MX2008009309A

MX2008009309A - Vehiculo acuatico accionado por olas.

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Publication number: MX2008009309A
Application number: MX2008009309A
Authority: MX
Inventors: Roger G Hine; Derek L Hine; Joseph D Rizzi; Kurt A F Kiesow; Robert Burcham; William A Stutz
Original assignee: Liquid Robotics Inc
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2008-10-17
Also published as: CA2637714A1; EP1973775A2; IL192828A; JP5248666B2; JP5176011B2; US9623945B2; WO2007087197A3; JP2012046178A; US8376790B2; CA2637714C; US9051037B2; AU2007208471B2; CN102126546B; BRPI0706924A2; NZ592743A; AU2007208471A1; EP1973775B1; WO2007087197A2; JP2009533257A; NZ570562A

Abstract

Un vehículo acuático de potencia de ola que incluye un flotador de superficie, un nadador sumergido y un amarre el cual conecta el flotador y el nadador, de manera que el nadador se mueva hacia arriba o hacia abajo por el resultado del movimiento de las olas. El nadador incluye una o más aletas las cuales interactúan con el agua a medida que el nadador se mueve hacia arriba y abajo y genera fuerzas que impulsan el vehículo hacia delante. El vehículo, el cual no necesita ser habitado, puede transportar equipamiento de comunicación y control tal que puede seguir un curso dirigido por señales enviadas a él, y tal que pueda registrar o transmitir datos desde sensores en el vehículo.

Description

VEHICULO ACUATICO ACCIONADO POR OLAS. REFERENCIAS CRUZADAS A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional US N° 60/760.893, presentada el 20 de enero 2006 (referenciada JUP 001) , la solicitud de patente US N° 11/436.447, presentada el 18 de mayo 2006 (referenciada JUP 001-01) , y solicitud de patente provisional US N° 60/841.834, presentada el 1 de septiembre 2006 (referenciada JUP 001-02) . La divulgación completa de cada una de estas solicitudes se incorporada aquí como referencia para todos los propósitos. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con dispositivos y métodos, los cuales utilizan la potencia de las olas en el agua (referida de aquí en adelante como "potencia de olas") . A medida que una ola viaja a lo largo de la superficie del agua, produce un movimiento vertical, pero ningún movimiento neto horizontal. La amplitud del movimiento vertical decrece logarítmicamente con la profundidad; a un profundidad de aproximadamente la mitad del largo de la ola, hay poco movimiento vertical. La velocidad de corrientes inducidas por el viento también decrece agudamente con la profundidad. Un número de propuestas han sido realizadas para utilizar potencia de ola para hacer trabajo útil. Pueden hacerse referencia, por ejemplo, a las patentes US n° 986.627, 1.315.267, 3.312.186, 3.453.981, 3. 508.516, 3.845.733, 3.872.819, 3.928.967, 4.332.571, 4.371.345, 4.389.843, 4.598.547, 4.684.350, 4.842.560, 4.968.273, 5.084.630 y 6.561.856. La descripción completa de cada una de estas patentes es incorporada acá mediante referencia para todos los propósitos. BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, hemos descubierto nuevos dispositivos de potencia de ola y nuevos métodos que utilizan dispositivos de potencia de olas. La invención será rápidamente descrita con referencia a vehículos acuáticos, los cuales viajan sobre la superficie del agua cuando son ubicados en un agua que tiene olas moviéndose sobre la superficie del agua (de aquí en adelante, referida como agua "portadora de ola") . En tales vehículos, al menos parte de la potencia de la ola mueve el flotador sobre la superficie del agua (el resto de la potencia de la ola, si existe, es convertido en otras formas útiles o desperdiciado) . Sin embargo, la invención es también útil cuando el flotador es mantenido a una ubicación fija, e.g., por un ancla u otra fijación. En ensambles preferidos, la invención hace posible para vehículos acuáticos sin humanos realizar tareas las cuales serían tediosas, caras o peligrosas de realizar utilizando vehículos operados por seres humanos .

En un primer aspecto favorito, esta invención provee un nuevo dispositivo de potencia de olas, el cual comprende (1) un flotador, (2) un nadador y (3) un amarre conectando el flotador con el nadador; el flotador, nadador y amarre son tales que, cuando el vehículo está en agua quieta, (i) el flotador está en o cerca de la superficie del agua, (ii) el nadador está sumergido debajo del flotador y (iii) el amarre está bajo tensión; y el nadador comprende: (2a) un cuerpo nadador que tiene un eje longitudinal, y (2b) un sistema de aleta, (a) el cual está asegurado al cuerpo, (b) comprende una aleta, y (c) cuando el dispositivo está en agua portadora de olas, (i) tiene una configuración la cual cambia como un resultado del movimiento de la ola, y (ii) interactúa con el agua para generar fuerzas que tienden a mover el nadador en una dirección que tiene una componente horizontal (de aquí en adelante referida simplemente como "en una dirección horizontal") . El término "aleta" es utilizado acá para denotar un componente que comprende una superficie generalmente laminar en contra la cual, cuando el dispositivo de potencia de olas está en una agua portadora de olas, el agua ejerce suficiente presión para influenciar substancialmente el movimiento del nadador. En muchos casos, el vehículo acuático comprende dos o más aletas, las cuales pueden ser iguales o diferentes, aseguradas en diferentes puntos del cuerpo del nadador. El "eje longitudinal" del cuerpo del nadador descansa en el plano generalmente vertical a lo largo del cual se mueve el nadador cuando el dispositivo está en agua portadora de olas. El sistema de aleta preferentemente tiene al menos una (i.e. una o más) de las siguientes características: (A) comprende una aleta, por ejemplo, una aleta generalmente laminar, la cual rota alrededor de un eje de rotación (e.g. un eje de rotación generalmente transversal al eje longitudinal del cuerpo del nadador) , el eje de rotación tiene una relación espacial con el cuerpo del nadador, la cual cambia cuando el dispositivo está en agua portadora de olas ; (B) comprende (i) una aleta, por ejemplo, una aleta generalmente laminar, la cual rota alrededor de un eje de rotación (e.g. un eje de rotación generalmente transversal al eje longitudinal del cuerpo del nadador) y (ii) un componente elástico (e.g. un resorte embobinado de metal, un resorte de hoja de metal, una barra de torsión metálica o un componente elastomérico tal como una banda de goma natural o artificial) el cual no hace parte de la aleta y el cual deforma elásticamente y por lo tanto influencia cambios en la configuración del sistema de aleta cuando el dispositivo está en agua portadora de olas ; C) comprende una aleta, por ejemplo, una aleta generalmente laminar y elásticamente deformable, que tiene un borde conductor que comprende (i) una sección central relativamente rígida que tiene una relación espacial fija con el cuerpo del nadador (comprendiendo la posibilidad de que la sección central rote alrededor de un eje de rotación que tiene una relación espacial fija con el cuerpo del nadador) y (ii) secciones externas relativamente deformables ; D) comprende dos aletas generalmente laminares, por ejemplo, dos aletas generalmente laminares y elásticamente deformables que son una imagen de espejo una de otra y cada una de las cuales rota alrededor de un eje de rotación generalmente alineado con el eje longitudinal del cuerpo del nadador (tales aletas operan de manera similar a las aletas pectorales en un pez o las alas de un pájaro y son referidas acá como aletas "pectorales" ) . El amarre preferiblemente comprende una o ambas de las siguientes características: (E) comprende un miembro elásticamente deformable; (F) comprende un componente que transmite datos y/o potencia eléctrica. El cuerpo nadador comprende una o más de las siguientes características : (G) comprende una sección delantera substancialmente rígida, una sección media que es relativamente flexible en el plano vertical y una sección de popa substancialmente rígida, el amarre siendo amarrado, por ejemplo, a la sección delantera y el sistema de aleta siendo amarrado, por ejemplo, a la sección delantera; (H) comprende uno o más componentes seleccionados desde equipamiento electrónico, equipamiento de comunicaciones, equipamiento de grabación, electrónica de control, equipamiento de manejo y sensores ; (I) comprende una o más aletas substancialmente verticales que influencian la orientación del cuerpo del nadador en el plano horizontal. Tales aletas pueden ayudar a balancear las fuerzas de arrastre y a limitar la rotación del nadador del nadador cuando es tirado hacia los lados por el cable. En un ensamble, el cuerpo del nadador comprende una aleta conductora fijada y una aleta de arrastre, la cual puede ser actuada para manejar el nadador. En un ensamble similar, una parte del cuerpo del nadador tiene una dimensión horizontal relativamente pequeña y una dimensión vertical relativamente grande; por ejemplo, tal parte, si está en la parte de arrastre final del cuerpo de nadador podría ser actuada para manejar el nadador; (J) comprende un contenedor relativamente tubular, con aletas pectorales las cuales se extienden por ambos lados del cuerpo. Cuando se hace referencia acá a un aleta u otro componente que rota alrededor de un eje de rotación o a un componente que es rotativamente montado o rotativamente asegurado, esto comprende no sólo la posibilidad de que la rotación sea alrededor de un solo eje, pero también la posibilidad de que la rotación resulte por la rotación alrededor de dos o más ejes (que pueden ser pero no necesitan ser, paralelos entre ellos) y la posibilidad de que la rotación involucre un movimiento continuo de partes adyacentes de la aleta u otro componente, como por ejemplo, cuando una parte de una aleta flexible es fijada y el resto de la aleta flexible se mueve en relación a (i.e. "gira alrededor") la parte fijada En un segundo aspecto preferente, esta invención provee un vehículo acuático de potencia de olas el cual comprende (1) un flotador, (2) un nadador y (3) un amarre conectando el flotador con el nadador y (4) un sistema computacional ; el flotador, el nadador y el amarre siendo tales que, cuando el vehículo está en agua quieta, (i) el flotador está en o cerca de la superficie del agua, (ii) el nadador está sumergido debajo del flotador y (iii) el amarre está bajo tensión; el nadador, cuando el vehículo está en agua portadora de olas, interactúa con el agua para generar fuerzas las cuales mueven el vehículo en una dirección horizontal; el flotador comprende un sensor de posición de referencia satelital ; el nadador comprende (a) un sensor que detecta la dirección en un plano horizontal y (b) un actuador conductor; y el sistema computacional (a) siendo conectado al sensor de posición, al sensor horizontal y al timón y (b) conteniendo o siendo programable para contener, instrucciones para controlar el actuador conductor en respuesta a las señales recibidas desde el sensor de posición y del sensor horizontal o en respuesta a señales recibidas desde un sensor sobre el vehículo. En los vehículos acuáticos del segundo aspecto de la invención, el nadador comprende preferentemente un cuerpo y un sistema aleta de acuerdo al primer aspecto de la invención, pero puede comprender diferentes medios para generar fuerzas que muevan el vehículo en una dirección horizontal. Los vehículos acuáticos de la invención comprenden frecuentemente un solo flotador y un solo nadador, la invención será rápidamente descrita con referencia a tales vehículos acuáticos. Sin embargo, la invención comprende la posibilidad de que haya más de un flotador y/o más de un nadador, por ejemplo, un solo flotador amarrado a una pluralidad de nadadores, los nadadores siendo preferentemente alineados axialmente, con una pluralidad de cables . En un tercer aspecto preferente, esta invención provee un método de utilizar potencia de olas que comprende ubicar un dispositivo de acuerdo al primer o segundo aspecto de la invención en un cuerpo de agua el cual tiene o el cual se espera que tenga olas de agua viajando sobre su superficie. En un cuarto aspecto preferente, esta invención provee un método de obtener información que comprende recibir señales desde un dispositivo de acuerdo al primer o segundo aspecto de la invención, por ejemplo señales desde algunos o la totalidad de una pluralidad de tales dispositivos, por ejemplo 2 - 10.000 o 10 - 1000 dispositivos.

En un quinto aspecto preferente, esta invención provee un método de obtener información que comprende examinar señales grabadas por un dispositivo de acuerdo al primer o segundo aspecto de la invención, por ejemplo señales desde algunos o la totalidad de una pluralidad de tales dispositivos, por ejemplo 2 - 10.000 o 10 - 1000 dispositivos . En un sexto aspecto preferente, esta invención provee un método para controlar una función de un dispositivo de acuerdo al primer o segundo aspecto de la invención, el método comprende enviar señales al dispositivo. En un séptimo aspecto preferente, esta invención provee nuevos flotadores apropiados para su uso en un primer o segundo aspecto de la invención y para otros propósitos; nuevos nadadores apropiados para su uso en primer o segundo aspecto de la invención y para otros propósitos; nuevos sistemas de aletas apropiados para su uso en primer o segundo aspecto de la invención y para otros propósitos; y nuevas aletas apropiadas para su uso en primer o segundo aspecto de la invención y para otros propósitos . En un octavo aspecto preferente, esta invención provee conjuntos de partes que comprenden dos o más de los componentes necesarios para ensamblar un dispositivo de acuerdo a un primer o segundo aspecto preferente de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención es ilustrada mediante las figuras acompañantes, las cuales son diagramáticas y no a escala. La figura 1 es un diagrama de un vehículo acuático. Las figuras 2 y 3 son secciones transversales de aletas para usarse en ciertos ensambles. La figura 4 es una sección transversal de un cable. La figura 5 es un diagrama de bloque de un sistema de control . La figura 6 muestra un camino para vehículo acuático estacionario . La figura 7 es una vista en perspectiva de un vehículo acuático . La figura 8 muestra diferentes configuraciones de una aleta en la figura 7. La figura 9 es una vista en perspectiva de un vehículo acuático . La figura 10 es una vista en perspectiva agrandada de parte de la figura 9. Las figuras 11A a 11D muestra configuraciones diferentes de las aletas en la figura 9. Las figuras 12 - 19 y 21 son vistas laterales de los vehículos acuáticos.

La figura 20 es una vista superior del vehículo acuático de la figura 21. Las figuras 22A a 22C muestran diferentes configuraciones de un vehículo acuático que tienen un cuerpo flexible. Las figuras 23 - 25 son vistas en perspectiva de vehículos acuáticos. Las figuras 26A a 26D muestra diferentes vistas de un vehículo acuático. Las figuras 27A a 27D muestran diferentes vistas de un vehículo acuático. En algunas figuras, el sistema de aleta es numerado 0, 1, 2, 3 o 4. Si la configuración durante una fase de deslizamiento es preferida a minimizar el arrastre durante esta fase. Se describe acá abajo y en las figuras adjuntas 27A-D, un ejemplo de vehículo acuático el cual logre un bajo arrastre durante la fase de deslizamiento y es capaz de transición desde una fase de cometa a una fase de deslizamiento rápidamente y silenciosamente. En este ejemplo, el cuerpo del nadador tiene una estructura de cuerpo central que es más largo a lo largo de un eje longitudinal. Aletas se extienden desde ambos lados del cuerpo y pueden rotar en relación con el cuerpo alrededor de un eje que es sustancialmente perpendicular al eje longitudinal del cuerpo y preferentemente también al eje de amarre. Puede haber un par de alas con un solo eje, o múltiples pares de alas. Preferentemente, la rotación de las aletas es controlada en parte por un resorte el cual resistirá la rotación en ambas dirección desde una posición de descanso. Una ventaja de utilizar tal resorte es que se provee un aumento suave de resistencia a la rotación sin producir el ruido que resultaría de un alto repentino y que pueda perjudicar la operación de instrumentos acústicos sensibles . Mientras el vehículo está en descanso en aguas quietas, el amarre es preferentemente y generalmente vertical y está amarrado al cuerpo tal que el eje del cuerpo esté en un ángulo de cero a 30°, preferentemente 3-10° de la horizontal. El eje de cuerda de la aleta en posición de descanso es preferentemente y generalmente horizontal. Cuando la tensión en la línea es liberada por el flotador moviéndose hacia abajo, el nadador se moverá hacia abajo y la presión de fluido sobre el ala causará que rote a una posición de desligación mientras el resorte se resista a esta rotación. La fuerza del resorte y la fuerza de levantamiento son balanceada tal que el ángulo de la ala en la posición de deslizamiento sea similar al eje longitudinal del cuerpo y por lo tanto provea un arrastro mínimo. Cuando la tensión en la línea es aumentada por el flotador moviéndose hacia arriba, el nadador se moverá hacia arriba y la presión de fluido en el ala causará que rote en una posición de cometa, mientras el resorte resista esta rotación. La fuerza del resorte y la fuerza de levantamiento son balanceadas tal que el ala opere en un ángulo eficiente de ataque durante el desplazamiento de cometa para producir un empuje hacia delante. Un ejemplo de una forma de ala eficiente para deslizar tiene una relación de esbeltez alta (envergadura/cuerda) , una forma plana elíptica, y una forma aerodinámica esbelta. Una aleta con una cuerda relativamente corta permite rotaciones rápida entre ángulo de deslizamiento y ángulo de cometa tal que la aleta pueda lograr un ángulo de ataque óptimo para cada fase con un mínimo de desplazamiento perdido . Una única aleta es mostrada en la figura 27. Múltiples aletas son posibles similarmente , con cada aleta comportándose de manera similar. Adicionalmente al impulso primario producido por el ala o las alas, alas de cola más pequeña o alas canard frontales pueden ser provistas para estabilidad. Si la configuración es numerada 0, es la configuración que probablemente sea adoptada cuando el vehículo está en agua quieta. Si la configuración es numerada 1, es la configuración que probablemente sea adoptada cuando el flotador está cayendo por detrás de la cresta de la ola y la tensión en el amarre está cayendo (y puede ser cero) . Si la configuración es numerada 2, es la configuración que probablemente sea adoptada cuando el flotador ha caído en la garganta de la ola y la tensión en el amarre comienza a incrementarse. Si la configuración es numerada 3, es la configuración que probablemente sea adoptada cuando el flotador es elevado hacia la punta de una ola y el amarre está o está cerca de su tensión máxima para es ciclo particular. Si la configuración es numerada 4, es la configuración que probablemente sea adoptada cuando el flotador es elevado hacia la punta de una ola y la tensión en el amarre ha disminuido. Se debe entender, sin embargo, que la configuración del sistema de aleta en la práctica no será necesariamente la mostrada en las figuras. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En el resumen anterior de la invención, la descripción detallada de la invención a continuación y las figuras acompañantes, se hace referencia a características particulares de la invención. Es de entender que la descripción de la invención en estas especificaciones comprende todas las combinaciones posibles de tales características particulares. Por ejemplo, donde una característica particular es descrita en el contexto de un aspecto particular, un ensamble particular o una figura particular, esta característica también puede ser utilizada, en la extensión apropiada, en el contexto de otros aspectos particulares, ensambles o figuras y en la invención en general . También debe entenderse que esta invención comprende todas las características novedosas descritas aquí y no está limitada a los aspectos preferenciales de la invención destacada anteriormente. El término "comprende" y equivalentes gramáticos de este son utilizados aquí para significar que otros elementos (i.e. componentes, ingredientes, pasos etc.) son presente opcionalmente . Por ejemplo, un vehículo acuático "que comprende" ("el cual comprende") componentes A, B y C puede contener solamente componentes A, B y C o puede contener no solamente componentes A, B y C pero también otro o más componentes . El término "al menos" seguido de un número es utilizado aquí para denotar el comienzo de un rango comenzando con ese número (el cual puede ser un rango que tiene un límite superior o sin límite superior, dependiendo en la variable siendo definida) . Por ejemplo, "al menos 1" significa 1 o más de 1 , y "al menos 80%" significa 80% o más que 80%. El término "a lo más" seguido de un número es utilizado aquí para denotar el final de un rango comenzando con ese número (el cual puede ser un rango que tiene 1 o 0 como límite inferior o sin límite inferior, dependiendo en la variable siendo definida) . Por ejemplo, "a lo más 4" significa 4 o menos de 4 , y "a lo más 40%" significa 40% o menos que 40%. Cuando, en esta especificación, un rango es dado como " (un primer número) a (un segundo número) " o " (un primer número) - (un segundo número) " , esto significa un rango al cual el límite inferior es el primer número y al cual el límite superior es el segundo número. Por ejemplo, "desde 1,7 a 5 metros" (5 a 15 pies) o "1,7 - 5 metros" (5 - 15 pies) significa un rango al cual el límite inferior es 1,7 metros (5 pies) y al cual el límite superior es 5 metros (15 pies) . Los términos "plural" , "múltiple" , "pluralidad" y "multiplicidad" son aquí utilizados para denotar dos o más de dos ítems . Cuando se hace referencia aquí a un método que comprende dos o más pasos definidos, los pasos definidos puede realizarse en cualquier orden o simultáneamente (excepto donde el contexto excluye esta posibilidad) y el método puede opcionalmente incluir uno o más pasos los cuales pueden realizarse antes de cualquiera de los pasos definidos, entre dos de los pasos definidos o después de todos los pasos definidos (excepto donde el contexto excluye esta posibilidad) . Cuando se hace referencia aquí a un "primer" y "segundo" elementos, esto se hace generalmente para propósitos de identificación, a menos que el contexto requiera de otra forma, el primer y segundo elementos pueden ser el mismo o diferentes y la referencia a un primer elemento no significa que un segundo elemento es necesariamente presente (aunque pueda estar presente) . Cuando se hace referencia aquí a "un" elemento, esto no excluye la posibilidad de que existan dos o más de tales elementos (excepto donde el contexto excluye esta posibilidad) . Por ejemplo, Cuando se hace referencia aquí a una aleta o un sistema de aleta, el nadador puede (y frecuentemente lo hace) comprender dos o más aletas o sistemas de aleta, los cuales pueden ser iguales o diferentes. Cuando se hace referencia aquí a dos o más elementos, esto no excluye la posibilidad de que dos o más elementos sean reemplazados por un número menor o un número mayor de elementos que provean la misma función (excepto donde el contexto excluye esta posibilidad) . Por ejemplo, el cuerpo del nadador y el sistema de aleta pueden juntos formar un solo cuerpo unitario. Los números dados aquí deberían ser entendidos con el alcance correspondiente a sus contextos y expresiones; por ejemplo, cada número está sujeto a variaciones la cual depende de la precisión con la cual puede ser medido por métodos convencionalmente utilizados por expertos en la materia. A menos que se especifique de otra manera, las referencias al posicionamiento y a la forma de un componente del vehículo se refieren a esa posición y a la forma cuando el vehículo está en agua quieta. Varios términos son utilizados en estas especificaciones de acuerdo con las definiciones dadas anteriormente y las definiciones adicionales dadas a continuación. "Borde conductor" (o terminal conductor) y "borde de arrastre" (o terminal de arrastre) denotan las superficies frontales y traseras respectivamente de una aleta u otro componente que permite que la potencia de las olas genere el movimiento del vehículo hacia delante. "Proa" y "popa" denotan ubicaciones relativamente cerca del borde (o terminal) conductor y de arrastre respectivamente . "Alineado" denota una dirección la cual descansa generalmente en un plano vertical el cual es paralelo al plano vertical, el cual incluye el eje longitudinal del nadador . "Alineado axialmente" denota una dirección la cual descansa generalmente en el plano vertical que incluye el eje longitudinal del nadador. "Transversal" denota una dirección la cual descansa generalmente en un plano vertical ortogonal al plano vertical, el cual incluye la línea central axial del nadador . Donde se hace referencia aquí a una característica la cual "generalmente" acoge una definición particular, por ejemplo "generalmente en un plano vertical", "generalmente laminar" o "generalmente horizontal" , es de entender que la característica no necesita acoger estrictamente la definición particular, pero más bien puede alejarse de esa definición estricta en una cantidad que permita una operación efectiva de acuerdo con los principios de la invención . Todos los componentes del vehículo, particularmente cualquier conexión eléctrica, son preferentemente construidos de materiales los cuales son resistentes al agua salada y/o envueltas dentro de un envoltorio impermeable de tal material. Preferiblemente, los materiales los cuales están expuestos al agua son resistentes al bio-putrefacción y no son atractivos o incluso repelentes a animales marinos, e.g. tiburones. Materiales apropiados puede por ejemplo ser seleccionados desde metales y composiciones poliméricas, incluyendo pinturas contenedoras de cobre y polímeros de superficies de baja energía tal como el politetrafluoroetileno . Cuando el vehículo incluye batería y paneles solares (u otro medio generador de electricidad) , la bio-putrefacción puede ser desalentada al utilizar la potencia de las baterías o paneles solares para brevemente electrificar materiales conductores en el vehículo y/o energizar un vibrador el cual desalojará materiales bio-putrefactos . Bordes conductores los cual pueden ser enganchado por algas puede opcionalmente tener bordes afilados y aserruchados. El vehículo es preferentemente diseñado para minimizar el arrastre mientras que el movimiento del nadador tira hacia delante y minimizar el efecto de las corrientes de viento y agua, el cual mueve el vehículo hacia los lados. El flotador o el nadador o ambos pueden tener solapas los cual están encubiertos y tienen poco efecto en el arrastre cuando el flotador o el nadador se está moviendo hacia delante, pero el cual puede extenderse y aumentar el arrastre cuando el flotador o el nadador se está moviendo hacia atrás . Tales extensores son preferentemente ubicados de manera de mantener el flotador y/o el nadador en una orientación deseada si se mueve marcha atrás. Un dispositivo preferido que tiene la anterior característica (B) puede por ejemplo incluir un sistema de aleta el cual comprende (1) una pluralidad de aletas, por ejemplo 3 - 10 o 4 - 6 aletas, e.g. 5 aletas, (2) una barra rígida la cual está montada en el cuerpo del nadador a la cual cada una de las aletas está montada rotablemente y (3) un componente elástico como se define en (B) . La barra rígida es preferentemente alineada con el eje longitudinal del cuerpo del nadador. Las aletas, las cuales puede ser iguales o diferentes, preferentemente descansan detrás unas de otras (opcionalmente en el mismo plano horizontal) y preferentemente cada una de las aletas gira alrededor de un eje transversal el cual está generalmente transversal al eje longitudinal al cuerpo del nadador. Cada uno de los componentes elásticos influencia la velocidad y/o la extensión de la rotación de la aleta a la cual está conectado. El componente elástico puede por ejemplo extenderse desde un punto fijo de la barra rígida, por ejemplo la popa del eje transversal de la aleta, a un punto fijo en la aleta, por ejemplo la popa del eje transversal de la aleta. Un dispositivo preferido teniendo las características anteriores (A) y (B) pueden por ejemplo incluir (i) una aleta generalmente laminar la cual está montada, opcionalmente montada rotablemente, directamente o indirectamente en una barra rígida la cual está montada, opcionalmente montada rotablemente, en el cuerpo del nadador y (ii) un resorte y/o una barra de torsión la cual está directamente o indirectamente conectada a la aleta y/o a la barra rígida y la cual influencia (a) la velocidad y/o la extensión de la rotación de la aleta y/o la barra rígida, y/o (b) la relación espacial entre el cuerpo del nadador y el eje de rotación, durante parte o todos de los cambios en configuración del sistema. Un dispositivo preferido teniendo las características anteriores (C) pueden por ejemplo incluir un sistema de aleta que comprende una aleta generalmente laminar y elásticamente deformable (siendo tal aleta opcionalmente el único componente elástico o uno de una pluralidad de componentes elásticos, del sistema de aleta) , la aleta que tiene un borde conductor que comprende (i) una sección central relativamente rígida la cual rota alrededor de un eje de rotación generalmente transversal al eje longitudinal del cuerpo del nadador y secciones externas relativamente deformables (por ejemplo, una aleta que tiene una curva de vuelta, e.g. borde conductor generalmente en V) . El cuerpo del nadador El cuerpo del nadador frecuentemente tiene una forma generalmente cilindrica u otra forma seleccionada para minimizar el arrastre mientras que el sistema de aleta tira al nadador a través del agua. A menudo, existe un solo cuerpo de nadador, puede haber una pluralidad de cuerpos amarrados unos a otros, de preferencia rígidamente, con sus ejes alineados o con sus ejes paralelos y espaciados entre sí. De preferencia, el cuerpo tiene un eje longitudinal el cual está generalmente horizontal cuando el vehículo está en agua quita. Usualmente pero no necesariamente, el cuerpo del nadador tiene un largo (i.e. la dimensión medida a lo largo del eje longitudinal) substancialmente mayor que su ancho (i.e. la dimensión del cuerpo del nadador medida transversal al eje longitudinal) . El largo del cuerpo del nadador puede por ejemplo ser, al menos, 0,3 metros (1 pies), e.g. 0,9 a 3 metros (3 a 10 pies) o de 1,2 a 1,9 metros (4 a 6 pies) , pero puede ser substancialmente mayor, e.g. hasta 300 metros (1000 pies) o más. El diámetro (o para cuerpo no cilindricos, cada una de la mínima y máxima dimensión transversal) del nadador puede por ejemplo ser de al menos, 30 mm (0,1 pies) o al menos 90 mm (0,3 pies) hasta, por ejemplo, 0,1 veces el largo del nadador. En algunos ensambles el cuerpo del nadador completo será rígido. Sin embargo, también es posible que parte del cuerpo del nadador sea elásticamente deformable. Por ejemplo, el cuerpo del nadador tener una sección central que es flexible, preferentemente y substancialmente solamente en el plano vertical, con el timón montado en una sección rígida en popa de la sección central flexible y el sistema de aleta montado en una sección rígida delantera de la sección central flexible. Opcionalmente , el nadador tiene un centro de flotación que está por encima del centro de gravedad . Como es adicionalmente discutido a continuación, una amplia variedad de componentes adicionales pueden ser amarrados al cuerpo del nadador. Componentes pesados son preferentemente fijados al nadador más bien que al flotador.

El peso mojado del nadador, incluyendo los componentes amarrados a él, pueden por ejemplo ser, 2 - 9.000 kilos (5 - 20.000 libras), e.g. 2 - 225 kilos (5 - 500 libras), por ejemplo 9 - 30 kilos (20 - 60 libras) . Varios componentes son preferentemente ubicados dentro de envoltorio impermeable provisto por el cuerpo del nadador (por ejemplo equipamiento eléctrico, incluyendo baterías, equipamiento electrónico, servomecanismos, pasadizos impermeables, equipamiento de orientación) . Otros son preferentemente o necesariamente ubicados fuera del cuerpo del nadador, por ejemplo, aletas estabilizadoras , pesos estabilizadoras , algunos tipos de sensores y colectores de muestras. Las aletas estabilizadoras, las cuales pueden por ejemplo estar localizadas cerca del frente y/o de la parte trasera del cuerpo del nadador, pueden por ejemplo ser aletas generalmente alineadas y fijadas verticales las cuales resiste arrastre transversal sobre el nadador o aletas generalmente alineadas y fijadas horizontales las cuales las cuales resiste arrastre vertical sobre el nadador. Pesos estabilizadores pueden ser por ejemplo barras y/o discos, usualmente alineados con el cuerpo del nadador, fijados a puntales que descienden verticalmente del cuerpo del nadador, por lo que aumenta el peso y cambian el centro de gravedad del nadador, o puede ser parte de una aleta estabilizador vertical con forma de quilla.

En un ensamble, un hidrófono es fijado al cuerpo del nadador. Preferentemente, de manera de separar al hidrófono del ruido generado por el nadador, el hidrófono se localiza al final de un cable arrastrado del cuerpo del nadador o en una barra extendida que se proyecta desde, e.g. desde el frente de, el cuerpo del nadador. El flotador. El flotador puede ser de cualquier tamaño y forma conveniente, teniendo en mente los componentes que el cual lleva, la manera en la cual será usado y el deseo de minimizar el arrastre en el agua y en contra del viento. El largo del flotador puede ser menor que, e.g. 0,5 a 0,9 veces, substancialmente igual a, e.g. 0,9 a 1,1 veces, o mayor a 1,1 a 4 veces, el largo del nadador. El largo del flotador puede ser por ejemplo, de al menos 0,3 metros (1 pies), e.g. 1 - 3 metros (3 a 10 pies) o 1,2 - 1,9 metros (4 a 6 pies), pero puede ser substancialmente mayor, e.g. hasta 300 metros (1000 pies) o más, siempre que no sea demasiado grande para ser substancialmente movido por olas. La amplitud del flotador puede ser por ejemplo 0,1 metros (0,3 pies), o al menos 0,2 metros (2 pies), hasta, por ejemplo, 0,3 veces el largo del flotador. Opcionalmente , el flotador tiene un centro de flotación el cual está por encima del centro de gravedad. El flotador puede por ejemplo tener 9 - 225 kilos (20 - 500 libras), e.g. alrededor 36 kilos (80 libras) , de flotación y/o una flotación que sea 2,4 veces el peso mojado del nadador. Para reducir el peligro de que el viento, olas o fuerzas de corrientes empujen el flotador hacia los lados, preferentemente tanto el centro del arrastre del agua como el centro del arrastre del viento están detrás del punto de fijación de la línea, ya que esto ayuda a mantener el flotador en una orientación frontal en la cual tiene el arrastre total más bajo. Las fuerzas del viento y del agua que actúan en las partes del flotador delante del punto de fijación del amarre tienden a rotar el flotador lejos de la orientación deseada, en donde aquellas popas de los puntos de fijación tienden a producir la orientación deseada. Por lo tanto, la nariz del flotador es preferentemente relativamente despuntada y truncada en donde la porción de la cola del flotador preferentemente tiene una porción de cola extensa con una área de superficie vertical mayor. El flotador puede incluir un timón. El timón puede ser fijado mediante algunas o todas las operaciones del vehículo de manera de mantener el centro de arrastre detrás del punto de fijación del amarre. El timón puede también ser ajustable, de manera de asistir el giro del vehículo. En este caso, el amarre está preferentemente fijado al nadador al frente del centro de arrastre del nadador. Especialmente cuando el amarre es fijado levemente adelante del centro de flotación del flotador, las superficies sumergidas del flotador pueden ser con la forma de manera de tener un empuje delantero. El flotador opcionalmente comprende un cascarón externo que comprende una composición polimérica, e.g. una composición polimérica reforzada con fibra de vidrio -o fibra de carbón y/o un material laminado elastomérico de pared gruesa. El cascarón puede ser opcionalmente rodear un núcleo de espuma polimérica de celda cerrada, e.g. una espuma de celda cerrada conformable y/o una pluralidad de cavidades vacías. En algunos ensambles, tales cavidades pueden ser opcionalmente inflables (por ejemplo, siendo compuesto de un material elastomérico) de manera de ser en parte o completamente llenados con agua y/o aire para controlar la flotación. El amarre El amarre conectado el flotador el cuerpo del nadador mecánicamente para este propósito comprende una pieza tensada de una fuerza de ruptura conveniente, e.g. al menos 225 kilos (500 libras) o al menos 675 kilos (1.500 libras). La pieza puede por ejemplo ser compuesta de un metal, e.g. acero inoxidable y/o una composición polimérica, e.g. Kevlar o Spectra. Con frecuencia, el amarre también comprende una o más piezas que no llevan ningún peso y las cuales transmiten potencia eléctrica y/o datos, e.g. uno o más pares de conductores eléctricos aislados torcidos, fibras ópticas o cables acústicos. Generalmente, el amarre soportará pesos en tensión, pero la invención incluye la posibilidad de que el amarre resista también la compresión, e.g. es una barra. Para reducir el arrastre, los componentes del amarre están preferentemente dispuestos para minimizar el área del borde conductor del amarre, con la pieza primaria tensada en el frente. Por lo tanto, el amarre opcionalmente lleva un envoltorio, preferentemente con una sección transversal de la línea de corriente, e.g. compuesta de una composición polimérica, e.g. una composición basada en polímero de cloruro de silicio o vinilo, el cual rodea los otros componentes. La torsión del amarre incrementa el arrastre y opcionalmente se pueden tomar medidas para reducir la torción. Por ejemplo, una segunda pieza tensada puede estar presente en el borde de arrastre del amarre y/o el vehículo puede incluir un dispositivo que detecte y corrija la torsión del amarre y/o el vehículo puede ser dirigido a lo largo de un camino en el cual el giro en sentido horario y anti-horario son balaceados (en particular, cuando el vehículo es dirigido a lo largo de un camino que rodea un punto fijo) . El amarre puede por ejemplo tener una dimensión alineada de 13 a 25 mm (0,5 - 1,5 pulgadas), e.g. alrededor de 16 mm (0,625 pulgadas), una dimensión transversal de 3 a 13 mm (0,125 a 0,5 pulgadas) e.g alrededor de 5 mm (0,19 pulgadas) y un largo de por ejemplo 3 a 25 metros (10 - 80 pies), e.g. 5 a 7 metros (17 - 23 pies) . Tanto el flotador como el nadador pueden incluir una bobina u otro equipamiento el cual haga posible cambiar el largo del amarre, ya sea para apropiado para condiciones de ola y/o profundidades de agua particulares y/o para hacer el vehículo más fácilmente almacenable, trasladado y desplegado. El amarre puede por ejemplo incluir una pieza elastomérica, e.g. un resorte el cual cambie el largo reversiblemente cuando las posiciones relativas del flotador y del nadador cambian. Por ejemplo, una pierna del amarre generalmente en forma de una Y invertida puede comprender tal pieza elastomérica. En algunos ensambles, existe un solo amarre. El amarre puede por ejemplo tener una sección central, la cual es una única línea y una sección inferior (fijada al nadador) y/o una sección superior (fijada al flotador) la cual tiene dos o más piernas fijadas a las posiciones de proa y popa, o a posiciones transversales, sobre el nadador o el flotador. En un ensamble, el amarre tiene la forma Y invertida, con las piernas inferiores de la Y (a) alineadas con y fijadas a las posiciones de proa y popa en el nadador o (b) transversal al nadador y fijadas a componentes que se extienden transversalmente desde el eje del nadador. Cuando hay un único amarre entre el nadador y el flotador, su configuración y punto de fijación (o puntos de fijación, si el amarre tiene dos o más piernas inferiores) al nadador son preferentemente tal que la fuerza hacia arriba ejercida sobre el nadador cuando el amarre es tirado hacia arriba pasa a través del nadador en o cerca del centro de gravedad del nadador. El nadador es entonces substancialmente horizontal cuando el vehículo está en agua quieta. Esto ayuda al nadador una orientación nivelada. Cuando hay un único amarre entre el nadador y el flotador, su configuración y punto de fijación (o puntos de fijación, si el amarre tiene dos o más piernas inferiores) al flotador son preferentemente tal que la fuerza hacia abajo ejercida sobre el flotador cuando el amarre es tirado hacia arriba pasa a través del flotador en o cerca del ligeramente adelante del centro de flotación del flotador. En otros ensambles, hay múltiples amarres, por ejemplo, el primer y segundo amarre respectivamente fijados a las posiciones de proa y popa del flotador y del nadador. Múltiples amarres aumentan el arrastre pero reducen la torsión. La fuerza de tensión del amarre estabiliza tanto el nadador como el flotador. Mientras cada elemento puede ser también independientemente estabilizado, al posicionar el centro de flotación por encima del centro de gravedad, está no es necesario. El hecho de que la línea de tensión estabiliza tanto el nadador como el flotador simplifica el control del vehículo. En algunos ensambles, el vehículo solamente necesita ser girado en un grado de libertad y otro control de comportamiento es pasivamente estabilizado, haciendo innecesario para el vehículo incluir propulsores o solapas de control de comportamiento (aunque tales propulsores o extensores pueden estar presentes) . Los sistemas de aleta Cuando el nadador está siendo movido por la potencia de la ola, la configuración del sistema de aleta cambia en ciclos correspondiente a las olas en la superficie del agua Generalmente, pero no necesariamente, los cambios en la configuración en cada ciclo son substancialmente los mismos Los cambios en la configuración son generalmente substancialmente continuos, pero pueden ser discontinuos, i.e. pueden haber uno o más periodos en cada ciclos durante los cuales la configuración permanece igual) . Durante al menos parte del siglo el sistema de aleta interactúa con el agua para generar fuerzas las cuales propulsan el nadador en una dirección horizontal. En algunos ensambles, el sistema de aleta comprende una aleta que rota alrededor de un eje transversal. En otros ensambles, el sistema de aleta comprende un par de aletas que rotan alrededor de un eje longitudinal. En cualquiera de los casos, a medida que el nadador se eleva y cae, la aleta o aletas pueden opcionalmente sufrir una distorsión elástica la cual aumenta la propulsión delantera del nadador. Diferentes tamaños de olas producirán diferentes respuestas desde diferentes sistemas de aletas. Por ejemplo, con olas relativamente grandes, la mayoría de la propulsión frecuentemente tiende a ser producida durante las fases ascendentes y descendentes de movimiento de aleta, por donde con olas relativamente pequeñas, la mayoría de la propulsión tiene a resultar de parte de la rotación de las aletas. Aletas flexibles tienden a producir propulsión por ambas olas pequeñas y grandes . Para cualquier vehículo acuático particular de la invención, la influencia del nadador sobre el movimiento del flotador dependerá del tamaño y frecuencia de las olas. El movimiento del flotador también dependerá por ejemplo de condiciones medio-ambientales tales como corrientes de agua y viento y cualquiera otro sistema de propulsión o giro operando en el flotador. En condiciones convenientes, el nadador moverá el vehículo hacia delante a una velocidad que es satisfactoria para varios propósitos, sin ningún otro sistema de de propulsión (aunque puede ser deseable usar otra fuente de poder para operar un sistema de giro) .

Controlando el ángulo de deslizamiento: El ángulo de deslizamiento óptimo variará dependiendo del estado del mar. Si viento o corrientes superficiales están tirando el flotador hacia atrás, entonces un ángulo de deslizamiento empinado puede ser necesario para lograr un desplazamiento hacia delante. A la inversa, si los vientos y corrientes son favorable, entones un ángulo de deslizamiento plano puede aumentar la distancia recorrida en cada ciclo de desplazamiento. Control activo puede ser aplicado al ángulo de un ala de cola o ala canard para controlar el ángulo de deslizamiento. Alternativamente, o adicionalmente , el centro de gravedad puede ser ajustado a lo largo del eje del cuerpo para mover una masa interna. Por ejemplo, un tornillo de transmisión delantero puede desplazar el paquete de batería en popa o proa para ajustar el centro de gravedad. Alternativamente o adicionalmente, el amarre puede ser ajustado para afectar el ángulo del cuerpo. En ensambles preferentes, el vehículo está equipado con sistemas de control y giro que le permiten ser controlado a distancia de una manera deseada, por ejemplo, de manera de moverse en un patrón cerrado alrededor de una ubicación fija deseada y/o para seguir un camino deseado entre dos ubicaciones, las cuales pueden estar separadas por muchos kilómetros y/o para atravesar lentamente de regreso y de ida sobre un área del océano de manera de recolectar una amplia variedad de datos. Si el flotador también es movido por otras fuerzas (por ejemplo por el viento, corrientes agua o un sistema de propulsión convencional) , el movimiento del nadador modifica (acelera o desacelera y/o cambia la dirección de) el movimiento del flotador. Diferentes sistemas de aletas que interactúan con el agua de la forma deseada incluyen, pero no están limitadas a, los varios tipos descritos aquí. Un sistema de aleta particular puede hacer uso de combinaciones de dos o más de estos tipos, excepto cuando son incompatibles entre sí; y un vehículo acuático puede comprender dos o más sistemas de aletas del mismo o diferentes tipos o combinaciones de tipos. Donde se hace referencia a continuación a una "aleta generalmente laminar" , esto incluye la posibilidad de que el espesor de la aleta cambie, regularmente o irregularmente, en la dirección transversal o en la dirección alineada o ambas y la posibilidad de que partes de la aleta se extiendan hacia fuera desde su forma generalmente laminar. Por ejemplo, por lo menos una parte de la aleta puede tener una sección transversal aerodinámica, i.e. una sección transversal tal que la aleta produce levante y arrastre mientras interactúa con el agua portadora de olas. Donde se hace referencia a continuación a una aleta generalmente laminar que "descansa en un plano generalmente horizontal" , esto incluye la posibilidad de que el plano principal de la aleta descansa en un plano el cual está inclinado con la horizontal en un ángulo que permite una operación efectiva de la aleta, por ejemplo a un ángulo que no es más de 45°, preferentemente no es más de 20°, a la horizontal. En algunos ensambles de la invención, parte o todo el sistema de aleta tiene una primera configuración cuando el vehículo está en agua quieta; es convertido desde la primera configuración a la segunda configuración cuando el nadador es tirado hacia arriba por el amarre como resultado del levantamiento de una cresta de ola elevando el flotador hacia arribe; y es convertido en desde la segunda configuración a una tercera configuración cuando el nadador se hunde hacia abajo como resultado entre olas permitiendo al flotador descender. La tercera configuración será generalmente diferente de la primera configuración, pero la invención incluye la posibilidad de que sea la misma que la primera configuración. Cuando el sistema de aleta es convertido desde la segunda configuración a la tercera configuración, puede, pero no necesariamente, pasar a través de la primera configuración como un estado transitorio. El sistema de aleta puede por ejemplo comprender una o más aletas comprendiendo porciones generalmente laminares las cuales se deforman elásticamente entre las diferentes configuraciones. Alternativamente o adicionalmente , el sistema de aleta puede por ejemplo comprender uno o más componentes elásticos deformables, que cambian de forma entre las diferentes configuraciones y por lo tanto controlan o ayudan a controlar, el movimiento de aleta o aletas comprendiendo porciones generalmente laminares. El componente elástico deformable puede controlar o ayudar a controlar el movimiento de aleta en una sola dirección (e.g. un resorte) o una o más direcciones, e.g. en ambas direcciones hacia arriba y hacia abajo (e.g. una barra de torsión). Topes límites pueden ser incluidos para prevenir el movimiento de una aleta indeseado, por ejemplo, para prevenir el doblamiento excesivo de una aleta flexible. El tope puede ser un tope rígido, un tope elástico, e.g. un resorte, incluyendo un resorte de tasa creciente. El sistema de aleta comprende al menos una aleta, la aleta preferentemente tiene una o más de las siguientes características: a) Es al menos en parte elásticamente deformable. b) Es al menos en parte substancialmente rígida. c) Comprende una porción conductora la cual es relativamente rígida y una porción central y/o una porción de arrastre la cual es relativamente y elásticamente deformable. d) Comprende una porción conductora la cual es relativamente y elásticamente deformable, una porción central la cual es relativamente rígida y una porción de arrastre la cual es relativamente y elásticamente deformable . e) Tiene una forma similar a la forma de la cola de un pez o una ballena. f) En la primera configuración, es generalmente plana en un plano generalmente horizontal. g) En la segunda configuración, es generalmente laminar y curvada hacia abajo, la segunda configuración siendo el resultado de la flexión y/o rotación de la aleta alrededor de un eje el cual descansa en un plano que es un plano generalmente ortogonal al amarre y generalmente en ángulo recto al eje longitudinal del nadador . h) Cuando el nadador se hunde hacia abajo resultado de un intermedio de olas, causando la caída del flotador, el sistema de aleta cambia de la segunda configuración a una tercera configuración, la tercera configuración siendo generalmente laminar y curvada hacia arriba.

Otras características opcionales del sistema de aleta ncluyen: 1) Comprende una pluralidad de aletas, las cuales pueden ser iguales o diferentes y las cuales pueden estar alineadas en el mismo plano horizontal o las cuales pueden estar en dos o más planos diferentes. 2) Comprende una pluralidad de aletas las cuales están montadas en un marco, por ejemplo una pluralidad de aletas montadas en ambos lados de una columna axialmente alineada o una pluralidad de aletas montadas entre dos rieles laterales alineados. 3) Comprende una par de aletas, las aletas: i. extendiéndose desde lados opuestos del cuerpo del nadador, ii. estando fijadas al cuerpo del nadador para que puedan moverse entre la primera configuración y una segunda configuración, la posición de las aletas en la segunda configuración extendiéndose hacia arriba relativa a la posición de las aletas en la primera configuración y iii. siendo tensado por un resorte u otro medio de recuperación elástica dentro de la primera configuración y fuera de la segunda configuración. 4) El sistema comprende un par de aletas y el amarre comprende una sección con forma de V invertida teniendo dos piernas, cada pierna siendo fijada a las aletas; y 5) Comprende una aleta caudal. En el primer aspecto de la invención, el sistema de aleta comprende opcionalmente al menos una pieza adicional cuya forma está fijada y es tal que la pieza adicional genera directa o indirectamente fuerzas horizontales deseadas mientras el nadador es movido por el movimiento del flotador. En un ensamble del segundo aspecto de la invención, tales piezas son los únicos medios para generar las fuerzas deseadas . La cantidad óptima de flexibilidad para una aleta flexible dependerá de varias características del diseño y de las características anticipadas de olas. Si la aleta es demasiado flexible, entonces la curvatura durante un movimiento de gran amplitud puede ser tan grande que la porción de arrastre de la aleta puede flexionarse hasta estar paralela a la dirección del movimiento y por lo tanto generar poca propulsión. Si la aleta es demasiado rígida, entonces la aleta no se flexionará con ninguna inflexión e los impulsos de pequeña amplitud no generarán propulsión eficientemente. Aquellos expertos en la materia no tendrán dificultad, teniendo en cuenta su propio conocimiento y la información contenida en esta especificación, para determinar una cantidad apropiada de flexibilidad.

El sistema de aleta frecuentemente incluye un componente rígido el cual está fijado a, preferentemente posicionado por encima de, el cuerpo del nadador. El componente rígido puede por ejemplo tener una o más de las siguientes características : i. Está rígidamente fijo a la porción de cuerpo. ii. Está posicionado por encima de la porción de cuerpo y un amarre unitario o una pierna de un amarre teniendo una configuración en Y invertido, está fijada en él. iii. Al menos un sistema de aletas está fijado en él. Cuando hay más de un sistema de aletas, los sistemas pueden ser montados uno encima del otro y/o al lado del otro. iv. Es el primer componente de un sistema de soporte el cual también comprende un segundo componente rígido. El primer componente está ubicado por encima y fijado directamente a, la porción de cuerpo en un plano generalmente vertical y el segundo componente está fijado directamente al primer componente y tiene uno o más sistemas de aleta fijados en él. El segundo componente excepcionalmente fijado al primer componente para que pueda rotar en relación al primer componente en un plano generalmente vertical y la rotación puede opcionalmente ser influenciada por una pieza de recuperación elástica, e.g. un resorte o una barra de torsión. Al menos parte del amarre está opcionalmente fijado al segundo componente para que el tiraje ascendente del amarre distorsione la pieza de recuperación elástica. La extensión de la rotación es opcionalmente y adicionalmente limitada por una pieza inextensible . Vehículos Acuáticos con Aletas Pectorales En algunos ensambles, una aleta generalmente plana o un par de aletas generalmente planas sufren deformación elástica en una dirección transversal (y puede también sufrir deformación elástica en una dirección alineada) . En algunos casos, tales aletas pueden moverse verticalmente sin un movimiento substancial vertical del cuerpo del nadador. Ellos aletean de una manera similar a las aletas pectorales en un pez o las alas en un pájaro. Preferentemente la aleta o aletas pectorales rotan alrededor de un eje longitudinal axialmente alineado. Opcionalmente, la superficie de la aleta pectoral puede también rotar y/o flexionarse en relación al plano horizontal o en relación a un plano que intersecta el eje longitudinal y un eje a través del palo de viento.

Aletas pectorales de este tipo son presentemente directamente actuadas por el amarre, reduciendo así el movimiento del cuerpo del nadador. En algunos casos, esto las hace muy adecuadas para nadadores grandes o para aplicaciones donde el cuerpo del nadador debería ser sostenido relativamente estable. Amarrando las piernas del amarre a diferentes puntos a lo largo del largo de las aletas pectorales, la cantidad de movimiento de aletas en relación a la cantidad de movimiento de la línea puede ser ajustada. Las aletas pectorales pueden por ejemplo tener un estructura de esqueleto interna hecha de una material menos flexible, opcionalmente substancialmente rígido, con una alta vida a la fatiga tales como acero templado o compuestos de fibra de carbono. La estructura de esqueleto puede incluir un palo frontal que hace al borde conductor relativamente rígido. La flexión primaria de la estructura del esqueleto ocurre en un doblamiento vertical del palo frontal cerca de la fijación al cuerpo. La rigidez de palo frontal puede incrementarse hacia las partes externas para prevenir que las puntas de las alas de marchitarse. El borde de arrastre del ala puede por ejemplo comprender solo el material envoltorio elastómero y ser relativamente flexible .

El amarre es preferentemente fijado a las alas pectorales en dos puntos, uno en cada ala. La estructura de ala es preferentemente tal que cuando el amarre no está bajo tensión, la aleta se flexiona hacia abajo y cuando el vehículo está en agua quieta las aletas se flexionan hasta una posición relativamente plana. Una tensión de línea aumentada causará que las alas se flexionen hacia arriba. Los puntos de fijación de la línea están preferentemente hacia el borde frontal de las alas pectorales. El centro de gravedad (COG) está preferentemente por debajo del punto de unión de la línea de manera que el cuerpo del nadador está horizontal en agua quieta. Si existe más área de aleta detrás de la línea de amarre, el movimiento hacia arriba causará que el nadador incline la nariz hacia arriba. Si existe más área de aleta detrás del COG, el movimiento hacia abajo causará que el nadador incline la nariz hacia abajo. Opcionalmente , un timón gira el nadador. Características opcionales de dispositivos teniendo aletas pectorales pueden incluir: a) Un cuerpo externo suave el cual no tiene mecanismo expuesto y es resistente a la putrefacción, b) Una flexión distribuida sobre una gran área para que la fatiga en puntos específicos pueda ser minimizada para una larga vida. c) Una forma global aerodinámica la cual permite una velocidad incrementada. d) Incrementos repentinos en la tensión del amarre se transmiten inmediatamente a las aletas para que la inercia del vehículo no impida la conversión en propulsión . e) Las puntas de las aletas se extienden más allá de los puntos de fijación de la línea y el palo de viento es relativamente rígido en esta región para que las puntas de las aletas se muevan a través de una mayor amplitud que el amarre. Esto ayuda a generar grandes cantidades de propulsión desde pequeñas cantidades de movimiento de amarre. Componentes adicionales Los componentes adicionales los cuales pueden ser parte del vehículo acuático incluyen, pero no están limitados a, aquellos descritos en los parágrafos 1 - 14 a continuación. Algunos componentes, e.g. equipamiento de control electrónico, pueden ser parte ya sea del flotador, del nadador o ambos. ítems voluminosos y masivos, e.g. baterías y equipamiento que opera mejor con un movimiento limitado y/o cuando está protegido del viento y del ruido, tales como equipamiento de visualización o mapeo y equipamiento de hidrófono y de sonar, son preferentemente parte del nadador. Otros componentes, e.g. medios de recolección solar, antena de radio y navegación, faros, y sensores de climas son preferentemente parte del flotador. 1. Equipamiento de comunicación para mandar y/o recibir datos, e.g. señales digitales o análogas de radio, por ejemplo equipamiento de comunicación para: i. mandar señales las cuales reflejan datos recolectados por un dispositivo de monitoreo y sensorial el cual es parte del vehículo; ii. recibir señales, e.g. comandos, desde una estación base (e.g. un barco o una estación en tierra) o desde dispositivos de navegación, equipamiento de navegación satelital tal como un satélite de posicionamiento global (GPS) o boyas de sonar o radio,- iii. mandar señales a una estación de recibimiento, por ejemplo vía satélite, iv. mandar señales las cuales están influenciadas por la ubicación del vehículo. 2. Equipamiento de registro para registrar señales, e.g. señales digitales o análogas, por ejemplo señales las cuales son: i. influenciadas por señales desde un sistema de navegación satelital, e.g. GPS; ii. mandadas desde el vehículo a una estación de recibimiento, por ejemplo vía satélite; iii. influenciadas por la ubicación del vehículo; o iv. influenciadas por un sensor el cual es parte del vehículo, e.g. un hidrófono fijado al nadador . Electrónica de control para controlar equipamiento que hace parte del vehículo. Medios de giro por ejemplo un timón formando parte del flotador y/o un timón formando parte del nadador, los medios de giro siendo por ejemplo un timón fijado sobre el flotador (e.g. para mantener el centro de arrastre detrás del punto en el cual el amarre es fijado al flotador) y/o un timón u otros medios de giro los cuales están fijado al nadador y los cuales incluyen un timón actuador que responda a señales generadas dentro del vehículo, e.g. desde un compás magnético o un giroscopio y/o recibidas por equipamiento de comunicaciones formando parte del vehículo . Fuentes de poder eléctricas, por ejemplos baterías o celdas de combustibles, preferentemente fuente de poder que puedan ser recargadas, por ejemplo desde la salida de paneles solares montadas en el flotador. Las baterías, debido a que son tan pesadas, son preferentemente ubicadas dentro del cuerpo contenedor del nadador. Puede haber, por ejemplo, 4 a 10 baterías de ácido de plomo de 6 volts . Medios para utilizar energía solar, e.g. paneles solares o celdas solares montadas sobre flotador. Un sensor, este término siendo usado para denotar cualquier dispositivo el cual informa o responde a un cambio, en cualquier condición observable. Por lo tanto el sensor puede ser cualquiera de una gran variedad de dispositivos científicos o de vigilancia por ejemplo un compás, un giroscopio, un sensor de temperatura, un sensor de presión, un sensor de cualquier tipo de radiación electromagnética, e.g. visible, luz ultravioleta o infrarroja, un sensor químico, e.g. un sensor de salinidad, un magnetómetro, un sensor biológico, un sensor geológico, un sensor de corriente de agua, un sensor de profundidad, un velocímetro, equipamiento para visualizar el fondo del mar, un sensor de clima, o de otro cambios climáticos, e.g. velocidad del viento, lluvia, presión barométrica o un hidrófono (por ejemplo un hidrófono para monitorear sonidos hechos por ballenas u otras vid las acuáticas) .

En algunos ensambles, debido a que los vehículos de la invención no necesitan incluir componentes de propulsión convencional u otros componentes ruidosos, ellos proveen una excelente plataforma para dispositivos sensibles al ruido y no tienen ningún efecto adverso sobre dispositivos sensibles al ruido llevados por otro equipamiento, e.g. otros vehículos acuáticos. 8. Medios auxiliares de propulsión, e.g. un propulsor de transmisión motorizada. 9. Medios auxiliares de control de comportamiento, e.g. solapas . 10. Medios para alterar reversiblemente la flotación del flotador. Tales medios incluyen, por ejemplo, cámaras las cuales pueden ser infladas con aire para incrementar la flotación y desinflada para reducir la flotación y/o cámaras que pueden ser llenadas con agua para disminuir la flotación y evacuadas para incrementar la flotación. De esta manera, el flotador puede ser mantenido a un nivel deseado en el agua (incluso sumergido) . Reducir la flotación es valorable, por ejemplo, cuando condiciones climáticas adversas puedan amenazar el vehículo, particularmente si el vehículo es relativamente pequeño. Tales cámaras pueden por ejemplo comprender válvulas, e.g., válvulas de dirección única, las cuales son controladas por computadores respondiendo a entradas desde sensores en el propio vehículo o desde señales de ruido. La energía para inflar y/o para evacuar pueden directamente derivar del golpe de las olas sobre el flotador y/o de la potencia de la ola generada por el movimiento relativo del flotador y del nadador y/o de una potencia eléctrica almacenada. Por ejemplo, una cámara puede comprender una sección flexible la cual actuará como una bomba cuando es golpeada por olas y la cual ya sea llenará o vaciará la cámara, dependiendo de la posición de las válvulas . Alternativamente o adicionalmente, el flotador puede comprender una o más cámaras con una o más entradas a través de la cual el agua puede entrar cuando las olas son altas pero no cuando las olas son bajas y una o más salidas desde las cuales el agua puede evacuar cuando las olas son bajas. . Equipamiento para recolectar muestras, por ejemplo, muestras de agua, aire, organismos acuáticos, animales del mar, vegetales o minerales. . Equipamiento para utilizar la energía del viento, e.g. para recargar baterías. . Equipamiento auxiliar eléctrico, por ejemplo luces, faros o un motor que conduce a un propulsor. 14. Medios para convertir parte o la totalidad del movimiento del nadador en energía eléctrica. En algunos ensambles, es posible operar simultáneamente componentes de la superficie, e.g. celdas solares y/o de radio, y un componente sumergido, tal que la transmisión de datos pueda ser en "tiempo real" . También es posible planear fases alternas de recolección y transmisión de datos . Dirigiendo el Vehículo a lo largo de un Camino Deseado En algunos usos de la invención, el vehículo es dirigido a lo largo de un camino geográfico deseado con la ayuda de un computador fijado al flotador o al nadador. El computador es utilizado por ejemplo (a) para procesar (i) entradas desde un compás magnéticos o un giroscopio (preferentemente fijado en el nadador) , (ii) entradas desde un sistema de navegación satelital, e.g. GPS (preferentemente fijado al flotador) y (iii) coordenadas geográficas preprogramas dentro del computador y/o entradas al computador por comandos de radio; y (b) para enviar comandos a (i) un sistema de control de timón el cual controla un timón o timones ya sea sobre el flotador, el nadador o ambos, preferentemente en el nadador y (ii) , si el vehículo tiene medios auxiliares de control o de propulsión, a estos medios. La entrada al computado puede incluir datos disponibles desde otras fuentes, e.g. para tomar en cuenta las corrientes y los vientos. En otros usos de la invención, el vehículo es dirigido a lo largo de un camino determinado por el uso de un computador fijado al flotador, al nadador o ambos, el computador siendo usado para: (a) procesar entradas desde un sensor fijada al propio vehículo o desde una red de vehículos, uno o más de los cuales son vehículos de la invención y (b) enviar comandos a (i) un sistema de control de timón el cual controla un timón o timones ya sea sobre el flotador, el nadador o ambos, preferentemente en el nadador y (ii) , si el vehículo tiene medios auxiliares de control o de propulsión, a estos medios. En este sentido, por ejemplo, un hidrófono, magnetómetro u otro sensor en el vehículo podría identificar la presencia de un objeto dentro o encima del agua o en el lecho del mar, e.g. un barco u otro objeto flotando o sumergido, o una ballena u otro criatura del mar, y el vehículo podría ser dirigido para seguir un camino en relación a ese objeto, e.g. para seguir el movimiento de ese objeto. La operación del vehículo puede ser controlada por señales enviadas a él desde una estación de control remoto y/o por señales generadas por el propio vehículo, opcionalmente en conjunción con una o más estructura de comando preprogramado formando parte del propio vehículo. Una manera de mantener el vehículo a un punto fijo (estacionario) es dirigir el vehículo hacia el punto fijo a intervalos regulares, e.g. del - 10 minutos. Si el vehículo se ha pasado del punto fijado, gira al final del intervalo. Giros sucesivos son preferentemente horarios y antihorarios para reducir el riesgo de torcer el amarre y cada uno de los giros es preferentemente tan pequeño como sea consistente con evitar la torsión del amarre. Otra manera es dirigir el vehículo a lo largo de un camino generalmente en figura de 8, con el centro del camino siendo el punto fijado y con el eje vertical del camino alineado con cualquier corriente del océano. El vehículo sigue una línea recta entre cada uno de los giros y nuevamente giros sucesivos son horarios y anti-horarios ; si el tiempo gastado fuera de un zona definida por las secciones rectas del camino es importante, cada uno de los giros es tan pequeño como sea consistente con evitar la torsión del amarre .

En muchas aplicaciones, es innecesario controlar la velocidad del vehículo. Sin embargo, si tal control es deseado puede por ejemplo provisto por medidas tales como controlar el ángulo de ataque de las aletas permitiendo las aletas aletear y sujetar lo rígido de las aletas, para reducir su eficiencia cuando se desea menor propulsión. Si existen aletas en cada uno de los lados del cuerpo del nadador, estas medidas también pueden ser usadas para girar el nadador. Almacenamiento y Despliegue De manera de realizar el nadador más fácil de almacenar y transportar, el punto de amarre entre la aleta y el cuerpo del nadador puede incluir una unión en pivote que permita al nadador ser almacenado con el eje de aleta paralelo al eje del cuerpo, por ejemplo en un bote, pero permite la aleta ser rotada 90° en su posición operativa. Esta unión puede estar bajo resorte y equipado con un topo o similar, tal que luego pueda ser fijado en posición operativa . Los Dibujos La figura 1 muestra un flotador 11 conectado a un nadador 21 por un amarre 31. El flotador comprende un cuerpo 111 en el cual están montados paneles solares 112, un receptor GPS 113, una antena 114 y una caja de electrónicas 115. Un timón 116 está fijado en la parte trasera del flotador. El amarre 31, teniendo una forma de Y invertida con las piernas inferiores 311 y 312, conecta al flotador y al nadador. El nadador comprende un cuerpo 211 teniendo una nariz cónica 212. Montadas en el exterior del cuerpo 211 existen los sistemas de aletas 213 y 214. Encerrados dentro del cuerpo 211 existen pasadizos eléctricos 215 para la pierna 311 del amarre, baterías 216, electrónica de control 217, servomecanismo de timón 218 y un pasadizo de una barra de timón 219. Un timón 222 es montado en la parte trasera del nadador y es controlado por una barra actuadora de timón 221. Las figuras 2 y 3 son secciones transversales de aletas las cuales pueden ser usadas en la presente invención. Cada una comprende un palo frontal rígido 2131, el cual puede estar por ejemplo, compuesto de un material compuesto de láminas de metal en sándwich y/o tiene un núcleo de acero, una sección laminar central relativamente inflexible 2134, la cual puede por ejemplo ser compuesta de metal y/o fibra de vidrio y una sección laminar de arrastre relativamente flexible 2135. En la figura 3, hay adicionalmente a la sección laminar de proa relativamente flexible 2133 y la lámina de arrastre flexible es íntegra con un envoltorio flexible externo 2136. Las varias secciones pueden ser unidas o sujetas juntas con sujetadores tales como remaches 2132.

La figura 4 es una sección transversal de un amarre 31 el cual comprende una pieza tensada 311, seis pares torcidos de conductores eléctricos aislados 314 y un envoltorio polimérico aerodinámico 315. La figura 5 es un diagrama de bloque de un sistema de control para dirigir el vehículo a lo largo de un camino deseado. Otros sistemas de control pueden ser usados. La figura 6 muestra un camino generalmente en figura de 8 seguido repetidamente por un vehículo para mantenerlo dentro de una zona objetivo alrededor de un punto fijado 2 (excepto cuando está girando fuera de la zona) . El eje del camino está alineado con la corriente del océano. El vehículo sigue un camino rectilíneo entre los puntos 1 y 3, pasando por el punto 2. En el punto 3, los sistemas de control sobre el vehículo notan que el vehículo a alcanzado el perímetro de la zona objetivo y operan un timón tal que el vehículo gire en anti-horario entre los puntos 3 y 4. El vehículo entonces sigue un camino rectilíneo entre los puntos 4 y 5, pasando de nuevo por el punto 2. En el punto 5, los sistemas de control operan el timón tal que el vehículo gire en horario entre los puntos 5 y 1. Si el vehículo es movido por el viento y/o corrientes adicionalmente al poder de las olas, medios auxiliares de propulsión pueden ser necesitados para mantener el vehículo dentro de la zona objetivo.

La figura 7 es una vista en perspectiva del nadador 21 y el amarre 31. Dos sistemas de aletas substancialmente idénticos, cada uno comprendiendo un poste vertical rígido y una aleta 213, están fijados al cuerpo del nadador 211. Las piernas 311 y 312 del amarre están fijadas en los topes de los postes 226. Cada aleta comprende un palo frontal relativamente rígido 2131 y una sección de arrastre relativamente flexible 2135 formada tal que la aleta puede operar sin golpear el cuerpo del nadador; la aleta incluye opcionalmente una o más secciones intermedias (no mostradas) teniendo una flexibilidad relativamente mayor o menor. Una estructura de bisagra 2262 es apernada a cada palo frontal 2131 y rota alrededor de ejes en pivote fijados a los postes 226. Cada una de las cuatro barras de torsión 2263 es fijada en un extremo de uno de los postes verticales y en el otro extremo a un palo frontal como un lugar seleccionado para proveer un grado deseado de control sobre la rotación del palo frontal. Cada aleta puede por ejemplo tener una sección transversal generalmente como es mostrada en la figura 2 o la figura 3. Aletas rígidas verticales 222 y 223 están fijadas respectivamente a los extremos conductores y de arrastres del cuerpo del nadador. La aleta 223 es fijada. La aleta 222 puede ser controlada para rotar alrededor de un eje vertical.

La figura 8 muestra como la forma de las aletas en la figura 7 cambia mientras el nadador es tirado hacia arriba y abajo por el movimiento de las olas. La figura 9 es una vista en perspectiva de un nadador 21 y un amarre 31, y la figura 10 es una vista en perspectiva aumentada de parte de la figura 9. Dos sistemas de aleta substancialmente idénticos, cada uno comprendiendo un poste vertical rígido 226 y una aleta 213, están fijados al cuerpo del nadador 211. Cada aleta comprende un palo frontal relativamente rígido 2131 y una sección trasera relativamente flexible 2135 formada tal que la aleta puede operar sin golpear el cuerpo del nadador; la aleta incluye opcionalmente una o más secciones intermedias (no mostradas) teniendo una flexibilidad relativamente mayor o menor. Una barra bisagra 2262 es apernada a cada palo frontal 2131. Barras 2265 están fijadas a las barras bisagras 2262. Un extremo de cada barra 2265 es asegurado rotativamente a un eje de pivote en el tope de uno de los postes 226 y el otro extremo es asegurado rotativamente a la barra longitudinal 2266 la cual se une a la barra 2265 fijada a los postes respectivos. Resortes 2267 están fijados al cuerpo del nadador y a la barra 2266. El amarre 31 está fijado a la barra longitudinal 2266. Las aletas verticales rígidas 222 y 223 están fijadas a los extremos conductor y de arrastre respectivamente del cuerpo del nadador. La aleta 223 está fija. La aleta 222 puede ser controlada para rotar alrededor de un eje vertical. En un ensamble similar (no mostrado) , los resortes están asegurados rotativamente a las barras 2265 en vez de la barra 2266. Las figuras 11A a 11D muestran como la forma de las aletas en la figura 9 cambia mientras el nadador es tirado hacia arriba y abajo por el movimiento de las olas. En la figura 11A, el nadador está siendo tirado hacia arriba; la tensión del amarre se incrementa y tira la barra 2266 hacia arriba, contrayendo los resortes 2267; los bordes conductores de las aletas rotan hacia abajo y las secciones de arrastre de las aletas se enroscan hacia arriba, produciendo propulsión desde las superficies inferiores de las aletas y el cuerpo del nadador se mueve hacia arriba. En la figura 11B, la tensión del amarre permanece alta; después de que la rotación del borde conductor alcance su límite mecánico y las secciones de arrastre de las aletas se enroscan hacia abajo, produciendo propulsión desde la superficie superior de la aleta; el nadador continúa a elevarse. En la figura 11C, la tensión del amarre ha disminuido; los resortes 2267 tiran la barra 2266 hacia abajo; las secciones conductoras de las aletas rotan hacia arriba y las secciones de arrastre de las aletas se enroscan hacia abajo, produciendo propulsión desde las superficies superiores de las aletas; y el nadador se mueve hacia abajo. En la figura 11D, la tensión del amarre permanece baja; las secciones conductoras de las aletas permanecen rotadas hacia arriba y las secciones de arrastre de las aletas se enroscan hacia arriba, produciendo propulsión desde las superficies inferiores de las aletas; y el nadador continúa a moverse hacia abajo. Las figuras 12 - 21 muestran al nadador de diferentes vehículos acuáticos de la invención. En cada una, un nadador 21 tiene un centro de gravedad 230 y comprende un cuerpo de nadador 211, una nariz en cono 212 y un timón 222. Fijado al cuerpo del nadador existe un sistema de aleta que comprende poste (s) vertical (es) 226 y una o más aletas, cada aleta comprende dos o más secciones internas flexibles 2133, secciones rígidas 2134 y secciones externas flexibles 2135. En las figuras 12 - 16, existe un único poste y el amarre 31 está fijado al tope del poste. En las figuras 12 - 14, el borde conductor de una sola aleta está fijado a una posición intermedia en el poste. En las figuras 15 y 16, el borde conductor de una sola aleta está fijado rotativamente alrededor del punto de pivote 2261 a una posición intermedia en el poste. En la figura 16, el tope 2268 limita la rotación del borde conductor de la aleta.

En la figura 17, existe un único poste teniendo una barra 2265 fijada en su tope rotativamente. El borde conductor de la aleta está fijado a un extremo de la barra 2265 y un amarre está fijado al otro extremo de la barra 2265. La rotación de la barra 2265 es controlada por el resorte 2267 fijado al poste y a la barra. La figura 18 es similar a la figura 17, excepto que hay tres barras 2265 con aletas fijadas, el amarre 31 es fijado al tope de la barra y una línea asegurada al tope de las tres barras y del cuerpo del nadador incluye el resorte 2267. La figura 19 es de alguna forma similar a la figura 18 excepto que las tres barras 2265 con aletas fijadas están dispuestas horizontalmente y cada una tiene un extremo fijado rotativamente a una barra inferior horizontal fijada a dos postes verticales 226 y el otro extremo fijado rotativamente a una barra superior horizontal 266. La rotación de las barras 2265 es controlada por un resorte 2267 el cual está fijado a la barra frontal superior y al cuerpo del nadador. En las figuras 20 y 21, existe un único poste teniendo una barra 2265 fijada en su tope. El borde conductor de la aleta está fijado a un extremo de la barra 2265. Las piernas inferiores 311 y 312 del amarre 31 están fijadas a los extremos de la barra 2265 y la pierna 312 incluye el resorte 2267. La rotación de la barra 2265 es limitada por la línea flexible 2268. Una aleta estabilizadora fijada horizontal 225 está fijada al extremo de arrastre del cuerpo del nadador. Las figuras 22A - 22C muestran las diferentes configuraciones de un nadador que comprende un cuerpo de nadador 21 que tiene una sección trasera rígida 214 que tiene estabilizadores fijados horizontales 225 fijados en ella; una sección central 228 la cual puede ser deformada verticalmente en el plano vertical pero no substancialmente deformada en el plano horizontal; y una sección frontal rígida 212 a la cual está fijada una aleta rígida 213. Un amarre 31 está fijado a la sección frontal rígida 212. En la figura 22A, el nadador está en agua quieta. En la figura 22B, el nadador está siendo tirado hacia arriba. En la figura 22B, la tensión del amarre ha caído y el peso del nadador está por delante del centro de levantamiento, causando que la sección frontal rígida se incline hacia abaj o . La figura 23 muestra un nadador el cual opera en una manera similar al nadador mostrado en la figura 22. La aleta rígida 213 rota en relación al cuerpo del nadador rígido 211 y el amarre es fijado al tope de un poste 226 el cual rota en relación a la aleta y al cuerpo del nadador, y el cual lleva un peso estabilizador 226 en su extremo inferior.

Las figuras 24 y 25 muestran nadadores en los cuales el sistema de aleta comprenda dos aletas 233 que rotan alrededor de un eje alineado y están conectadas, en puntos exteriores al cuerpo del nadador, a piernas inferiores transversales 315 y 316 del amarre 21. El nadador mostrado en la figura 24 también comprende aletas fijadas, verticales y rígidas 223 en el extremo conductor del cuerpo del nadador. Las figuras 26A, 26B y 26C son las vistas superior, lateral y frontal del nadador de un vehículo acuático y la figura 26D es una vista aumentada del frente de la figura 26B. Las figuras muestran un amarre 31; un cuerpo de nadador 211 que tiene una nariz en cono 212, un timón 222 y un COG 230; y un sistema de aleta que comprende postes verticales 226, barra horizontal 2265 y una pluralidad de aletas idénticas. Cada aleta está fijada rotativamente a la barra horizontal 2265 y a un punto de pivote 2261 y está también fijada a la barra horizontal 2265 por resortes 2267 los cuales controlan la rotación de la aleta. Cada aleta comprende un borde conductor substancialmente rígido 2131 una sección central relativamente inflexible 2134 y una sección de arrastre relativamente flexible 2135. En ensambles similares, el número de aleta puede, por ejemplo, ser desde 3 a 8, e.g. 5, y la barra 2265 y el los resortes 2267 pueden ser configurados tal que el movimiento de cada aleta es controlada por un único resorte. Las figuras 24A-D muestran diferentes comportamientos de un nadador mientras se desplaza a través de diferentes fases de su interacción con el agua. El vehículo comprende un flotador 11, un amarre 31, y un nadador 21 el cual comprende un cuerpo 211 y una aleta la cual se extiende en ambos lados del cuerpo 211. La aleta rota alrededor de eje de aleta 2137, el cual está en ángulo recto con el eje del amarre y en ángulo recto con el eje del cuerpo del nadador 2117. La aleta tiene un eje de cuerda 2138 el cual es paralelo al eje del cuerpo 2117 cuando el vehículo está en descanso (figura 27A) y durante la fase de deslizamiento (figura 27C) , y está con ángulo al eje del cuerpo 2117 durante la fase cometa (figura 27D) .

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN. Habiéndose descrito la invención como antecedente, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes : REIVINDICACIONES 1. Un vehículo acuático de potencia de ola novedoso CARACTERIZADO porque comprende: (1) un flotador, (2) un nadador y (3) un amarre conectando el flotador y el nadador; el flotador, nadador y amarre siendo tales que, cuando vehículo está en agua quieta, i. el flotador está sobre o cerca de la superficie del agua, ii. el nadador está sumergido debajo del flotador, y iii. el amarre está bajo tensión; el nadador que comprende (2a) un cuerpo de nadador que tiene un eje longitudinal, y (2b) un sistema de aleta el cual a. está fijado al cuerpo, b. comprende una aleta y c. cuando el dispositivo está en agua portadora de olas,

1. tiene una configuración la cual cambia como resultado del movimiento de las olas, y ii. interactúa con el agua para generar fuerzas las cuales tienden a mover al nadador en una dirección horizontal.

2. Un vehículo acuático de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el sistema de aleta tiene una o más de las siguientes características: (A) comprende una aleta la cual rota alrededor de un eje de rotación, el eje de rotación teniendo una relación espacial con el cuerpo del nadador, la cual cambia cuando el dispositivo está en agua portadora de olas; (B) comprende (i) una aleta la cual rota alrededor de un eje de rotación y (ii) un componente elástico la cual no hace parte de la aleta y la cual deforma elásticamente y por lo tanto influencia cambios en la configuración del sistema de aleta cuando el dispositivo está en agua portadora de olas; (C) comprende una aleta que tiene un borde conductor el cual comprende (i) una sección central relativamente rígida que tiene una relación espacial fija con el cuerpo del nadador y (ii) secciones externas relativamente deformables; y (D) comprende dos aletas generalmente laminares cada una de las cuales rota alrededor de un eje de rotación generalmente alineado con el eje longitudinal del cuerpo del nadador.

3. Un vehículo acuático de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, CARACTERIZADO porque el amarre comprende una o ambas de las siguientes características: (E) comprende un miembro elásticamente deformable; y (F) comprende un componente que transmite datos y/o potencia eléctrica.

4. Un vehículo acuático de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque el cuerpo nadador comprende una o más de las siguientes características : (G) comprende una sección delantera substancialmente rígida, una sección media que es relativamente flexible en el plano vertical y una sección de popa substancialmente rígida; (H) comprende uno o más componentes seleccionados desde equipamiento electrónico, equipamiento de comunicaciones, equipamiento de grabación, electrónica de control, equipamiento de manejo y sensores; (I) comprende una aleta la cual influencia la orientación del cuerpo del nadador en el plano horizontal cuando el dispositivo está en agua portadora de olas; (J) comprende un contenedor relativamente y generalmente tubular y el sistema de aleta comprende las cuales se extienden por ambos lados del cuerpo; y (K) comprende un contenedor relativamente y generalmente tubular y superficies de aleta vertical respectivamente adyacentes al borde conductor y al borde de arrastre del cuerpo del nadador.

5. Un vehículo acuático de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque el sistema de aleta comprende (1) una pluralidad de aletas, (2) una barra rígida la cual está montada en el cuerpo del nadador y a la cual cada una de las aletas está montada rotativamente y (3) un componente elástico el cual no hace parte de una aleta y el cual se deforma elásticamente, y por lo tanto influencia cambios en la configuración del sistema cuando el dispositivo está en agua portadora de olas .

6. Un vehículo acuático de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones, CARACTERIZADO porque el sistema de aleta comprende (1) una barra rígida la cual está montada en el cuerpo del nadador, (2) una aleta generalmente laminar la cual está montada en la barra rígida y (3) componente elástico el cual está conectado a la aleta y a la barra rígida.

7. Un vehículo acuático de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones, CARACTERIZADO porque el sistema de aleta comprende una aleta generalmente laminar y elásticamente deformable que tiene un borde conductor el cual comprende (i) una sección central relativamente rígida la cual rota alrededor de un eje de rotación generalmente transversal al eje longitudinal del cuerpo del nadador y (ii) secciones externas de la tabla relativamente deformables .

8. Un vehículo acuático de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones, CARACTERIZADO porque (1) el flotador comprende un sensor de posicionamiento satelital y (2) el nadador comprende (a) un sensor horizontal el cual detecta la dirección en un plano horizontal y (b) un actuador de giro; y el vehículo comprende adicionalmente un sistema de computación el cual (a) está conectado al sensor de posicionamiento, al sensor horizontal y al timón, (b) contiene o es programable para contener instrucciones para controlar el actuador de giro en respuestas a señales recibidas desde el sensor de posicionamiento y del sensor horizontal, o en respuestas a señales recibidas desde donde un sensor en el vehículo.

9. Un vehículo acuático de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones, CARACTERIZADO porque el nadador tiene un centro de gravedad y el amarre está fijado al nadador substancialmente y verticalmente por encima del centro de gravedad; el flotador tiene un centro de flotación y el amarre está fijado al flotador substancialmente y verticalmente por debajo del centro de flotación; y el flotador tiene un centro de arrastre y el flotador está fijado al amarre en frente del centro de arrastre.

10. Un método para utilizar la potencia de las olas, CARACTERIZADO porque comprende ubicar un vehículo acuático de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores en un cuerpo de agua el cual tiene o se espera que tenga olas de agua viajando a través de su superficie.

11. Un método para obtener información, CARACTERIZADO porque comprende analizar información obtenida desde o registrada por un vehículo acuático de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 - 9.

12. Un método para controlar una función del vehículo acuático de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 - 9, CARACTERIZADO porque comprende enviar señales a un vehículo acuático.