional, la utilizacion de dos anclajes puede simplificar el recupero de un WPD. Recuperar un WPD que tiene un unico anclaje puede ser dificil debido a que atraer hacia arriba el unico anclaje requiere elevar el nadador contra la resistencia de las aletas con respecto al agua. Cuando se

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presentan dos anclajes, atraer solamente uno de los anclajes inclina el nadador y las aletas que se fijan al mismo de manera tal que la resistencia de las aletas de reduce. Esto es asi, independientemente de si el WPD utiliza un cabestrante para acortar el anclaje.

Un WPD que tiene un unico anclaje tiene generalmente un montaje de terminacion de anclaje y una estructura de distribucion de carga en el centro del flotador, lo que ocupa, de este modo, el centro del flotador. La utilizacion de dos anclajes separados entre si libera el centro del flotador, que resulta ser por muchos propositos la parte mas valiosa de los componentes del flotador deseados. Por ejemplo, la mejor parte del flotador para antenas altas es el centro, en el que pueden proyectar sombra como maximo sobre la mitad de los paneles solares que se montan en la superficie superior del flotador (proyectar sombra sobre solo una parte de un panel solar puede deshabilitarlo por completo si, como ocurre frecuentemente, las celulas se conectan en serie y se apagan como transistores cuando oscurece). Ademas, las antenas altas no tienen efectos de direction en el flotador debido al viento cuando se colocan en el centro. Cuando el WPD tiene dos anclajes, el area central del flotador puede liberarse de cargas con antenas integradas, a saber, antenas que se integran con una caja seca, o se mantienen por completo dentro de un area seca, reduciendo, de este modo, el peligro de que el ruteo de cables hacia las antenas se vea danado por humedad. De manera adicional, situar la mayor parte o toda la carga en el centro del flotador facilita el balance del flotador hacia adelante y hacia atras, y reduce, de este modo, el peligro de que el flotador se dirija proa arriba o proa abajo.

Cuando el WPD tiene dos anclajes, el flotador contiene preferentemente un medio para dirigir el flotador, tal como un timon en la parte posterior del flotador. El componente accionado por olas (nadador) proporciona empuje a medida que se eleva y desciende por action de las olas. El par de torsion a partir del flotador se transmite al componente accionado por olas mediante la separation de los dos anclajes. El componente accionado por olas apunta, de este modo, en la misma direccion en que lo hace el flotador despues de un retraso de direccion que se origina debido a la inercia y resistencia de fluido en cuanto a la rotation del componente accionado por olas.

En una configuration, se presenta un anclaje delantero y un anclaje trasero, preferentemente en un flotador relativamente angosto y largo. Mientras los anclajes se encuentran en tension, el componente accionado por olas se mantiene en paralelo con respecto al flotador. Especialmente, cuando el componente accionado por olas se mantiene relativamente nivelado, un resorte y el sistema de parada pueden controlar el angulo de las aletas en forma satisfactoria, de manera tal que las aletas funcionan en un angulo de ataque favorable durante los movimientos hacia arriba y hacia abajo con diversas velocidades y amplitudes. El componente accionado por olas puede tener, por ejemplo, una estructura de barra en paralelo con respecto a los ejes de soporte de las aletas que se cruzan entre las barras en forma similar a los escalones de una escalera. La position de las aletas puede controlarse, por ejemplo, a partir de un montaje de resorte que mantiene a las aletas en una posicion neutra deseada, por ejemplo, una posicion nivelada cuando los resortes no se muevan y que resistira el movimiento hacia arriba y hacia abajo. El perfil de resorte puede ajustarse de manera tal que las alas tiendan a detenerse en un angulo que resulta optimo para elevation maxima.

En otra configuracion, se presentan anclajes derecho e izquierdo. Estos anclajes pueden conectar con una unica ala monolitica. El ala puede moverse como una unidad, girando en un punto en el que se fijan ambos anclajes al ala. Un peso por debajo del ala origina que se dirija proa abajo y se sumerja hacia abajo cuando desciende. El punto de fijacion con los anclajes se situa hacia adelante con respecto al centro del area de ala, de manera tal que el ala se dirigira proa arriba y tirara hacia adelante cuando se eleve por medio de los anclajes. Como en la configuracion hacia adelante, el timon que dirige el flotador, tambien dirige indirectamente el planeador mediante la separacion de los dos anclajes.

En otras configuraciones, se pueden utilizar 3 o 4 anclajes para estabilizar el planeador. Esto resulta especialmente util en sistemas grandes. Por otro lado, la presencia de muchos anclajes puede ser indeseada debido a que cada anclaje representa arrastre adicional.

Comunicacion y control

La Fig. 13 es un diagrama de bloques de un sistema de control del tipo que podria utilizarse en cualquiera de los WPDs que se analizan en el presente documento para dirigir el WPD a lo largo de una trayectoria deseada. Esta figura duplica la Fig. 5 en cuanto a la patente de Estado Unidos nro. 7,371,136 que se referencia anteriormente.

La Fig. 14 es un diagrama de bloques que muestra esquematicamente un equipo electronico a bordo de un WPD representativo y algunas de las formas en las que el WPD representativo se comunica con entidades del exterior. Como se menciona anteriormente, el WPD utiliza sistemas de ubicacion por satelite y radio para comunicar datos de regreso a un operador y para recibir comandos de navegacion y otros comandos, y tiene ordenadores y sensores a bordo que le permiten navegar o mantener una posicion en forma autonoma, sin una interaction o control humano regular.

El flotador contiene un equipo electronico central que incluye: un sensor de posicion por satelite (GPS), comunicaciones de radio (preferentemente sat-com tales como Iridium), medios sensores de orientation tales como una brujula magnetica, baterias, controlador de navegacion que utiliza information del GPS y brujula para controlar el timon y dirigir el vehiculo). El flotador puede incluir ademas paneles solares y diversos equipos electronicos de carga

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tales como sensores ambientales o equipo de observation tales como monitores de radio, camaras, hidrofonos. La totalidad del equipo electronico central puede alojarse en la misma envoltura, preferentemente en la parte posterior del flotador. Al mantener al equipo electronico todo junto, no hay necesidad de utilizar conectores humedos o cables en el sistema central. Esto implica un gran beneficio en cuanto a la confianza (paneles solares y cabestrantes se conectaran con los conectores humedos - solar que pueden ser redundantes para que un conector pueda fallar sin apagar todo el sistema y los cabestrantes no se necesitan para funcionalidad basica). Debido a que las antenas GPS y satcom son cortas, no proyectaran sombra sobre los paneles solares. Ademas, la parte posterior es la parte del flotador que se sumerge menos cantidad de veces. (La inmersion oscurece las antenas) sin embargo, como se analizo anteriormente con realizaciones de dos anclajes, es posible alojar el equipo electronico y similares en el centro del flotador debido a que las conexiones del anclaje se encuentran proximas al extremo.

Terminologla

El termino “comprende” y equivalentes gramaticales del mismo (por ejemplo, “incluye” o “tiene”) se utilizan en el presente documento para significar que otros elementos (a saber, componentes, ingredientes, etapas, etc.) se presentan de manera opcional. Por ejemplo, un vehlculo acuatico “comprende” (o “que comprende”) componentes A, B, y C puede contener solamente componentes A, B, y C, o puede contener no solo componentes A, B, y C sino que tambien uno o mas de otros componentes. El termino “consiste esencialmente de” y equivalentes gramaticales del mismo se utilizan en el presente documento para significar que otros elementos pueden presentarse y no alteran materialmente la invention reivindicada. El termino “al menos” seguido de un numero se utiliza en el presente documento para indicar el inicio de un rango que empieza con ese numero (que puede ser un rango que contiene un llmite maximo o no, lo que depende de la variable que se esta definiendo). Por ejemplo, “al menos” 1 significa 1 o mas de 1, y “al menos 80%” significa 80% o mas del 80%. El termino “como maximo” seguido de un numero se utiliza en el presente documento para indicar el final de un rango que termina con ese numero (que puede ser un rango que tiene 1 o 0 como su llmite mas bajo, o un rango que no tiene llmite mas bajo, lo que depende de la variable que se esta definiendo). Por ejemplo, “como maximo 4” significa 4 o menos que 4, y “como mlnimo 40%” significa 40% o menos que el 40%. Cuando, en la presente especificacion, se da un rango como “(un primer numero) a (un segundo numero)” o “(un primer numero) - (un segundo numero),” esto significa un rango cuyo llmite mlnimo es el primer numero y cuyo llmite maximo es el segundo numero. Por ejemplo, “de 5 a 15 pies” o “5-15 pies” significa un rango cuyo llmite mlnimo es 5 pies y cuyo llmite maximo es 15 pies. Los terminos “plural”, “multiple”, “pluralidad”, y “multiplicidad” se utilizan en el presente documento para indicar dos o mas que dos artlculos.

Cuando se hace referencia en el presente documento a un metodo que comprende dos o mas etapas definidas, las etapas definidas pueden realizarse en cualquier orden o en simultaneo (excepto cuando el contexto excluye esa posibilidad), y el metodo puede incluir de manera opcional una o mas etapas distintas que pueden realizarse antes de cualquiera de las etapas definidas, o despues de todas las etapas definidas (excepto cuando el contexto excluye esa posibilidad). Cuando se hace referencia en el presente documento a elementos “primero” y “segundo”, esto se hace generalmente con fines de identification; a menos que el contexto requiera lo contrario, los elementos primero y segundo pueden ser los mismos o diferentes, y si se hace referencia a un primer elemento, esto no significa necesariamente que se presenta un segundo elemento (aunque puede estar presente). Cuando se hace referencia en el presente documento a “un” o “una”, esto no excluye la posibilidad de que haya dos o mas elementos (excepto cuando el contexto excluye esa posibilidad). Cuando se hace referencia en el presente documento a dos o mas elementos, esto no excluye la posibilidad de que los dos o mas elementos se reemplacen por un numero menor o mayor de elementos que proporcionan la misma funcion (excepto cuando el contexto excluye esa posibilidad). Los numeros dados en el presente documento deberlan interpretarse con la latitud adecuada con respecto a su contexto y expresion; por ejemplo, cada numero esta sujeto a variaciones que dependen de la precision con la que se mida mediante metodos convencionales que se utilizan por aquellas personas capacitadas en la tecnica.

A menos que se indique lo contrario, las referencias en cuanto a los posicionamientos y la forma de un componente del vehlculo se refieren a ese posicionamiento y forma cuando el vehlculo se situa en aguas quietas. Los terminos que se enumeran a continuation se utilizan en la presente especificacion de acuerdo con las definiciones que se dan a continuacion.

“Borde delantero” (o extremo delantero) y “borde posterior” (o extremo posterior) indican las superficies frontales y posteriores respectivamente de una aleta u otro componente en la medida que la energla undimotriz origina que el vehlculo se mueva hacia adelante.

“Hacia adelante” y “hacia atras” indican ubicacion relativamente cerca de los bordes (o extremos) delantero y trasero respectivamente.

“Alineado” indica una direction que yace generalmente en un plano vertical que es paralelo con respecto al plano vertical que incluye la llnea central axial del nadador. “Alineado axialmente” indica una direccion que yace generalmente en el plano vertical que incluye la llnea central axial del nadador.

“Transversal” indica una direccion que yace generalmente en un plano vertical ortogonal con respecto al plano vertical que incluye la llnea central axial del nadador.

5

10

15

20

25

Cuando se hace referenda en el presente documento a una caracterlstica que “generalmente” cumple con una definicion en particular, por ejemplo, “generalmente en un plano vertical”, “generalmente laminar”, o “generalmente horizontal”, se comprendera que la caracterlstica no necesita cumplir estrictamente con esa definicion en particular, sino que en su lugar puede abandonar esa definicion estricta en una proporcion que permita el funcionamiento efectivo de acuerdo con los principios de la invencion.

Conclusion

En conclusion, se puede observar que las realizaciones de la invencion proporcionan estructuras y metodos que pueden mejorar el manejo de WPDs durante almacenamiento, transporte, lanzamiento y recupero.

En el resumen de la invencion y la descripcion detallada de la invencion anterior, y las figuras adjuntas, se hace referencia a caracterlsticas particulares de la invencion. Se comprendera que la divulgacion de la invencion en esta especificacion incluye todas las combinaciones posibles de tales caracterlsticas particulares. Por ejemplo, cuando se divulga una caracterlstica particular en el contexto de un aspecto particular, una realization particular, o una figura particular, esa caracterlstica puede ademas utilizarse, en la medida adecuada, en el contexto de otros aspectos, realizaciones, y figuras particulares, y en la invencion generalmente. Se comprendera ademas que la presente invencion incluye todas las caracterlsticas nuevas que se divulgan en el presente documento y no se limita a los aspectos especlficos de la invencion que se establecen anteriormente.

Mientras que lo anterior es una descripcion completa de las realizaciones especlficas de la invencion, la descripcion anterior no debe considerarse como limitante del alcance de la invencion como se define mediante las reivindicaciones.

Claims (12)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   REIVINDICACIONES

   1. Un dispositivo propulsado por olas, WPD, que comprende: un flotador (10);

   un componente (20) activado por olas; y

   un anclaje (30) que tiene un primer extremo que se conecta con el flotador y un segundo extremo que se conecta con el componente accionado por olas; en el que

   cuando el flotador se situa en o cerca de la superficie de aguas quietas, el flotador flota en o cerca de la superficie de las aguas quietas, el anclaje se extiende hacia abajo a partir del flotador y en tension, y el componente accionado por olas se sumerge por debajo del flotador, y cuando el flotador se situa en o cerca de la superficie del agua que contiene olas, el flotador flota en o cerca de la superficie del agua que contiene olas, el anclaje se extiende hacia abajo a partir del flotador, y

   el componente accionado por olas se sumerge por debajo del flotador, e interactua con el agua para generar fuerza que se transmiten al anclaje, en el que el WPD se caracteriza porque:

   el WPD comprende ademas un componente de cierre que incluye un cabestrante, y el cabestrante tiene una bobina (61) a la que se conecta el primer extremo del anclaje, el cabestrante tiene ademas:

   un primer estado en el que el anclaje se enrolla en la bobina para asegurar el flotador y el componente accionado por olas en conjunto como un montaje que puede moverse como una unidad, y

   un segundo estado en el que el anclaje se desenrolla de la bobina para permitir que el componente accionado por olas se aleje del flotador; y

   el cabestrante se monta para girar alrededor de un eje (66) inclinado.
2. 2. El WPD de cualquier reivindicacion anterior, en el que el componente de cierre incluye ademas un medio (24) de union que proporcionan soporte lateral al flotador en relacion con el componente accionado por olas, y minimizando as! el movimiento lateral de uno contra el otro cuando el flotador y el componente accionado por olas se fijan en conjunto.
3. 3. El WPD de cualquier reivindicacion anterior, en el que dicho medio (24) de union resulta ser un hueco en el flotador que se configura para unir el componente accionado por olas.
4. 4. El WPD de cualquier reivindicacion anterior, en el que dicho medio (24) de union comprende carriles en el segundo componente que se extienden hacia arriba para unir ambos lados del casco del primer componente.
5. 5. El WPD de cualquier reivindicacion anterior, en el que el componente de cierre incluye ademas un medio de aseguramiento interno incorporado dentro del flotador, el componente accionado por olas, o ambos, en el que uno de dichos componentes puede asegurarse contra el otro.
6. 6. El WPD de cualquier reivindicacion anterior, en el que el cabestrante comprende elementos de limpieza que limpian el anclaje (30) cuando el anclaje se atrae hacia el cabestrante.

   7 El WPD de cualquier reivindicacion anterior, en el que:

   el cabestrante mencionado en primer lugar se situa relativamente cerca del extremo delantero del flotador (10),

   el componente de cierre comprende ademas un segundo cabestrante que se situa relativamente cerca del extremo posterior del flotador, y

   el WPD que incluye ademas un segundo anclaje (30) que se fija al segundo cabestrante.
7. 8. El WPD de cualquier reivindicacion anterior, en el que el componente (20) accionado por olas se selecciona a partir de una de las dos configuraciones siguientes:

   5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   A) el componente accionado por olas tiene una sola espina sustancialmente rlgida, con aletas que se extienden en cada lado de la espina rlgida, y cuando el WPD se encuentra en aguas quietas y el anclaje se encuentra en una posicion extendida por debajo del flotador, la espina rlgida se encuentra en un angulo de como maximo 40° o como maximo 30°, o como maximo 15°, con respecto al plan o horizontal, por ejemplo, sustancialmente horizontal, y yace en un plano vertical que pasa a traves del eje longitudinal del flotador; o

   B) el componente accionado por olas tiene dos espinas sustancialmente rlgidas, con aletas que se extienden entre las espinas rlgidas, y ambas espinas rlgidas, cuando el WPD se encuentra en aguas quietas y el anclaje se encuentra en una posicion extendida por debajo del flotador, ambas espinas rlgidas yacen en un plano en un angulo de como maximo 40°, o como maximo 30° o como maximo 15° c on respecto al plano horizontal, por ejemplo, sustancialmente horizontal, y las espinas rlgidas se separan por igual a partir del plano vertical que pasa a traves del eje longitudinal del flotador.
8. 9. El WPD de cualquier reivindicacion anterior, en el que el:

   el componente (20) accionado por olas comprende al menos una espina sustancialmente rlgida que tiene aletas que se aseguran a la misma; y

   la rotacion de las aletas, cuando el WPD se encuentra en aguas que contienen olas, se controla principalmente por medio de un primer resorte cuando la rotacion de las aletas se encuentra dentro de un primer rango alrededor de la posicion neutra y se controla principalmente por medio de un segundo resorte cuando la rotacion de las aletas se encuentra en un segundo rango por fuera del primer rango, siendo el segundo resorte mas rlgido que el primer resorte.
9. 10. El WPD de cualquier reivindicacion anterior, y que comprende ademas:

   1) un equipo (17) de comunicacion inalambrico;

   2) un sistema de ordenador;

   3) un sensor de posicion referenciado por satelite

   4) un sensor de direccion horizontal que detecta la direccion en un plano horizontal; y

   5) un accionador (21) de direccion; el sistema de ordenador

   a) se vincula al equipo de comunicacion, al sensor de posicion, al sensor horizontal y al accionador de direccion, y

   b) contiene, o se programa para contener, instrucciones para controlar el accionador de direccion en respuesta a

   senales que se reciben a partir del equipo de comunicacion, o a partir del sensor de posicion y el sensor de direccion

   horizontal, o de senales que se reciben a partir de otro sensor en el vehlculo.
10. 11. El WPD de cualquier reivindicacion anterior, en el que el componente (20) accionado por olas comprende multiples niveles de aletas accionadas por olas que se integran dentro de cada una de las otras.
11. 12. El WPD de cualquier reivindicacion anterior, en el que dichos niveles comprenden un nivel (20a) superior que tiene un primer medio (27a) de union para unir el flotador y un segundo medio de union para unir un nivel que se situa inmediatamente por debajo del mismo.
12. 13. El WPD de cualquier reivindicacion anterior, en el que;

    el anclaje (30) tiene una configuracion sustancialmente plana para reducir el arrastre;

    el cabestrante tiene una bobina (61) que gira alrededor de un eje paralelo a un eje longitudinal del flotador de manera

    tal que el anclaje puede enrollarse en la bobina sin torcerse; y

    el anclaje no requiere de flexion contra su eje ancho ya que el dispositivo propulsado por olas se somete a un movimiento de inclination.