TW201309549A - 總成、浮體、波浪驅動部件、波動力裝置、鰭狀物系統、獲取資訊的方法、控制方法及波動力水運載器 - Google Patents

總成、浮體、波浪驅動部件、波動力裝置、鰭狀物系統、獲取資訊的方法、控制方法及波動力水運載器 Download PDF

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Abstract

一種波動力水運載器，包括a)第一部件，其為在水面或水面附近運動的浮體；b)第二部件，其由波浪驅動並在第一部件下方運動；以及c)將第一部件嚙合第二部件和/或第二部件嚙合第一部件的裝置；其中嚙合裝置使一個部件為另一部件提供橫向支撐，從而在部件組裝在一起時使一個部件相對另一部件的橫向運動降到最低。

Description

總成、浮體、波浪驅動部件、波動力裝置、鰭狀物系統、獲取 資訊的方法、控制方法及波動力水運載器
本發明涉及一種在水中受波浪作用的裝置，以及在某些情況下在水中利用波浪提供動力的裝置。
當波浪沿著水的表面運動時，波浪引起水的垂直運動，但沒有純粹的水平運動。垂直運動的振幅隨著深度而減小；在約為半個波長的深度時就少有垂直運動。由風引起的潮流速度同樣隨著深度而急劇減小。已經有很多申請建議利用波浪能進行有用的工作。例如可以參考美國專利號第986,627、1,315,267、2,520,804、3,312,186、3,453,981、3,508,516、3,845,733、3,872,819、3,928,967、4,332,571、4,371,347、4,389,843、4,598,547、4,684,350、4,842,560、4,968,273、5,084,630、5,577,942、6,099,368和6,561,856號、美國專利公開號第2003/0220027和2004/0102107號，以及國際專利公開號第WO 1987/04401和WO 1994/10029號。這些專利和公開檔的每一個的全部公開內容基於各種目的通過引用而合併於此。
許多已知的波動力裝置(wave-powered device；WPD)包括(1)浮體(float)、(2)遊體(swimmer)和(3)連接浮體與遊體的繫鏈(tether)。浮體、遊體和繫鏈使得當運載器(vehicle)在靜水(still water)中時，(i)浮體在水的表面上或附近，(ii)遊體在浮體下面的水中，以及(iii)繫鏈在拉緊狀態下。遊體包括鰭狀物或其他波浪驅動部件，當裝置位於波動的(wave-bearing)水中 時，鰭狀物或其他波浪驅動部件與水相互作用產生能用於有用目的的力，例如：使遊體沿著具有水平分量的方向(以下簡稱為“水平地”或“沿水平方向”)運動。術語“翅狀物”和“鰭狀物”可交換地使用於本領域和本申請案中。
令人期待的是，將感測器和設備長時間地定位在海洋或湖泊中而不需要使用燃料或者依賴會是很大且難以維護的錨線(anchor line)。近年來，通過Liquid Robotics公司開發並以註冊商標WaveGlider®推向市場的WPD已經顯示了突出的價值，特別是其具有獨立運行的能力。人們注意到Wave Glider®品牌的WPD也常稱為Wave Gliders以作為速記術語。人們還注意到WPD常稱為波動力運載器(wave-powered vehicle；WPV)。
已知波動力裝置出現的問題是它們難以運輸、儲存、下水和復原。本發明的實施方式通過提供總成解決了這個問題，在總成中繫鏈和波浪驅動部件緊密地嵌套和/或綁縛於浮體，從而形成能維持為單一單元的相對緊密的總成直到水上的波動力裝置下水的時間來臨。當使用中的繫鏈為剛性時，可應用的相關技術方案詳細描述並在與本發明同時申請的專利申請案中主張了權利，並且還要求了美國臨時申請案申請案號第61/453,871和61/535,116號的優先權。相關解決方案可以與本發明的解決方案結合使用，其將使用繫鏈，在波動力裝置設置在水上之前繫鏈能維持在鄰近浮體的位置，並且在波動力裝置設置在水上之前或之後繫鏈能從鄰 近位置移動到繫鏈至少部分是剛性的延伸位置。
本發明的概要和以下詳細描述以及附圖公開了許多新穎性特徵，每個新穎性特徵自身是具有創造性的，這些特徵的任何一個或更多可以結合使用於物理上是可能的場合。以下標示的本發明的不同方面不過是此處本發明所公開的寬泛範圍的示例。
在本發明的第一方面中，一種總成包括：(1)浮體、(2)波浪驅動部件以及(3)具有第一狀態和第二狀態的閉合部件。第一狀態下的閉合部件將浮體與波浪驅動部件捆縛在一起而成為能作為單元運動的總成。第二狀態下的閉合部件允許波浪驅動部件向遠離浮體的方向移動。總成是配置為容納具有連接到浮體的第一末端以及連接到波浪驅動部件的第二末端的繫鏈，以便當閉合部件在第二狀態且總成包括此種繫鏈時，浮體、繫鏈和波浪驅動部件組成波動力裝置(WPD)。
當浮體設置在靜水表面上或附近時，WPD具有(a)浮在靜水表面上或附近的浮體、(b)從浮體向下延伸並且在拉緊狀態下的繫鏈，以及(c)處於浮體下方水中的波浪驅動部件。當浮體設置在波動的水表面上或附近時，WPD具有(a)浮在波動的水表面上或附近的浮體，(b)從浮體向下延伸的繫鏈，以及(c)在浮體下方水中並且與水相互作用產生傳送到繫鏈的力的波浪驅動部件。
這裏有時將波浪驅動部件稱為“遊體”或者“翅翼機架(rack)”(對於具有多個鰭狀物的那些實施方式)。波浪驅動部件可以包括在通過引用合併於本發明的任何文件中所揭露的鰭狀物系統，或 者可以包括與水相互作用產生傳送到繫鏈的力的任何其他裝置。
在本發明的第二方面中，一種具有頂部、底部和側表面的浮體包括浮體側部件，浮體側部件從浮體側表面向下延伸，以形成由底表面與浮體側部件所限定的空間。因為限定的空間可裝入波浪驅動部件，所以這樣的浮體在本發明的第一方面中是有用的。
在本發明的第三方面中，一種波浪驅動部件包括從波浪驅動部件向上延伸的部件，且延伸的部件與浮體相互作用以使波浪驅動部件對準浮體。
在本發明的第四方面中，一種波浪驅動部件包括從波浪驅動部件向下延伸的部件，且當波浪驅動部件被設置在水平面上時，向下延伸的部件將水平面與波浪驅動部件的任何部分分開，否則波浪驅動部件可能會因接觸水平面而被損壞。
在本發明的第五方面中，一種波動力裝置包括：(1)浮體、(2)柔性繫鏈以及(3)波浪驅動部件。繫鏈連接浮體與波浪驅動部件。浮體、繫鏈和波浪驅動部件使得：(A)當裝置在靜水中時，(i)浮體在水的表面上或附近，(ii)波浪驅動部件在浮體下方的水中，以及(iii)繫鏈在拉緊狀態下；以及(B)當裝置在波動的水中時，波浪驅動部件與水相互作用產生傳送到繫鏈的力。其中，浮體包括可操作改變繫鏈長度的絞盤(winch)。
在本發明的第六方面中，一種波動力裝置包括：(1)浮體、(2)柔性繫鏈以及(3)波浪驅動部件。繫鏈連接浮體與波浪驅動部件。浮體、繫鏈和波浪驅動部件使得：(A)當裝置在靜水中時，(i)浮體在水的表面上或附近，(ii)波浪驅動部件在浮體下方的水中， 以及(iii)繫鏈在拉緊狀態下；以及(B)當裝置在波動的水中時，波浪驅動部件與水相互作用產生傳送到繫鏈的力。其中，繫鏈具有以下特徵中的至少一個：(1)繫鏈具有大體上扁平的結構，例如：其平均厚度為1-3mm；(2)繫鏈沒有攜帶電流的部件和/或沒有攜帶任何信號的部件；(3)繫鏈包括多個圓形可拉長部件；(4)繫鏈是由諸如聚醯胺、斯佩克特綸(Spectran)、維克特倫(Vectran)或者凱夫拉(Kevlar)等合成聚合物組成的扁平編帶(webbing)；(5)繫鏈是只沿著其前緣為拉緊狀態的扁平編帶，因而減小振動和彎曲；(6)繫鏈在鉸接點(hinge point)處連接於浮體，鉸接點包括軸(shaft)和套管(bushing)裝置，使得繫鏈不必對著其寬軸(縱搖軸)彎曲；(7)在浮體處，繫鏈被引導通過90度盤繞(twist)，然後在縱搖軸中在滑輪上彎曲，滑輪的軸是水平的並與浮體的縱軸垂直；及(8)在浮體處，繫鏈被引導通過90度盤繞，然後在縱搖軸中在滑輪上彎曲，滑輪的軸是水平的並與浮體的縱軸垂直，其中滑輪頂部突起增加繫鏈中央的張力，以減輕90度盤繞對於繫鏈中央的影響，90度盤繞增加了繫鏈的外部的張力。
在本發明的第七方面中，提供一種鰭狀物系統，其是使用在 包括通過引用合併於此的文件中所揭露的波動力裝置在內的任何種類的波動力裝置中。此鰭狀物系統具有至少一個圍繞軸轉動並具有中間位置的鰭狀物，以及用以控制鰭狀物轉動的控制系統。此控制系統包括：控制鰭狀物在中間位置附近的第一範圍內轉動的第一裝置；以及當鰭狀物的運動在第一範圍之外時控制鰭狀物轉動的第二裝置。在一些實施例中，至少一個鰭狀物的角運動在鰭狀物的運動在中間位置周圍的第一範圍內時主要由第一彈簧或其他裝置控制，而在鰭狀物的運動在第一範圍外的第二範圍內時主要由第二彈簧或其他裝置控制，其中第二彈簧比第一彈簧的剛性更大，因而使其更難讓鰭狀物在第一範圍內運動。運動可以只由第一彈簧控制，或者由第一彈簧和第二彈簧組合控制。
在第二範圍內，運動可以只有第二彈簧控制，或者由第一彈簧與第二彈簧組合控制。此系統可包括防止第一彈簧運動超過第一極限的制動器(stop)。此系統可包括防止第二彈簧運動超過第二極限的制動器，因而防止鰭狀物在第二範圍外運動。可以將任何一個彈簧或者兩個彈簧替換為機械或機電的等同裝置。當使用此種系統時，在波動的水中的波浪較小時，通過第一彈簧控制鰭狀物的轉動，且鰭狀物在有效範圍內轉動角度只需要一點流體力。當波浪變大時，第二彈簧開始起作用，通過防止鰭狀物“過度轉動”將鰭狀物維持在有效範圍內的角度。過大的水力可以轉動翅翼以便其傾卸負載，因而保護系統不超載。
在本發明的第八方面中，提供一種獲得資訊的方法，其包括接收來自或記錄來自根據本發明的第一、第五或第六方面的 WPD，或者來自包括根據本發明的第二方面的浮體的WPD，或者來自根據本發明的第三或第四方面的波浪驅動部件，或者來自包括根據本發明的第七方面的鰭狀物系統的WPD的信號。
在本發明的第九方面中，提供一種控制WPD功能的方法，其包括發送信號到根據本發明的第一、第五、第六或第七方面的WPD，或者到包括根據本發明的第二方面的浮體的WPD，或者到根據本發明的第三或第四方面的波浪驅動部件，或者到包括根據本發明的第七方面的鰭狀物系統的WPD。
根據本發明第一方面的總成是利用浮體和波浪驅動部件。於此，浮體和波浪驅動部件是設計成彼此靠近安裝，例如：呈現嵌套或捆綁的結構。例如，浮體可以包括向下延伸並配置在游體周圍的部件，和/或遊體可以包括向上延伸並配置在浮體周圍的部件。浮體與波浪驅動部件中的一個或兩個可以包括有助於將浮體與遊體固定在一起的夾子(clip)。可替換地或者額外地，一個或更多單獨部件，例如：帶子(strap)，可以將浮體與波浪驅動部件固定在一起。
形成波浪驅動部件的部分的鰭狀物可以維持在浮體週邊內或者延伸到浮體週邊之外。這使得浮體與波浪驅動部件在作為WPD下水之前更容易被作為單個單元用於儲存和/或運輸，並且還可以促進WPD復原。在某些情況下，浮體和遊體可以共同組成包裝，包裝可被作為單個單元用於運輸，運輸符合公認的國家和/或國際重量和尺寸限制規定。浮體和波浪驅動部件的組合可以包括繫鏈，這樣當部件分開時具有準備好使用的WPD。可替換地，當 WPD準備下水時繫鏈可以離開包裝並加設到總成。繫鏈可以包括可以對折、錯開或折疊的剛性部分，或者可以包括能纏繞到浮體上的絞盤的繫鏈。
在本發明的另一個方面中，提供一種WPD下水的方法，其包括：(1)提供WPD前體，WPD前體包括嵌套在一起的浮體和波浪驅動部件，以及盤繞和/或折疊在浮體和/或波浪驅動部件內和/或在浮體和波浪驅動部件之間的繫鏈；(2)將WPD前體設置在水上；以及(3)將波浪驅動部件從浮體釋放，以便使波浪驅動部件浸入浮體的水下且繫鏈在浮體與波浪驅動部件之間處於拉緊狀態。
在本發明的另一個方面中，提供一種復原WPD的方法，其中WPD包括浮體、波浪驅動部件和連接浮體與波浪驅動部件的至少兩個繫鏈，並且此方法包括向上拉兩繫鏈中之一，以便波浪驅動部件上的鰭狀物向上運動具有減小的阻力。
在本發明的另一方面中，提供一種復原WPD的方法，其中WPD包括浮體、波浪驅動部件以及包括至少一個剛性部分的繫鏈，並且此方法包括向上折疊繫鏈，以便遊體上的鰭狀物向上運動具有減小的阻力。
在本發明的另一方面中，提供一種WPD，在此WPD中的繫鏈沒有攜帶電流的部件和/或沒有攜帶任何種類的信號的部件。在這種情況下，波浪驅動部件也通常沒有電氣部件或者電子部件。這降低了繫鏈損壞導致損壞WPD性能的危險，尤其在使用彈性繫鏈時，因為難以避免繫鏈中電線出現故障，因為繫鏈易受到大的 折斷負載和彎曲負載的影響，導致電氣/電子部件周圍絕緣體的損壞，這轉而導致因鹽水入侵而產生的故障。沒有電線的繫鏈可以更細和更硬，並可以具有在WPD下水之前更易儲藏和/或在從水中移除WPD時更容易收集的截面。
對本發明的性質和優點的進一步理解可以通過參考說明書和附圖的剩餘部分認識到，說明書和附圖意圖為示例性的而非限制性的。
上述參考專利、專利申請案和公開文本中之每一者的全部公開內容基於各種目的均通過引用而合併於本發明中：美國專利申請號第61/453,871號，申請日2011年3月17日，名稱為“Wave-Powered Vehicles(JUP 012)”(Roger G.Hine)；美國專利申請號第61/502,279號，申請日2011年6月28日，名稱為“Energy-Harvesting Water Vehicle”(Roger G.Hine)；美國專利申請號第61/535,116號，申請日2011年9月15日，名稱為“Wave-Powered Vehicles(JUP 012-1)”(Roger G.Hine)；美國專利申請號第61/585,229號，申請日2012年1月10日，名稱為“Retractable Nesting Wing Racks for Wave Powered Vehicle”(Roger G.Hine and Derek L.Hine)；美國專利申請號第13/424,156號，申請日2012年3月19日，名稱為“Wave-Powered Device with One or More Tethers Having One or More Rigid Sections”(Roger G.Hine)； 美國專利申請號第13/424170號，申請日2012年3月19日，名稱為“Wave-Powered Devices Configured for Nesting”(Roger G.Hine and Derek L.Hine)；美國專利申請號第13/424,239號，申請日2012年319日，名稱為“Autonomous Wave Powered Substance Distribution Vessels for Fertilizing Plankton,Feeding Fish,and Sequestering Carbon From The Atmosphere”(Roger G.Hine)；美國專利申請號第11/436,447號，申請日2006年5月18日，現在的美國第7,371,136號專利；美國專利申請號第12/082,513號，申請日2008年4月11日，現在的美國第7,641,524號專利；美國專利申請號第12/087,961號，以PCT/US2007/001139為基礎，申請日2007年1月18日，現在的美國第8,043,133號專利；國際專利申請號第PCT/US2007/01139號，申請日2007年1月18日，公開日2007年8月2日，公開號為WO 2007/087197；國際專利申請號第PCT/US 2008/002743號，申請日2008年2月29日，公開日2008年9月12日，公開號為WO 2008/109002；美國專利申請號第61/453,862號，申請日2011年3月17日，名稱為“Distribution of Substances and/or Articles into Wave-Bearing Water(JUP 013)”(Roger G.Hine)；以及與本申請案在同一天或約為同一天申請並要求美國臨時申請號為61/453,862和61/535,116的優先權的專利申請案。
概述
圖1是示出三個波動力水運載器圖形的側視圖。運載器包括位於水表面上的“浮體”10和通過繫鏈30懸浮於水中並懸掛於“浮體”10下方的“滑行體”或“遊體”20。浮體10包括排水殼體11和固定的龍骨鰭狀物12。遊體包括用於掌舵的船舵21和連接到機架23的中梁的“翅翼”或“鰭狀物”22，從而允許翅翼在約束範圍內繞橫軸轉動並提供推進力。
在靜水中(最左邊的圖所示)，水中的遊體20通過浮體10正下方的繫鏈30水平懸掛。當波浪舉起浮體10時(中間圖)，在繫鏈30上產生了向上的力，通過水向上拉動遊體20。這導致遊體的翅翼(鰭狀物22)繞著橫軸轉動，在橫軸處，翅翼連接到機架23，並呈現向下的傾斜狀態。當水被迫向下通過游體時，向下傾斜的翅翼產生向前的推力，並且遊體拉動浮體前進。在波浪到達波峰之後(最右邊的圖)浮體下降到波谷。游體也下沉，因為游體比水更重，所以其保持繫鏈在拉緊狀態下。翅翼繞著繞軸向另一方向轉動，呈現向上的傾斜狀態。當水被迫向上通過游體時，向上傾斜的翅翼產生向前的推力，遊體再次拉動浮體前進。
因此，遊體上升或下降時均產生向前的推力，導致整個船向前運動。
接合並固定運載器的部件用於儲存和運輸
本發明的實施方式為多部件的波動力水船舶提供了組合部件的技術，通過技術可以難度最小或損壞最小地將部件在陸地上儲存或運輸。
本發明技術的總成之一是接合裝置，其中所述部件被配置為 以一個部件橫向支撐另一個部件的方式安裝在一起，從而當安裝在一起時將一個部件相對另一部件的橫向運動最小化。在雙向接合裝置中，所述部件還被配置為沿縱向維度讓一個部件支撐另一個部件，從而當安裝在一起時將一個部件相對另一部件的縱向運動最小化。
在浮體(在水表面上或附近運行的船體)與遊體(運行在水下並提供移動力的翅翼或鰭狀物的機架)之間的橫向接合裝置和任選的雙向接合裝置可以通過配置浮體和遊體使得一個安裝在另一個內部而提供，或者被配置為使得來自一個部件、另一個部件或兩個部件的突出接收並結合另一個部件。
在一個這樣的結構中，遊體與最外面浮體的邊緣相比具有更小的寬度和任選的更小的長度。浮體裝備有隔間(compartment)或者在其底部設置一定深度的空洞，當遊體被固定到或包含在空洞內時，空洞與遊體的形狀非常一致，從而提供了橫向和潛在的縱向穩定性。這些部件的作用可以是相反的，以便浮體安裝到遊體中的空洞。在另一結構中，遊體兩側具有向上延伸的橫樑或橫向支架以對著浮體的面向內支撐。這些部件的作用可以是相反的，以便浮體在兩面具有向下延伸的橫向支架以對著遊體的面向內支撐。還可以設計更複雜的結構，其中浮體和遊體都裝備有支架，且這些支架相互交叉以提供橫向支撐並由此將一個支架相對另一個支架的橫向運動最小化。
本發明技術的另一個元件是一體固定裝置，憑藉此裝置可將部件以在陸地上一起移動的方式，而不是一個部件滑向另一部件 的方式將一個部件固定在另一部件上方或者下方。固定裝置是一體的，意指固定裝置被安裝到一個部件、另一個部件或這兩個部件中，使得在將船舶放入水中後固定裝置一直存在且不會被移除。通過這種方式，可以在履行水上任務之後重新固定返回在陸地上的運載器。
一個這樣的一體固定裝置是可以連接有一定距離的部件的部件之間的連接件，而且連接件的長度可以減小直到這些部件彼此相靠。例如，當浮體通過繫鏈的方式懸浮游體時，浮體可以裝備具有鎖定的或棘輪效應的(ratcheting)絞盤拖動遊體對著浮體的底部向上。可替換地或另外地，船舶的部件可以裝備諸如鉤子(clasp)、夾鉗(clamp)或緊密配合的螺栓(bolt)等一體固定裝置，並且在將部件放到一起後可以將船艇的部件相對於另一部件的補充元件固定。
圖2A與2B是具有不同結構的另一波動力水運載器上左側的透視圖。圖2A示出了設置在水中的運載器。在示例中，浮體10通過兩根繫鏈30連接到遊體20上。浮體10包括排水殼體11，每個排水殼體11的側邊帶有側板13。現在將船舵14設置在浮體上。面朝上的太陽能板15產生電功率以供應包含在一個或更多密封隔間16中的電子設備(未示出)。這些電子設備控制航行，並具有發送資料及無線接收指令到其他艦舶和/或岸上的控制單元的天線17。遊體20包括目前被設置支撐任何一側翅翼(鰭狀物22)的機架23。機架23包括在每側上被配置為嚙合浮體殼體11的側梁24。機架23還包括面朝下的支撐腿25，以在陸地上時從下支撐整個運 載器。
圖2B示出了運載器，此時遊體20已經被固定在浮體10下方，便於出水運載器的運輸或儲存。
圖3A和3B是相同的兩個繫鏈波動力運載器下方左側的透視圖。圖3A示出了被設置在水中的運載器。每個繫鏈30通過機架23的兩個側梁之間的橫樑27上中點31固定於遊體。每個繫鏈穿過浮體的殼體11中的開口18使得繫鏈就可以盤繞在一起以提升遊體20。殼體11還具有為了運輸而將遊體20固定到浮體的四個連接器19。
圖3B示出了被固定用於運輸或儲存的運載器。通過收回連接在兩根橫樑27中點31的繫鏈並且關閉對著遊體中橫樑的連接器19，遊體20被固定到浮體的殼體11上。安裝在浮體上的船舵14安裝到遊體機架23上相應的凹口26中。機架的側梁24向上延伸嚙合浮體的側板13。
在這些圖中，遊體20的側梁通過向上延伸組成嚙合裝置，這樣它們就可以嚙合浮體的相對的側板。還有兩種固定裝置，一種是用於將兩個繫鏈帶上並進入浮體的兩個絞盤。當將它們拖入使得遊體在最上面的位置時，遊體就被固定到浮體的底部。其他一體固定裝置是浮體底部上的四個連接器19，連接器19鎖定在遊體的橫樑上。
具有嵌套在一起的多層鰭狀物的波動力運載器
圖4示出了具有多層鰭狀物的波動力水運載器的模型。三個層(20a、20b和20c)中的每個包括每側面帶有側梁(24a、24b 和24c)的機架以及位於側面之間的橫樑(27a、27b和27c)。上層20a、中層20b和下層20c都通過橫樑27的中點31固定到繫鏈30。將每個繫鏈安裝到浮體10中的絞盤32以對著浮體收回這三個層用於儲存或運輸。
圖5A示出了固定到浮體10的三個層20的截面圖。絞盤32已被用於對著殼體11底部拉動層20。此些層20嵌套在一起以便在部件彼此相對固定用於運輸或儲存時降低運載器的高度。
圖5B示出了嵌套在一起的層的細節。最上層20a每側具有側梁24a，側梁24a向上延伸以便從下面嚙合浮體相應的側板13、並且向下延伸以便從上面嚙合中層20b相應的側梁24b。中層20b寬度較窄以便安裝在最上層20a的側梁24a之間。中層在每側具有側梁24b，側梁24b向上延伸以在內部從下面嚙合上層相應的側梁24a，並且向下延伸以從上面嚙合下層20c相應的側梁24c。下層20c寬度也較窄以便安裝在中層20b的側梁24b之間。下層每側具有側梁24c，側梁24c向上延伸以在內部從下面嚙合中層20b相應的側梁24b，並且向下延伸以在出水用於運輸或儲存時為擱置整個運載器提供支撐腿。
因此，每個層通過更窄的寬度而被嵌套進其上面的一層。寬度差異約為側梁厚度的兩倍，以便每層側梁可以嚙合層上方的側梁。因為在中層和下層的最外側與其上層側梁的內部之間具有緊公差，所以這些層會彼此嚙合。因為在上層的內部與殼體的外板之間具有緊公差，所以嵌套的機架會與浮體嚙合。通過繫鏈絞盤、可鎖定的連接器或者通過這兩者可以將它們固定在適當位置。
作為可替換的嵌套和嚙合方式，這些層的嵌套可以反方向完成，這樣下層是最寬的，且緊接著的層較窄以達到側梁從內部嚙合層下方的層的側梁。作為第三種替換方式，這些層具有大體上相同的寬度，並通過設置有向下張開(splay)以嚙合在下方層上的側梁嵌套。
圖6示出了兩個波動力水運載器，每個帶有三層翅翼。嵌套允許這些層緊密地堆疊在一起，減小了在水外的緊固的運載器的高度使得這兩個運載器能以一個置於另一個的頂部的方式放置在標準尺寸的金屬集裝箱中進行運輸或儲存。
具有用於分配負載或設備的開口的波動力運載器
在某些情況下，本發明的波動力水運載器可以用於分配大負載或降低設備。為了目的，承載器可以裝備大的開口(往往在浮體的中部或附近)，通過開口可以將這樣的負載或設備下放或降低。
圖7A示出了這樣的載運器的右下側透視圖。其中具有包括推進翅翼(鰭狀物22)的多個機架20。所示的這些機架為通過使用絞盤32將每個繫鏈30收回進入浮體而被拉向浮體10的底部。翅翼機架20的所有層和浮體10的殼體底部已經裝設了大體上向下對齊的開口52。這使得用戶能通過下放或通過降低在從絞盤53延伸的線51或者降低(lowering)在浮體上的馬達來讓設備(諸如監控或感測器設備)或負載50通過開口。
圖7B示出了運載器的右上側詳細透視圖。此處，翅翼機架20a、20b和20c的三個層已使用繫鏈30降低到了下置(提供推進 力)結構。三個機架中的每一個包括通過省略或切割掉與每一層上的孔相對應的翅翼的一部分而製成的開口52。此處，在機架的前面和背面使用準繩33將這些翅翼機架穩定並從上面使其彼此對齊。這有助於在波濤洶湧的海況下對齊每個機架20上的開口，以便負載50可以沿線51直接通過開口52而大體上不干擾任何機架。
雙體船式波動力運載器
圖8A、8B、8C和8D描述的波動力運載器具有包括在水上相互平行並行的兩個漂浮部件或浮船(pontoon)的浮體。圖8A是橫截面圖；圖8B是示出頂部表面上太陽能板的上透視圖；圖8C是中部向下的截面圖；圖8D是推進翅翼的機架的下透視圖。這兩個浮船被連接在頂部上方，頂部提供了用於安裝太陽能板和電子設備的平臺。這兩個浮船之間形成的腔體提供了從每側嚙合遊體的空腔。此處，示出的遊體帶有單個翅翼機架，但也可以使用多嵌套翅翼機架。在每個浮船的末端具有相匹配的船舵。在示例中，還具有從電池取用功率的螺旋槳，以在波浪運動不足以以期望速度驅動運載器時給船舶提供牽引功率。
圖9示出了安放在卡車上的四個雙體船式波動力運載器。這些運載器被儲存於安裝在卡車上的集裝箱內部。在圖中，為示出儲存結構已經將集裝箱的側面和頂部切除了。將遊體或翅翼機架的尺寸制定為在每個雙體船的兩個浮船之間可伸縮從而壓縮了儲存的尺寸。這可以使四個波動力運載器能用單一標準尺寸的集裝箱儲存和運輸。
通過扭矩漸變控制翅翼轉動的彈簧裝置
圖10A和10B示出了控制鰭狀物運動的雙彈簧裝置，鰭狀物為諸如圖2A所示波浪驅動部件的一部分。彈簧裝置將鰭狀物向上和向下的轉動限制在需要增加扭矩的兩個範圍內。圖10A是從內部後方看右側梁24的最前端的鰭狀物或翅翼(未示出)上的彈簧裝置在移除鰭狀物後的上透視圖。圖10B是從外部後方看相同的彈簧裝置的上透視圖，其中將梁畫透明了且示出了鰭狀物的一部分。
鰭狀物通過橫向穿過鰭狀物22的軸40可轉動地安裝到側梁24上，鰭狀物22恰好位於前緣221的後方並帶有向後延伸的鰭狀物222的升降舵部分。彈簧裝置包括第一彈簧41和第二彈簧42。第一彈簧纏繞在軸40(在示例中表示在側梁24的內部)周圍。第一彈簧41從軸的一端411延伸以形成為鰭狀物提供連接點的掛鈎部分。在實施方式中，第一彈簧的另一端被固定到側梁上，未示出。
如第一彈簧41那樣，第二彈簧也以相同方向纏繞在軸40的周圍。在示例中，第二彈簧更粗從而比第一彈簧的剛性更大。第二彈簧42從軸的一端424延伸以形成為鰭狀物提供連接點的掛鈎部分。第二彈簧42從軸的另一端421延伸以形成在安裝在側梁24上的上停止位422與下停止位423之間運動的掛鈎部分。
通過這種結構，第一彈簧41用於控制翅翼向上和向下的轉動運動，但第二彈簧不這樣-只要轉動運動在用於第二彈簧的停止位定義的範圍內。當翅翼的轉動超出這些停止位所允許的範圍時，那麼就使用第二彈簧42。因此，轉動翅翼需要的扭矩現在由 兩個彈簧確定，且進一步按相同的方向轉動翅翼需要更多的扭矩。
圖11是示出了從中間位置以任一方向改變運載器翅翼角度需要的扭矩圖。在內部範圍運行翅翼需要的扭矩只由第一彈簧確定，超過內部範圍以任一方向改變角度需要的扭矩由這兩個彈簧組合的扭矩確定。
絞盤設計和使用
在本發明的另一方面中，WPD包括一個或更多絞盤(或者是其等同物)，絞盤在WPD下水前可以儲存並釋放繫鏈，和/或在使用WPD時可以控制繫鏈長度，和/或在不使用WPD(例如完全從水中出來)時收起繫鏈。優選地，當使用絞盤時，繫鏈沒有電連接。如果繫鏈包含電連接，絞盤系統會更加複雜。例如，這些電連接將需要隨滑環或相似設備退出絞盤線軸的中部。沒有電連接的繫鏈可以更細，使絞盤能更多地捲繞並在相同的直徑線軸上捲繞更大的長度。通過使用一個或更多絞盤，可以實現以下一個或更多的優點：
(1)依靠實際預期的波浪和風況(例如，從慢的深的波浪中獲取能量會更久；在高頻率的風切下降低繫鏈拖曳會更短)優化浮體與波浪驅動部件之間的距離。
(2)減小浮體與波浪驅動部件之間的距離，以便跨過海下障礙物或者如果遊體擱淺在淺水時釋放遊體。
(3)以規則或不規則的間隔向上拉繫鏈，使其通過刮拭器以清潔繫鏈，從而移除或減少對繫鏈產生不合需要的拖曳的污垢。
(4)簡化部署與復原，尤其是在浮體與波浪驅動部件被設計為使得它們諸如在嵌套結構中可以彼此緊靠時，例如當浮體和波浪驅動部件可以形成單個緊密的捆束體時，捆束體適合於航運和/或儲存並可以回應於物理和/或電氣和/或電子命令容易地應用到運行條件下。
(5)當有兩根繫鏈時，通過使用絞盤向上拉動兩根繫鏈去掉纏繞。
圖12A和12B是可用於起升和降低繫鏈的絞盤的圖，繫鏈將浮體連接到本發明波浪驅動運載器中的遊體或翅翼機架上。通常每根繫鏈都有其自己的絞盤，它們協同一致以同時起升遊體。圖12A示出了蓋子閉合的絞盤。圖12B是去除蓋子顯示其內部的絞盤透視圖。繫鏈30由連接到電機62的渦輪傳動裝置63驅動轉繞到線軸61上。繫鏈從線軸越過滑輪64向下通過蓋子上的開口65捲繞和解繞。
繫鏈30呈扁平的流線型，這樣它不會輕易地沿縱搖軸彎曲。如果繫鏈厚度為2mm，外徑為160mm的線軸就可以支撐10m的繫鏈。為了使繫鏈在縱搖軸內樞轉，整個絞盤組件安裝在每一端的軸承上使得其沿著中部軸66樞轉。絞盤元件具有填充泡沫以排水的圓柱形蓋子。浮體將具有相應的圓柱形開口使得充水的空餘空間最小。
刮拭器(未示出)設置在絞盤組件中以在繫鏈纏繞在卷軸上之前清潔繫鏈上的泥汙和浮垢。這去除了生物污垢(bio-fouling)並可以定期操作以提高運載器的速度性能。繫鏈可以包括磁性標 記和諸如霍爾效應感測器之類的磁性感測器，其可以設置用於測量繫鏈的運動。可替換地，繫鏈可以具有變化的導磁率，且當繫鏈進入絞盤區域時磁鐵可以在繫鏈的一側而霍爾感測器在另一側。因為浮垢可以改變繫鏈的有效厚度，所以系統可以幫助維持準確的配置長度。
多繫鏈，諸如雙繫鏈
在本發明的另一方面中，WPD包括第一繫鏈，第一繫鏈(i)在第一浮體位置被連接到浮體，並且(ii)在第一遊體位置被連接到波浪驅動部件(或遊體)，以及(2)第二繫鏈(i)在不同於第一浮體位置的第二浮體位置被連接到浮體，並且(ii)在不同於第一遊體位置的第二遊體位置被連接到遊體，同時WPD具有以下特徵中的至少一個(即具有以下特徵中的一個或者以下特徵中任何兩個或更多特徵的組合)：
(1)繫鏈中的至少一個被固定到固定於浮體的絞盤。在一個實施方式中，兩根繫鏈被固定到同一個絞盤。在另一實施方式中，繫鏈中的一個被固定到第一絞盤且另一繫鏈被固定到第二絞盤。可選地，可以安裝絞盤使得其能沿著中部軸樞轉。
(2)浮體前面(the front)與第一浮體位置之間的水平距離最多是浮體水平長度的0.3倍，優選最多是0.2倍，比如0.05-0.15倍。
(3)浮體後面(the rear)與第二浮體位置之間的水平距離最多是浮體水平長度的0.3倍，優選最多是0.2倍，比如0.05-0.15倍。
(4)遊體前面與第一遊體位置之間的水平距離最多是游體水平長度的0.3倍，優選最多是0.2倍，比如0.05-0.15倍。
(5)遊體後面與第二遊體位置之間的水平距離最多是游體水平長度的0.3倍，優選最多是0.2倍，比如0.05-0.15倍。
(6)繫鏈中的至少一根具有大體扁平的結構，例如具有1-3mm的平均厚度，從而有助於繫鏈的處理，尤其當繫鏈纏繞在絞盤上時。
使用兩根繫鏈可以減少繫鏈纏繞的可能性；可以形成更長和更窄的浮體形狀(這減少了拖曳並增加了速度)；並且通過將與繫鏈連接的連接件和機構移動到浮體的前部到後部，使得為諸如通信設備和感測器以及其他科學儀器等各種負載提供更大的浮體中部區域成為可能。另外，使用兩根繫鏈可以簡化WPD的復原。只有一根繫鏈的WPD復原可能是困難的，因為只有單根繫鏈時上拉需要舉起遊體以克服鰭狀物對水的阻力。當具有兩根繫鏈時，只拉繫鏈中的一根會使遊體和連接到遊體的鰭狀物傾斜，這樣鰭狀物的阻力會減小。不管WPD是否使用絞盤縮短繫鏈這都是準確的。
具有單根繫鏈的WPD在浮體中部通常具有繫鏈終止元件和負載分配結構，從而佔據浮體的中部。使用兩隔開分開的繫鏈空出了浮體的中部，對於許多用途，浮體的中部是浮體理想部件中最有價值的部分。例如，浮體設置高的天線的最佳部分是中部，在此天線可以投下的陰影最多為設置在浮體上表面上的太陽能板的一半(如果電池有線串聯連接且在黑暗時像電晶體一樣關閉的 話，這經常發生，只遮蔽太陽能板的部分就能使其完全無效)。另外，如果高的天線在中部的話，由於風使得它們在浮體上沒有轉向效果。當WPD具有兩根天線時，浮體的中部區域可以空出，以用於帶有集成天線的負載，即天線與乾燥箱集成，或者完全保存在乾燥區域內，從而降低連接到天線上的導線因受潮而損壞的危險。另外，將所有負載的大多數設置在浮體中部使浮體的前部和後部更容易平衡，並從而降低浮體向前靠或向上升的危險。
在WPD具有兩根繫鏈時，浮體優選包含諸如在浮體後端的船舵之類控制浮體的裝置。當由於波浪運動將波浪驅動部件(遊體)舉起或下壓時，波浪驅動部件(遊體)提供推力。通過分離兩根繫鏈將來自浮體的扭矩傳送到波浪驅動部件。這樣，波浪驅動部件在由波浪驅動部件轉動的慣性和流體阻力引起的控制延遲後同浮體一樣指向相同的方向。
在一個結構中，優選地在相對長而窄的浮體上具有前繫鏈和後繫鏈。當這些繫鏈拉緊時，波浪驅動部件與浮體維持平行。尤其在波浪驅動部件維持相對水平時，彈簧和停止系統可以很好地控制鰭狀物的角度，使得鰭狀物在各種速度和幅度的上下運動中會以有利的沖角運行。波浪驅動部件可以例如具有帶有鰭狀物支撐軸的平行杆結構，這些鰭狀物支撐軸橫跨在杆之間，如同階梯臺階一樣。鰭狀物的位置例如可以由彈簧元件控制，當這些彈簧不運動時，彈簧組件將這些鰭狀物維持在所期望的中間位置，例如水平位置，且彈簧元件將抵擋向上和向下的運動。可以調整彈簧的外形，使得翅翼停止在能產生最大升力的最優的角度上。
在另一結構中，具有左和右繫鏈。這些繫鏈可以連接到單個整塊的翅翼上。翅翼可以作為單元運動，在將兩根繫鏈連接到翅翼的點處樞轉。當被放低時，翅翼下方的重量致使其向下沖並向前潛入水中。與這些繫鏈連接的點是翅翼區域中部的前部，使得翅翼在由繫鏈升起時翅翼將升起並向前拉。和在前部-後部配置中一樣，控制浮體的船舵通過分離兩根繫鏈也間接控制滑翔器。
在其他結構中，可以使用3根或4根繫鏈穩定滑翔器。這在大型系統中尤為有用。另一方面，因為每個繫鏈代表了額外的拖曳，所乙太多的繫鏈存在是不理想的。
通信與控制
圖13是可在這裏討論的用於沿著期望路徑引導WPD的任何WPD種類中使用的控制系統的方框圖。圖複製了上面參考的美國專利7,371,136中的圖5。
圖14是原理性地示出了代表性的WPD的船載電子設備以及代表性的WPD與外部實體通信的若干方式的方框圖。如上所述，WPD使用衛星定位系統和無線電將資料通信到操作者並且接收航行和其他命令，並具有在沒有定期人機互動或人為控制下允許其獨立航行或定位的船載電腦和感測器。
浮體包含的核心電子設備包括：衛星定位感測器(GPS)、無線電通信(優選諸如銥星之類的衛星通信)、諸如磁性羅盤之類的定位傳感裝置、電池、使用來自GPS和羅盤的資訊控制船舵並控制運載器的航行控制器。浮體還可以包括太陽能板和諸如環境感測器或者觀測設備等各種負載電子設備，觀測設備如無線電監控 器、照相機、水診器等。所有的核心電子設備可以封裝在相同的外殼中，優選地封裝在浮體的後端。通過將所有的核心設備保持在一起，在核心系統中就不再需要濕連接器或線纜。這對可靠性來說非常有益。(太陽能板和絞盤將連接濕連接器-太陽能可能是過剩的所以沒有取下系統的話一個連接器會失效，並且對基本功能來說絞盤是不必要的。)因為GPS和衛星通信天線是短的，所以它們不會遮蔽太陽能板。另外後端是浮體最少頻繁浸沒於水的部分。(浸沒遮掩天線。)然而，如上討論的那樣，在雙繫鏈的實施方式中，因為繫鏈連接件在末端附近，所以將電子設備和在浮體中部的類似物封裝是可能的。
術語
這裏使用術語“包括”和其語法等同用語(例如“包含”或“具有”)表示其他元件(即部件、成分、步驟等)的存在是可選的。例如，“包括”(或“其包括”)部件A、B和C的水運載器可以只包含部件A、B和C，或者不僅包含部件A、B和C還可以包含一個或更多的其他部件。這裏使用術語“主要由---組成”和其語法等同用語表示可以存在的其他部件不會實質上改變所要求保護的發明。這裏使用的跟隨數字的術語“至少”表示以數字開始的範圍範圍起點(取決於所定義的變數，其可以是具有上限或沒有上限的範圍)。例如，“至少1個”表示1個或者多於1個，而“至少80%”表示80%或大於80%。這裏使用的跟隨數字的術語“最多”表示以數字結尾的範圍終點(取決於定義的變數，其可以是使1或0作為其下限的範圍，或者沒有下限的範圍)。例如，“最多4個”意思 是4個或者少於4個，而“最多40%”表示40%或者少於40%。當在本說明書中給出的範圍如“(第一數位)到(第二數位)”或者“(第一數位)-(第二數位)”時，這表示範圍的下限是第一數字而其上限是第二數字。例如，“從5到15英尺”或“5-15英尺”表示範圍的下限是5英尺而其上限是15英尺。這裏使用的術語“複數的”、“多個”、“多數個”和“多重的”表示兩個或多於兩個。
這裏提及的包括兩個或更多限定步驟的方法中，所限定的步驟可以任何順序或同時執行(除非文章排除了這種可能性)，且方法可以任選地包括在任何所限定步驟之前、在兩個所限定步驟之間或在所有的所限定步驟之後執行的一個或更多其他步驟(除非文章排除了這種可能性)。這裏提及的“第一”和“第二”元件通常用於識別目的；除非文章有相反的要求，否則第一和第二元件可以是相同或不同的，且提及第一元件不意味著第二元件就必然存在(雖然其可能存在)。這裏提及的“一”(“a”)或“一”(“an”)個元件不排除具有兩個或更多這樣的元件的可能性(除非文章排除了這種可能性)。這裏提及的兩個或更多元件不排除這兩個或更多元件被提供相同功能的更少數量或更多數量的元件取代的可能性(除非文章排除了這種可能性)。這裏給出的數字應該用與文章和表達適合的範圍解釋；例如，每個數字依賴於本領域的技術人員使用的慣用的方法測得的精確度而變化。
除非有另外的注明，提及的運載器部件的定位和形狀指的是在運載器在靜水中時的定位和形狀。根據下面給出的定義在本說明書中使用下列術語。
“前緣”(或者前端)和“後緣”(或者後端)分別表示在波動力致使運載器向前運動時鰭狀物或其他部件的前表面和後表面。
“前”和“後”分別表示相對靠近前和後緣(或端)的位置。
“對齊的”表示大體位於垂直面內的方向，垂直面平行於包括遊體軸中心線的垂直面。“軸向對齊的”表示大體位於包括遊體軸中心線的垂直平面的方向。
“橫向的”表示大體位於與包括遊體中心線的垂直平面正交的垂直平面中的方向。
這裏提及的“大體”遵循特定定義的特徵，例如“大體在垂直平面”、“大體為層狀”或“大體上水平”，應該理解為此特徵不需要嚴格遵循特定定義，而是能夠偏離嚴格定義的量一定的量，根據本發明原理偏離量仍然能有效運行。
結論
總之，可以看到本發明的實施方式提供了能夠在儲存、運輸、下水和復原期間改進WPD的處理的結構和方法。
在以上本發明的概要和詳細描述中，以及在本發明的附圖中，提及了本發明的特定特徵。應當理解，本發明在說明書中的公開包括這些特定特徵的所有可能的組合。例如，在特定方面、特定實施方式或特定附圖的背景中公開了特定特徵，那特徵也可以在適當的程度上用於其他特定方面、實施方式和附圖的背景中，並通用於發明。還應當理解，本發明包括公開於此的所有新穎性特徵但不限於上面所述的本發明的具體方面。
雖然以上是本發明具體實施方式的完整描述，但以上描述不 應被當作對由申請專利範圍所限定的本發明範圍的限制。
10‧‧‧浮體
11‧‧‧排水殼體
12‧‧‧龍骨鰭狀物
13‧‧‧側板
14‧‧‧船舵
15‧‧‧太陽能板
16‧‧‧密封隔間
17‧‧‧天線
18‧‧‧開口
19‧‧‧連接器
20‧‧‧遊體
20a‧‧‧最上層
20b‧‧‧中層
20c‧‧‧下層
21‧‧‧船舵
22‧‧‧鰭狀物
221‧‧‧前緣
222‧‧‧鰭狀物
23‧‧‧機架
24‧‧‧側梁
24a‧‧‧側梁
24b‧‧‧側梁
24c‧‧‧側梁
25‧‧‧支撐腿
26‧‧‧凹口
27‧‧‧橫樑
27a‧‧‧橫樑
27b‧‧‧橫樑
27c‧‧‧橫樑
30‧‧‧繫鏈
31‧‧‧中點
32‧‧‧絞盤
33‧‧‧準繩
40‧‧‧軸
41‧‧‧第一彈簧
411‧‧‧一端
42‧‧‧第二彈簧
421‧‧‧一端
422‧‧‧上停止位
423‧‧‧下停止位
424‧‧‧另一端
50‧‧‧負載
51‧‧‧線
52‧‧‧開口53絞盤
61‧‧‧線軸
62‧‧‧電機
63‧‧‧傳動裝置
64‧‧‧滑輪
65‧‧‧開口
66‧‧‧中部軸
圖1是示出波動力裝置(“WPD”)在靜水中(鰭狀物/翅翼在中性位置)運行的示意圖，這時波浪將浮體舉起(上衝程)，而且此時WPD落入波谷之中(下衝程)；圖2A是取自具有兩根剛性繫鏈的波動力裝置的上方的透視圖，波浪驅動部件具有兩根水平剛性脊柱(邊梁)，剛性脊柱之間有鰭狀物，並且繫鏈在其擴展部分中。
圖2B是取自在收回位置具有剛性繫鏈的波動力裝置的上方的透視圖，這樣波動力裝置為束狀結構，浮體靠在波浪驅動部件上方。
圖3A和3B是取自圖2A和2B中波動力裝置底部的透視圖。
圖4是示出波動力裝置三個翼架的透視端視圖。
圖5A是圖4中波動力裝置翼架被收回和被嵌套的端視圖。
圖5B是示出圖5A中嵌套翼架的附加細節的放大視圖
圖6是圖5A中所示型號的兩個波動力裝置的端視圖，都是其被存放在容器中的收回形態。
圖7A示出了圖5A中翼架收回並具有下降通過翼架中央開口的感測器有效負載陣列的波動力裝置的底部透視圖
圖7B示出了下降後的翼架和放於翼架下方的感測器有效負載陣列的頂部透視圖。
圖8A、8B、8C和8D是適於緊湊堆裝和運輸的結構的端視圖、 頂視圖、側視圖和底視圖，其中一個或多個翅翼機架可以嵌套在浮體底部的凹處。
圖9示出了四個這樣的用平板拖車運輸的嵌套波動力裝置。
圖10A示出了用於控制鰭狀物(未顯示)移動的雙彈簧裝置的透視圖，裝置是如本文中描述的任一波動力裝置的波浪驅動部件的一部分，視圖的視角在脊柱(邊梁)之間。
圖10B示出了從鰭狀物外部的視角觀察每個彈簧一端嵌入鰭狀物的雙彈簧裝置的局部剖視圖。
圖11是彈簧扭矩與鰭狀物(翼)角度的函數關係圖。
圖12A和12B是能用於本發明實施方式的絞盤的外部剖視圖。
10‧‧‧浮體
11‧‧‧排水殼體
13‧‧‧側板
14‧‧‧船舵
15‧‧‧太陽能板
16‧‧‧密封隔間
17‧‧‧天線
20‧‧‧遊體
22‧‧‧鰭狀物
23‧‧‧機架
24‧‧‧側梁
25‧‧‧支撐腿
30‧‧‧繫鏈

Claims (72)

  1. 一種總成，包括：一浮體；一波浪驅動部件；以及一閉合部件，具有一第一狀態和一第二狀態，其中在該第一狀態下的該閉合部件將該浮體與該波浪驅動部件固定在一起作為能以單元移動的總成，並且在該第二狀態下該波浪驅動部件從該浮體移走；其中，該總成配置為接收具有連接到該浮體的一第一末端和連接到該波浪驅動部件的一第二末端的一繫鏈，使得當該閉合部件在該第二狀態且該總成包括該繫鏈時，該浮體、該繫鏈和該波浪驅動部件組成一波動力裝置；其中，當將該浮體位在靜水的表面或附近時，該波動力裝置具有：該浮體，浮在該靜水的表面或附近；該繫鏈，從該浮體向下延伸並處在拉緊狀態下；以及該波浪驅動部件，浸沒於該浮體下方的水中；以及其中，當將該浮體位在波動的水的表面或附近時，該波動力裝置具有：該浮體，浮在該波動的水的表面或附近；該繫鏈，其從該浮體向下延伸；以及該波浪驅動部件，浸沒於該浮體下方的水中，且與該波動的水相互作用以產生傳送到該繫鏈的力。
  2. 如請求項1所述的總成，其中該總成配置成一波動力裝置，該波動力裝置包括具有連接到該浮體的一第一末端和連接到該波浪驅動部件的一第二末端的一繫鏈。
  3. 如請求項1或2所述的總成，其中該浮體從平面上來看大體上為矩形。
  4. 如請求項3所述的總成，其中該浮體的長度為6-30英尺，例如，8-20英尺，並且該浮體的寬度為1.5-6英尺，例如，2-4英尺。
  5. 如請求項1-4中之任一項所述的總成，其中該浮體具有頂表面、底表面和側表面，並且包括複數個浮體側部件，該些浮體側部件大體平行於該側表面向下延伸，以形成由該底表面和該些浮體側部件所限定的一空間，並且該波浪驅動部件至少部分位於該空間內。
  6. 如請求項1-5中之任一項所述的總成，其中該波浪驅動部件包括從該波浪驅動部件向上延伸並且與該浮體的部件相互作用以將該波浪驅動部件定位在相對於該浮體的固定的位置的部件，和/或該浮體包括向下延伸並且與該波浪驅動部件的部件相互作用以將該波浪驅動部件定位在相對於該浮體的固定的位置的部件。
  7. 如請求項1-6中之任一項所述的總成，其中：該波浪驅動部件包括複數個鰭狀物，當該總成為波動力裝置的形式且在波動的水中時，該些鰭狀物繞軸轉動以產生傳送給該繫鏈的該力；以及該波浪驅動部件包括從該波浪驅動部件向下延伸並且當 該閉合部件在該第一狀態且將該總成放置在一水平面上時將該些鰭狀物與該水平面分開的複數個構件。
  8. 如請求項1-7中之任一項所述的總成，其中該閉合部件是一機械夾子。
  9. 如請求項1-7中之任一項所述的總成，其中該閉合部件是一帶子。
  10. 如請求項1-9中之任一項所述的總成，其中該閉合部件可以人工方式從該第一狀態改變為該第二狀態。
  11. 如請求項1-9中之任一項所述的總成，其中該閉合部件能藉由諸如電信號或無線電信號等信號從該第一狀態改變為該第二狀態。
  12. 如請求項1-11中之任一項所述的總成，更包括：至少一撿拾部件，位於該浮體的上表面上，其中當該閉合部件在該第一狀態下時，該撿拾部件能通過例如人工和/或通過吊機或其他提升裝置用以升起該總成而作為一單元。
  13. 如請求項1-12中之任一項所述的總成，更包括：一彈性繫鏈，該彈性繫鏈具有連接到該浮體的第一末端和連接到該波浪驅動部件的第二末端。
  14. 如請求項13所述的總成，其中該浮體包括：一絞盤，連接到該繫鏈的該第一末端。
  15. 如請求項14所述的總成，其中該絞盤包括：複數個刮拭元件，用以當該繫鏈牽引通過該絞盤時清潔該繫鏈。
  16. 如請求項14或15所述的總成，其中該絞盤鉸接在縱搖軸上。
  17. 如請求項14-16中之任一項所述的總成，其中該浮體包括：一第一絞盤，相對接近於該浮體的前端並連接到一第一繫鏈；以及一第二絞盤，相對接近於該浮體的後端並連接到一第二繫鏈。
  18. 如請求項13所述的總成，其中該繫鏈鉸接在縱搖軸上。
  19. 如請求項1-18中之任一項所述的總成，包括：一彈性繫鏈，具有以下特徵中之至少一者：(1)該彈性繫鏈具有大體上扁平的結構，例如其平均厚度為1-3mm；(2)該彈性繫鏈沒有攜帶電流的部件和/或沒有攜帶任何信號的部件；(3)該彈性繫鏈包括多個圓形可拉長構件；(4)該彈性繫鏈是由諸如聚醯胺、斯佩克特綸、維克特倫或者凱夫拉等合成聚合物組成的一扁平編帶；(5)該彈性繫鏈是只沿著其前緣在拉緊狀態下的一扁平編帶，因而減小顫動和彎曲；(6)該彈性繫鏈在一鉸接點處連接於該浮體，該鉸接點包括一軸和一套管裝置，使得該彈性繫鏈不必對著其寬軸(縱搖軸)彎曲；(7)在該浮體處，該彈性繫鏈被引導通過90度盤繞，然後在該縱搖軸處彎曲通過滑輪，該滑輪的軸是水平的並與該浮體的縱軸垂直；(8)在該浮體處，該彈性繫鏈被引導通過90度盤繞，然後在該縱搖軸處彎曲通過滑輪，該滑輪的軸是水平的並與該浮 體的縱軸垂直，其中該滑輪頂部突起增加該彈性繫鏈中央的張力，以減輕該90度盤繞的影響，該90度盤繞增加該彈性繫鏈的外部相對於該彈性繫鏈的中央的張力。
  20. 如請求項1-19中之任一項所述的總成，其中該波浪驅動部件包括：至少一大體上剛性脊柱，該大體上剛性脊柱具有固定到其上的複數個鰭狀物，並且該大體上剛性脊柱直接或間接地連接到該繫鏈。
  21. 如請求項20所述的總成，其中該大體上剛性脊柱和該繫鏈之間的連接能夠從靜止位置變化，該變化通過諸如彈簧機構控制。
  22. 如請求項20或21所述的總成，其中該波浪驅動部件選自以下兩種結構中的一種：(A)該波浪驅動部件具有單個大體上剛性脊柱，該大體上剛性脊柱具有在該大體上剛性脊柱的每側上延伸的複數個鰭狀物，並且當該波動力裝置在靜水中且該繫鏈在該浮體下方的延伸位置時，該大體上剛性脊柱相對於水平方向，例如，大體上水平方向，最多呈40°角、最多呈30°角或最多呈15°角，並位於通過該浮體縱軸的垂直面上；或者(B)該波浪驅動部件具有兩個大體上剛性脊柱，該些大體上剛性脊柱具有在該些大體上剛性脊柱之間延伸的複數個鰭狀物，當該波動力裝置在靜水中且該繫鏈在該浮體下方的延伸位置時，該些大體上剛性脊柱位於一平面上、相對於水平方向，例如，大體上水平方向，最多呈40°角、最多呈30°角或最多呈15°角，並且該些大體上剛性脊柱相對於通過該浮體縱軸 的垂直面等間距間隔開。
  23. 如請求項22所述的總成，其中當該總成為波動力裝置的形式且在靜水中時，該鰭狀物並排排列在一平面上並相對於水平方向，例如，大體上水平方向，最多呈30°角或最多呈15°角。
  24. 如請求項19-23中之任一項所述的總成，其中該波浪驅動部件包括使該些鰭狀物返回到一中間位置的複數個彈簧或其他彈性部件。
  25. 如請求項24所述的總成，其中當該波動力裝置在波動的水中且該些鰭狀物的該轉動位於該中間位置周圍的一第一範圍內時，該些鰭狀物的轉動主要是由一第一彈簧控制，以及當該波動力裝置在波動的水中且該些鰭狀物的該轉動在該第一範圍外的一第二範圍內時，該些鰭狀物的該轉動主要是由第二彈簧控制，而該第二彈簧比該第一彈簧更有剛性。
  26. 如請求項1-25中之任一項所述的總成，其中該波浪驅動部件是通過引用併入本發明的申請、專利和公佈文件中的任何文件中所公開的一遊體。
  27. 如請求項1-26中之任一項所述的總成，其中該浮體包括位於該浮體後端的船舵或其他控制裝置。
  28. 如請求項1-27中之任一項所述的總成，更包括一無線通信設備；一電腦系統；一衛星參考位置感測器；一水平方向感測器，用以感測水平面方向；以及 一轉向促動器；
  29. 其中，該電腦系統是鏈結到該通信設備、該位置感測器、該水平感測器和該轉向促動器，並且包含或是可編程的以包含複數個指令，以回應從該通信設備、從該位置感測器和該水平感測器或從該運載器上的其他感測器所接收到的信號而控制該轉向驅動器。如請求項1-28中之任一項所述的總成，其中該浮體如同在通過引用合併於此的任何申請、出版物和專利中所描述的。
  30. 一種具有頂表面、底表面和側表面的浮體，包括：複數個浮體側部件，大體平行於該側表面向下延伸，以產生由該側表面和該浮體側部件所限定的一空間。
  31. 如請求項30所述的浮體，其中該浮體從平面上看大體為矩形。
  32. 如請求項30或31所述的浮體，其中該浮體的長度為6-30英尺，例如，8-20英尺；該浮體的寬度為1.5-6英尺，例如，2-4英尺。
  33. 一種波浪驅動部件，包括從該波浪驅動部件向上延伸且會與一浮體相互作用以將該驅動部件與該浮體對準的複數個部件。
  34. 一種波浪驅動部件，包括從該波浪驅動部件向下延伸的複數個部件，且在該波浪驅動部件設置在水平面上時，向下延伸的該些部件將該水平面和與該水平面接觸可能會損壞的該波浪驅動部件的任何部分隔開。
  35. 如請求項33或34所述的波浪驅動部件，更包括至少一大體上剛性脊柱，具有固定到其上的複數個鰭狀物，並且直接或間接地連接到繫鏈。
  36. 如請求項35所述的波浪驅動部件，其中該大體上剛性脊柱和該繫鏈之間的連接能從一靜止位置變化，該變化是由諸如一彈簧機構所控制。
  37. 如請求項36所述的波浪驅動部件，其中該波浪驅動部件選自以下兩種結構中的一種：(A)該波浪驅動部件具有單個大體上剛性脊柱，該大體上剛性脊柱具有從其每側上延伸的複數個鰭狀物，並且當該波浪驅動部件與該繫鏈以及波動力裝置形式的浮體組合、該波動力裝置在靜水中，且該繫鏈在該浮體下方的延伸位置時，該大體上剛性脊柱相對於水平方向，例如，大體上水平方向，最多呈40°角、最多呈30°角或最多呈15°角，並位於通過該浮體縱軸的垂直面內；或者(B)該波浪驅動部件具有兩個大體上剛性脊柱，該些大體上剛性脊柱具有在該些大體上剛性脊柱之間延伸的複數個鰭狀物，並且當該波浪驅動部件與該繫鏈以及該波動力裝置形式的浮體組合、該波動力裝置在靜水中，且該繫鏈在該浮體下方的延伸位置時，該些大體上剛性脊柱位於平面上、相對於水平方向，例如，大體上水平方向，最多呈40°角、最多呈30°角或最多呈15°角，並且與通過該浮體縱軸的垂直面等間距間隔開。
  38. 如請求項37所述的波浪驅動部件，其中當該波浪驅動部件與該繫鏈以及該波動力裝置形式的該浮體組合，並且該波動力裝置在靜水中時，該些鰭狀物並排排列平面內且相對於水平方 向，例如，大體上水平平面，最多呈30°角或最多呈15°角
  39. 如請求項35-38中之任一項所述的波浪驅動部件，更包括使該些鰭狀物返回到一中間位置的複數個彈簧或其他彈性部件。
  40. 如請求項39所述的波浪驅動部件，其中該些鰭狀物的轉動在該波浪驅動部件與該繫鏈和該波動力裝置形式的該浮體組合且該波動力裝置在波動的水中，當該些鰭狀物的該轉動位於該中間位置周圍的一第一範圍內時，該些鰭狀物的該轉動主要由一第一彈簧控制，並且當該些鰭狀物的該轉動在該第一範圍外的第二範圍內時，該些鰭狀物的該轉動主要由第二彈簧控制，該第二彈簧比該第一彈簧更有剛性。
  41. 如請求項34-40中之任一項所述的波浪驅動部件，其中該波浪驅動部件是通過引用合併於本發明中的任何申請、專利和出版物中所公開的遊體。
  42. 一種波動力裝置，包括：一浮體；一彈性繫鏈；以及一波浪驅動部件，該彈性繫鏈連接該浮體與該波浪驅動部件；其中，該浮體、該彈性繫鏈和該波浪驅動部件使得：當該波動力裝置在靜水中時，該浮體在水的表面或該表面的附近、該波浪驅動部件浸沒在該浮體下方的水中，且該彈性繫鏈處在拉緊狀態下；以及當該波動力裝置在波動的水中時，該波浪驅動部件與 該波動的水相互作用以產生傳送到該彈性繫鏈的力；以及其中，該浮體包括一絞盤，該絞盤能運行以改變該彈性繫鏈的長度。
  43. 如請求項42所述的波動力裝置，其中該絞盤包括複數個刮拭元件，用以當該彈性繫鏈被拖拉通過該絞盤時清潔該彈性繫鏈。
  44. 如請求項42或43所述的波動力裝置，其中該絞盤鉸接在縱搖軸上。
  45. 一種波動力裝置，包括：一浮體；一彈性繫鏈；和一波浪驅動部件，該彈性繫鏈連接該浮體與該波浪驅動部件；其中，該浮體、該彈性繫鏈和該波浪驅動部件使得：當該波動力裝置在靜水中時，該浮體在水的表面或該表面的附近、該波浪驅動部件浸沒在該浮體下方的水中，且該彈性繫鏈處在拉緊狀態下；以及當該波動力裝置在波動的水中時，該波浪驅動部件與該波動的水相互作用以產生傳送到該彈性繫鏈的力；其中，該彈性繫鏈具有以下特徵中的至少一個：(1)該彈性繫鏈具有大體上扁平的結構，例如：具有1-3mm的平均厚度；(2)該彈性繫鏈沒有攜帶電流的部件和/或沒有攜帶任何種類信號的部件； (3)該彈性繫鏈包括多個圓形可拉長部件；(4)該彈性繫鏈是由諸如聚醯胺、斯佩克特綸、維克特倫或者凱夫拉等合成聚合物構建的扁平編帶；(5)該彈性繫鏈是只沿著其前邊緣呈拉緊狀態的扁平編帶，因而減少顫動和彎曲；(6)該彈性繫鏈在鉸接點處連接到該浮體，該鉸接點包括一軸和一套管裝置，使得該彈性繫鏈不必對著其寬軸(縱搖軸)彎曲；(7)在該浮體處，該彈性繫鏈被引導通過90°盤繞，然後在該縱搖軸處彎曲通過滑輪，該滑輪的軸是水平的並與該浮體的縱軸垂直；(8)在該浮體處，該彈性繫鏈被引導通過90°盤繞，然後在該縱搖軸處彎曲通過滑輪，該滑輪的軸是水平的並與該浮體的縱軸垂直，其中該滑輪頂部突起增加該彈性繫鏈中央的張力，因而減輕90度盤繞的影響，該90度盤繞增加該彈性繫鏈外部相對於該彈性繫鏈中央的張力。
  46. 如請求項45所述的波動力裝置，其中該浮體包括：一絞盤，連接該彈性繫鏈第一末端。
  47. 如請求項46所述的波動力裝置，其中該絞盤包括：複數個刮拭元件，用以在該彈性繫鏈被拖拉通過該絞盤時清潔該彈性繫鏈。
  48. 如請求項46或47所述的波動力裝置，其中該絞盤鉸接在該縱 搖軸上。
  49. 一種鰭狀物系統，適用於包括通過引用合併於本發明的檔中所公開的波動力裝置的任意種類中之一波動力裝置，該鰭狀物系統具有：至少一鰭狀物，用以繞著一軸轉動並具有一中間位置；以及一控制系統，用以控制該鰭狀物轉動，該控制系統包括：一第一裝置，用以控制該鰭狀物在該中間位置附近的一第一範圍內轉動；以及一第二裝置，用以當該鰭狀物的運動在該第一範圍外時控制該鰭狀物的該轉動。
  50. 如請求項49所述的鰭狀物系統，其中該第二裝置使該鰭狀物在該第二範圍內轉動比在該第一範圍內轉動更難。
  51. 如請求項49或50所述的鰭狀物系統，其中該第一範圍內的該轉動只由該第一裝置控制。
  52. 如請求項49-51中之任一項所述的鰭狀物系統，其中該第一範圍內的該轉動由該第一裝置和該第二裝置控制。
  53. 如請求項49-52中之任一項所述的鰭狀物系統，其中該第一範圍內的該轉動只由該第二裝置控制。
  54. 如請求項49-53中之任一項所述的鰭狀物系統，其中該第二範圍內的該轉動由該第一裝置和該第二裝置控制。
  55. 如請求項49-54中之任一項所述的鰭狀物系統，其中該第一和第二裝置中的一者或兩者是彈簧。
  56. 如請求項49-55中之任一項所述的鰭狀物系統，更包括：一停止件，用以防止該第一彈簧運動超過一第一限度。
  57. 如請求項49-56中之任一項所述的鰭狀物系統，更包括：一停止件，用以防止該第二彈簧運動超過一第二限度，並因而防止該鰭狀物在該第二範圍之外運動。
  58. 如請求項49-57中之任一項所述的鰭狀物系統，其中：該第一裝置包括一第一彈簧；該第二裝置包括一第二彈簧；當該鰭狀物的該運動在該中間位置附近的該第一範圍內運動時，該鰭狀物的角運動主要由該第一彈簧控制；以及當該鰭狀物的該運動在該第一範圍外的該第二範圍內運動時，該鰭狀物的該角運動主要由該第二彈簧或其他裝置控制，該第二彈簧比該第一彈簧更有剛性，因而使該鰭狀物在該第二範圍內運動更難。
  59. 一種獲取資訊的方法，包括接收來自下述任何一者或由下述任何一者所記錄的信號：包括如請求項1所述的總成的波動力裝置，或如請求項42或45所述的波動力裝置，或包括如請求項30所述的浮體的裝置，或包括如請求項33或34所述的波浪驅動部件的一裝置，或包括如請求項49所述的鰭狀物系統的一裝置。
  60. 一種控制方法，用於控制以下任何一種裝置的功能：包括如請求項1所述的總成的波動力裝置，或 如請求項42或45所述的波動力裝置，或包括如請求項30所述的浮體的裝置，或包括如請求項33或34所述的波浪驅動部件的裝置，或包括如請求項49所述的鰭狀物系統的裝置，該控制方法包括發送信號到該裝置。
  61. 一種波動力水運載器，包括：一第一部件，是在水面或水面附近運動的浮體；一第二部件，由波浪驅動並在該第一部件下方運行；以及一嚙合裝置，用以使該第一部件嚙合該第二部件和/或該第二部件嚙合該第一部件；其中，該嚙合裝置使該第一部件和該第二部件中之一個部件為另一部件提供橫向支撐，藉以在該些部件組裝在一起時減少該一個部件相對該另一個部件的橫向運動。
  62. 一種波動力水運載器，包括：一第一部件，是在水面或水面附近運動的浮體；一第二部件，由波浪驅動並在該第一部件下方運行；以及一內部固定裝置，嵌入在該第一部件和該第二部件中之一個部件、另一個部件或這兩個部件中，以致使該些部件中的一個可以固定到另一個部件上。
  63. 一種波動力水運載器，包括：如請求項61所述的波動力水運載器中之嚙合裝置和如請求項62所述的波動力水運載器中之內部固定裝置。
  64. 如請求項61或63所述的波動力水運載器，其中該嚙合裝置是在該第一部件中且配置為嚙合該第二部件的一空洞。
  65. 如請求項64所述的波動力水運載器，其中該第一部件包括兩個漂浮的浮船，且該第二部件配置為裝配在該些浮船之間並嚙合該些浮船。
  66. 如請求項61或63所述的波動力水運載器，其中該嚙合裝置包括在該第二部件上的複數個欄杆，該些欄杆向上延伸以嚙合該第一部件的殼體的兩側。
  67. 如請求項61或63所述的波動力水運載器，其中該第二部件包括多層波浪驅動鰭狀物。
  68. 如請求項67所述的波動力水運載器，其中該些層全部彼此嵌套，藉以降低該些層彼此堆疊時的高度。
  69. 如請求項68所述的波動力水運載器，其中該些層包括一上層，該上層具有嚙合該第一部件的一第一嚙合裝置與嚙合正下方層的一第二嚙合裝置。
  70. 如請求項62-70中之任一項所述的波動力水運載器，其中該內部固定裝置包括將該第一部件連接到該第二部件的一個或更多繫鏈，各該繫鏈能向上拖拉和固定以便將該第二部件固定到該第一部件上。
  71. 如請求項62-70中之任一項所述的波動力水運載器，其中該內部固定裝置包括在該第一部件上的一個或更多連接器，各該連接器能接收並固定到該第二部件框架的部分。
  72. 如請求項62-71中之任一項所述的波動力水運載器，其中該第 二部件包括多層波浪驅動鰭狀物，且該內部固定裝置將該些層中之最上層固定到該第一部件，且將該些層中之其餘的每一層固定到該層正上方的層上。
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