wave power components

7/27/2019 Wave power components

1/27


2/27

US 8 , 2 8 7 , 3 2 3 B2P a g e 2

US . PATENTDOCUMENTS FOREIGNPATENTDOCUMENTS3 , 8 5 9 , 9 4 9 A 1 / 1 9 7 5 T o u s s ai n t FR 2669886 6 / 1 9 9 23,872,819 A 3/1975 Pickens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440/9 JP S 55-51697 4/19803,928,967 A 12/1975 $ 3 1 1 6 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 60/398 JP 5 55-152698 11/19803,978,813 A * 9/1976 Pickens et a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440/6 JP S 64-50199 3/1993

4 , 2 2 4 , 7 0 7 A 9 / 1 9 8 0 M a r i a n i { 5 0 6 0 6 3 8 - 7 1 3 2 3 ? 3 ; } ? ? ?4 , 3 3 2 , 5 7 1 A 6 / 1 9 8 24 , 3 7 1 , 3 4 7 A 2 / 1 9 8 3 W0 WO 4 / 1 0 0 2 9 1 1 / 1 9 9 44 , 3 8 9 , 8 4 3 A 6 / 1 9 8 3 OTHER PUBLICATIONS4 , 5 9 8 , 5 4 7 A 7 / 1 9 8 6 A u s t i n P h e l p s ; W a v e - P o w e r e d M o t o r P r o p e l s Model o a t , P o p u l a r4 , 6 7 3 , 3 6 3 A 6 / 1 9 8 7 M e c h a ni c s , A u g . 1 9 4 9 , p p . 1 8 2 - 1 8 3 .4 , 6 8 4 , 3 5 0 A 8 / 1 9 8 7 D a r p a ; P e r s i s t e n t O c e a n S u r v e i l l a n c e , S t a t i o n K e e p i n g B u o y s , P r o4 , 7 6 3 , 1 2 6 A 8 / 1 9 8 8 gram O v e r v i e w , A u g . 3 1 , 2 0 0 4 ( 1 9 p a g e s ) .4 , 8 4 2 , 5 6 0 A 6 / 1 9 8 9 Advanced T e c h n o l o g y Of?ce p o s t e r , 1 p a g e , b e l i e v e d t o h a v e b e e n4 , 8 9 6 , 6 2 0 A * 1 / 1 9 9 0 p u b l i s h e d O c t . 5 , 2 0 0 5 .4 , 9 6 8 , 2 7 3 A 1 1 / 1 9 9 0 D e p a r t m e n t o f th e N a v y , ONIUMTS Buoy o r k s h o p 2 0 0 6 , P e r s i s4 , 9 8 1 , 4 5 3 A 1 / 1 9 9 1 t e n t Unmanned Autonomous Buoy ( 2 1 p a g e s ) , b e l i e v e d t o h a v e5,084,630 A i/i992 AZimi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. been published Mar. 13,2006.5 , 5 7 7 , 9 4 2 A 1 1 / 1 9 9 6 J u s e l i s C o m m u n i c a t i o n f r o m J a p a n e s e p a t e n t o f ? c e , A p r . 2 0 1 1 .5 , 9 0 2 , 1 6 3 A I < 5/1999 B a r u Z Z i et a 1 Communication from J a p a n e s e p a t e n t o f ? c e o n O c t . 1 8 , 2011 on6,099,368 A 8/2000 G o r s h k o v , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Japanese?1PPllatln2008'551327~6 , 5 6 1 , 8 5 6 B1 500% Gorshko v Communication from Chinese P a t e n t Of?ce on Aug. 2 4 , 2011 onCn200880006903.6 9 8 0 2 2 8 Bl * 1 2 / 2 0 0 5 H a r p e r Summary f communication from C h i n e s e p a t e n t o f ? c e on Aug. 2 47,371,136 B2 5/2008 Hine e t a1 . .. 2011'

2003/0220027 A1 11/ 2003 Gorshkov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 440/92004/0102107 A1 5/2004 G o r s h k o v . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440/9 * cited by xa m i n e r


3/27

US. a tent 0a. 6 , 2 0 1 2 S h e e t 1 0 1 1 4 US , 2 8 7 , 3 2 3 B2

F i g 1


4/27

US. Patent O c t . 1 6 , 2 0 1 2 S h e e t 2 0 f 1 4

F i g 2

US 8 , 2 8 7 , 3 2 3 B2

F i g 3

F i g 4


5/27

US. a tent 0a. 6 , 2 0 1 2 S h e e t 3 0 f 1 4 US , 2 8 7 , 3 2 3 B2

F i g 5 t a r g e t _ a c t u a l " 9 8 1 p o s i t i o n " W e ' h e a d ' n g r g z d i p o s i t i o nm9 + em" Rudder g RudderA L o g i c S e r v o

a c t u a lh e a d i n g


6/27



7/27


F i g 1 0

:. 1 l


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/F i g l l a //


9/27

US. P a t e n t

F i g 1 2

2 1 2 /F i g 1 3

O c t . 1 6 , 2 0 1 2 S h e e t 7 0 f 1 4 US 8 , 2 8 7 , 3 2 3 B2

22 6/

22 6


10/27



11/27


F i g 1 6

22 6\23 0f 1 1 \

F i g 1 7


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US. a tent 0a. 6 , 2 0 1 2 S h e e t 1 0 0 f 1 4 US , 2 8 7 , 3 2 3 B2

F i g l S

230


13/27

US. a tent 0a. 6 , 2 0 1 2 S h e e t 1 1 0 1 1 4 US , 2 8 7 , 3 2 3 B2

F i g 2 0

F i g 2 1

2 1 1 / 2 3 0 /


14/27

US. a tent 0a. 6 , 2 0 1 2 S h e e t 1 2 0 1 1 4 US , 2 8 7 , 3 2 3 B2F i g 2 2 a

F i g 2 2 b

F i g 2 2 0


15/27

US. a tent 0a. 6 , 2 0 1 2 S h e e t 1 3 0 f 1 4 US , 2 8 7 , 3 2 3 B2F i g 2 3

F i g 2 4


16/27

US. a tent 0a. 6 , 2 0 1 2 S h e e t 1 4 0 f 1 4 US , 2 8 7 , 3 2 3 B2

F i g 2 5


17/27

US 8 , 2 8 7 , 3 2 3 B21

WAVEPOWERCOMPONENTSCROSS-REFERENCETO RELATED

APPLICATIONST h i s a p p l i c a t i o n i s a c o n t i n u a t i o n o f a p p l i c a t i o n S e r . N o .

1 1 / 4 3 6 , 4 4 7 , ? l e d Ma y 8 , 2006 no w US. a t . N o . 7 , 3 7 1 , 1 3 6 ,W h i c h c l a i m s p r i o r i t y f r o m p r o v i s i o n a l p a t e n t a p p l i c a t i o n N o .6 0 / 7 6 0 , 8 9 3 , ? l e d J a n . 2 0 , 2 0 0 6 . T h i s a p p l i c a t i o n i s r e l a t e d t oa n o t h e r c o n t i n u a t i o n o f a p p l i c a t i o n S e r . N o . 1 1 / 4 3 6 , 4 4 7 ,W h i c h s b e i n g ? l e d c o n t e m p o r a n e o u s l y W i t h h i s a p p l i c a t i o n .

BACKGROUND OF THEINVENTIONT h i s i n v e n t i o n r e l a t e s t o t h e u t i l i z a t i o n of t h e poWer of

Waves i n W a t e r ( h e r e i n a f t e r Wave p o W e r ) .As a W a ve t r a v e l s a l o n g t h e s u r f a c e o f W a t e r , i t p r o d u c e sv e r t i c a l m o t i o n , b u t no n e t h o r i z o n t a l m o t i o n , of a t e r . Th ea m p l i t u d e o f t h e v e r t i c a l m o t i o n d e c r e a s e s l o g a r i t h m i c a l l yW i t h d e p t h ; a t a d e p t h o f a b o u t h a l f t h e Wave l e n g t h , t h e r e i sl i t t l e v e r t i c a l m o t i o n . The s p e e d o f c u r r e n t s i n d u c e d by Winda l s o d e c r e a s e s s h a r p l y W i t h d e p t h . A umber o f p r o p o s a l shave been m ade t o u t i l i z e W av e motion t o do u s e f u l Work.R e f e r e n c e may b e m a d e , f o r e x a m p l e , t o US. a t . N o s . 9 8 6 ,6 2 7 , 1 , 3 1 5 , 2 6 7 , 3 , 3 1 2 , 1 8 6 , 3 , 4 5 3 , 9 8 1 , 3 , 5 0 8 , 5 1 6 , 3 , 8 4 5 , 7 3 3 ,3 , 8 7 2 , 8 1 9 , 3 , 9 2 8 , 9 6 7 , 4 , 3 3 2 , 5 7 1 , 4 , 3 7 1 , 3 4 7 , 4 , 3 8 9 , 8 4 3 ,4 , 5 9 8 , 5 4 7 , 4 , 6 8 4 , 3 5 0 , 4 , 8 4 2 , 5 6 0 , 4 , 9 6 8 , 2 7 3 , 5 , 0 8 4 , 6 3 0 a n d6 , 5 6 1 , 8 5 6 . Th e e n t i r e d i s c l o s u r e o f e a c h o f t h o s e p a t e n t s i si n c o r p o r a t e d h e r e i n b y r e f e r e n c e f o r a l l p u r p o s e s .

SUMMARYOF INVENTIONI n a c c o r d a n c e W i t h t h e p r e s e n t i n v e n t i o n , W e h a v e d i s c o v

e r e d a Wide v a r i e t y of Ways i n Which Wave poWer can beu t i l i z e d , i n c l u d i n g n o v e l W a t e r v e h i c l e s , n o v e l c o m p o n e n t sWhich a r e u s e f u l f o r Wave-poWered W a t e r v e h i c l e s and f o ro t h e r p u r p o s e s , a n d n o v e l m e t h o d s u s i n g W a v e - p o W e r e dW a t e r v e h i c l e s . I n p r e f e r r e d e m b o d i m e n t s , t h e i n v e n t i o nmakes t p o s s i b l e f o r an unmanned Water e h i c l e t o c a r r y o u tt a s k s Which Would b e t e d i o u s , e x p e n s i v e o r d a n g e r o u s toc a r r y o u t u s i n g a v e h i c l e o p e r a t e d b y human e i n g s .

I n a ? r s t p r e f e r r e d a s p e c t , t h i s i n v e n t i o n p r o v i d e s a Wavep o W e r e d d e v i c e W h i c h c o m p r i s e s( 1 ) a ? o a t ,( 2 ) a s W i m m e r , a n d( 3 ) a t e t h e r c o n n e c t i n g t h e ? o a t a n d t h e s W i m m e r ; t h e ? o a t ,sWimmer a n d t e t h e r b e i n g s u c h t h a t , When t h e v e h i c l e i s i n

s t i l l W a t e r ,( i ) t h e ? o a t i s o n o r n e a r t h e s u r f a c e of h e W a t e r ,( i i ) t h e sWimmer s s u b m e r g e d b e l o W t h e ? o a t , a n d( i i i ) t h e t e t h e r i s u n d e r t e n s i o n ; t h e sWimmer c o m p r i s i n g( 2 a ) a sWimmer b o d y h a v i n g a l o n g i t u d i n a l a x i s , a n d( 2 b ) a ?n s y s t e m Which( a ) i s s e c u r e d t o t h e b o d y ,( b ) c o m p r i s e s a ? n , a n d( c ) W h e n h e d e v i c e s i n W a t e r h a v i n g Waves moving c r o s s

t h e s u r f a c e o f t h e W a t e r ( h e r e i n a f t e r W a v e - b e a r i n gW a t e r ) ,( i ) h a s a c o n ? g u r a t i o n Which c h a n g e s a s a r e s u l t o f t h eW a ve m o t i o n , an d( i i ) i n t e r a c t s W i t h t h e W a t e r o g e n e r a t e f o r c e s Which e n dt o m o v e h e s W i mme r n a d i r e c t i o n having a horizont a l component ( h e r e i n a f t e r r e f e r r e d t o s i m p l y a s i n ah o r i z o n t a l d i r e c t i o n ) .

Th e term ?n s used h e r e i n t o denote a component comp r i s i n g a g e n e r a l l y l a m i n a r s u r f a c e a g a i n s t W h i c h , When t h ed e v i c e moves r e l a t i v e to W a t e r i n Which t h e d e v i c e i s p o s i

20

25

30

35

40

45

50

55

60

6 5

2t i o n e d , t h e W a t e r e x e r t s p r e s s u r e s u ? i c i e n t t o s u b s t a n t i a l l yi n ? u e n c e t h e movement o f t h e d e v i c e . Th e l o n g i t u d i n a la x i s o f h e sWimmer o d y l i e s i n t h e g e n e r a l l y v e r t i c a l p l a n ea l o n g Which h e sWimmer moves W h e n h e d e v i c e i s i n W a veb e a r i n g W a t e r . U s u a l l y , b u t n o t n e c e s s a r i l y , t h e d i m e n s i o n o ft h e sWimmer o d y m e a s u r e d a l o n g t h e l o n g i t u d i n a l a x i s W i l lb e s u b s t a n t i a l l y g r e a t e r t h a n t h e d i m e n s i o n o f t h e sWimmerbody m e a s u r e d t r a n s v e r s e t o t h e l o n g i t u d i n a l a x i s .

Th e d e v i c e p r e f e r a b l y has at l e a s t one of (ie o ne o r m o r eo f ) t h e f o l l o W i n g c h a r a c t e r i s t i c s( A ) t h e ?n s y s t e m c o m p r i s e s a ? n , f o r e x a m p l e a g e n e r a l l y

l a m i n a r ? n , Which o t a t e s a b o u t a n a x i s o f o t a t i o n (ega n a x i s o f o t a t i o n g e n e r a l l y t r a n s v e r s e t o t h e l o n g i t u d in a l a x i s o f t h e sWimmer b o d y ) , t h e a x i s o f r o t a t i o nh a v i n g a s p a t i a l r e l a t i o n s h i p t o t h e sWimmerbody h i c hc h a n g e s When t h e d e v i c e i s i n W a v e - b e a r i n g W a t e r ;

( B ) t h e ?n s y s t e m c o m p r i s e s ( i ) a ? n , f o r e x a m p l e a g e ne r a l l y l a m i n a r ? n , Which o t a t e s a b o u t a n a x i s o f o t a t i o n(eg an a x i s o f r o t a t i o n g e n e r a l l y t r a n s v e r s e t o t h e l o ng i t u d i n a l a x i s o f t h e sWimmer b o d y ) , a n d ( i i ) a n e l a s t i ccomponent e . g . a m e t a l c o i l s p r i n g , a m e t a l l e a f s p r i n g ,a metal t o r s i o n b a r , o r an l a s t o m e r i c component such sa n a t u r a l o r a r t i ? c i a l r u b b e r band) Which s n o t p a r t of h e? n , a n d W h i c h d e f o r m s e l a s t i c a l l y a n d t h u s i n ? u e n c e sc h a n g e s i n t h e c o n ? g u r a t i o n o f t h e ?n s y s t e m When h ed e v i c e i s i n W a v e - b e a r i n g W a t e r ;

( C ) t h e ?n s y s t e m c o m p r i s e s a ? n , f o r e x a m p l e a g e n e r a l l yl a m i n a r a n d e l a s t i c a l l y d e f o r m a b l e ? n , h a v i n g a l e a d i n ge d g e W h i c h c o m p r i s e s ( i ) a r e l a t i v e l y r i g i d c e n t r a l s e ct i o n Which a s a ?xed p a t i a l r e l a t i o n s h i p W i t h t h e sWimmer body ( i n c l u d i n g t h e p o s s i b i l i t y t h a t t h e c e n t r a l s e ct i o n r o t a t e s about an a x i s of r o t a t i o n having a ?xeds p a t i a l r e l a t i o n s h i p W i t h t h e s W i m m e r b o d y ) , a n d ( i i )r e l a t i v e l y d e f o r m a b l e o u t b o a r d s e c t i o n s ;

( D ) t h e ? n s y s t e m c o m p r i s e s t W o g e n e r a l l y l a m i n a r ? n s , f o re x a m p l e t W o g e n e r a l l y l a m i n a r a n d e l a s t i c a l l y d e f o r ma b l e ? n s Which r e m i r r o r i m a g e s o f e a c h t h e r , and a c ho f Which r o t a t e s a b o u t an a x i s of r o t a t i o n g e n e r a l l ya l i g n e d W i t h t h e l o n g i t u d i n a l a x i s o f t h e sWimmer o d y( s u c h ? n s o p e r a t e i n a manner i m i l a r to t h e p e c t o r a l ?nso n a ?s h or h e W ings o n b i r d , and r e r e f e r r e d t o hereina s p e c t o r a l ? n s ) ;

( E ) t h e e t h e r c o m p r i s e s a n l a s t i c a l l y d e f o r m a b l e m e m b e r ;( F ) t h e t e t h e r c o m p r i s e s a component Which r a n s m i t s d a t a

a n d / o r e l e c t r i c a l p o W e r ;( G ) t h e sWimmer body h a s a s u b s t a n t i a l ly r i g i d f o r e s e ct i o n , a m i d s e c t i o n Which i s r e l a t i v e l y ? e x i b l e i n t h ev e r t i c a l p l a n e , a n d a s u b s t a n t i a l l y r i g i d a f t s e c t i o n , t h et e t h e r b e i n g a t t a c h e d , f o r e x a m p l e , t o t h e f o r e s e c t i o n ,

a n d t h e ?n s y s t e m b e i n g a t t a c h e d , f o r e x a m p l e , t o t h ef o r e s e c t i o n ;( H ) t h e sWimmer body o m p r i s e s o n e o r m o re components

s e l e c t e d f r o m e l e c t r i c a l e q u i p m e n t , c o m m u n i c a t i o n se q u i p m e n t , r e c o r d i n g e q u i p m e n t , c o n t r o l e l e c t r o n i c s ,s t e e r i n g e q u i p m e n t , a n d s e n s o r s ;( I ) t h e sWimmer c o m p r i s e s a ?n Which i n ? u e n c e s t h e o r ie n t a t i o n o f t h e sWimmer b o d y i n t h e h o r i z o n t a l p l a n eW h e n h e d e v i c e i s i n t h e W a v e - b e a r i n g w a t e r , eg ne o rm o r e ?ns Which a r e s u b s t a n t i a l l y v e r t i c a l W h e n t h ed e v i c e i s i n s t i l l W a t e r , f o r example one o r m o r e such ?nss e c u r e d t o , o r b e i n g a n i n t e g r a l p a r t o f , t h e sWimmerb o d y ; f o r e x a m p l e , a p a r t o f t h e sWimmer b o d y c o u l dhave a r e l a t i v e l y s m a l l h o r i z o n t a l dimension and a r e l at i v e l y l a r g e v e r t i c a l d i m e n s i o n ; f o r e x a m p l e , s u c h a p a r t ,i f i t f o r m e d t h e t r a i l i n g e n d o f t h e sWimmer body c o u l db e a c t u a t e d t o s t e e r t h e sWimmer;


18/27

US 8 , 2 8 7 , 3 2 3 B23

( J ) t h e d e v i c e i s a Water e h i c l e W hich m o v es i n a horizont a l d i r e c t i o n W h en t h e d e v i c e i s i n W a v e - b e a r i n g W a t e r ;( K ) t h e swimmer o d y c o m p r i s e s a c e n t r a l t u b u l a r h o u s i n g

a n d W a v e - a c t u a t e d p r o p u l s i o n ? n s e x t e n d e i t h e r s i d e o ft h e b o d y t u b e ;( L ) t h e sWimmer o d y c o m p r i s e s a g e n e r a l l y t u b u l a r h o u si n g an d v e r t i c a l ?n s u r f a c e s a t o r n e a r b o t h t h e l e a d i n gend and t h e t r a i l i n g end o f t h e sWimmer b o d y ; one o rb o t h of u c h v e r t i c a l ?n s u r f a c e s can o p t i o n a l l y be a c t ua t e d o s t e e r t h e v e h i c l e ; p r e f e r a b l y t h e t r a i l i n g ?n a n b ea c t u a t e d to s t e e r t h e sWimmer, and t h e l e a d i n g ?n i s? x e d ; t h e tW o ? n s h e l p t o b a l a n c e t h e d r a g f o r c e s a n d tol i m i t r o t a t i o n o f t h e sWimmer When t i s p u l l e d s i d e W a y sb y t h e t e t h e r .

When e f e r e n c e i s m ade e r e i n t o a ?n r o t h e r componentWhich r o t a t e s about an a x i s of o t a t i o n , o r t o a componentWhich s r o t a t a b l y mounted o r s e c u r e d , t h i s i n c l u d e s n o t o n l yt h e p o s s i b i l i t y t h a t t h e r o t a t i on i s a b o u t a s i n g l e a x i s , b u t als ot h e p o s s i b i l i t y t h a t t h e r o t a t i o n r e s u l t s from o t a t i o n a b o u t tW oo r more d j a c e n t a x e s ( W h i c h may e , b u t need o t b e , p a r a l l e lt o e a c h o t h e r ) , an d t h e p o s s i b i l i t y t h a t t h e r o t a t i o n i n v o l v e s ac o n t i n u o u s r e l a t i v e motion f a d j a c e n t p a r t s o f h e ?n r o t h e rcomponent, a s f o r example W h e n one p a r t of ? e x i b l e ?n s?xed an d t h e r e s t o f t h e ? e x i b l e ?n moves r e l a t i v e t o ( i . e . r o t a t e s a b o u t ) t h e ? x e d p a r t .

O t h e r n o v e l c h a r a c t e r i s t i c s Which a r e o p t i o n a l l y p r e s e n ta r e described beloW.A e v i c e h a v i n g c h a r a c t e r i s t i c s ( A ) a n d ( B ) c a n f o r

e x a m p l e i n c l u d e i ) a g e n e r a l l y l a m i n a r ?n h i c h s m o u n t e d ,o p t i o n a l l y r o t a t a b l y m o u n t e d , d i r e c t l y o r i n d i r e c t l y o n a r i g i db a r W h i c h s m o u n t e d , o p t i o n a l l y o t a t i o n a l l y m o u n t e d , o n t h eswimmer o d y , a n d ( i i ) a s p r i n g a n d / r a t o r s i o n b a r Which sd i r e c t l y o r i n d i r e c t l y c o n n e c t e d t o t h e ?n a n d / o r t o t h e r i g i db a r and Which n ? u e n c e s ( a ) t h e s p e e d a n d / r t h e e x t e n t o f h er o t a t i o n o f t h e ?n a n d / o r t h e r i g i d b a r , a n d / o r ( b ) t h e s p a t i a lr e l a t i o n s h i p b e t W e e n t h e sWimmer body a n d t h e a x i s o f o t at i o n , d u r i n g p a r t o r a l l o f t h e c h a n g e s i n c o n ? g u r a t i o n o f t h es y s t e m .A e v i c e h a v i n g c h a r a c t e r i s t i c ( C ) c a n f o r example h a v e a?n s y s t e m Which c o m p r i s e s a g e n e r a l l y l a m i n a r a n d e l a s t ic a l l y d e f o r m a b l e ?n ( s u c h a ?n o p t i o n a l l y b e i n g t h e s o l ee l a s t i c component, o r o ne of a p l u r a l i t y of e l a s t i c com p on e n t s , o f t h e ?n s y s t e m ) , t h e ?n a v i n g a l e a d i n g e d g e W h i c hc o m p r i s e s ( i ) a r e l a t i v e l y r i g i d c e n t r a l s e c t i o n W h i c h r o t a t e sa b o u t an a x i s o f r o t a t i o n g e n e r a l l y t r a n s v e r s e t o t h e l o n g i t ud i n a l a x i s o f h e sWimmer o d y , a n d i i ) r e l a t i v e l y d e f o r m a b l eo u t b o a r d s e c t i o n s ( f o r e x a m p l e a ?n a v i n g a s W e p t b a c k , e . g .g e n e r a l l y V - s h a p e d , l e a d i n g e d g e ) ,

I n a s e c o n d p r e f e r r e d a s p e c t , t h i s i n v e n t i o n p r o v i d e s aW a v e - p o W e r e d W a t e r v e h i c l e W h i c h c o m p r i s e s

( 1 ) a ? o a t ,( 2 ) a s W i m m e r ,( 3 ) a t e t h e r c o n n e c t i n g t h e ? o a t a n d t h e s W i m m e r , a n d( 4 ) a c o m p u t e r s y s t e m ; t h e ? o a t , sWimmer n d e t h e r b e i n gs u c h t h a t , W h en t h e v e h i c l e i s i n s t i l l W a t e r ,

( i ) t h e ? o a t i s o n o r n e a r t h e s u r f a c e of h e W a t e r ,( i i ) t h e sWimmer s s u b m e r g e d b e l o W t h e ? o a t , a n d( i i i ) t h e t e t h e r i s u n d e r t e n s i o n ;

t h e s W i m m e r , When t h e v e h i c l e i s i n W a v e - b e a r i n g W a t e r ,i n t e r a c t i n g W i t h t h e W a t e r t o g e n e r a t e f o r c e s Which m o v e t h ev e h i c l e i n a h o r i z o n t a l d i r e c t i o n ; t h e ? o a t c o m p r i s i n g a satell i t e - r e f e r e n c e d p o s i t i o n s e n s o r ; t h e sWimmer o m p r i s i n g a ) as e n s o r Which s e n s e s d i r e c t i o n i n a h o r i z o n t a l p l a n e, and ( b ) as t e e r i n g a c t u a t o r ; a n dt h e c o m p u t e r s y s t e m ( a ) b e i n g l i n k e d t o t h e p o s i t i o n s e n s o r ,t h e h o r i z o n t a l s e n s o r an d t h e r u d d e r , an d ( b ) c o n t a i n i n g , o rb e i n g p r o g r a m m a b l e t o c o n t a i n , i n s t r u c t i o n s t o c o n t r o l t h e

20

25

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35

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6 5

4s t e e r i n g a c t u a t o r i n r e s p o n s e t o s i g n a l s r e c e i v e d from t h ep o s i t i o n s e n s o r and t h e h o r i z o n t a l s e n s o r , o r i n response t os i g n a l s r e c e i v e d from a s e n s o r o n t h e v e h i c l e . I n t h e Waterv e h i c l e s o f t h e s e c o n d a s p e c t o f t h e i n v e n t i o n , t h e sWimmerp r e f e r a b l y c o m p r i s e s a body a n d a ?n s y s t e m a c c o r d i n g o t h e? r s t a s p e c t o f t h e i n v e n t i o n , b u t c a n c o m p r i s e a d i f f e r e n tmeans f o r g e n e r a t i n g f o r c e s Which m o v e t h e v e h i c l e i n ah o r i z o n t a l d i r e c t i o n .

The i n v e n t i o n W i l l b e c h i e ? y d e s c r i b e d b y r e f e r e n c e t oW a t e r v e h i c l e s i n Which a t l e a s t p a r t o f t h e u s e f u l poWerg e n e r a t e d by t h e movement o f t h e sWimmer s u s e d t o m o v et h e v e h i c l e i n a h o r i z o n t a l d i r e c t i on ( t h e r e m a i n d e r o f t h a tp o W e r , i f a n y , b e i n g c o n v e r t e d i n t o o t h e r u s e f u l f o r m s , o rW a s t e d ) . H o W e v e r , t h e i n v e n t i o n i n c l u d e s t h e p o s s i b i l i t y t h a tnone o f t h e poWer g e n e r a t e d by t h e movement o f t h e sWimmer s s o u s e d , i . e . a l l t h a t poWer s c o n v e r t e d i n t o o t h e r u s e f u lforms o r i s W a s t e d , a s f o r example W h e n t h e ? o a t o r t h es W i mme r s held n a ?xed l o c a t i o n , e . g . by an anchor r o t h e ra t t a c h m e n t .I f t h e ? o a t i s a l s o moved b y o t h e r f o r c e s ( f o r e x a m p l e b yW i n d , W a t e r c u r r e n t s o r a c o n v e n t i o n a l p r o p u l s i o n s y s t e m ) t h emovement o f h e sWimmer o d i ? e s ( f o r e x a m p l e a c c e l e r a t e so r d e c e l e r a t e s a n d / r c h a n g e s t h e d i r e c t i o n o f ) t h e movemento f t h e ? o a t .

Th e a t e r v e h i c l e s o f h e i n v e n t i o n o f t e n c o m p r i s e a s i n g l e? o a t a n d a s i n g l e s W i m m e r , a n d t h e i n v e n t i o n W i l l b e c h i e ? yd e s c r i b e d W i t h r e f e r e n c e t o s u c h W a t e r v e h i c l e s . HoWever, t h ei n v e n t i o n i n c l u d e s t h e p o s s i b i l i t y t h a t t h e r e i s m o r e t h a n one? o a t , a n d / o r m o re t h a n o n e sWimmer, f o r example a s i n g l e? o a t a t t a c h e d t o a p l u r a l i t y o f s W i m m e r s , t h e sWimmers p r e fe r a b l y b e i n g a x i a l l y a l i g n e d , b y a p l u r a l i t y o f e t h e r s .

F o r a n y p a r t i c u l a r W a t e r v e h i c l e o f t h e i n v e n t i o n , t h e i n ? uence of h e sWimmer o n h e movement of h e ? o a t W i l l dependo n h e s i z e and r e q u e n c y of a v e s . Th e movement of h e ? o a tW i l l a l s o depend f o r e x a m p l e on e n v i r o n m e n t a l c o n d i t i o n ssuch a s Water c u r r e n t s and W i n d , and any o t h e r p r o p u l s i o n o rs t e e r i n g s y s t e m o p e r a t i n g o n t h e ? o a t . I n s u i t a b l e c o n d i t i o n s ,t h e sWimmer i l l m o v e t h e v e h i c l e forWard a t a speed Whichi s s a t i s f a c t o r y f o r many p u r p o s e s , W i t h o u t a n y o t h e r p r o p u ls i o n s y s t e m ( t h o u g h t m a y be d e s i r a b l e t o u s e a n o t h e r poWers o u r c e t o o p e r a t e a s t e e r i n g s y s t e m) . I n p r e f e r r e d embodim e n t s , t h e v e h i c l e i s e q u i p p e d W i t h c o n t r o l a n d s t e e r i n g s y stems Which e n a b l e i t t o be r e m o t e l y c o n t r o l l e d i n a d e s i r e dWay, f o r example s o a s t o move n a closed p a t t e r n ar o und ad e s i r e d ?xed o c a t i o n , a n d / r t o f o l l o W a desiredpathbetWeentW o l o c a t i o n s , Which m a y b e many m i l e s a p a r t , a n d / o r t ot r a v e r s e sloWly back and f o r t h over an a r e a of t h e ocean i no r d e r t o g a t h e r a Wide v a r i e t y o f d a t a .

I n a t h i r d p r e f e r r e d a s p e c t , t h i s i n v e n t i o n p r o v i d e s a methodo f u t i l i z i n g Wave poWer Wh ich c o m p r i s e s p l a c i n g a d e v i c ea c c o r d i n g t o t h e ? r s t o r s e c o n d p r e f e r r e d a s p e c t o f t h e i n v e nt i o n i n a body of a t e r Which a s o r Which s e x p e c t e d to haveWater Waves t r a v e l i n g a c r o s s i t s s u r f a c e .

I n a f o u r t h p r e f e r r e d a s p e c t , t h i s i n v e n t i on p r o v i d e s am e t h o d o f o b t a i n i n g i n f o r m a t i o n W h i c h c o m p r i s e s r e c e i v i n gs i g n a l s from a d e v i c e a c c o r d i n g t o t h e ? r s t o r second p r ef e r r e d a s p e c t o f t h e i n v e n t i o n .

I n a ? f t h p r e f e r r e d a s p e c t , t h i s i n v e n t i o n p r o v i d e s a methodo f b t a i n i n g i n f o r m a t i o n W h i c h c o m p r i s e s e x a m i n i n g s i g n a l sr e c o r d e d by a d e v i c e a c c o r d i n g to t h e ? r s t o r s e c o n d p r e f e r r e da s p e c t o f t h e i n v e n t i o n .

I n a s i x t h p r e f e r r e d a s p e c t , t h i s i n v e n t i on p r o v i d e s amethod o r c o n t r o l li n g a f u n c t i o n of d e v i c e a c c o r d i n g t o t h e? r s t o r s e c o n d p r e f e r r e d a s p e c t o f t h e i n v e n t i o n , t h e methodc o m p r i s i n g s e n d i n g s i g n a l s t o t h e d e v i c e .

I n a s e v e n t h p r e f e r r e d a s p e c t , t h i s i n v e n t i o n p r o v i d e s n o v e l? o a t s s u i t a b l e f o r u s e i n t h e ? r s t o r second r e f e r r e d a s p e c t of


19/27

US 8 , 2 8 7 , 3 2 3 B25

t h e i n v e n t i o n an d f o r o t h e r p u r p o s e s; n o v e l swimmers s u i ta b l e f o r u s e i n t h e ? r s t o r second p r e f e r r e d a s p e c t of t h ei n v e n t i o n an d f o r o t h e r p u r p o s e s ; n o v e l ?n s y s t e m s s u i t a b l ef o r u s e i n t h e ? r s t o r second p r e f e r r e d a s p e c t o f t h e i n v e n t i o nan d f o r o t h e r p u r p o s e s ; an d n o v e l ?ns s u i t a b l e f o r u s e i n t h e? r s t a n d s e c o n d p r e f e r r e d a s p e c t s o f t h e i n v e n t i o n a n d f o ro t h e r p u r p o s e s .I n a n e i g h t h p r e f e r r e d s p e c t , t h i s i n v e n t i on p r o v i d e s i t s o fp a r t s comprising tW o o r m o r e of h e components needed t oassemble a d e v i c e a c c o r d i n g t o t h e ? r s t o r second p r e f e r r e da s p e c t o f t h e i n v e n t i o n .

O t h e r n o v e l f e a t ur e s a r e d i s c l o s e d i n t h e D e t a i l e d D e s c r i pt i o n b e l o W a n d t h e a t t a c h e d D r a w i n g s , a n d f o r m p a r t o f t h ep r e s e n t i n v e n t i o n .

BRIEF DESCRIPTIONOF THEDRAWINGST h e i n v e n t i o n s i l l u s t r a t e d b y t h e a c c o m p a n y i n g d r a W i n g s ,

Which a r e d i a g r a m m a t i c an d n o t t o s c a l e , an d i n WhichF I G . 1 i s a diagram of Water e h i c l e ,FIGS. 2 and 3 a r e c r o s s - s e c t i o n s of ?ns f o r use i n c e r t a i n

e m b o d i m e n t s ,FIG. 4 i s a c r o s s - s e c t i o n of a t e t h e r ,F I G . 5 i s a b l o c k diagram of c o n t r o l s y s t e m ,F I G . 6 shoWs a p a t h f o r a s t a t i o n - k e e p i n g W a t e r v e h i c l e ,F I G . 7 i s a p e r s p e c t i v e vieW of W a t e r v e h i c l e ,F I G . 8 shoWs d i f f e r e n t c o n ? g u r a t i o n s o f a ?n i n F I G . 7 ,F I G . 9 i s a p e r s p e c t i v e vieW of W a t e r v e h i c l e , an dF I G . 1 0 i s a n e n l a r g e d p e r s p e c t i v e v i e W o f p a r t o f F I G . 9 ,FIGS. 11A o 11D shoW i f f e r e n t c o n ? g u r a t i o n s o f t h e ? n si n F I G . 9 ,FIGS. 12-19 an d 21 a r e s i d e vieWs of a t e r v e h i c l e s , an dF I G . 20 i s a p l a n vieW o f t h e W a t e r v e h i c l e o f F I G . 2 1 ,FIGS. 2 2 A o 2 2C shoW i f f e r e n t c o n ? g u r a t i o n s o f a Water

v e h i c l e h a v i n g a ? e x i b l e b o d y , a n dFIGS. 23-25 a r e p e r s p e c t i v e vieWs o f Water v e h i c l e s .I n some F i g u r e s t h e s h a p e o f t h e ?n s y s t e m i s n o t numb e r e d . I n o t h e r s , t h e ?n s y s t e m i s numbered , l , 2 , 3 o r 4 . I f

t h e c o n ? g u r a t i o n i s numbered , i t i s t h e c o n ? g u r a t i o n Whent h e v e h i c l e i s i n t i l l W a t e r . I f t h e c o n ? g u r a t i o n i s numbered ,i t i s t h e c o n ? g u r a t i o n i k e l y t o b e a d o p t e d W hen o a t s f a l l i n gbehind t h e W a ve r e s t , an d t h e t e n s i o n on t h e t e t h e r i s f a l l i n g( a n d may e Z e r o ) . I f t h e c o n ? g u r a t i o n s n u m b e r e d , i t i s t h ec o n ? g u r a t i o n l i k e l y t o b e a d o p t e d When h e ? o a t h a s f a l l e n t ot h e t r o u g h of h e Wave, and t h e t e n s i o n on t h e t e t h e r s t a r t s t oi n c r e a s e . I f t h e c o n ? g u r a t i o n i s numbered , i t i s t h e c o n ? g ur a t i o n l i k e l y t o b e a d o p t e d When h e ? o a t i s r i s i n g t o W a r d s t h et o p of a W a v e and t h e t e t h e r i s a t o r c l o s e t o i t s maximumt e n s i o n f o r t h i s p a r t i c u l a r c y c l e . I f t h e c o n ? g u r a t i o n i s nu mb e r e d 4 , i t i s t h e c o n ? g u r a t i o n l i k e l y t o b e a d o p t e d When t h e?oat i s near t h e t o p of a W a v e c r e s t and t h e t e n s i o n o n t h et e t h e r h a s d e c r e a s e d .

DETAILEDDESCRIPTIONOF THEINVENTIONI n t h e Summa ry o f t h e I n v e n t i o n a b o v e , t h e D e t a i l e d

D e s c r i p t i o n o f t h e I n v e n t i o n b e l o W , a n d t h e a c c o m p a n y i n gd r a W i n g s , r e f e r e n c e i s made t o p a r t i c u l a r f e a t u r e s o f t h ei n v e n t i o n . I t i s to be u n d e r s t o o d t h a t t h e d i s c l o s u r e o f t h ei n v e n t i o n i n t h i s s p e c i ? c a t i o n i n c l u d e s a l l p o s s i b l e c o m b i n at i o n s o f s u c h p a r t i c u l a r f e a t u r e s . F o r e x a m p l e , Where a p a rt i c u l a r f e a t u r e s d i s c l o s e d i n t h e c o n t e x t o f p a r t i c u l a r a s p e c t ,a p a r t i c u l a r e m b o d i m e n t , o r a p a r t i c u l ar F i g u r e , t h a t f e a t u r ecan a l s o be u s e d , t o t h e e x t e n t a p p r o p r i a t e , i n t h e c o n t e x t ofo t h e r a r t i c u l a r a s p e c t s , e m b o d i m e n t s a n d F i g u r e s , a n d i n t h ei n v e n t i o n g e n e r a l l y . I t i s a l s o t o b e u n d e r s t o o d t h a t t h i s i n v e n

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6 5

6t i o n i n c l u d e s a l l n o v e l f e a t u r e s d i s c l o s ed h e r e i n an d i s n o tl i m i t e d to t h e p r e f e r r e d a s p e c t s o f t h e i n v e n t i o n s e t o u t a b o v e .

T h e t e r m c o m p r i s e s a n d g r a m m a t i c a l e q u i v a l e n t st h e r e o f a r e used h e r e i n t o me an t h a t o t h e r e l e m e n t s ( i . e .c o m p o n e n t s , i n g r e d i e n t s , s t e p s e t c . ) a r e o p t i o n a l l y p r e s e n t .F o r e x a m p l e , a W a t e r v e h i c l e c o m p r i s i n g ( o r Which co mp r i s e s ) c o m p o n e n t s A , B a n d C a n c o n t a i n o n l y c o m p o n e n t sA , B an d C , o r c a n c o n t a i n n o t o n l y components A , B an d Cbu t a l s o o ne o r m o r e o t h e r components. Th e term a t l e a s t f o l l o W e d by a number s used h e r e i n t o d e n o t e t h e s t a r t ofr a n g e b e g i n n i n g W i t h t h a t number ( W h i c h m ay b e a r a n g ehaving an upper l i m i t o r no upper l i m i t , depending o n t h ev a r i a b l e b e i n g d e ? n e d ) . F o r example a t l e a s t I means o rm o r e than 1 , and a t l e a s t 80% eans 80% r m o r e than80%. The term a t most f o l l o W e d by a number s used e r e i nt o d e n o t e t h e end o f a r a n g e e n d i n g W i t h t h a t number ( W h i c hmay e a range having 1 o r 0 a s i t s loWer l i m i t , o r a rangeh a v i n g n o l o W e r l i m i t , d e p e n d i n g u p o n t h e v a r i a b l e b e i n gd e ? n e d ) . F o r e x a m p l e , a t most means 4 o r less t h a n , an d a t most 40% means 40% r l e s s t h a n 40% . W h e n, i n t h i ss p e c i ? c a t i o n , a r a n g e i s g i v e n a s ( a ? r s t n u m b e r ) o ( a s e c o n dn u m b e r ) o r ( a ? r s t n u m b e r ) ( a s e c o n d n u m b er ) , t h i smeans a range W h ose loWer l i m i t i s t h e ? r s t number andWhose u p p e r l i m i t i s t h e s e c o n d n u m b e r . F o r e x am p l e, f r o m5 t o 1 5 f e e t o r 5-15 f e e t means a range W h o s e loWer l i m i ti s 5 f e e t and Whose u p p e r l i m i t i s 1 5 f e e t . Th e t e r m s p l u r a l , m u l t i p l e , p l u r a l i t y a n d m u l t i p l i c i t y a r e u s e d h e r e i n t odenote tW o or m o r e than tW o i t e m s .

W h e r e r e f e r e n c e i s made h e r e i n t o a method c o m p r i s i n gtW o o r m o r e de?ned s t e p s , t h e de?ned s t e p s can be a r r i e d o u ti n a n y o r d e r o r s i m u l t a n e o u s l y ( e x c e p t Where t h e c o n t e x te x c l u d e s t h a t p o s s i b i l i t y ) , a n d t h e method c a n o p t i o n a l l yinclude o ne or m o r e other s t e p s Which a r e c a r r i e d o ut beforeany o f t h e de?ned s t e p s , betWeen tWo o f t h e de?ned s t e p s , o ra f t e r a l l t h e de?ned s t e p s ( e x c e p t Where t h e c o n t e xt e x c l u d e st h a t o s s i b i l i t y ) . W h e r e e f e r e n c e i s made e r e i n o ? r s t an d s e c o n d e l e m e n t s , t h i s i s g e n e r a l l y d o n e f o r i d e n t i ? c a t i o np u r p o s e s ; u n l e s s t h e c o n t e x t r e q u i r e s o t h e r W i s e , t h e ? r s t a n dsecond elements ca n be h e same o r d i f f e r e n t , and e f e r e n c e t oa ? r s t element does no t mean h a t a second element s necess a r i l y p r e s e n t ( t h o u g h t may e p r e s e n t ) . Where e f e r e n c e i sm ade h e r e i n t o a o r an e l e m e n t , t h i s d o e s n o t e x c l u d e t h ep o s s i b i l i t y t h a t t h e r e a r e tW o o r m o r e such e l e m e n t s ( e x c e p tW h e r e t h e c o n t e x t e x c l u d e s t h a t p o s s i b i l i t y ) . F o r e x a m p l e,W h e r e r e f e r e n c e i s m ade h e r e i n t o a ? n , o r a ?n s y s t e m , t h esWimmer a n ( a n d f r e q u e n t l y d o e s ) c o m p r i s e tW o o r m o re n so r ?n s y s t e m s , Which may e t h e same o r d i f f e r e n t . W h e r er e f e r e n c e i s m ade h e r e i n t o tW o o r m o r e e l e m e n t s , t h i s doesn o t exclude t h e p o s s i b i l i t y t h a t t h e tW o o r m o r e elements a r er e p l a c e d by a l e s s e r number o r g r e a t e r number o f e l e m e n t sp r o v i d i n g t h e same f u n c t i o n ( e x c e p t Where t h e c o n t e x te x c l u d e s t h a t p o s s i b i l i t y ) . F o r e x a m p l e , t h e sWimmer b o d ya n d t h e ?n s y s t e m c a n t o g e t h e r f o r m a s i n g l e u n i t a r y b o d y .Th e numbers g i v e n h e r e i n s h o u l d b e c o n s t r u e d W i t h t h e l a t it u d e a p p r o p r i a t e o t h e i r c o n t e x t a n d e x p r e s s i o n ; f o r e x a m p l e ,e a c h number i s s u b j e c t t o v a r i a t i o n Which d e p e n d s on t h ea c c u r a c y W i t h Which t can be measured by methods convent i o n a l l y u s e d b y t h o s e s k i l l e d i n t h e a r t .

U n l e s s o t h e r W i s e n o t e d , t h e r e f e r e n c e s t o t h e p o s i t i o n i n ga n d s h a p e o f a component o f t h e v e h i c l e r e f e r t o t h a t p o s it i o n i n g a n d s h a p e W h en t h e v e h i c l e i s i n s t i l l W a t e r . V a r i o u st e r m s a r e used i n t h i s s p e c i ? c a t i o n i n a c c o r d a n c e W i t h t h ed e ? n i t i o n s g i v e n a b o v e a n d t h e f u r t h e r d e ? n i t i o n s g i v e nb e l o W .


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US 8 , 2 8 7 , 3 2 3 B27

L e a d i n g e d g e ( o r l e a d i n g e n d ) a n d t r a i l i n g e d g e ( o rt r a i l i n g e n d ) d e n o t e t h e f r o n t a n d r e a r s u r f a c e s r e s p e c t i v e l y o fa ?n r other c o m p o n e nt a s wave o w e r causes th e vehicle t omove o rward.

F o r e an d a f t d e n o t e l o c a t i o n s r e l a t i v e l y n e a r t h e l e a di n g a n d t r a i l i n g e d g e s ( o r e n d s ) r e s p e c t i v e l y . A l i g n e d d e n o t e s a d i r e c t i o n which l i e s g e n e r a l l y i n av e r t i c a l p l a n e w h i c h i s p a r a l l e l t o t h e v e r t i c a l p l a n e w h i c h

i n c l u d e s t h e l o n g i t u d i n a l a x i s o f t h e s w i m m e r . A x i a l l ya l i g n e d d e n o t e s a d i r e c t i o n which i e s g e n e r a l l y i n t h e v e rt i c a l p l a n e which n c l u d e s t h e l o n g i t u d i n al a x i s o f t h e swimmer.

T r a n s v e r s e d e n o t e s a d i r e c t i o n which i e s g e n e r a l l y i n av e r t i c a l p l a n e o r t h o g o n a l t o t h e v e r t i c a l p l a n e w h i c h i n c l u d e st h e a x i a l c e n t e r l i n e o f t h e swimmer.

W h e r e r e f e r e n c e i s made h e r e i n t o a f e a t u r e which gene r a l l y c o m p l i e s w i t h a p a r t i c u l a r d e ? n i t i o n , f o r e x a m p l e g e n e r a l l y i n a v e r t i c a l p l a n e , g e n e r a l l y l am i n a r , o r g e ne r a l l y h o r i z o n t a l , i t i s t o b e u n d e r s t o o d t h a t t h e f e a t u r e n e e dn o t c o m p l y s t r i c t l y w i t h t h a t p a r t i c u l a r d e ? n i t i o n , b u t r a t h e rcan d e p a r t from t h a t s t r i c t d e ? n i t i o n by an amount whichp e r m i t s e f f e c t i v e o p e r a t i o n i n a c c o r d a n c e w i t h t h e p r i n c i p l e so f t h e i n v e n t i o n .

A l l t h e components of t h e v e h i c l e a r e p r e f e r a b l y co ns t r u c t e d of m a t e r i a l s which a r e r e s i s t a n t t o s a lt w a t e r , o re n c l o s e d w i t h i n a w a t e r t i g h t j a c k e t o f s u c h m a t e r i a l , p a r t i c ul a r l y a n y e l e c t r i c a l c o n n e c t i o n s . P r e f e r a b l y , t h e m a t e r i a l swhich a r e exposed to t h e water a r e r e s i s t a n t t o b i o - f o u l i n g ,and a r e u n a t t r a c t i v e o r even e p e l l e n t to marine a n i m a l s , l i k es h a r k s . S u i t a b l e m a t e r i a l s c a n f o r example be s e l e c t e d frommetals a n d p o l y m e r i c c o m p o s i t i o n s , i n c l u d i n g c o p p e r - c o nt a i n i n g p a i n t s a n d l o w s u r f a c e e n e r g y p o l y m e r s s u c h a s p o l yt e t r a ? u o r o e t h y l e n e . W h e n t h e v e h i c l e i n c l u d e s b a t t e r i e s a n ds o l a r p a n e l s ( o r o t h e r e l e c t r i c i t y - g e n e r a t i n g m e a n s ) , i o - f o u li n g c a n also b e d i s c o u r a g e d b y u s i n g t h e p o w e r f r o m t h eb a t t e r i e s o r s o l a r p a n e l s t o b r i e ? y e l e c t r i f y c o n d u c t i v e mater i a l s on t h e v e h i c l e , a n d / o r t o e n e r g i z e a v i b r a t o r which w i l ld i s l o d g e b i o - f o u l i n g m a t e r i a l s . L e a d i n g e d g e s w h i c h may es n a g g e d by s e a w e e d c a n o p t i o n a l l y h a v e s h a r p o r s e r r a t e de d g e s .

The v e h i c l e i s p r e f e r a b l y d e s i g n e d t o m i n i m i z e d r a g a smovement o f t h e swimmer u l l s i t f o r w a r d , a n d t o m i n i m i z et h e e f f e c t of inds and water u r r e n t s which m o v e h e v e h i c l es i d e w a y s . Th e ? o a t o r t h e swimmer o r both can have ?apswhich a r e f o l d e d - i n an d have l i t t l e e f f e c t on d r a g wh en t h e? o a t o r swimmer s moving f o r w a r d , b u t which f a n o u t andi n c r e a s e d r a g when t h e ? o a t o r swimmer i s moving b a c kw a r d s . S u c h ? a p s a r e p r e f e r a b l y p o s i t i o n e d s o t h a t t h e y k e e pt h e ? o a t a n d / o r t h e swimmer i n a d e s i r e d o r i e n t a t i o n i f i tmoves ackwards.T h e Swimmer Body

T h e swimmer b o d y p r e f e r a b l y h a s a g e n e r a l l y c y l i n d r i c a ls h a p e , o r o t h e r s h a p e s e l e c t e d t o minimize d r a g a s t h e ?ns y s t e m p u l l s t h e swimmer b o d y t h r o u g h t h e w a t e r . O f t e nt h e r e i s a s i n g l e b o d y , b u t t h e r e c a n b e a p l u r a l i t y o f b o d i e ss e c u r e d t o e a c h o t h e r , p r e f e r a b l y r i g i d l y , w i t h t h e i r a x e sa l i g n e d , o r w i t h t h e i r a x e s p a r a l l e l t o , a n d s p a c e d - a p a r t f r o m ,e a c h o t h e r . P r e f e r a b l y t h e body a s a l o n g i t u d i n a l a x i s whichi s g e n e r a l l y h o r i z o n t a l when t h e v e h i c l e i s i n s t i l l w a t e r .

The l e n g t h o f h e swimmerbody a n f o r e x a m p l e b e t l e a s t1 f o o t , eg to 1 0 o r 4 t o 6 f e e t , b u t can be s u b s t a n t i a l l yg r e a t e r , e . g . up t o 1000 f e e t o r more. Th e d i a m e t e r ( o r , f o rn o n - c y l i n d r i c a l b o d i e s , e a c h o f t h e minimum a n d maximumt r a n s v e r s e d i m e n s i o n s ) o f t h e swimmer a n f o r example be tl e a s t 0 . 1 f e e t , o r t l e a s t 0 . 3 f e e t , u p t o , f o r e x a m p l e , 0 . 1 t i m e st h e l e n g t h o f t h e s w i m m e r .

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8I n some embodiments t h e e n t i r e swimmer body w i l l ber i g i d . H o w e v e r , i t i s a l s o p o s s i b l e f o r p a r t o f t h e swimmer

b o d y o b e e l a s t i c a l l y d e f o r m a b l e . F o r e x a m p l e , t h e swimmerbody c a n h a v e a c e n t r a l s e c t i o n which s ? e x i b l e , p r e f e r a b l ys u b s t a n t i a l l y o n l y i n t h e v e r t i c a l p l a n e , w i t h t h e r u d d e rmounted on a r i g i d s e c t i o n a f t of h e ? e x i b l e c e n t r a l s e c t i o nan d t h e ?n system mounted on a r i g i d s e c t i o n f o r w a r d of h e? e x i b l e c e n t r a l s e c t i o n . O p t i o n a l l y , t h e swimmer a s a c e n t e ro f b u o y a n c y w h i c h i s a b o v e t h e c e n t e r o f r a v i t y .

As f u r t h e r d i s c u s s e d b e l o w , a wide v a r i e t y o f a d d i t i o n a lcomponents c a n b e a t t a c h e d t o t h e swimmer b o d y . Heavycomponents a r e p r e f e r a b l y s e c u r e d t o t h e swimmer r a t h e rt h a n t o t h e ? o a t . The w e t w e i g h t o f t h e s w i m m e r , i n c l u d i n gt h e c o m p o n e n t s a t t a c h e d t h e r e t o , c a n f o r e x a m p l e b e 5 - 2 0 ,0 0 0 l b s , e . g . 5 - 5 0 0 l b s , f o r e x a m p l e 2 0 - 6 0 l b s . Many compon e n t s a r e p r e f e r a b l y p l a c e d w i t h i n a w a t e r t i g h t e n c l o s u r ep r o v i d e d b y h e s w i m m e r b o d y f o r e x a m p l e e l e c t r i c a l e q u i pm e n t , i n c l u d i n g b a t t e r i e s , e l e c t r o n i c e q u i p m e n t , s e r v om e c h a n i s m s , w a t e r t i g h t p a s s - t h r o u g h s , a n d i r e c t i o n - ? n d i n ge q u i p m en t ) . O t h e r s a r e p r e f e r a b l y o r n e c e s s a r i l y p l a c e d o u ts i d e t h e swimmer o d y , f o r e x a m p l e s t a b i l i z e r ? n s , s t a b i l i z e rw e i g h t s , r u d d e r s , some t y p e s o f s e n s o r , a n d s a m p le c o l l e ct o r s . S t a b i l i z e r ? n s , which a n f o r example be l a c e d n e a r t h ef r o n t a n d / o r near t h e r e a r of t h e swimmer b o d y , can f o re x a m p l e b e g e n e r a l l y v e r t i c a l ? x e d a n d a l i g n e d ? n s w h i c hr e s i s t t r a n s v e r s e d r a g on h e swimmer, o r g e n e r a l l y h o r i z o n t a l?xed and a l i g n e d ? n s which e s i s t v e r t i c a l d r a g on t h e swimm e r . S t a b i l i z e r w e i g h t s c a n f o r example be b a r s a n d / r d i s c s ,u s u a l l y a l i g n e d w i t h t h e swimmer b o d y , ? x e d t o s t r u t sd e s c e n d i n g v e r t i c a l l y f r o m t h e swimmer b o d y , t h u s i n c r e a si n g t h e w e i g h t a n d c h a n g i n g t h e c e n t e r o f g r a v i t y o f t h eswimmer, o r can be p a r t of k e e l - l i k e v e r t i c a l s t a b i l i z e r ? n .

I n one embodiment, a hydrophone s s e c u r e d to t h e swimmer b o d y . P r e f e r a b ly , i n o r d e r t o s e p a r a t e t h e h y d r o p h o n ef r o m n o i s e g e n e r a t e d b y t h e s w i m m e r , t h e h y d r o p h o n e i sp l a c e d a t t h e end o f a c a b l e d r a g g e d b e h i n d t h e swimmerb o d y , o r on an e x t e n s i o n b a r p r o j e c t i n g f r o m , eg r om t h ef r o n t o f , t h e swimmer b o d y .Th e F l o a t .

Th e ? o a t c a n b e o f a n y c o n v e n i e n t s i z e a n d s h a p e , b e a r i n gi n mind h e c o m p o n e n t s which t c a r r i e s , t h e way n which tw i l l b e u s e d , a n d t h e d e s i r a b i l i t y o f m i n i m i z i n g d r a g i n t h ew a t e r an d a g a i n s t w i n d . Th e l e n g t h o f t h e ? o a t c a n b e l e s st h a n , e . g . 0 . 5 t o 0 . 9 t i m e s , s u b s t a n t i a l l y e q u a l o , eg . 9 t o 1 . 1t i m e s , o r g r e a t e r t h a n , e . g . 1 . 1 t o 4 t i m e s , t h e l e n g t h o f t h eswimmer. Th e l e n g t h o f h e ? o a t c a n f o r example be t l e a s t 1f o o t , eg t o 1 0 o r 4 t o 6 f e e t , b u t c a n be s u b s t a n t i a l l y g r e a t e r ,e . g . u p t o 1000 f e e t o r more, s o long a s i t i s n o t t o o l a r g e t o bes u b s t a n t i a l l y m oved by a v e s . Th e r e a d t h o f h e ? o a t can o rexample be a t l e a s t 0 . 3 f o o t , o r a t l e a s t 2 f e e t , up t o , f o re x a m p l e , 0 . 3 t i m e s t h e l e n g t h o f h e ? o a t . O p t i o n a l l y , t h e ? o a th a s a c e n t e r o f buo yancy which s above t h e c e n t e r o f r a v i t y .Th e ? o a t c a n f o r example h a v e 2 0 - 5 0 0 l b s , eg b o u t 8 0 l b s ,o f b u o y a n c y , a n d / o r a buoyancy which s 2 - 4 t i m e s t h e we tw e i g h t o f t h e s w i m m e r .

To r e d u c e t h e danger t h a t w i n d , waves o r c u r r e n t f o r c e sp u s h t h e ? o a t s i d e w a y s , p r e f e r a b l y b o t h t h e c e n t e r o f w a t e rd r a g an d t h e c e n t e r o f wind d r a g a r e b e h i n d t h e l i n e a t t a c hment p o i n t , s i n c e t h i s h e l p s t o k e e p t h e ? o a t i n a h e a d - o no r i e n t a t i o n i n which t h a s t h e l o w e s t o v e r a l l d r a g . Wind a n dw a t e r f o r c e s a c t i n g on t h e p a r t s o f t h e ? o a t f o r w a r d o f t h et e t h e r a t t a c h m e n t p o i n t t e n d t o r o t a t e t h e ? o a t away from t h ed e s i r e d o r i e n t a t i o n , w h e r e a s t h o s e a f t o f h e a t t a c h m e n t p o i n tt e n d to p r o d u c e t h e d e s i r e d o r i e n t a t i o n . T h e r e f o r e , t h e n o s e o ft h e ? o a t i s p r e f e r a b l y i s r e l a t i v e l y b l u n t a n d t r u n c a t e d ,w h e r e a s t h e a i l p o r t i o n o f h e ? o a t p r e f e r a b l y h a s a n e x t e n d e dt a i l p o r t i o n w i t h g r e a t e r v e r t i c a l s u r f a c e a r e a .


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wave power components

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