專利名稱：用于從運動流體中獲取動力的順從機構(gòu)的制作方法
用于從運動流體中獲取動力的順從機構(gòu)優(yōu)先權(quán)要求本申請要求2009年7月21日提交的名稱為“屈從元件”的美國臨時專利申請序列No. 61/227，279 (律師案卷No. 19861-003PV)的優(yōu)先權(quán)。前述申請的內(nèi)容通過參引的方式明確并入本文。
背景技術(shù)：
千百年來人類已經(jīng)利用流動水的能量，并且自19世紀以來已經(jīng)用于發(fā)電。如今從流動水利用的動力提供了全球電力需求的20%并且迄今為止是可再生能源的最大來源。來自典型的水電機構(gòu)的電是經(jīng)由動能接收渦輪葉片利用流動水的力產(chǎn)生的，動能接收渦輪葉片將這些力轉(zhuǎn)變?yōu)檩S的旋轉(zhuǎn)運動，該軸轉(zhuǎn)動電磁發(fā)電機。目前用于水電能源轉(zhuǎn)換的很多機構(gòu)系統(tǒng)具有各種不同的問題、低效率和缺點。

發(fā)明內(nèi)容
無渦輪的動力產(chǎn)生的潛在優(yōu)點包括較少或沒有鉸鏈活動零件的設(shè)計經(jīng)濟性、以及潛在更大的效率。本文所述的多種實施方式包含一系列的機構(gòu)，這些機構(gòu)應(yīng)用了形成可擴展的水電發(fā)電機的原理，并且可以在多種實施方式中利用多種先進的材料。其他描述的實施方式利用了本文的裝置和方法的共用元件和獨特元件以驅(qū)動電磁發(fā)電機。本文描述的實施例的一個非排他性應(yīng)用是所謂的“自由流動”或“河流運行”(rim-of-the-river)的水電發(fā)電領(lǐng)域，其中河流、溪流或潮汐流的動能在無需壩的情況下被利用。建在流水路徑中的壩在壩前和壩后產(chǎn)生高勢能差，從而使水能夠以高速度和高壓力通過渦輪。但是，壩構(gòu)造起來是昂貴的并且具有高的環(huán)境影響。本文描述的一些實施例涉及通過柔性機構(gòu)從運動流體流中獲取動力，并且更具體地涉及提供用于將流體運動的動能轉(zhuǎn)化為可用的機械能和/或電能的發(fā)電機。利用天然水道的低速高體積流的努力尚未證實是可行的，主要原因如下(1)相對于所利用的少量能源，能源利用機構(gòu)的高成本；(2)現(xiàn)有能源利用機構(gòu)的物理易損性。通過本文描述的實施例，利用大的“捕獲”表面區(qū)域解決問題1，其中所述“捕獲”表面區(qū)域在一些實施方式中通過使用大量生產(chǎn)的廉價材料來共同利用大量的能量。由于實施例包括更能夠撓曲或吸收沖擊(例如撞擊的木段或樹枝)的柔性部件，因此解決了問題2。另外相關(guān)的優(yōu)點是與魚類和其他水生動物更平緩的的物理相互作用。除了所述用于自由流動水電發(fā)電的優(yōu)點以外，本文描述的實施例還能夠用作對壩式水電設(shè)施中的常規(guī)渦輪機的替代品，并且某些實施例可以被設(shè)計為驅(qū)動常規(guī)的電磁發(fā)電機、或其他動力輸出裝置，例如泵。在多種實施例中，所述順從機構(gòu)的元件可以利用板狀彈性材料，所述板狀彈性材料可以包括單層、多層、編織網(wǎng)或其他復(fù)合板狀彈性材料，并且其中所述板狀材料已通過施加的第一力變形及由此已應(yīng)變。所述材料可以通過材料的撓曲、壓縮、拉伸和扭轉(zhuǎn)來適應(yīng)所施加的第一力。如果所述材料在移除所施加的力之前被適當?shù)叵拗?例如通過形變保持部件)，則所施加的力的能量將保持為所述材料內(nèi)的勢能。這種材料在施加第一力之前在其松弛狀態(tài)下的形狀由所述材料內(nèi)的分子的空間排列限定。在施加所述第一力和限制所述材料使得所述第一力被保持為所述材料內(nèi)的勢能之后，所述材料的形狀不但由其分子的空間排列限定、而且由其內(nèi)能狀態(tài)限定，所述材料通過第二力的引入能夠呈幾乎無限數(shù)量的構(gòu)型。本文描述的機構(gòu)可以利用所述材料中的一個或多個波動，其中，這些波動源自于施加到所述材料上的第一力，并且這些波動通過至少一個形變保持或限制部件保持存在但非保持就位。當如此制備的這種材料的長度隨后被固定、錨定或拴在運動流體中并且布置為使得材料的長度的縱向軸線平行于所述運動流體的方向時，所述材料的波動的上游側(cè)將傾斜面對所述流體的運動方向，并且承受所述運動流體的矢量力。由此，較高水壓將作用在所述材料中的所述波動的面向上游的表面上。相反，所述波動的下游表面將經(jīng)歷較低水壓。 所述波動的上游表面與下游表面之間的壓力差導(dǎo)致在所述材料內(nèi)的所述波動的位置沿所述運動流體的方向移動。材料中存在波動是通過形變保持部件將內(nèi)力保持為材料內(nèi)的勢能的表達。由此， 當沿著材料的長度運動的波動離開該材料長度的端部時，由于該材料長度的內(nèi)能狀態(tài)基本不變，并且波動是限制在材料內(nèi)的力的表達，因此新的波動可以在該材料長度的上游端部處發(fā)生。一些實施方式可以描述為涉及兩類，或為了清楚解釋起見涉及兩“組”。在第一組中的實施方式利用單個帶狀部或多個帶狀部，所述帶狀部由如上所述的柔性或彈性材料板制成。在機構(gòu)的操作期間，該帶狀部維持一致或基本一致的寬度。如所述材料的所述帶狀部可以稱為“葉狀體”。該第一組實施例結(jié)合有葉狀體，并且為了方便起見可以通過它們在從垂直于流體運動方向的截平面中觀察時的外形進行歸類。所述第一組至少包括并行陣列、星形、多邊形環(huán)、十二邊形蜂窩、八邊形蜂窩和/或類似物。第二組實施例可以沒有對于第一組實施例共有的葉狀體。該第二組實施例包括如上所述的相同或相似材料的管，但是不需要將葉狀體結(jié)合到它們的結(jié)構(gòu)內(nèi)。為了方便起見， 該第二組實施例還通過它們在從垂直于流體運動方向的截平面中觀察時的外形進行歸類。 所述第二組至少包括第一六邊形蜂窩、第二六邊形蜂窩、同心環(huán)和/或類似物。第一組實施例包含單個葉狀體或沿著它們的縱向軸線以多種方式(包括形成管的方式，并且包括所述管彼此橫向相連以形成蜂窩狀圖案的方式)彼此相連的多個葉狀體。在一些實施方式中，第二組的管可以包括以同心的方式一個布置在另一個內(nèi)的不同直徑的圓形管、或者彼此橫向相連以形成蜂窩狀圖案的多邊形管。該第二組中的多邊形管的邊在操作期間寬度改變，而構(gòu)成第一組中管的邊的葉狀體的寬度在操作期間保持恒定或基本恒定。在一些實施方式中，由葉狀體構(gòu)成的管的總體直徑在操作時可以保持恒定或基本恒定，而沒有葉狀體的管的總體直徑在操作時可以周期性地增大和減小。只要通過至少一個形變保持部件防止材料回到其松弛狀態(tài)，以上所述的材料中的形變就將被保持。由于很多實施例利用沿著材料的單個長度的多個形變，因此所述機構(gòu)的另一方面是用于阻止在所述材料長度中的波狀波動組合成一個單個更大形變的方法。在詳細的描述中，多種方法和構(gòu)型被描述為如何防止這種多個形變一起加和為單個形變，由此維持沿著材料的縱向軸線的一系列波狀波動?？梢酝ㄟ^本文描述的機構(gòu)的實施方式以多種方式利用動力。例如，當流動水的力導(dǎo)致波狀波動沿著葉狀體移動時，在構(gòu)成葉狀體或管的板狀材料或復(fù)合板狀材料內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)變或應(yīng)力。該板狀材料整體上或部分地包括對材料內(nèi)施加的應(yīng)變具有電響應(yīng)的材料。當波狀波動沿著材料在運動流體的方向上移動時，應(yīng)變也沿運動流體的方向移動通過材料，并且從材料中的這些應(yīng)變中產(chǎn)生電能。這種材料的示例可以包括具有對電場和機械場的電伸縮響應(yīng)、靜電響應(yīng)、壓電響應(yīng)和/或熱電響應(yīng)的電活性聚合物(EAP)、離子ΕΑΡ、形狀記憶合金以及納米線材。取決于實施方式的特定需要和或需求，也可采用其他材料和/或材料類型。至少兩個電極可以用于以該第一方式獲取動力的實施例。通過本文機構(gòu)的實施方式利用能量的另一示例是通過將材料的移動、波狀運動的機械作用聯(lián)接到軸、中軸或其他機械裝置上。通過利用中軸的一些實施方式，中軸可以轉(zhuǎn)動電磁發(fā)電機或其他輸出裝置，例如泵。本文描述的實施例不依賴于渦流來將實施例的能量利用部件強制成能夠利用能量的形態(tài)。當經(jīng)受運動流體的力時，所述實施方式的能量利用部件的形態(tài)可以在位于可能形態(tài)構(gòu)型范圍內(nèi)的狀態(tài)之間例如以周期性的方式變動。當沒有經(jīng)受運動流體的力時，這些機構(gòu)的能量利用部件的形態(tài)可以維持固定在該范圍內(nèi)的僅一種形態(tài)構(gòu)型中。無論流動是層流或是湍流，本文描述的機構(gòu)都能夠接收運動流體的力。


圖IA圖示了制備和操作順從機構(gòu)的各種實施方式的原理。圖IB是圖示了用于形成和操作順從機構(gòu)的實施例的邏輯流程的實施方式的圖， 其中所述順從機構(gòu)采用了柔性電活性材料；圖IC是圖示了用于形成和操作順從機構(gòu)的實施例的邏輯流程的實施方式的圖， 其中所述順從機構(gòu)采用了柔性材料的撓曲；圖2Α是示出了在順從機構(gòu)的一個實施例的部件的材料中在波動的靜止處的內(nèi)能狀態(tài)的圖；圖2Β是示出了如何從利用柔性電活性材料的順從機構(gòu)的實施例中獲取能量的圖；圖2C是示出了如何從聯(lián)接到機械輸出上的利用柔性材料的順從機構(gòu)的實施例中獲取能量的圖；圖3Α圖示了在一個實施例中如何形成葉狀體；圖3Β-圖3C圖示了在一個實施例中如何形成柔性或彈性圓齒形條；圖3D圖示了根據(jù)實施例葉狀體如何與柔性或彈性圓齒形條相結(jié)合；圖3Ε圖示了在一個實施例中葉狀體和兩個連接的柔性或彈性圓齒形條的布置的立體圖；圖4Α-圖4Β圖示了在實施例中柔性或彈性圓齒形條的形態(tài)；圖4C圖示了在實施例中第一圓齒形條和第二圓齒形條如何附接到一起以形成雙圓齒形條；圖4D圖示了根據(jù)一個實施例插入到雙圓齒形條內(nèi)的剛性構(gòu)件的陣列；圖4E圖示了在一個實施例中雙圓齒形條如何與相鄰葉狀體一起構(gòu)造并且附接到相鄰葉狀體上；圖4F圖示了在一個實施例中彼此相鄰的兩個相連葉狀體的波狀波動的位置并且相對于流體流的方向的示意圖；圖4G圖示了在一個實施例中橫跨葉狀體的波狀波動的壓力差；圖5圖示了用于一個實施例的每個葉狀體具有最小數(shù)量的波狀波動的葉狀體；圖6A圖示了葉狀體行列實施方式；圖6B圖示了在一個實施方式中多個葉狀體行列的并行陣列；圖7A-圖7E圖示了一種用于組裝一個雙層葉狀體實施例的方法；圖8A-圖8C圖示了在一個實施例中通過多個葉狀體、圓齒形條和形變保持部件形成的星形；圖8D圖示了在一個實施方式中聯(lián)接到通過多個葉狀體、圓齒形條和形變保持部件形成的星形的旋轉(zhuǎn)軸上的機構(gòu)；圖8E圖示了用于實施例的聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)軸上的機構(gòu)的細節(jié)；圖9圖示了用于實施例的剛硬的、同步的和旋轉(zhuǎn)的部件；圖10圖示了在星形實施方式的一個操作周期期間在圖IlA-圖IlI中所示的截面截取的參考點；圖IlA-圖IlI圖示了在實施例的一個操作周期期間在給定位置穿過星形的一系列截面；圖12A-圖12B圖示了在星形實施方式中的各種機械聯(lián)接和葉狀體；圖12C-圖12D圖示了在實施方式中使用剛性板而非彈性板；圖12E圖示了在實施方式中將剛性板聯(lián)接到用于機械動力輸出的軸上；圖12F圖示了在實施方式中將剛性板機械棘齒聯(lián)接到用于機械動力輸出的軸上的細節(jié)；圖13A-圖13E圖示了在實施方式中在一個操作周期期間在給定位置穿過星形的一系列截面，而圖13F圖示了操作的對應(yīng)周期；圖14和圖15A-圖15D圖示了星形實施方式的非自由流動應(yīng)用；圖16A-圖16B圖示了兩個部分截面圖，示出了在星形實施方式的剛性管內(nèi)部形成的一系列運動囊室；圖17A-圖17C圖示了可以用于泵送的不對稱葉狀體實施例的方面；圖17D-圖17H圖示了在二分之一操作周期期間不對稱葉狀體實施例的端視圖；圖171-圖17M圖示了在如圖17D-圖17H中所示的二分之一操作周期期間不對稱葉狀體實施例的立體圖；圖17N指示在一個實施例中圖17C-圖17G和圖17H-圖17L圖示的二分之一操作周期內(nèi)的位置；圖18A-圖18B圖示了通過六個葉狀體形成的六邊形環(huán)實施方式；圖19圖示了在一個實施方式中設(shè)置在葉狀體的六邊形環(huán)的角部處的三條邊的管中的一個；圖20A-圖201圖示了在一個實施方式中在一個操作周期期間在給定點處穿過葉狀體的六邊形環(huán)的一系列截面；圖21圖示了在一個實施方式中與圖20A-圖201相對應(yīng)的操作周期；圖22和圖23A-圖23B圖示了在一個實施例中的可以用在非自由流動實施方式中的多邊形環(huán)實施方式；圖24A-圖24E圖示了在一個實施方式中在二分之一操作周期期間在給定點處穿過葉狀體的六邊形環(huán)的一系列截面，其中葉狀體構(gòu)成十二邊形蜂窩；圖24F圖示了在一個實施方式中與圖24A-圖24E相對應(yīng)的二分之一操作周期；圖25A-圖25B圖示了在一個實施方式中在操作周期內(nèi)在兩個不同位置處穿過由多個十二邊形管形成的十二邊形蜂窩的兩個截面，其中每個管包括葉狀體和連接條的環(huán)；圖26A-圖261圖示了在一個實施方式中在操作周期期間在給定位置穿過十二邊形蜂窩實施方式的一系列截面；圖26J設(shè)定在一個實施方式中在一個操作周期內(nèi)與圖26A-26I相對應(yīng)的位置；圖27A-圖27E圖示了在一個實施方式中在二分之一操作周期期間在給定位置處穿過十二邊形蜂窩的一系列截面；圖27F設(shè)定在一個實施方式中在二分之一操作周期內(nèi)與圖27A-圖27E相對應(yīng)的位置；圖28A圖示了在實施方式中彈性板的布置；圖28B圖示了在實施方式中無彈性板的布置；圖28C圖示了在實施方式中將剛性板機械聯(lián)接到用于機械動力輸出的軸上；圖28D圖示了在實施方式中具有剛性板和軸的十二邊形管與周圍十二邊形管的關(guān)系；圖28E圖示了在實施方式中可以如何限制十二邊形蜂窩實施方式；圖28F是圖示了在實施方式中用于固定十二邊形管的第二結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖29A-圖29B圖示了在實施方式中十二邊形蜂窩可以如何附接到多邊形外殼上；圖30A-圖30B圖示了在一個實施方式中用于十二邊形管的波周期的最小部分的示例；圖30C-圖30G圖示了在八邊形蜂窩實施方式的二分之一操作周期期間穿過相同點的一系列截面；圖30H圖示了在實施方式的二分之一操作周期內(nèi)一系列截面的位置；圖30J圖示了在一個實施方式中通過多個八邊形管形成的八邊形蜂窩，其中每個八邊形管包括葉狀體和連接條的環(huán)；圖31A-圖31D圖示了在一個實施方式中波狀波動可以如何在圓形管中形成；圖31E-圖31G圖示了在一個實施方式中多個圓形管可以如何布置為彼此相鄰；圖32A圖示了在一個實施方式中的兩種類型的六邊形管；圖32B圖示了在一個實施方式中的一個操作周期；圖33A-圖331圖示了在六邊形蜂窩實施方式的一個操作周期期間穿過如圖32A
12的相同點的一系列截面；圖34A-圖34C圖示了在一個實施方式中在二分之一操作周期期間在相同點處穿過六邊形蜂窩的一系列截面；圖35圖示了在一個實施方式中可以如何通過多個A型六邊形管和多個B型六邊形管形成六邊形蜂窩；圖36圖示了用于一個六邊形蜂窩實施方式的三種類型的六邊形管；圖37圖示了可以如何通過多個C型六邊形管、多個D型六邊形管、以及多個E型六邊形管形成六邊形蜂窩實施方式；圖38-圖39圖示了在實施方式中的六邊形蜂窩，其中D型和E型管通過一系列彈性板閉合；圖40圖示了在實施方式中六邊形蜂窩可以如何在其周緣處連接到剛性框架或管上；圖41圖示了在一個實施方式中的同心圓形管和它們對應(yīng)的形變保持部件；圖42和圖43圖示了在實施方式中穿過同心管的縱向截面；圖44圖示了在一個實施方式中形變保持部件可以限制同心管并且可以固定到第二支承框架上的方式；圖45-圖50圖示了穿過若干種同心環(huán)實施方式的同心管的縱向截面；圖51圖示了在一個實施例中同心螺旋管實施方式的元件；圖52A-圖52E示意性圖示了一系列截面，示出了在同心環(huán)實施例中剛性管閉合部和同心螺旋管的相對位置；圖52G指明在一個實施方式中圖53A-圖53E的截面在操作周期內(nèi)被截取的位置； 以及圖53圖示了在一個實施例中用于組裝葉狀體機構(gòu)的邏輯流程實施方式。
具體實施例方式本文描述的實施例的順從或“屈從”元件在一個實施方式中可以與力引致的形變一起組合，所述力引致的形變呈與退化能量狀態(tài)相似的平面擾動形式(圖1A)。機構(gòu)可以通過如下形成將力施加到基本由彈性材料構(gòu)成的柔性物件上以在材料中產(chǎn)生形變101，這些力作為形變中的勢能被鎖定在所述材料內(nèi)102。所述機構(gòu)可以錨定在運動流體中103，由此運動流體中的能量激勵在彈性材料中的形變104?？梢岳脧倪\動流體傳遞到彈性材料中的激勵的能量來發(fā)電或做功105。順從機構(gòu)的實施例提供了用于以至少兩種方式從運動的流體流發(fā)電的波動機構(gòu)， 第一種通過利用對材料應(yīng)變具有電響應(yīng)的材料，第二種通過將機構(gòu)的波動運動機械聯(lián)接到電磁發(fā)電機或其他輸出裝置上。在本文的實施例的描述中，提供了許多具體的細節(jié)，例如部件和/或機構(gòu)的示例，以提供對實施例的全面理解。但是，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當明白， 實施例能夠在缺少一個或多個具體細節(jié)的情況下進行實踐，或者在具有其他裝置、系統(tǒng)、組件、方法、部件、材料、零件和/或類似物的情況下進行實踐。在其他示例中，沒有具體示出或詳細描述結(jié)構(gòu)、材料或操作以避免模糊實施例的方面。圖IB是圖示了用于形成和操作柔性機構(gòu)的實施例的方法的繪圖，所述柔性機構(gòu)
13采用了對材料應(yīng)變具有電響應(yīng)的材料向材料施加第一力以產(chǎn)生形變106。使用至少一個限制部件將第一力鎖定在材料內(nèi)作為勢能107。將機構(gòu)錨定或拴在流體流中108。由運動流體的力導(dǎo)致的材料中的應(yīng)變產(chǎn)生電，該電被利用109并且經(jīng)由兩個或更多個電極輸出該電 110。圖IC是圖示了用于形成和操作順從機構(gòu)的實施例的方法的繪圖，所述順從機構(gòu)采用了彈性材料的撓曲以執(zhí)行機械功，隨后經(jīng)由電磁發(fā)電機或其他動力輸出裝置利用該機械功向材料施加第一力以產(chǎn)生形變111。使用至少一個限制部件將第一力鎖定在材料內(nèi)作為勢能112。材料機械聯(lián)接到軸或其他聯(lián)接系統(tǒng)上113。軸機械聯(lián)接到電磁發(fā)電機或其他動力輸出裝置上114。機構(gòu)被錨定或拴在運動流體115中。通過運動流體的力的柔性材料的撓曲轉(zhuǎn)移到軸116上。軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電磁發(fā)電機或其他動力輸出裝置117。圖2A是在材料內(nèi)的單個位置中的單個形變200加上形變保持部件201的內(nèi)能狀態(tài)的圖形表示。材料中的形變200是總體壓縮的，而形變保持部件201是張緊的。圖2B是示出了由運動流體施加到所述形變200上的外力203和在所述形變200的位置中所引起的變化、以及由材料中所引起的應(yīng)變產(chǎn)生的電經(jīng)由兩個電極202獲取的圖形表示。在該圖中圖示的原理對于本文描述的很多機構(gòu)實施方式是共同的，其中通過采用如上所述的合適的彈性或柔性材料將材料內(nèi)的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電能。圖2C是圖形表示，示出了由運動流體施加到圖2A中的形變200上的外力203以及所述形變200的位置的變化，從而導(dǎo)致材料204的撓曲，所述材料204能夠機械聯(lián)接到電磁發(fā)電機或其他輸出裝置上。在該圖中圖示的原理對于本文描述的很多機構(gòu)實施方式是共同的，其中材料的撓曲被轉(zhuǎn)化為機械能，并且機械地聯(lián)接到電磁發(fā)電機或其他輸出裝置上。如以上在發(fā)明內(nèi)容中提及的，葉狀體對于第一組實施例中的部件是共同的元件， 該第一組實施例根據(jù)從垂直于運動流體的方向的截面平面所觀察的視覺外觀進行分類。為了方便和說明性目的，將該第一組描述為包括并行陣列、星形、多邊形環(huán)、十二邊形蜂窩和八邊形蜂窩。取決于實施方式的特定需要或需求，可以實現(xiàn)葉狀體結(jié)構(gòu)的其他方向、布置、 組合、構(gòu)型和/或類似物。圖3A圖示了如何形成根據(jù)該第一組機構(gòu)的一些實施例的葉狀體2。葉狀體2通過預(yù)張緊柔性或彈性材料帶狀部71形成。如上所述，柔性材料能夠是對機械應(yīng)變具有電響應(yīng)的任意材料或材料的組合。在無應(yīng)力狀態(tài)下，帶狀部71是直的。當沿平行于材料的縱向軸線的方向施加力72時，在材料內(nèi)出現(xiàn)一個或多個波狀波動73，并且導(dǎo)致帶狀部71呈波動帶狀部的形式。當沒有另外的力施加到葉狀體2上時，葉狀體2沿著其縱向軸線維持靜止正弦波的輪廓。波狀波動73的規(guī)律性能夠由引導(dǎo)機構(gòu)設(shè)定，以確保所施加的力72導(dǎo)致形變以期望的周期性方式發(fā)生。只要葉狀體2由形變保持部件限制不回到其無應(yīng)力狀態(tài)，所施加的力72的勢能就保持在葉狀體2中，并且由此保持波狀波動73的存在。沿著葉狀體2的兩邊緣是彈性條，所述彈性條呈雙曲線幾何平面的形式，通常稱為“有圓齒的”或“圓齒形的” 3。圓齒形條3的連接到葉狀體2上的邊形成為沿著附接的波動線遵循葉狀體2的波動輪廓，從而形成葉狀體的波狀邊緣與附接到形變保持部件4上的直線之間的過渡。圖3B-圖3E圖示了用于制造圓齒形條3并使它們鄰接到葉狀體2上的方法的實施方式。兩個彈性材料弧形條74由平板、多層板、織物板、或其他材料的復(fù)合板形成或切割而成(圖3B)。每個條74的幾何形狀具有內(nèi)邊緣74a和外邊緣74b，這兩個邊緣由具有共同中心的兩段弧形成，使得外邊緣74b具有比內(nèi)邊緣74a大的半徑和按比例大的長度。力75施加到第一條74上直到內(nèi)邊緣74a形成直線為止。在這種情況下，內(nèi)邊緣 74a是張緊的而外邊緣74b是整體壓縮的(圖3C)。由于外邊緣74b具有比內(nèi)邊緣74a大的長度(如通過在施加力75之前其更大的弧長表示的)，因此外邊緣74b變形為一個或多個波狀波動。波狀波動的數(shù)量和波狀波動的規(guī)律性能夠由引導(dǎo)機構(gòu)控制。圓齒形條3具有回到其無應(yīng)力狀態(tài)的趨勢，但是只要圓齒形條被限制回到其無應(yīng)力狀態(tài)，圓齒形條就將所施加的力維持為勢能。葉狀體2的兩個波動邊緣固定到圓齒形條3的波動邊緣74b上(圖 3D)。葉狀體2和兩個圓齒形條3的能量狀態(tài)是均衡的，這是因為第一圓齒形條3的內(nèi)能導(dǎo)致第一條“想要”在一個方向上變直，但第二圓齒形條3的內(nèi)能狀態(tài)導(dǎo)致該第二條”想要”在相反的方向上變直。柔性圓齒形條3的內(nèi)邊緣74a內(nèi)的張力由此防止葉狀體2變直。 因此，圓齒形條3也作為第一形變保持部件。盡管圓齒形條3和葉狀體2中的波狀波動的位置可以在流動流體的力的作用下沿流動流體的方向移動，但是圓齒形條3和葉狀體2保持彼此同步。由于機構(gòu)中的勢能(表達為材料中的應(yīng)力波動)沒有被移除，因此離開葉狀體2的端部的波必須在葉狀體2的起點重新出現(xiàn)。在一些實施方式中，圓齒形條3的內(nèi)邊緣74a可以通過拉伸或剛性形變保持部件 4 (例如線纜或剛性管)加強(圖3D)。在一些實施方式中，每個葉狀體和/或圓齒形條2電聯(lián)接到至少一個電極上，以獲取由葉狀體2和圓齒形條3的材料內(nèi)的應(yīng)變所產(chǎn)生的電。與獲取從電極利用的電相關(guān)的線材4a可以沿著圓齒形條3的加強形變保持部件4延伸或在加強形變保持部件4內(nèi)延伸。圖3E圖示了葉狀體2、兩個圓齒形條3和兩個拉伸或剛性加強形變保持部件4的組裝和布置的立體圖。圖4A-圖4B圖示了根據(jù)一個實施例的圓齒形條3的形態(tài)。穿過圓齒形條3的一系列截面3a、3b、3c和3d示出了圓齒形條3的波狀波動遠離外邊緣74b時減小，并且在內(nèi)邊緣74a處一起消除。圖4C圖示了根據(jù)一個實施例第一條和第二條如何附接在一起以形成雙柔性或彈性圓齒形條6。如所示，第二圓齒形條3的內(nèi)邊緣74a附接到第一圓齒形條3的內(nèi)邊緣74a 上。第一圓齒形條3中的勢能“想要”使第一圓齒形條3在一個方向上變直而第二圓齒形條3中的勢能“想要”使第二圓齒形條3在相反的方向上變直。由此，兩個附接的圓齒形條形成處于能量均衡中的雙圓齒形條6。圖4E圖示了根據(jù)一個實施例雙圓齒形條6如何用于附接相鄰的葉狀體2。雙圓齒形條6機械聯(lián)接到其上方的葉狀體2a和其下方的另一葉狀體2b。葉狀體的波狀波動與相鄰葉狀體的波狀波動不同相。多個葉狀體可以經(jīng)由雙圓齒形條6縱向連接成一個在另一個上方。圖4D圖示了根據(jù)一個實施例在雙圓齒形條6的兩個邊緣之間的波狀波動彼此如何同步且處于相反的相位中。在雙圓齒形條6的兩個邊緣之間的波狀波動的同步性可以通過插入成排的窄的、直的、剛性構(gòu)件6a而進一步確保，該剛性構(gòu)件6a被插入圓齒形條6的表面內(nèi)或圓齒形條6的表面上并且將圓齒形條有效地組合為一個操作單元。當波狀波動沿著雙圓齒形條6行進時，這些剛性構(gòu)件6a繞雙圓齒形條6的中心軸線部分地旋轉(zhuǎn)。雙圓齒形條6的兩個邊緣的同步性確保葉狀體2a和2b的同步性。圖4F圖示了葉狀體2a和2b相對于流體流動方向5的波狀波動的示意圖。當錨定在流動流體中時，高的流體壓力作用在波狀波動傾斜面對上游的面上，而低的流體壓力作用在波狀波動傾斜面對下游的面上。圖4G圖示了根據(jù)一個實施例橫跨兩個相連的葉狀體2的波狀波動的壓力差。該壓力差導(dǎo)致波狀波動在流動方向5上沿著葉狀體2a和2b向下移動。圖5圖示了在一個實施方式中每個葉狀體2具有最小數(shù)量的波狀波動的葉狀體2， 在葉狀體2的縱向中心軸線的每一側(cè)上具有一個波狀波動。當流體壓力使第一波沿流動方向5移動時，新的波在第一波的上游開始形成，同時第二波開始離開葉狀體2的端部。每個葉狀體2的最大數(shù)量的波狀波動取決于用于形成葉狀體2和圓齒形條3及雙圓齒形條6的材料的物理強度。如以上在發(fā)明內(nèi)容中提及的，在給定長度的葉狀體2中的波狀波動的順序防止一起加和為較少或單個較大的波動。當觀察圖3A時，可以見到的是由所施加的力72產(chǎn)生的波動73會如何趨于會聚為單個隆起。圖3E示出了如何通過將葉狀體2限制在加強材料4與兩個圓齒形條3之間而將每個波動限制為不會彼此會聚。圓齒形條3的直邊緣側(cè)形成穿過軸線(其是波周期的中點)的線，即，該邊緣形成一條直線，波橫跨該直線沿任一側(cè)延伸相等的振幅。以該方式進行構(gòu)造，一個波將不與另一個波合并，這是由于如此做將需要波“跳過”與其緊鄰的波的最大振幅的障礙。當波狀波動沿著葉狀體2在運動流體的方向上移動時，應(yīng)力沿著葉狀體2在運動流體的方向上移動，并且電能從材料中形成的這些應(yīng)力中產(chǎn)生。多個葉狀體和形變保持部件以從第一組中選取的規(guī)定的圖案布置，所述圖案在垂直于運動流體的方向的截平面中能夠見到。圖案組可以包括葉狀體和/或葉狀體管的多種不同的布置，例如但不限于陣列、星形、多邊形環(huán)、十二邊形蜂窩以及八邊形蜂窩。根據(jù)一個實施例，至少兩個葉狀體2沿著共同的縱向邊緣彼此機械相聯(lián)以形成葉狀體行列7。圖6A圖示了由三個葉狀體2和兩個雙圓齒形條6形成的葉狀體行列7。在順從機構(gòu)的各種實施例和實施方式中很多其他葉狀體行列構(gòu)型是可能的。在一個實施方式中，每個葉狀體2的波狀波動可以與相同葉狀體行列中的相鄰葉狀體2的波狀波動不同相。葉狀體2能夠以多種方式錨定至流體通道的底部8、流體通道的側(cè)部、跨越流體通道的結(jié)構(gòu)、或通過附接到豎直部件8b上的錨定器8a。豎直部件8b能夠以多種設(shè)計形成以改進錨定器8a和錨定器附接到葉狀體上的點的流體動力學性能，并且由此改進流體與葉狀體的相互作用。圖6B圖示了根據(jù)一個實施例的多個葉狀體行列7的陣列。葉狀體行列彼此平行地布置在流體通道內(nèi)，使得葉狀體行列一致地波動。這通過限制流體能夠移動通過的可用路徑而產(chǎn)生更大的流體壓力，并且由此產(chǎn)生作用在葉狀體波動上的更強的力。一個葉狀體行列7的葉狀體2可以通過橫向鄰接構(gòu)件8c固定到另一葉狀體行列7的葉狀體上，使得相鄰葉狀體行列的波動保持同步。在若干實施方式中，柔性帶狀部或葉狀體2可以構(gòu)造為雙層，且相應(yīng)的層彼此縱向相連但在兩層之間具有間隙空間2a。在這些雙層葉狀體9a實施方式中，葉狀體2可以經(jīng)由連接到限制部件4的圓齒形條3彼此間接相連，或者可以經(jīng)由中間柔性連接件4a彼此直接相連，所述中間柔性連接件4a又連接到圓齒形條3上，所述圓齒形條3又連接到限制部件4上。圖7A-圖7E示出了雙層葉狀體可以如何形成并且如何經(jīng)由圓齒形條3連接到第一限制部件4上。在葉狀體2經(jīng)由連接到限制部件4的兩個圓齒形條3彼此相連的雙層葉狀體實施方式中，兩個圓齒形條3可以以與葉狀體2的分離相配的方式彼此分離，并且由此在兩個葉狀體2接觸時彼此接觸，而在兩個葉狀體2分離時分離，從而沿著它們的波動縱向邊緣固定到兩個葉狀體2上。圓齒形條3沿著其另外的無波動邊緣在其與第一限制部件4接觸的位置處彼此接觸、或者彼此靠近，使得在圓齒形條3之間的間隙空間沿著它們的直邊緣最窄。在一些實施方式中，諸如在圖7A-圖7E中圖示的結(jié)構(gòu)可以用于輸送流體。兩個帶狀部之間的間隙空間可以承載用于輸送的流體。構(gòu)建在帶狀部內(nèi)的波動導(dǎo)致雙層帶狀部的相應(yīng)的層以與波動位置相對應(yīng)的周期性方式一起靠近或遠離分開，從而沿著間隙空間形成囊室。當波動在運動流體的力的作用下沿著雙帶狀部的長度移動時，間隙空間的囊室隨著它們一起移動，從而在它們移動時輸送包含在其中的流體。圖8A-圖8C圖示了由多個葉狀體2和形變保持部件形成的“星形”實施方式。參照圖8A-圖8C，星形由三個葉狀體2形成。此處應(yīng)當注意的是，具有比所示的三個葉狀體2 多或少的星形的另外的變型是可能的，并且這些變型意欲包括為“星形”實施方式。三個葉狀體2中的每一個連接到兩個圓齒形條3上，一個圓齒形條附接每個葉狀體2的一個邊緣上。每個葉狀體的內(nèi)圓齒形條3機械聯(lián)接到由中空管構(gòu)成的第二形變保持部件13上，并且該部件防止葉狀體變直回它們的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。每個葉狀體的外圓齒形條3 機械聯(lián)接到第三形變保持部件上，并且該第三形變保持部件也防止葉狀體變直到它們的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。該第三變形保持部件可以是例如圍繞葉狀體2的管9或者例如附接到徑向環(huán)11 上的剛性構(gòu)件10。葉狀體2的波狀波動是彼此同相的，使得此處所示的結(jié)合有三個葉狀體的示例中，第二和第三葉狀體是第一葉狀體繞機構(gòu)的中心軸線旋轉(zhuǎn)兩次的復(fù)制品，其中每次旋轉(zhuǎn)為120度。當波狀波動沿著葉狀體2在運動流體的方向上移動時，應(yīng)力沿著葉狀體2在運動流體的方向上移動，并且從材料中的這些應(yīng)力產(chǎn)生電能。圖8D圖示了具有以上及在圖8A-圖8C中圖示的實施方式的方面的實施方式，其中附加的部件為中央棘齒軸90。葉狀體2經(jīng)由圓齒形條3通過棘齒系統(tǒng)機械聯(lián)接到軸90 上，使得如圖IlA-圖IlI中圖示的葉狀體2和相連的圓齒形條3的順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致軸90沿一個方向旋轉(zhuǎn)，以用于例如機械驅(qū)動電磁發(fā)電機或其他輸出裝置。圖8E圖示了軸90和棘齒系統(tǒng)的細節(jié)方面，其中，從運動流體接收到葉狀體2上且傳遞到內(nèi)圓齒形條3上的力被傳遞到嵌入內(nèi)圓齒形條3內(nèi)的剛性突起部15上，并且傳遞到剛性環(huán)14上，從而導(dǎo)致剛性環(huán)順時針和逆時針地旋轉(zhuǎn)。剛性環(huán)當沿一個方向旋轉(zhuǎn)時與軸90 接合，并且當沿另一方向旋轉(zhuǎn)時與軸90脫離，從而確保軸僅沿一個方向連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。也可以采用使剛性環(huán)14能夠在其順時針和逆時針循環(huán)中均做功的其他機構(gòu)。多種機構(gòu)可以用于實現(xiàn)軸90的這種期望的旋轉(zhuǎn)。在包含軸90的實施例中，軸90還可以作為另外的形變保持部件。圖9圖示了以上如在圖8D-圖8E中圖示的棘齒星形實施方式的剛性環(huán)14和剛性突起部15相對于彼此的布置的內(nèi)部細節(jié)。圖9還圖示了用于結(jié)合到圖8A-圖8C中所示的
17無棘齒星形實施例中的等同的剛硬機構(gòu)。聯(lián)接到中空管13的內(nèi)側(cè)上的是沿著管13的長度延伸的多個剛性環(huán)14。每個環(huán)14具有彼此成120度角度從中心放射的三個剛性突起部15。 每個突起部15經(jīng)由每個葉狀體2的內(nèi)圓齒形條3嵌入三個葉狀體2中的一個內(nèi)。當波狀波動在流動流體的方向5上沿葉狀體向下移動時，附接到剛性環(huán)14上的剛性突起部15維持葉狀體12相對于彼此的位置。這又導(dǎo)致環(huán)14和剛性突起部15順時針和逆時針地旋轉(zhuǎn)。 該實施方式中的中空管13由柔性或彈性材料制成，該材料容許管13順時針和逆時針地部分旋轉(zhuǎn)，但是不允許管伸長。與獲取所發(fā)的電相關(guān)的線材16可以穿過如圖8A中所示的前述柔性管13。圖10是圖IlA-圖IlI中所示的截面在星形實施方式的一個操作周期期間的參考點。操作周期在一些實施方式中指的是單個波從起點經(jīng)過過渡到達初始位置的行程。圖 IlA-圖IlI圖示了在一個操作周期期間在給定的位置處穿過星形的一系列截面。流過管9 的流體迫使給定葉狀體2的波狀波動沿運動流體的方向移動。這導(dǎo)致剛性環(huán)14旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)通過作用在另外兩個葉狀體2上的流體壓力增強，從而導(dǎo)致所有三個葉狀體2的波狀波動同步地移動。圖12A-圖12B圖示了星形構(gòu)型中葉狀體2的可選的機械聯(lián)接。葉狀體2的外縱向邊緣與第二形變保持部件的機械聯(lián)接形成V形截面，其兩個半部由柔性圓齒形條3構(gòu)成。 如在附圖中所示，V形截面能夠敞開從而容許通過流體，或者閉合，其中多個彈性板17沿著縱向軸線堆疊而平面彼此平行。三個葉狀體2的內(nèi)邊緣沿著其縱向邊緣未聯(lián)接到圓齒形條3上而是經(jīng)由柔性帶80 彼此相聯(lián)。葉狀體2的內(nèi)縱向邊緣的這種機械聯(lián)接形成三角形截面，該三角形截面的邊由三個柔性帶80構(gòu)成。多邊形截面能夠由多個彈性板18閉合，這些彈性板18沿著縱向軸線堆疊而平面彼此平行，并且每個板在其角部處連接到三個葉狀體2上。當波沿葉狀體2向下移動時，多邊形截面和彈性板18繞縱向軸線順時針和逆時針地旋轉(zhuǎn)。當順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)時彈性板18的面積擴展和收縮。小的柔性管沿著縱向軸線通過彈性板18a并且聯(lián)接到這些彈性板18a上。該管由容許管順時針和逆時針扭轉(zhuǎn)但不容許管伸長的材料制成，從而作為第四形變保持部件。與獲取所發(fā)的電相關(guān)的線材16穿過該管。圖12C-圖12D圖示了根據(jù)另一實施方式使用剛性板19而非彈性板18。多邊形截面能夠由沿著縱向軸線堆疊的多個剛性板19閉合。多邊形截面的尺寸在整個操作周期中保持恒定。小的柔性管沿著縱向軸線穿過剛性板19。該管由容許管在剛性板19旋轉(zhuǎn)時順時針和逆時針扭轉(zhuǎn)的材料制成。與獲取所發(fā)的電相關(guān)的線材16穿過該管。在一個實施方式中，多邊形截面和剛性板19在圖12C-圖12D中順時針旋轉(zhuǎn)60度和逆時針旋轉(zhuǎn)60度。 在可選的實施方式中，取決于實施方式的特定的設(shè)計因素，例如葉狀體振蕩的相對振幅、旋轉(zhuǎn)限制和/或類似物，可以實現(xiàn)其他旋轉(zhuǎn)度。圖12E圖示了另一實施方式，其中中央軸90穿過多個剛性板19并且通過棘齒系統(tǒng)機械聯(lián)接到剛性板19上，使得如上所述的剛性板19的順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)使軸90沿一個方向旋轉(zhuǎn)而沿另一方向不旋轉(zhuǎn)，由此機械驅(qū)動電磁發(fā)電機或其他輸出裝置。圖12F圖示了一種用于從順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)的剛性板19獲得軸的單方向旋轉(zhuǎn)的可能機構(gòu)?？梢栽诒疚乃龅捻槒臋C構(gòu)的不同實施方式和/或?qū)嵤├胁捎檬箘傂园?9 在其順時針和逆時針循環(huán)上均能夠做功(例如實現(xiàn)軸的旋轉(zhuǎn))的多種其他機構(gòu)。在包括軸90的實施例中，軸90可以作為形變保持部件。圖13A-圖13E圖示了在一個操作周期期間的給定位置處、穿過如上所述的星形實施方式的一系列截面，而圖13F圖示了在操作周期內(nèi)的對應(yīng)位置。圖14和圖15A-圖15D圖示了裝入呈星形擠壓輪廓形式的剛性管20中的星形實施方式。流動流體通過在所有側(cè)面上被剛性管20包封的限制空間。如圖15D所示，該剛性管 20的內(nèi)尺寸在一個實施方式中能夠由三個葉狀體2的波幅設(shè)定。如此定尺寸，剛性管20限制流體的通過，使得最小量的流體能夠繞過葉狀體2而沒有對葉狀體2施加力。圖15A-圖 15C示出了在二分之一操作周期期間在相同的位置穿過星形的三個截面。圖16A-圖16B圖示了在剛性管20內(nèi)部形成的一系列運動囊室。進入剛性管20 的流體被包封在該系列運動囊室中。由此，作用在葉狀體2的每個波狀波動上的壓力通過交替的波狀波動之間的囊室21a中的不可壓縮的流體傳遞到下一個下游波狀波動上。在星形經(jīng)受很高流體壓力的應(yīng)用場合中，葉狀體2能夠具有很大數(shù)目的波狀波動。如在圖14-圖16B中圖示的星形實施方式可以用于非自由流動的應(yīng)用場合，在所述非自由流動的應(yīng)用場合中，經(jīng)由壩或其他障礙物上下方的不同水壓獲取能量，而星形實施方式是位于壩上水道與壩下水道之間的導(dǎo)管。與常規(guī)的水輪機相比，這種壩式應(yīng)用對魚類和其他水生動物的破壞性較小。例如，取決于通過該機構(gòu)的水流速度，魚類理論上可以向上游回游，由此克服了常規(guī)的水電設(shè)備對環(huán)境的負面影響之一。在一些實施方式中，與以上所述相似的星形結(jié)構(gòu)可以構(gòu)造為輸送流體。例如，在一個實施方式中，可以利用如在圖17A的一個實施方式中圖示的不對稱葉狀體300，所述不對稱葉狀體300包括沿著一個縱向邊緣固定到圓齒形條3上的葉狀體帶狀部2 ；以及沿著另一縱向邊緣的柔性帶或連接條80。至少三個不對稱葉狀體300可以沿著彼此的連接條 80的相應(yīng)的縱向邊緣彼此附接，使得在利用三個不對稱葉狀體300的情況下，三個不對稱葉狀體300的連接條80的截面呈三角形的形式(圖17B-圖17C)。三個不對稱葉狀體300 加上三個形變保持(或限制)部件4 一起構(gòu)成不對稱葉狀體單元301。三個不對稱葉狀體 300共用基本平行于流動水5的方向延伸的共同軸線。當不對稱葉狀體單元301在該流動水5中固定就位而不能被流體帶走時，如以上先前描述的，葉狀體帶狀部2內(nèi)的波動的位置沿著葉狀體帶狀部2的長度向下移動。不對稱葉狀體單元301在一個實施方式中可以構(gòu)造為使得不對稱葉狀體300中的每一個具有相同數(shù)量的相等振幅的波狀波動。另外，在操作時一個不對稱葉狀體300的相對波位置可以與另外兩個不對稱葉狀體300的波位置相對于葉狀體單元301的中心軸線同相。不對稱葉狀體單元301的不對稱葉狀體300可以通過至少一個周緣連接結(jié)構(gòu)(例如徑向環(huán)11)另外地保持在一起，其中所述徑向環(huán)11經(jīng)由三個形變保持部件4附連到所有三個不對稱葉狀體單元301上。在一個實施方式中，不對稱葉狀體的圓齒形條3和葉狀體帶狀部2可以由柔性板狀材料構(gòu)成，所述柔性板狀材料允許垂直于板狀材料的平面的形變。但是，該材料還可以在平行于該板狀材料的平面的方向上基本無彈性，就像薄的不銹鋼尺容易垂直于其平面屈曲但當沿相反方向拉動每一端部時抵抗顯著的拉伸。相比之下，連接條80的板狀材料在平行于材料平面的方向上可以是高彈性的。
圖17D-圖17H示意性示出了在二分之一操作周期期間不對稱葉狀體單元301的序列端視圖。視圖是在不對稱葉狀體單元301的端部處從不對稱葉狀體單元301的下游向上游看的位置獲取的。當波狀波動移動到其零波幅的一側(cè)或另一側(cè)時，由三個接合的連接條80形成的三角形繞不對稱葉狀體單元301的縱向中心軸線部分地順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。 由于構(gòu)成圓齒形條3和葉狀體帶狀部2的板狀材料在平行于材料平面的方向上是基本無彈性的，并且由于構(gòu)成連接條80的板狀材料在平行于材料平面的方向上是高彈性的，因此在操作時，該三角形的直徑以周期性的方式擴展和收縮。這會發(fā)生，原因在于每個不對稱葉狀體的圓齒形條3加上葉狀體帶狀部2加上連接條80的加和長度在操作時變化，但僅高彈性連接條80能夠在截面尺寸上顯著變化。圖171-圖17M圖示了圖17D-圖17H中圖示的序列，但是以立體圖示出了整個不對稱葉狀體單元301。包含在由連接條80形成的管中的流體由于擴展和收縮的管截面所施加的力可以沿縱向方向輸送。圖17N圖示了如圖17D-圖17H和圖171-圖17M所示的不對稱葉狀體300的下游
端部在波狀隆起波動周期中的位置。根據(jù)又一實施例，多個葉狀體2、圓齒形條3和形變保持部件布置為多邊形環(huán)。為了清楚起見，本文選取六邊形環(huán)/十二邊形環(huán)，但具有更多或更少數(shù)目邊的環(huán)意欲包括在不同的實施例中。每個葉狀體2通過柔性帶80和圓齒形條3機械聯(lián)接到其他兩個葉狀體上，使得葉狀體2、柔性帶80和圓齒形條3形成管，取決于截面在如圖20A-圖201中所示的操作周期內(nèi)的位置，該管在截面上形成六邊形(圖20A)或十二邊形(圖20C)，圖20A-圖 201還示出了圓齒形條3和帶80在截面上如何形成順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)的三角形。圖 18A-圖18B中圖示了包括六個葉狀體2的環(huán)。圓齒形條3可以機械聯(lián)接到來自形變保持部件的第六形變保持部件上。第六形變保持部件是呈擠壓六邊形的形式并且由剛性材料構(gòu)成的六邊形外殼22。葉狀體連接到圓齒形條3上，該圓齒形條3經(jīng)由鉸鏈或柔性連接件25沿著外殼22的內(nèi)側(cè)角連續(xù)相連。每個葉狀體2也沿著兩個邊緣經(jīng)由柔性帶80連續(xù)地連接到在其任一側(cè)上的葉狀體2。第六形變保持部件和兩個相鄰葉狀體經(jīng)由柔性條3和柔性帶80的接合形成三角形管22a。圖19圖示了這種三角形管22a。圖20A-圖201在一個操作周期期間給定點處的一系列截面，而圖21圖示了對應(yīng)的操作周期。在一個實施方式中，一個操作周期可以定義為單個波從起點經(jīng)過過渡到達該波占據(jù)先前由下一個下游波的起點所占據(jù)的位置的行程。葉狀體2的波狀波動沿著葉狀體2在流體流動的方向5上移動。當一系列波動沿著材料行進時，一系列應(yīng)變沿著材料行進，從這能夠利用電能。每個葉狀體2的波狀波動與相鄰葉狀體2的波狀波動不同相。三角形截面順時針和逆時針地旋轉(zhuǎn)，從而適應(yīng)葉狀體2 的波狀波動并且維持葉狀體2之間的波狀波動的同步。在多邊形環(huán)圖案的另一實施方式中，剛性板26閉合三角形管22a對水流的開口， 并且一系列剛性板26沿著三角形管22a的長度平行于該剛性板26堆疊。用于閉合三角形管的剛性三角形板26也可以是彈性的。應(yīng)當注意的是，剛性和彈性板可能以多種不影響本文討論的總體原理的方式不同地影響葉狀體2的表現(xiàn)。但是，利用剛性板而非彈性板的一個效果是葉狀體2的寬度可以與操作周期相對應(yīng)的周期性方式略微增大和減小。
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圖22和圖23A-圖23B圖示了多邊形環(huán)的實施方式，其例如可以用于使用剛性板 26的非自由流動應(yīng)用場合中。流動流體穿過在所有側(cè)面上被包封的限制空間，例如在壩的壁25a中的開口。每個三角形截面由沿著縱向軸線堆疊的多個板閉合，從而防止流體進入三角形截面內(nèi)。形成第七形變保持部件的第二剛性六邊形管27設(shè)置在第一剛性六邊形管 22內(nèi)，使得葉狀體占據(jù)第一剛性六邊形管22與第二剛性六邊形管27之間的環(huán)狀空間。第二剛性六邊形管27的上游端部通過蓋28而對流體流閉合。這樣，流動流體被迫僅進入由葉狀體的六邊形環(huán)所占據(jù)的環(huán)狀空間。內(nèi)剛性管27通過第二構(gòu)件29固定到外剛性管22 上。圖23C圖示了又一多邊形環(huán)實施方式，其中如以上在利用棘齒軸90的星形實施方式中所述的，剛性三角形板26機械聯(lián)接到棘齒軸90上，由此如上所述的剛性板的順時針和逆時針的旋轉(zhuǎn)運動機械聯(lián)接到電磁發(fā)電機或其他動力接收輸出裝置(例如泵)上。在包含軸90的實施例中，軸90可以作為形變保持部件。與常規(guī)的水輪機相比，上述適于非自由流動機構(gòu)且在圖22-圖23B中圖示的多邊形環(huán)實施方式對魚類和其他水生動物的破壞性仍然很小。取決于通過該機構(gòu)的水流速度， 魚類理論上仍可以往上游回游，由此克服了常規(guī)的壩式水電設(shè)施對環(huán)境的負面影響之一。根據(jù)又一實施例，多個葉狀體2、柔性或彈性條31和形變保持部件可以布置為十二邊形蜂窩。蜂窩的“單元”是十二邊形管30，其具有為葉狀體2的六條邊和為柔性或彈性條31的六條邊。每個葉狀體2沿著葉狀體2的兩個邊緣的長度機械聯(lián)接到柔性或彈性條31上。彼此平行對準并且彼此橫向相連的多個十二邊形管30構(gòu)成十二邊形蜂窩。在截面中，每個十二邊形管30呈十二邊形的形式，其截面形狀在一個操作周期中以與每個操作周期重復(fù)的方式而隨時間變化。圖24A-圖24E圖示了在二分之一操作周期期間在給定點處穿過十二邊形管30的一系列截面；而圖24F圖示了對應(yīng)的二分之一操作周期。對于該十二邊形蜂窩實施例，管30的每個葉狀體2的波狀波動與相鄰的兩個葉狀體2的波狀波動不同相。管30的三個葉狀體2c的波狀波動彼此同步，并且與管30的其他三個葉狀體2d的波狀波動不同相。其他三個葉狀體2d的波狀波動彼此同步。流過多邊形環(huán)30的流體的力導(dǎo)致波狀波動在流動流體的方向5上沿葉狀體2的長度向下移動。十二邊形的邊的總長度在操作周期期間的任一點處保持基本相同，這是由于十二邊形管30的總直徑在操作期間基本不變。當構(gòu)成十二邊形管30的三條邊的三個葉狀體2向外最大隆起時，十二邊形管30的其他三個葉狀體2向內(nèi)最大隆起。在該十二邊形蜂窩實施方式中， 僅彈性條31尺寸變化，在十二邊形的邊的總長度上具有相關(guān)的微小變化。在另一實施方式中，彈性條31可以由在截面尺寸上基本不變的柔性材料構(gòu)成，而葉狀體2在截面尺寸或?qū)挾壬献兓Ｔ诹硪粚嵤┓绞街?，彈性條31和葉狀體2的截面尺寸在操作時均可以變化。圖25A-圖25B圖示了操作期間在給定點處穿過由多個十二邊形管30形成的十二邊形蜂窩的兩個截面。每個十二邊形管30將其六個葉狀體2中的一個與圍繞該十二邊形管 30的六個十二邊形管30中的每一個的葉狀體2共用。三個十二邊形管30的接合形成多個三角形截面，該三角形截面包括連接到來自三個十二邊形管30中的每一個的一個葉狀體2 上的三個連接彈性條31。由于每個十二邊形管30與六個環(huán)繞的十二邊形管30共用葉狀體 2，因此在每個操作周期期間維持所有十二邊形管30中的波狀波動的同步。圖26A-圖261圖示了一個操作周期期間在給定位置處穿過十二邊形蜂窩的一系列截面。操作周期在一些實施方式中可以指的是單個波從起點經(jīng)過過渡到達其初始位置的行程。圖26J圖示了與該操作周期相關(guān)的截面的點。呈三角形形式的每個截面可以由沿著縱向軸線堆疊的多個板32閉合。在操作周期期間，板32以與附接到這些板32中的每一個上的葉狀體2的相位相關(guān)的方式順時針和逆時針地旋轉(zhuǎn)。參照圖26A-圖261，板32是彈性的，并且由此在每個操作周期期間收縮和擴展。圖27A-圖27E圖示了二分之一操作周期期間在給定位置穿過用于板32a為剛性的實施方式的十二邊形蜂窩的一系列截面。在操作期間，每個板32a的尺寸保持恒定，由此導(dǎo)致葉狀體2的寬度隨著板32a的旋轉(zhuǎn)而略微拉伸和收縮。第八形變保持部件在該實施方式中是多個中空管33，這些中空管33沿著縱向軸線穿過每個三角形截面的多個剛性板32a。中空管33能夠旋轉(zhuǎn)屈曲，但是沿其縱向軸線是無彈性的，并且能夠接收高的拉伸應(yīng)變。這些中空管33可以作為將所施加的力72的勢能保持在葉狀體2內(nèi)的形變保持部件，由此防止葉狀體2變直而失去其波狀波動。管33也可以作為用于與傳遞所發(fā)的電相關(guān)的電線的導(dǎo)管。圖28A圖示了根據(jù)以上所述的十二邊形蜂窩實施例的彈性板32相對于彼此的布置和尺寸。圖28B圖示了用于板為無彈性板32a的十二邊形蜂窩實施方式的板的布置。這些板32a相對于葉狀體2的截面長度的尺寸、以及順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)的程度在不同的實施方式中改變。圖28C圖示了一實施方式，其中剛性板32經(jīng)由棘齒系統(tǒng)機械聯(lián)接到軸90上，由此將板32a的順時針和逆時針的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)檩S90的單向旋轉(zhuǎn)(圖12F)。在一個實施方式中，軸可以機械聯(lián)接到電磁發(fā)電機或其他動力接收輸出裝置上。圖28D中示出了在一個實施方式中具有剛性板32a和軸90的十二邊形管30與環(huán)繞的十二邊形管的關(guān)系。在設(shè)有軸90的一些實施方式中，軸90可以形成形變保持部件。圖28E圖示了十二邊形蜂窩實施方式可以如何通過形變保持部件中的第九形變保持部件進行限制。第九形變保持部件是多邊形外殼36或剛性框架。另外，十二邊形管30 的接收流體流的敞開中央部分能夠由第十形變保持部件閉合，使得每個十二邊形管30圍繞相應(yīng)的第十形變保持部件。第十形變保持部件能夠是如上所述的剛性多邊形管27，其中所述剛性管27經(jīng)由第二構(gòu)件29固定到多邊形外殼36上并且彼此固定。類似于圖23A-圖 23C中所示的多邊形環(huán)實施例，這些剛性管可以通過蓋28閉合。十二邊形管30的葉狀體2 的最大波動程度可以與位于剛性多邊形管27與相鄰剛性多邊形管27之間的空間對齊，由此限制流體能夠移動到由葉狀體2所占據(jù)的空間的可用路徑。取決于水流速度和在蜂窩實施例中十二邊形管的數(shù)量，另外的第二結(jié)構(gòu)500可以用于將中空管33結(jié)構(gòu)性地固定到多邊形剛性外殼36上，從而防止管的蜂窩沿運動流體的方向向外隆起并且穩(wěn)定管的位置。在第二支承結(jié)構(gòu)的一個實施方式中(圖28F)，剛性梁500 固定到剛性外殼36的開口上并且跨過該開口。縱向柱501固定到中空管33的端部和剛性梁500上。每個縱向柱501直接連接到一個中空管33上并且經(jīng)由剛性翅片502間接連接到三個環(huán)繞的中空管33上。蜂窩的末端處的十二邊形管30與四個而非六個其他十二邊形管30共用葉狀體 2。這些邊緣條件的十二邊形管30經(jīng)由柔性或彈性圓齒形條3連續(xù)地連接到多邊形外殼36 上。
圖29A-圖29B圖示了十二邊形蜂窩在另一實施方式中可以如何附接到多邊形外殼36上。每個邊緣條件的十二邊形管(即處于蜂窩周緣處的每個十二邊形管)經(jīng)由兩個柔性或彈性圓齒形條3連接到多邊形外殼36上。兩個圓齒形條3也連接到柔性或彈性條 31的縱向邊緣上，該柔性或彈性條31將在單個十二邊形管30內(nèi)的一個葉狀體2連接到另一個葉狀體2上。柔性或彈性圓齒形條31和兩個柔性或彈性圓齒形條3形成三角形截面， 該三角形截面在操作期間部分地順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)。能夠包括在十二邊形蜂窩中的十二邊形管30的數(shù)量可以取決于材料強度、流體流動的速度和其他參數(shù)。取決于這些參數(shù)，第二支承框架能夠如上所述地在機構(gòu)的上游端部處附連到多邊形外殼36上。在沒有剛性多邊形管27的實施例中，該支承框架能夠經(jīng)由中空管33附接到每個十二邊形管30上，從而將操作載荷載從葉狀體2和中空管33傳遞給多邊形外殼36。圖30A-圖30B圖示了在另一實施方式中利用二分之一操作周期的十二邊形管30 的最小長度。圖30J中圖示的八邊形蜂窩實施例示出了由葉狀體2構(gòu)成的實施例示例，其中葉狀體2布置在具有與十二邊形蜂窩實施例不同數(shù)量的邊的管內(nèi)，并且具有任意數(shù)量邊的管包括在其他實施例的范圍內(nèi)。在圖示的實施例中，四個葉狀體2布置為連接到四個彈性連接條31上的環(huán)。葉狀體2各自經(jīng)由連接條31彼此相連，從而形成八邊形管。四個連接條一起形成小的方形管，其可以通過彈性板85對水流敞開或閉合，所述彈性板85成串地彼此平行且沿著方形管的軸線的長度重復(fù)。這些板85在波狀波動沿著葉狀體2行進時順時針和逆時針地旋轉(zhuǎn)。穿過這些板且彼此固定的是上述作為十二邊形蜂窩實施例中的第八形變保持部件的小中空管33。這些管33能夠順時針和逆時針扭轉(zhuǎn)但是在其縱向方向上基本無彈性，從而防止葉狀體伸長到其松弛狀態(tài)。圖30C-圖30G圖示了在二分之一操作周期期間穿過相同點的一系列截面。圖30H 圖示了該一系列截面在該二分之一操作周期內(nèi)的位置。如果以上所述的這些板85是剛性的，并且通過棘齒機構(gòu)機械聯(lián)接到軸90上，則板的順時針和逆時針的旋轉(zhuǎn)運動能夠用于使軸90旋轉(zhuǎn)，由此在一個方向上的旋轉(zhuǎn)運動機械聯(lián)接到電磁發(fā)電機或其他動力接收輸出裝置上。如以上提及的，第二組圖案包括兩個不同的六邊形蜂窩實施例和同心環(huán)實施例。 在第一組中，葉狀體2是在該組所有實施例中的部件，而在該第二組中可以沒有葉狀體。構(gòu)成第一組的葉狀體的帶狀部的寬度在一些實施方式中在操作時保持恒定，并且在其他實施方式中僅略微變化。由此，由葉狀體構(gòu)成的管的邊在每個操作周期期間在寬度上維持恒定， 從而主要在位置上變化。作為對比，在描述為六邊形蜂窩和同心環(huán)的該第二組中，構(gòu)成管的材料中的波狀隆起導(dǎo)致材料縱向和橫向地擴展和收縮。由此，構(gòu)成這些實施例的管的總體直徑在每個操作周期期間增大和減小。利用葉狀體的管的邊的總長度在操作時可以基本維持恒定，而沒有利用葉狀體的管的邊的總長度可以在操作時增大和減小。圖31A-圖31D圖示了波狀波動如何在圓形管37中形成。此處應(yīng)當注意的是，為了簡單起見采用圓形管示例而非六邊形或其他多邊形管，但是此處描述的原理能夠應(yīng)用到六邊形蜂窩實施例的六變形管以及同心環(huán)實施例的圓形管和其他多邊形管截面和/或管布置中。如果給定長度37a的彈性圓形管37具有垂直于圓形管37的縱向軸線施加的力37c，
23使得力37c使圓形管37繞其周緣向外隆起，則圓形管37將在長度37b上減小。當?shù)谝涣?37c移除時，圓形管37將回到其初始的形狀和長度。但是，如果施加第二力37d使得圓形管37的縱向尺寸被限制，則圓形管37被阻止回到其初始形狀。由此，第一力37c保持為圓形管37內(nèi)的勢能。如果足夠的第三力37e隨后沿平行于圓形管37的軸線的方向施加，并且由此傾斜于波狀波動的面，則波狀波狀的位置將沿該第三力37e的方向移動。當波狀波動離開圓形管37的端部時，從第一力37c存儲在圓形管37中的勢能沒有從圓形管37中移除。由此，新的波狀波動出現(xiàn)，使得只要圓形管37被限制回到其初始形狀就能夠維持圓形管37的勢能恒定。圖31E-圖31G圖示了布置為彼此平行的多個管37，這些管37在其松弛狀態(tài)下沿著其長度具有初始一致的周長。管37布置為彼此相鄰，使得一個管37由平行于其延伸的其他管37圍繞。第一力37c在一系列均勻間隔開的位置垂直于圓形環(huán)37的軸線向內(nèi)和向外地施加，并且使得每個管37具有與相鄰管37不同相的一系列波狀波動。如果管37通過如上所述的第二力37d進行限制，則圓形環(huán)37被阻止回到其原來的形狀。這樣，第一力37c 保持為管37內(nèi)的勢能。如果足夠的第三力37e沿平行于管37的軸線方向施加，并且由此傾斜于管37中的波狀波動的面，則波狀波動的位置沿該第三力37e的方向移動。由于在波狀波動離開管37的端部之后沒有移除管37內(nèi)的勢能，因此當波狀波動離開管37的端部時在每個管37的上游端部處形成新的波狀波動。由于每個管與所有相鄰的管不同相，因此單個管的多個波動抵抗會聚為管中的單個更大隆起，這是因為在波周期的中點的一側(cè)上的每個波狀隆起與位于中性軸線的相反側(cè)上的相鄰波狀隆起相隔離。由此，當錨定在平行于管的縱向軸線運動的流動流體中時，波狀波動將在運動流體的方向上沿著管移動。當一系列波狀波動沿著管移動時，材料中對應(yīng)的一系列應(yīng)變沿著管運動，當利用對材料內(nèi)的機械應(yīng)變具有電響應(yīng)的合適材料時，材料內(nèi)的應(yīng)變運動被從材料內(nèi)的機械應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電能。圖32A圖示了用于第一六邊形蜂窩實施方式的兩種可能類型的六邊形管。六個彈性板、或六個彈性多層板、或六個彈性織物板或一些其他復(fù)合材料的六個彈性板沿著它們的邊緣連續(xù)地相連以形成六邊形管。鄰近六邊形管的中心軸線施加第一力37c以產(chǎn)生如上所述且在圖31A-圖31G中圖示的波動。兩種不同類型的六邊形管(此處指的是A型六邊形管38和B型六邊形管39)通過第一力37c的不同施加形成，從而產(chǎn)生沿著六邊形管的縱向軸線的一系列波狀波動。由于這些六邊形管是如上所述且如圖31A-圖31G中所示預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)變的，因此它們保持沿著其縱向軸線的一系列波狀波動。流過多邊形管的流體的力37e導(dǎo)致波狀波動的位置在流體流的方向上沿多邊形管向下移動。穿過A型六邊形管38的截面所示的六邊形是正六邊形。在一個操作周期期間，當波狀波動穿過截面的區(qū)域時，A型六邊形截面的直徑擴展和收縮。在一個操作周期期間，穿過B型六邊形管39的截面所示的六邊形的邊隨時間尺寸發(fā)生變化并且彼此按比例變化。該六邊形的六條邊中的每一條與六邊形的另兩條邊同步地伸長和縮短。由此，在操作期間的所有時間處，六邊形的三條邊為一個相等的長度而六邊形的三條邊為另一相等的長度。由穿過B型六邊形管39的截面形成的六邊形的三條邊46僅橫向地擴展。能夠承受高拉伸力的中空管47穿過這三條邊46中的每一個的縱向軸線。這些中空管47是第十一形變保持部件，其在張緊時保持力37d，由此防止B型六邊形管39伸長和回到其松弛的、無波動狀態(tài)。中空管47還可以作為用于與傳輸所發(fā)的電相關(guān)的電線的
主導(dǎo)管。圖32B圖示了在一個操作周期期間截面的位置，而圖33A-圖331圖示了在一個操作周期期間穿過相同點的對應(yīng)系列的截面。圖34A和圖35圖示了第一六邊形蜂窩可以如何通過多個A型六邊形管38和多個 B型六邊形管39形成。每個六邊形管使其六個邊中的每一條與圍繞該六邊形管的六個六邊形管的一邊共用。每個A型六邊形管38由6個B型六邊形管39圍繞，并且使其邊中的一條與這六個B型六邊形管39中的每一個的一邊共用。每個B型六邊形管39使其邊中的三條與三個A型六邊形管38的一邊共用，并且使其其他三條邊與三個B型六邊形管39的一邊共用。由于B型六邊形管39受限并與A型六邊形管38共用邊，因此A型六邊形管38也受限。另外，A型六邊形管38和B型六邊形管39的波狀波動彼此不同相。圖34A-圖34C 圖示了在二分之一操作周期期間在相同點穿過蜂窩的一系列三個截面。最外六邊形管41的半部由彈性膜42 二等分，而最外六邊形管43的半部使其六條邊中的一條與彈性膜42共用。在該彈性模的外面是剛性外框架或外殼44，該外框架或外殼 44呈擠壓六邊形的形式。柔性條45將彈性模42連接到該剛性外殼44上。柔性條45的連接到剛性外殼44上的邊緣形成直線，而柔性條45的連接到彈性模42上的邊緣形成與位于彈性模42的另一側(cè)上的連接六邊形管相對應(yīng)的波。取決于材料強度、流體流動速度和/或其他參數(shù)，第二支承結(jié)構(gòu)或框架500可以在上游端部處附連到剛性外殼44上，并且還固定到中空管47的上游端部上，由此將載荷從小剛性管47傳遞給剛性外殼44。該第二支承結(jié)構(gòu)或框架500在一個實施方式中可以是梁或桁架設(shè)計。(例如，參見圖28F，當構(gòu)造為與管實施例一起操作時)。圖36圖示了組合用于第二六邊形蜂窩實施例的實施方式的三種管。六個彈性板、 或六個彈性多層板、或六個彈性織物板或一些其他復(fù)合材料的六個彈性板沿著它們的邊緣連續(xù)地相連以形成六邊形管。兩種類型的管(此處標記為C型六邊形管49和E型六邊形管50)通過第一力37c的不同施加形成，從而產(chǎn)生沿著六邊形管的縱向軸線的一系列波狀波動。由于這些六邊形管是如上所述且如圖31A-圖31G中所示預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)變的，因此它們保持沿著其縱向軸線的一系列波狀波動。另外的第三六邊形管(此處標記為D型六邊形管51)如上形成，但是管的一邊由剛性材料構(gòu)成，其作為第十二形變保持部件。每個六邊形管在截面上可以呈六邊形的形式。圖37圖示了六邊形蜂窩在一個實施方式中如何通過多個C型六邊形管49、多個D 型六邊形管50和多個E型六邊形管51形成。C型六邊形管49包括六個葉狀體52，這六個葉狀體52沿著它們的邊緣相連。每個葉狀體波狀波動，并且與C型六邊形管49的其他葉狀體同步地變寬和變窄，由此形成沿著C型六邊形管49的長度的一系列波狀波動。流過C型六邊形管49的流體的力導(dǎo)致這些波狀波動沿著C型六邊形管49的長度在流體流的方向上移動。穿過該C型六邊形管49的截面呈正六邊形的形式，當六邊形的直徑在每個操作周期期間擴展和收縮時，該六邊形的邊同步地伸長和縮短。D型六邊形管50采取六邊形的截面形式，其中一條邊53在操作期間長度保持恒定但位置變化，并且連接到兩個C型六邊形管49的角部上。D型六邊形管50包括呈其一條無彈性邊54形式的、來自形變保持部件的第七形變保持部件。D型六邊形管的六邊形的無彈性邊54在操作期間長度恒定并且固定就位，并且與相鄰的D型六邊形管50共用。D型六邊形管的六邊形的兩條邊55在操作期間長度改變并且與兩個相鄰的E型六邊形管51共用。 D型六邊形管的六邊形的其他兩條邊56在操作期間長度改變并且與兩個相鄰的C型六邊形管49共用。E型六邊形管51采取六邊形的截面形式，其中兩條邊57在操作期間長度改變并且與兩個相鄰的C型六邊形管49共用。E型六邊形管的六邊形的其他四條邊58在操作期間長度改變并且與四個相鄰的D型六邊形管50共用。每個C型六邊形管49的波狀波動與四個最緊鄰的C型六邊形管49的波狀波動不同相，如圖37中所示，所述C型六邊形管49通過D型六邊形管50和E行六邊形管51與這些相鄰的C型六邊形管49分隔開。另外，第十三形變保持部件(D型六邊形管的無彈性邊54)防止管伸長到其無應(yīng)力的無波動狀態(tài)。邊54能夠在不伸長的情況下承受高拉伸載荷。與輸送所發(fā)的電相關(guān)的電導(dǎo)管沿著D型六邊形管50的邊54行進或穿過該邊54。圖38-圖39圖示了一實施方式，其中C型六邊形管49在兩個端部處均敞開從而容許流體流過，而D型六邊形管50和E型六邊形管51閉合。D型六邊形管50和E型六邊形管51可以通過沿著六邊形管的縱向軸線間隔開的多個彈性板59a閉合。圖40圖示了可以如何通過呈剛性外殼47a形式的第十四形變保持部件在外部限制蜂窩，其中該剛性外殼47a包封六邊形管。該六邊形蜂窩實施例的最外六邊形管可以通過柔性條47b固定到剛性外殼47a上。取決于材料強度、流體流動速度和其他參數(shù)，第二支承框架結(jié)構(gòu)500在上游端部處附連到剛性外殼47a上，并且在下游端部處也附連到D型多邊形環(huán)50的邊54上，由此將載荷從邊54傳遞給剛性外殼47a。該第二支承結(jié)構(gòu)在一個實施方式中可以是梁或桁架設(shè)計。在另一實施方式中，多個同心管聯(lián)接到內(nèi)部和外部形變保持部件上。圖41圖示了這種實施方式的部件，其可以包括剛性管60、徑向膜61、小中空管63、以及多個同心管62， 這些同心管62 —個在另一個之內(nèi)從而采取同心環(huán)的截面。剛性管60是第十五形變保持部件，徑向膜61是第十六形變保持部件，而小中空管63是第十七形變保持部件。如上所述的力37c施加到同心管62上以形成沿著同心管62的長度的一系列受控的隆起波動。由此這些同心管62的直徑在隆起處較大。徑向膜沿著每個同心管62的切線連續(xù)地機械聯(lián)接到每個同心管62上。徑向膜61沿著它們的外邊緣并且在它們的縱向軸線上機械聯(lián)接到剛性管60的形變保持部件上。圖42-圖43圖示了在一個實施方式中穿過同心環(huán)實施例兩個縱向截面圖。同心管62的直徑可以沿著每個同心管62的長度例如以周期性的方式改變，使得縱向截面呈現(xiàn)為基本正弦波狀波動。圖44圖示了形變保持部件如何限制同心管62。形變保持部件還可以包括附接到第二支承框架64上的多個中空管63，第二支承框架64本身附接到剛性管60上。這些中空管63固定到徑向膜61上，所述徑向膜61本身固定到同心管62上。這些中空管63能夠在無形變的情況下承受高拉伸應(yīng)力。由此，這些中空管63在流動流體的力的作用下維持同心管62的大概位置。
如上所述，同心管從其松弛狀態(tài)預(yù)應(yīng)力以形成沿著其長度的波狀波動。中空管63 和徑向膜61防止多邊形環(huán)伸長和回到其無應(yīng)力的、松弛狀態(tài)。中空管63還可以提供與獲取所發(fā)的電相關(guān)的電線的導(dǎo)管。
徑向膜61在垂直于所附接的多邊形環(huán)的面的方向上是彈性的。徑向膜61在平行于同心管62的縱向軸線的方向上是無彈性的。由此，徑向膜61能夠接收拉伸載荷。徑向膜61的該特性能夠以多種方式實現(xiàn)。例如，平行于縱向軸線延伸的無彈性的線纜或股線可以嵌入徑向膜61內(nèi)。
同心管62在不同實施方式中能夠以多種方式構(gòu)造。圖45-圖50圖示了根據(jù)各種實施例的穿過同心管62的縱向截面。參照圖45，每個同心管62的波狀波動與在其內(nèi)和圍繞其的相鄰?fù)墓?2不同相。
參照圖46，每個同心管62與第一相鄰?fù)墓?2同相，而與第二相鄰?fù)墓?2不同相。兩個同相的同心管之間的空間對流體流敞開，而兩個不同相的同心管之間的空間是閉合的。兩個不同相的同心管之間的空間可以通過彈性板65閉合，使得流體僅在兩個同相的同心管之間通過?？蛇x地，兩個不同相的同心管之間的空間可以通過彈性板閉合。這兩個同相的同心管62布置為彼此靠近，由此迫使流體更直接地作用在同心管62上。
參照圖47，同心管62彼此同相。在這種情況下，徑向膜單獨作為形變保持部件， 從而維持波狀波動在多邊形環(huán)中的發(fā)生。中央同心管62通過彈性板65閉合。最外同心管 62與剛性管60之間的空間也被閉合。
參照圖48，每個同心管62與其內(nèi)的相鄰?fù)墓?2和圍繞其的相鄰?fù)墓?2為一半不同相。
參照圖49，每個同心管62與其內(nèi)的相鄰?fù)墓?2和圍繞其的相鄰?fù)墓?2 —半不同相，而每個同心管62的第一半部的波狀波動與該同心管62的第二半部的波狀波動一半不同相。
參照圖50，每個同心管62與其內(nèi)的相鄰多邊形環(huán)和圍繞其的相鄰多邊形環(huán)同相， 而每個同心管62的第一半部的波狀波動與該同心管62的第二半部的波狀波動一半不同相。
在另一實施方式中，同心管62構(gòu)造為使得在同心管62的截面上的第一點與在該截面內(nèi)的第一點相距180度的第二點不同相。在這種情況下，沿著管的波狀波動可以采取沿著同心管的長度移動的螺旋形式，從而使其成為同心螺旋管66。
圖51示出了螺旋構(gòu)造實施方式的元件，為了清楚起見僅圖示了單個同心螺旋管 66和剛性管60。在操作時，沿著同心螺旋管66向下移動的波狀波動導(dǎo)致螺旋管的表面更靠近和更遠離剛性管。圖52A-圖52E圖示了在一個操作周期期間在單個點處剛性管60和螺旋管66的示意截面，示出了螺旋管66與剛性管60之間的空間在操作時如何變化。圖53 圖示了在波動周期內(nèi)獲得圖52A-圖52C的截面的位置。
同心環(huán)62和66可以用于流體流動被限制的應(yīng)用場合(例如在管道或隧道)中。 同心環(huán)實施例可以用于壩式水電設(shè)施。
圖53示出了一種對于如前所述的利用葉狀體的順從機構(gòu)的一些實施方式共同的組裝方法的實施方式。彈性板狀材料的弧形條5301具有施加的第一力直到弧形的內(nèi)邊緣27伸直5302從而形成具有雙曲線幾何形狀的圓齒形條5303。彈性材料帶狀部5304具有施加的力以在帶狀部中形成波動/形變5305從而形成葉狀體5306。帶狀部沿著它們的圓齒形 /波動邊緣固定到兩個圓齒形條上5307。圓齒形條的直邊緣固定到剛性或拉伸形變保持元件上5308。機構(gòu)經(jīng)由錨定構(gòu)件錨定在運動流體中5309。獲取來自運動流體的能量5310。
不利用機械作用使軸旋轉(zhuǎn)的實施方式?jīng)]有詳細規(guī)定如何利用電能以及這些實施例的部件中的哪個部分在操作時產(chǎn)生電能。電能可以從實施例中在機構(gòu)操作期間屈曲、拉升、壓縮或扭轉(zhuǎn)由此形成機構(gòu)材料內(nèi)的物理應(yīng)變的任意部件中獲取。實施方式覆蓋使用任意可以利用的、現(xiàn)有的或待發(fā)現(xiàn)或待發(fā)明的、在機構(gòu)操作時當屈曲、拉伸、壓縮或扭轉(zhuǎn)后另外地接收材料應(yīng)變時產(chǎn)生電能的材料。
但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在考慮公開本發(fā)明的實施例和實施方式的說明書和附圖之后，本發(fā)明的多種變化、修改、變更和其他用途及應(yīng)用變得顯然。不偏離本發(fā)明的精神和范圍的所有這些變化、修改、變更和其他用途及應(yīng)用被視為包含在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種用于從流體運動中獲取動力的發(fā)電機，所述發(fā)電機具有適于設(shè)置在流動流體中的結(jié)構(gòu)，所述發(fā)電機組合起來包括a.多個限制部件；b.用于將流體運動轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿Φ亩鄠€葉狀體，所述葉狀體中的每一個具有縱向軸線、 由柔性板材料制成并且附接到所述限制部件中的至少一個上以通過固定所述葉狀體的不同部段而將所述材料維持在持續(xù)的內(nèi)應(yīng)力的作用下的變形狀態(tài)中，所述材料在所述變形狀態(tài)下構(gòu)造為在相應(yīng)的葉狀體中產(chǎn)生波狀波動，使得當所述葉狀體經(jīng)受沿著其縱向軸線引導(dǎo)的運動流體的力時，在所述葉狀體中的所述波動的位置一致地且沿所述運動流體的方向移動；以及c.用于從所述葉狀體的波動中獲取動力的裝置。
2.如權(quán)利要求1中所述的發(fā)電機，其中，所述限制部件和所述葉狀體被布置為將所述多個葉狀體保持在規(guī)定的圖案中，當在垂直于所述運動流體的方向的平面中觀察時，所述圖案從包括陣列、星形、多邊形環(huán)和蜂窩的組中選取。
3.如權(quán)利要求1中所述的發(fā)電機，其中，所述柔性材料是彈性的。
4.如權(quán)利要求1中所述的發(fā)電機，其中，所述流動流體從包括空氣和水的組中選取。
5.如權(quán)利要求1中所述的發(fā)電機，其中，波動形成為在所述葉狀體中的行波。
6.如權(quán)利要求1中所述的發(fā)電機，其中，所述葉狀體中的一個或多個形成用于將機械運動轉(zhuǎn)化為電能的電換能器，其中這種葉狀體的波動在其中產(chǎn)生電壓電勢，并且其中所述電力獲取裝置包括聯(lián)接到這種葉狀體上的至少兩個電極以用于從這種葉狀體中獲取電力。
7.如權(quán)利要求1中所述的發(fā)電機，其中，所述電力獲取裝置是至少一個機械部件，所述至少一個機械部件構(gòu)造為通過所述葉狀體的波動而運動。
8.如權(quán)利要求7中所述的發(fā)電機，其中，所述電力獲取裝置包括驅(qū)動軸和至少一個機械裝置，其中所述驅(qū)動軸安裝為繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)，所述至少一個機械裝置構(gòu)造為將所述葉狀體的波動轉(zhuǎn)變?yōu)樗鲚S繞其軸線的旋轉(zhuǎn)運動。
9.如權(quán)利要求8中所述的發(fā)電機，其中，所述機械裝置包括用于響應(yīng)于所述葉狀體的波動使所述軸沿一個方向旋轉(zhuǎn)的至少一個棘齒機構(gòu)。
10.如權(quán)利要求8中所述的發(fā)電機，其中，所述至少一個棘齒機構(gòu)包括構(gòu)造為使所述軸沿所述一個方向持續(xù)旋轉(zhuǎn)的多個棘齒機構(gòu)。
11.如權(quán)利要求1中所述的發(fā)電機，其中，成對的所述葉狀體還沿著共同的縱向邊緣彼此機械聯(lián)接，使得所述葉狀體一致地波動。
12.如權(quán)利要求1中所述的發(fā)電機，其中，所述限制部件和所述葉狀體布置為一個或多個平行葉狀體行列的陣列，所述葉狀體行列中的每一個包括至少兩個所述葉狀體，所述至少兩個葉狀體沿著共同的縱向邊緣彼此機械聯(lián)接，使得所述葉狀體行列一致地波動。
13.如權(quán)利要求12中所述的發(fā)電機，其中，在所述葉狀體行列的一個葉狀體行列中的每個葉狀體的波動與在所述葉狀體行列中的相鄰葉狀體的波動不同相。
14.如權(quán)利要求2中所述的發(fā)電機，其中，所述限制部件和所述葉狀體的布置的圖案呈星形的形狀，并且其中，所述葉狀體中的每一個的內(nèi)縱向邊緣機械聯(lián)接到所述限制部件中的第一限制部件上，所述葉狀體中的每一個的外縱向邊緣機械聯(lián)接到所述限制部件中的至少第二限制部件上，使得所述葉狀體的波動同相。
15.如權(quán)利要求14中所述的發(fā)電機，其中，所述葉狀體的內(nèi)縱向邊緣與所述第一限制部件的機械聯(lián)接形成多邊形截面，所述葉狀體的外縱向邊緣與所述第二限制部件的機械聯(lián)接形成V形截面。
16.如權(quán)利要求15中所述的發(fā)電機，其中，所述多邊形截面由沿著縱向軸線堆疊的多個板閉合，所述第一限制部件是沿著所述縱向軸線穿過所述多個板的中空管。
17.如權(quán)利要求15中所述的發(fā)電機，其中，所述V形截面被閉合。
18.如權(quán)利要求14中所述的發(fā)電機，其中，所述第二限制部件包括以下中的至少一個 (a)附接到徑向環(huán)上的剛性構(gòu)件，和(b)覆蓋所述葉狀體的管。
19.如權(quán)利要求2中所述的發(fā)電機，其中，所述限制部件和所述葉狀體的布置的圖案呈多邊形環(huán)的形狀，并且其中，成對的所述葉狀體沿著共同的縱向邊緣彼此機械聯(lián)接，所述葉狀體由所述限制部件中的第三限制部件圍繞。
20.如權(quán)利要求19中所述的發(fā)電機，其中，所述葉狀體中的每一個的波動與相鄰葉狀體的波動不同相。
21.如權(quán)利要求19中所述的發(fā)電機，其中，所述第三限制部件是多邊形外殼。
22.如權(quán)利要求19中所述的發(fā)電機，其中，所述葉狀體中的兩個相鄰的葉狀體與所述第三限制部件的接合形成具有三角形截面的通道。
23.如權(quán)利要求21中所述的發(fā)電機，其中，所述通道中的每一個通過沿著縱向軸線堆疊的多個板閉合，并且所述限制部件包括多個中空管，所述中空管沿著所述縱向軸線穿過所述通道中的每一個的所述多個板。
24.如權(quán)利要求19中所述的發(fā)電機，其中，所述多邊形環(huán)由所述限制部件中的第四限制部件限制，使得所述多邊形環(huán)圍繞所述第四限制部件，并且所述第四限制部件包括閉合的多邊形管。
25.如權(quán)利要求2中所述的發(fā)電機，其中，所述限制部件和所述葉狀體的布置的圖案呈蜂窩的形狀，所述蜂窩包括彼此平行的多個多邊形環(huán)，其中所述多邊形環(huán)中的每一個包括所述葉狀體中的多于兩個的葉狀體，所述多于兩個的葉狀體沿著所述多于兩個的葉狀體中的每一個的縱向邊緣彼此機械聯(lián)接，并且其中所述蜂窩由所述限制部件中的另外的限制部件限制。
26.如權(quán)利要求25中所述的發(fā)電機，其中，所述多于兩個的葉狀體中的每一個的波動與相鄰葉狀體的波動不同相。
27.如權(quán)利要求25中所述的發(fā)電機，其中，所述多于兩個的葉狀體中的每一個的波動與相鄰葉狀體的波動同相。
28.如權(quán)利要求25中所述的發(fā)電機，其中，所述多邊形環(huán)中的每一個與相鄰多邊形環(huán)不同相；
29.如權(quán)利要求25中所述的發(fā)電機，其中，所述另外的限制部件是多邊形外殼。
30.如權(quán)利要求25中所述的發(fā)電機，其中，多于兩個的多邊形環(huán)的接合形成具有三角形截面的通道。
31.如權(quán)利要求30中所述的發(fā)電機，其中，所述通道中的每一個由沿著縱向軸線堆疊的多個板閉合，并且所述限制部件包括多個中空管，所述中空管沿著所述縱向軸線穿過所述通道中的每一個的所述多個板。
32.如權(quán)利要求31中所述的發(fā)電機，還包括至少一個軸，所述至少一個軸位于所述多個中空管中的一個內(nèi)并且與所述多個中空管中的所述一個基本同心，并且棘齒地聯(lián)接到所述多個板的對應(yīng)子集合上。
33.如權(quán)利要求25中所述的發(fā)電機，其中，多于三個多邊形環(huán)的接合形成具有方形截面的通道。
34.如權(quán)利要求25中所述的發(fā)電機，其中，所述多邊形環(huán)中的一個或多個多邊形環(huán)由所述限制部件中的一個或多個第六限制部件限制，使得所述一個或多個多邊形環(huán)中的每一個由所述一個或多個第六限制部件中的對應(yīng)的第六限制部件包圍。
35.如權(quán)利要求34中所述的發(fā)電機，其中，所述一個或多個第六限制部件是閉合的多邊形管。
36.如權(quán)利要求34中所述的發(fā)電機，其中，所述多邊形環(huán)中的一個或多個多邊形環(huán)由所述限制部件中的一個或多個第七限制部件另外地限制，使得所述一個或多個多邊形環(huán)中的每一個包圍所述一個或多個第七限制部件中的對應(yīng)的第七限制部件。
37.如權(quán)利要求36中所述的發(fā)電機，其中，所述一個或多個第七限制部件是閉合的多邊形管。
38.如權(quán)利要求25中所述的發(fā)電機，其中，所述多邊形環(huán)包括具有不同形狀和尺寸的多邊形環(huán)。
39.一種用于從流體的方向流中獲取動力的機構(gòu)，所述機構(gòu)具有適于設(shè)置在流動流體中的結(jié)構(gòu)，所述機構(gòu)組合起來包括多個限制部件；多個管，所述管中的每一個具有縱向軸線、由彈性材料制成并且附接到所述限制部件中的至少一個上以將所述材料維持在持續(xù)的內(nèi)應(yīng)力的作用下的變形狀態(tài)中，所述材料在所述變形狀態(tài)下構(gòu)造為在相應(yīng)的管中產(chǎn)生一個或多個波動，使得當所述管經(jīng)受沿著其縱向軸線引導(dǎo)的運動流體的力時，在所述管中的所述波動的位置以同步的方式移動； 用于從所述管中的波動中獲取動力的動力獲取裝置。
40.如權(quán)利要求39中所述的機構(gòu)，還包括基部構(gòu)件，所述基部構(gòu)件相對于所述運動流體固定并且連接到所述多個管中的至少一個上。
41.如權(quán)利要求40中所述的機構(gòu)，其中，所述限制部件和所述管布置為將所述多個管保持在規(guī)定的圖案中，當在操作周期期間在至少一個時刻在垂直于所述管的縱向軸線的平面中觀察時，所述圖案從包括蜂窩和同心環(huán)的組中選取。
42.如權(quán)利要求41中所述的機構(gòu)，其中，所述圖案是蜂窩。
43.如權(quán)利要求42中所述的機構(gòu)，其中，所述多個管包括多種管型。
44.如權(quán)利要求43中所述的機構(gòu)，其中，所述多種管型包括至少一種管型，所述至少一種管型具有作為限制部件的剛性邊和由所述彈性材料形成的其他邊。
45.如權(quán)利要求43中所述的機構(gòu)，其中，所述多個管中的至少一個管與所述多個管中的相鄰管共用邊。
46.如權(quán)利要求43中所述的機構(gòu)，其中，所述多種管型中的至少一種管型具有閉合端部。
47.如權(quán)利要求40中所述的機構(gòu)，其中，所述多個管中的至少一個包括沿著共同的縱向邊緣彼此機械聯(lián)接的多個葉狀體，以形成具有包括多邊形環(huán)在內(nèi)的截面的管。
48.如權(quán)利要求47中所述的機構(gòu)，其中，所述動力獲取裝置包括聯(lián)接到波動上以響應(yīng)于所述波動移動的至少一個機械部件。
49.如權(quán)利要求40中所述的機構(gòu)，其中，所述波動形成所述管中的行波。
50.如權(quán)利要求40中所述的機構(gòu)，其中，所述彈性材料具有對材料應(yīng)變的電響應(yīng)。
51.如權(quán)利要求50中所述的機構(gòu)，其中，所述多個管中的至少一個管形成將機械運動轉(zhuǎn)化為電能的電換能器，其中所述至少一個管的波動在其中產(chǎn)生電壓電勢，并且所述動力獲取裝置包括至少兩個電極，所述至少兩個電極聯(lián)接到所述至少一個管上以用于從所述至少一個管的波動中獲取電力。
52.如權(quán)利要求40中所述的機構(gòu)，其中，所述限制部件和所述管的布置的圖案包括同心環(huán)。
53.如權(quán)利要求52中所述的機構(gòu)，其中，所述至少一個管的波動與相鄰管的波動不同相。
54.如權(quán)利要求52中所述的機構(gòu)，其中，所述至少一個管的波動與第一相鄰?fù)墓艿牟▌油嗖⑶遗c第二相鄰?fù)墓艿牟▌硬煌啵鲋辽僖粋€管與所述第一相鄰?fù)墓苤g的空間是敞開的，而所述至少一個管與所述第二相鄰?fù)墓苤g的空間是閉合的。
55.如權(quán)利要求52中所述的機構(gòu)，其中，所有所述多個管的波動是同相的并且所述多個管的中央管的端部是閉合的。
56.如權(quán)利要求52中所述的機構(gòu)，其中，所述多個管中的至少一個管的波動與相鄰管的波動一半不同相。
57.如權(quán)利要求52中所述的機構(gòu)，其中，所述多個管中的至少一個管的第一半部的波動與所述至少一個管的第二半部的波動一半不同相，并且所述第一半部的所述波動和所述第二半部的所述波動均與相鄰管的波動一半不同相。
58.如權(quán)利要求52中所述的機構(gòu)，其中，所述多個管中的至少一個管的第一半部的波動與所述至少一個管的第二半部的波動一半不同相，并且所述第一半部的所述波動和所述第二半部的所述波動均與相鄰管的波動同相。
59.如權(quán)利要求52中所述的機構(gòu)，其中，所述限制部件包括a.外部限制所述多個管的剛性管；以及b.多個徑向膜，其中，所述徑向膜的外邊緣附接到所述剛性管上并且所述徑向膜的最內(nèi)邊緣附接到最內(nèi)同心管上，并且所述徑向膜沿著每個剩余同心管的縱向軸線通過至少兩個點與所述每個剩余同心管相互作用且附接到所述每個剩余同心管上。
60.如權(quán)利要求59中所述的機構(gòu)，其中，所述限制部件還包括多個中空管，所述中空管中的每一個固定到所述徑向膜中的一個徑向膜上。
61.如權(quán)利要求60中所述的機構(gòu)，其中，所述多個中空管和所述剛性管固定到第二支承框架上。
62.如權(quán)利要求40中所述的機構(gòu)，其中，所述彈性材料通過固定所述彈性板材料的不同部段而附接到所述限制部件中的至少一個上。
63.一種用于從流動流體中獲取動力的動力獲取裝置，所述裝置包括相對于所述流動流體固定的基部構(gòu)件；連接到所述基部構(gòu)件上的柔性物件，所述柔性物件設(shè)置為與所述流動流體接觸，具有至少一個接觸表面，所述至少一個接觸表面永久地構(gòu)造有橫向于所述柔性物件的縱向軸線突出的持久形變，所述縱向軸線定向為基本平行于所述流動流體的主流動方向；其中，所述至少一個持久形變不管所述流動流體如何均被保持并且響應(yīng)于由所述流動流體施加的力而動態(tài)地波動；以及波動運動動力獲取部件，所述波動運動動力獲取部件聯(lián)接到所述至少一個持久形變的波動上以從所述波動獲取動力。
64.如權(quán)利要求63所述的裝置，其中，所述至少一個持久形變沿著所述柔性物件的縱向軸線縱向延伸。
65.如權(quán)利要求63所述的裝置，還包括連接到所述柔性物件上的至少一個形變保持部件，其中，所述至少一個持久形變通過所述至少一個形變保持部件維持。
66.如權(quán)利要求65所述的裝置，其中，所述柔性物件包括帶狀部，所述形變保持部件包括具有直邊緣和波動邊緣的圓齒形條；并且其中，所述帶狀部沿著一個邊緣連接到所述圓齒形條的所述波動邊緣上。
67.如權(quán)利要求66所述的裝置，其中，所述形變保持部件還包括連接到所述圓齒形條的所述直邊緣上的支承構(gòu)件，其中，所述支承構(gòu)件具有剛性和拉伸性中的至少一種。
68.如權(quán)利要求66所述的裝置，還包括第二圓齒形條，所述第二圓齒形條具有第二直邊緣和第二波動邊緣并且沿著所述第二波動邊緣連接到所述帶狀部的第二邊緣上。
69.如權(quán)利要求63所述的裝置，其中，所述柔性物件包括第一管，并且所述至少一個持久形變包括在所述第一管的截面中的第一持久隆起。
70.如權(quán)利要求69所述的裝置，還包括連接到所述第一管上的至少一個形變保持部件，其中，所述第一持久隆起由所述至少一個形變保持部件維持。
71.如權(quán)利要求69所述的裝置，還包括第二管，所述第二管設(shè)置為與所述第一管基本同心并且具有至少一個第二持久形變，所述至少一個第二持久形變包括在所述第二管的截面中的第二持久隆起。
72.如權(quán)利要求71所述的裝置，其中，所述第一管和所述第二管均附接到支承框架上。
73.如權(quán)利要求71所述的裝置，其中，在所述第一管中的所述第一持久隆起的波動與在所述第二管中的所述第二持久隆起的波動基本同相。
74.如權(quán)利要求71所述的裝置，其中，在所述第一管中的所述第一持久隆起的波動與在所述第二管中的所述第二持久隆起的波動基本不同相。
75.如權(quán)利要求69所述的裝置，還包括第二管，所述第二管沿著其邊與所述第一管的邊相連并且具有至少一個第二持久形變，所述至少一個第二持久形變包括在所述第二管的截面中的第二持久隆起。
76.如權(quán)利要求63所述的裝置，其中，所述波動運動動力獲取部件是電力獲取部件。
77.如權(quán)利要求76所述的裝置，其中，所述柔性物件包括電活性材料，并且所述電力獲取部件包括電極，所述電極電聯(lián)接到所述電活性材料上以從所述電活性材料的波動中獲得電力。
78.如權(quán)利要求77所述的裝置，其中，所述電極獲取與由所述波動導(dǎo)致的所述電活性材料的應(yīng)變相關(guān)聯(lián)的電力。
79.如權(quán)利要求78所述的裝置，其中，所述電活性材料包括電活性聚合物。
80.如權(quán)利要求63所述的裝置，其中，所述波動運動動力獲取部件是機械動力獲取部件。
81.如權(quán)利要求80所述的裝置，其中，所述機械動力獲取部件包括電磁發(fā)電機，所述電磁發(fā)電機機械聯(lián)接到所述柔性物件上以將與所述波動相關(guān)聯(lián)的機械動力轉(zhuǎn)化為電力。
82.如權(quán)利要求80所述的裝置，其中，所述機械動力獲取部件包括聯(lián)接到所述至少一個持久形變的波動上的棘齒軸。
83.如權(quán)利要求80所述的裝置，其中，所述機械動力獲取部件是泵。
84.一種用于從流動流體獲取動力的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于將所述流動流體的運動轉(zhuǎn)化為柔性物件的接觸表面的至少一個持久形變的波動的裝置，所述柔性物件設(shè)置為與所述流動流體接觸，其中，所述至少一個持久形變不管所述流動流體如何均被維持；以及用于從所述至少一個持久形變的所述波動中獲取動力的裝置。
85.一種用于從流動流體中獲取動力的方法，所述方法包括 在柔性物件中形成至少一個持久形變；將所述至少一個持久形變聯(lián)接到至少一個波動運動動力獲取部件上； 將所述柔性物件設(shè)置在流動流體中，使得所述至少一個持久形變具有橫向于所述流動流體的主流動方向的突起部；以及使用所述至少一個波動運動動力獲取部件從由所述流動流體導(dǎo)致的所述至少一個持久形變的波動中獲取動力。
86.一種形成用于從流動流體中獲取動力的裝置的方法，所述方法包括在柔性物件中形成形變，其中，所述形變能夠通過與所述柔性物件相接觸的流動流體激勵以響應(yīng)于由所述流動流體施加的力而波動； 通過第一形變保持部件固定所述形變；以及將波動運動動力獲取部件聯(lián)接到所述柔性物件上，其中，所述波動運動動力獲取部件構(gòu)造為從所述形變的動態(tài)波動中獲取動力。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于從運動流體中獲取動力的柔性機構(gòu)。柔性板狀材料在制造期間可以通過所施加的力變形以在所述材料的波動形變內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)變。在一些實施例中，形變可以通過形變保持部件維持。當錨定在運動流體中時，運動流體的能量激勵材料內(nèi)的波動形變?？梢砸远喾N方法從波動的激勵中獲取動力，包括通過使用對機械應(yīng)變具有電響應(yīng)的柔性材料，由此經(jīng)由兩個或更多個電極獲取電。在另一實施方式中，動力可以經(jīng)由板狀材料中的波動與動力獲取輸出裝置(例如轉(zhuǎn)動電磁發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)機構(gòu))的機械聯(lián)接獲得。在另一實施方式中，機構(gòu)從一種運動流體向另一種運動流體傳輸能量。
文檔編號F03B13/10GK102483030SQ200980161224
公開日2012年5月30日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者B·P·菲拉爾多 申請人:順從能源系統(tǒng)有限責任公司