專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在流體中振蕩翼片的方法和設(shè)備的制作方法
用于在流體中振蕩翼片的方法和設(shè)備本發(fā)明涉及用于在流體中振蕩(oscillating，擺動(dòng))翼片(foil，箔)的方法和設(shè)備。振蕩或者拍打翼片的靈感來(lái)源于諸如金槍魚(yú)、鯊魚(yú)、海豚和鯨等海洋游泳者的天性。海洋游泳者利用由漩渦產(chǎn)生的升力和弧形翼上的附著流產(chǎn)生的升力的混合效應(yīng)。目前的工業(yè)振蕩翼片利用弧形翼上的附著流的原理工作。當(dāng)翼片與介質(zhì)的進(jìn)入流形成角度時(shí)會(huì)產(chǎn)生升力。升力被定義為在沿垂直于進(jìn)入介質(zhì)方向?qū)ΨQ(chēng)的平面中作用的力的分力。根據(jù)本發(fā)明的方法包括步驟-在流體中產(chǎn)生翼片的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)(heavemotion，法向運(yùn)動(dòng))，起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期由翼片在相反方向上的兩個(gè)行程組成；-在流體中產(chǎn)生翼片的振蕩俯仰運(yùn)動(dòng)(pitchingmotion，縱向運(yùn)動(dòng))；其特征在于，-控制起伏運(yùn)動(dòng)；以及-在起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期期間調(diào)節(jié)俯仰(pitch，斜度)；使得-起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%直到85%上，諸如65%、66%、67%、68%、69%、 70 %,71 %,72 %,73,74 %,75 %,76 %,77 %,78 %,79 %,80 %,81 %,82 %,83 %,84 %, 85%，對(duì)于翼片的每個(gè)行程，在行程期間絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60%，諸如61%、 62 %,63 %,64 %,65 %,66 %,67 %,68 %,69 %,70 %,71 %,72 %,73,74 %,75 %,76 %, 77%,78%,79%,80%,81 %,82%,83%,84%,85%,86%,87%,88%,89%,90%,91 92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、100%。使用振蕩翼片，翼片件的俯仰運(yùn)動(dòng)和起伏運(yùn)動(dòng)都需要被周期性地且精確地控制， 以此產(chǎn)生最大可能的效率和推力。已知的用于在流體中振蕩翼片的方法，以及根據(jù)這些已知方法得出的當(dāng)前已知的用于在流體中振蕩翼片的設(shè)備的設(shè)計(jì)，都旨在產(chǎn)生俯仰和起伏兩方面的純正弦形狀運(yùn)動(dòng)， 根據(jù)理論模型可知，這將引起迎角的正弦形狀運(yùn)動(dòng)。迎角，繪制在相對(duì)于一個(gè)周期時(shí)間的曲線圖中，其等于在周期的59.4%上(翼片的每個(gè)行程)具有大于最大迎角的60%的值的正弦，此處一個(gè)周期是翼片的向上行程和向下行程。迎角是流體動(dòng)力學(xué)中的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，用于描述本體上(此處為翼片的弦線)的參考線與表示本體和流體(本體通過(guò)流體移動(dòng))之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的向量之間的角度。通常，參考線可以是在流中的任何任意形狀本體上的任何線。迎角可能是該線與迎面而來(lái)的流之間的角度。對(duì)于翼片的二維圖，迎角是翼片的弦線與進(jìn)入流體的到達(dá)方向之間的角度。對(duì)于進(jìn)入流體的到達(dá)方向的二維圖，可以采用流體在翼片跨度上的平均運(yùn)動(dòng)。由于翼片可能有扭曲，整個(gè)翼片的弦線可能不是可定義的。在這種情況下，定義一條替代的參考線。通常，翼片根部的弦線被選作參考線。相對(duì)于旨在產(chǎn)生迎角的正弦形狀運(yùn)動(dòng)的已知方法的應(yīng)用，當(dāng)應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法時(shí)，當(dāng)繪制絕對(duì)迎角所占最大絕對(duì)迎角的百分比相對(duì)于時(shí)間的關(guān)系圖時(shí)，對(duì)于至少一個(gè)行程，形成一條扁平的曲線。這具有優(yōu)于已知方法的優(yōu)勢(shì)起伏運(yùn)動(dòng)的每個(gè)振蕩周期，具有一個(gè)特別高的平均推力和一個(gè)高的平均效率。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)有利實(shí)施例中，起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%到85% 是指完成起伏運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期的時(shí)間的65%到85%。在一個(gè)替代實(shí)施例中，起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%到85%是指在起伏運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期期間內(nèi)翼片的路徑的65%到85%。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)有利實(shí)施例中，對(duì)于翼片的每個(gè)行程，在行程期間的 65 %到85 %的行程中，絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60 %。對(duì)于起伏運(yùn)動(dòng)的每個(gè)行程，這個(gè)實(shí)施例使得其有可能具有一個(gè)特別高的平均推力和一個(gè)高的平均效率。優(yōu)選地，完成行程的時(shí)間的65%到85%，在行程期間絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60%?？商娲?，翼片的路徑的65%到85%，在行程期間絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60%。在根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步的有利實(shí)施例中，完成每個(gè)行程的各自時(shí)間基本上相同。這個(gè)實(shí)施例使得其有可能具有一個(gè)用于執(zhí)行該方法的設(shè)備的相對(duì)不復(fù)雜的實(shí)施例。在一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步有利實(shí)施例中，-由起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)控制起伏運(yùn)動(dòng)，該起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)功能性地連接至翼片并且被配置成實(shí)現(xiàn)翼片的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)；以及-由俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)俯仰，該俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)功能性地連接至翼片，以便在起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期期間調(diào)節(jié)翼片的俯仰并且被配置成實(shí)現(xiàn)翼片的振蕩俯仰運(yùn)動(dòng)。 在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)有利實(shí)施例中，其中，使用一個(gè)起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，該起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括-起伏曲柄機(jī)構(gòu)，其具有圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)的第一曲柄軸并且具有相對(duì)于第一旋轉(zhuǎn)軸線偏置(offset，偏移)的第一曲柄銷(xiāo)；-起伏連接結(jié)構(gòu)，其在一個(gè)末端處圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至第一曲柄銷(xiāo)并且在另一個(gè)末端處圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至翼片；以及-導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，用于導(dǎo)向翼片的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的方法的這個(gè)實(shí)施例，尤其是這里的曲柄機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)一個(gè)不復(fù)雜的并且堅(jiān)固的機(jī)構(gòu)，用于將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為翼片的精確且周期性的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)，反之亦然。 此外，通過(guò)調(diào)節(jié)第一曲柄銷(xiāo)的偏置，曲柄機(jī)構(gòu)的應(yīng)用允許起伏運(yùn)動(dòng)的相對(duì)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)。在其有利實(shí)施例中，起伏連接結(jié)構(gòu)包括第一桿，該第一桿在其第一末端處圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至第一曲柄銷(xiāo)并且在其第二末端處連接至翼片。這個(gè)特性提供一個(gè)不復(fù)雜的連接結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)起伏連接桿的長(zhǎng)度，該結(jié)構(gòu)允許對(duì)起伏運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相對(duì)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)。在其有利實(shí)施例中，起伏連接桿的第二末端圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至翼片。這個(gè)特性使其有可能提供一個(gè)不復(fù)雜且堅(jiān)固的起伏連接結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，其中，俯仰連接桿被直接連接至翼片。在一個(gè)替代實(shí)施例中，起伏連接結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括第一平行四邊形結(jié)構(gòu)， 其將起伏連接桿的第二末端連接至翼片。這個(gè)特性允許第一桿的第二末端運(yùn)動(dòng)的精確擴(kuò)展，使得起伏曲柄機(jī)構(gòu)和/或起伏連接結(jié)構(gòu)相對(duì)于翼片的布置方式，對(duì)比于起伏連接桿被直接連接至翼片的情況時(shí)，擁有更多的選擇。在根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步有利實(shí)施例中，其中，使用包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，翼片圍繞第五旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。這個(gè)特性使得其有可能提供一個(gè)不復(fù)雜且堅(jiān)固的翼片平移運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向件，同時(shí)不限制翼片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而促進(jìn)翼片的俯仰運(yùn)動(dòng)與翼片的起伏運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向行為的分離，于是改進(jìn)對(duì)翼片的俯仰運(yùn)動(dòng)和起伏運(yùn)動(dòng)的控制。在其優(yōu)選的實(shí)施例中，第三旋轉(zhuǎn)軸線和第五旋轉(zhuǎn)軸線重合(coincide)。這個(gè)特性使其有可能進(jìn)一步促進(jìn)翼片的俯仰運(yùn)動(dòng)與翼片的起伏運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向行為的分離，從而改進(jìn)對(duì)翼片的俯仰運(yùn)動(dòng)和起伏運(yùn)動(dòng)的控制。在根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步有利實(shí)施例中，其中，使用包括導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，其中，翼片圍繞第五旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)向連接結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)向連接機(jī)構(gòu)用一個(gè)末端圍繞第五旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至翼片并且用另一個(gè)末端圍繞第六旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地與一個(gè)固定點(diǎn)相連接，該固定點(diǎn)相對(duì)于第一旋轉(zhuǎn)軸線是固定的(stationary，靜止的)。這個(gè)特性使其有可能提供一個(gè)不復(fù)雜且堅(jiān)固的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。在其優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)向連接結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)向連接桿，該導(dǎo)向連接桿在其第一末端處圍繞第五旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至翼片并且在其第二末端處圍繞第六旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至翼片。在根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步有利實(shí)施例中，其中，使用俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)被，該俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括-俯仰曲柄機(jī)構(gòu)，其具有圍繞第七旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)的第二曲柄軸并且具有相對(duì)于第七旋轉(zhuǎn)軸線偏置的第二曲柄銷(xiāo)；-俯仰連接結(jié)構(gòu)，其通過(guò)一個(gè)末端圍繞第八旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至第二曲柄銷(xiāo)并且通過(guò)另一個(gè)末端在通過(guò)俯仰調(diào)節(jié)杠桿相對(duì)于第三旋轉(zhuǎn)軸線偏置的連接點(diǎn)處連接至翼片。根據(jù)本發(fā)明方法的這個(gè)實(shí)施例，尤其是這里曲柄機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)一個(gè)不復(fù)雜且堅(jiān)固的機(jī)構(gòu)，用于將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為翼片的精確且周期性的振蕩俯仰運(yùn)動(dòng)。此外，曲柄機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，允許通過(guò)調(diào)節(jié)第二曲柄銷(xiāo)的偏置對(duì)俯仰運(yùn)動(dòng)執(zhí)行相對(duì)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)。在根據(jù)本發(fā)明方法的有利實(shí)施例中，其中，使用俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其包括俯仰曲柄機(jī)構(gòu)和俯仰連接結(jié)構(gòu)，該俯仰連接結(jié)構(gòu)包括第二桿，該第二桿在其第一末端處圍繞第八旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至第二曲柄銷(xiāo)并且在其第二末端處可旋轉(zhuǎn)地連接至翼片。這個(gè)特性提供了一個(gè)不復(fù)雜的連接結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)俯仰連接桿的長(zhǎng)度，該連接結(jié)構(gòu)允許對(duì)俯仰運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相對(duì)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)。在其優(yōu)選實(shí)施例中，俯仰連接桿的第二末端圍繞第九旋轉(zhuǎn)軸線在連接點(diǎn)處可旋轉(zhuǎn)地連接至翼片上。這個(gè)特性使其有可能提供一個(gè)不復(fù)雜且堅(jiān)固的起伏連接結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，其中，俯仰連接桿被直接連接至翼片。在一個(gè)替代實(shí)施例中，俯仰連接結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括第二平行四邊形結(jié)構(gòu)，其將俯仰連接桿的第二末端連接至連接點(diǎn)處。這個(gè)特性允許對(duì)俯仰連接桿的第二末端的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行一個(gè)精確的擴(kuò)展，使得俯仰曲柄機(jī)構(gòu)和/或俯仰連接結(jié)構(gòu)相對(duì)于翼片的布置方式，對(duì)比于俯仰連接桿被直接連接至翼片的情況，擁有更多的選擇。在根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步有利實(shí)施例中，其中，使用起伏曲柄機(jī)構(gòu)和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)，該起伏曲柄機(jī)構(gòu)和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)被功能性連接成使得當(dāng)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，起伏曲柄機(jī)構(gòu)圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與俯仰曲柄機(jī)構(gòu)圍繞第七旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同。這個(gè)特性使得俯仰運(yùn)動(dòng)和起伏運(yùn)動(dòng)的精確同步成為可能。在其有利實(shí)施例中，第一旋轉(zhuǎn)軸線和第七旋轉(zhuǎn)軸線重合。這個(gè)特性提供了第一和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)的一個(gè)不復(fù)雜的、堅(jiān)固的功能性連接。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步有利實(shí)施例中，翼片被設(shè)計(jì)成使得翼片沿其弦線是柔性的(flexible)。這個(gè)特性使其有可能提供較高的效率和較低的升力。在一個(gè)替代的或者額外的實(shí)施例中，翼片被設(shè)計(jì)成使得翼片沿其跨度是可彎曲的(bendable)。這個(gè)特性使其有可能提供較高的效率和較低的升力。在根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步有利實(shí)施例中，用于驅(qū)動(dòng)起伏曲柄機(jī)構(gòu)和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)兩者中至少之一的驅(qū)動(dòng)器被功能性地連接至起伏曲柄機(jī)構(gòu)和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)兩者中至少之一。這個(gè)特性使其有可能使用根據(jù)本發(fā)明的方法來(lái)，例如，推進(jìn)船(vessel)或者在流體中產(chǎn)生旋渦或流。在根據(jù)本發(fā)明的方法的替代實(shí)施例中，動(dòng)力產(chǎn)生器(power generator)被功能性地連接至起伏曲柄機(jī)構(gòu)和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)兩者中至少之一。這個(gè)特性使其有可能使用根據(jù)本發(fā)明的方法來(lái)從流體流中產(chǎn)生動(dòng)力。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于執(zhí)行根據(jù)如上所述的本發(fā)明的方法的設(shè)備，包括-起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，其功能性地連接至翼片并且被配置成實(shí)現(xiàn)翼片的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)，振蕩起伏運(yùn)動(dòng)由翼片在相反方向上的兩個(gè)行程組成；以及-俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，功能性地連接至翼片，用于在起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期期間調(diào)節(jié)翼片的俯仰并且被配置成實(shí)現(xiàn)翼片相對(duì)于流體的振蕩俯仰運(yùn)動(dòng)；其中，起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)和俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)被配置成使得-在至少一個(gè)確定的流入速度，并且在振蕩起伏運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)頻率下，起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%到85%上，對(duì)于翼片的每個(gè)行程，在行程期間絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60%。流入速度是流體和設(shè)備整體之間的相對(duì)速度，也被稱(chēng)為前進(jìn)速率。在根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的有利實(shí)施例中，起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%到85%是指完成起伏運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期的時(shí)間的65%到85%。在一個(gè)替代實(shí)施例中，起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%到85%是指在起伏運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期期間的翼片路徑的65%到85%。在根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的有利實(shí)施例中，對(duì)于翼片的每個(gè)行程，行程的65%到85% 上，在行程期間絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60 %。優(yōu)選地，完成行程的時(shí)間的65 %到 85%上，絕對(duì)迎角大于在行程期間的最大絕對(duì)迎角的60%。可替代地，翼片的路徑的65% 到85%上，絕對(duì)迎角大于在行程期間的最大絕對(duì)迎角的60%。在根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的進(jìn)一步有利實(shí)施例中，完成每個(gè)行程的各自時(shí)間基本上相同。相對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的方法，在上文中描述了根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的起伏控制機(jī)構(gòu)和俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步有利實(shí)施例。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種船，其包括船體，以及根據(jù)本發(fā)明的具有驅(qū)動(dòng)器的設(shè)備，該驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)起伏曲柄機(jī)構(gòu)和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)，其中，至少翼片被定位在船體的外部。在根據(jù)本發(fā)明的船的一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)確定的流入速度是指船的設(shè)計(jì)速度，并且振蕩起伏運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)頻率是指用于所述設(shè)計(jì)速度的設(shè)計(jì)頻率。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于從流體的流中產(chǎn)生能量的裝置，所述流體諸如是河流中的水，該裝置包括根據(jù)本發(fā)明的具有動(dòng)力產(chǎn)生器的設(shè)備，該動(dòng)力產(chǎn)生器功能性地連接至起伏曲柄機(jī)構(gòu)和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)，其中，至少翼片被定位在流體流中。在根據(jù)本發(fā)明的用于從流體流中產(chǎn)生能量的裝置的實(shí)施例中，至少一個(gè)確定的流入速度是流體的設(shè)計(jì)流動(dòng)速度，該裝置據(jù)此被設(shè)計(jì)，并且振蕩起伏運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)頻率是用于所述設(shè)計(jì)流動(dòng)速度的設(shè)計(jì)頻率。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于在流體中產(chǎn)生流(flow)或者旋渦(whirl)的裝置，諸如混合器或者泵，該裝置包括根據(jù)本發(fā)明的具有驅(qū)動(dòng)器的設(shè)備，該驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)起伏曲柄機(jī)構(gòu)和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)，其中，至少翼片被定位在流體中，在該流體中將產(chǎn)生流或者旋渦。在根據(jù)本發(fā)明的用于在流體中產(chǎn)生流或者旋渦的裝置的實(shí)施例中，至少一個(gè)確定的流入速度是流體的設(shè)計(jì)流動(dòng)速度，該裝置據(jù)此被設(shè)計(jì)用以產(chǎn)生，并且振蕩起伏運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)頻率是用于所述設(shè)計(jì)流動(dòng)速度的設(shè)計(jì)頻率。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種裝置，該裝置包括至少兩個(gè)功能性相連接的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，其中，這些設(shè)備彼此之間是異相位的(out of phase)。這個(gè)特性使其有可能獲得翼片下游的更加平滑的流動(dòng)并且在驅(qū)動(dòng)器或者產(chǎn)生器處獲得更加平滑的扭矩。在下文中將基于示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡明，這些實(shí)施例是在附圖中示意性示出。這些是非限制性實(shí)施例。在圖中，具有相同參考標(biāo)號(hào)的特征是相同的特征。在附圖中-

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；-圖2A到圖2D示出了如圖1中所示的用于振蕩翼片的設(shè)備18的實(shí)施例在流體中翼片起伏運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)的四個(gè)接續(xù)時(shí)刻的線框模型；-圖3A和圖;3B示出了迎角所占最大絕對(duì)迎角的百分比相對(duì)于時(shí)間所占起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期時(shí)間的百分比之間的關(guān)系，將其作為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明方法的結(jié)果；-圖4示出了迎角所占最大絕對(duì)迎角的百分比相對(duì)于時(shí)間所占起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期時(shí)間的百分比之間的關(guān)系，將其作為執(zhí)行一種旨在獲得迎角正弦形狀運(yùn)動(dòng)的已知方法的
結(jié)果；-圖5示出了圖1設(shè)備的替代實(shí)施例的示意圖；-圖6示出了圖1設(shè)備的進(jìn)一步替代實(shí)施例的示意圖；-圖7A至圖7D示出了如圖6中所示的用于振蕩翼片的設(shè)備的實(shí)施例在流體中翼片起伏運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)的四個(gè)接續(xù)時(shí)刻的線框模型；-圖8示出了帶有船體的船和根據(jù)圖6發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例；-圖9示出了根據(jù)如圖8所示發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例的替代實(shí)施例的示意圖；-圖10、圖11和圖12示出了根據(jù)如圖1至圖9所示發(fā)明的設(shè)備的進(jìn)一步替代實(shí)施例的示意圖。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例。圖1中所示的設(shè)備18具有功能性地連接至翼片1的起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)20，其被配置成用于實(shí)現(xiàn)具有弦線Ia的翼片1的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)，振蕩起伏運(yùn)動(dòng)包括翼片在相反方向上的兩個(gè)行程。起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)20被示出為具有起伏曲柄機(jī)構(gòu)22、起伏連接結(jié)構(gòu)M、和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)26。圖1中示出的是翼片1的二維圖。起伏曲柄機(jī)構(gòu)22被示出為具有第一曲柄軸5，也被稱(chēng)為動(dòng)力曲柄，能夠圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線觀旋轉(zhuǎn)，并且具有第一曲柄銷(xiāo)30，該第一曲柄銷(xiāo)相對(duì)于一偏置的曲柄銷(xiāo)上的第一旋轉(zhuǎn)軸線28偏置形成距離A。
曲柄機(jī)構(gòu)通過(guò)起伏連接結(jié)構(gòu)M被連接至翼片1，該起伏連接結(jié)構(gòu)被示出為具有起伏連接桿7，也被稱(chēng)為動(dòng)力桿，該起伏連接桿在其第一末端處圍繞第二個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線32可旋轉(zhuǎn)地連接至第一個(gè)曲柄銷(xiāo)30，并且在其第二末端處圍繞第三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線3可旋轉(zhuǎn)地連接至翼片1。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)沈用于導(dǎo)向翼片1的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)，并且包括導(dǎo)向連接結(jié)構(gòu)36，該導(dǎo)向連接結(jié)構(gòu)具有導(dǎo)向連接桿4，也被稱(chēng)為風(fēng)箏桿(kite rod)，該導(dǎo)向連接桿在其第一末端處圍繞第五個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線38 (其與第三旋轉(zhuǎn)軸線34重合)可旋轉(zhuǎn)地連接至翼片，并且在其第二末端處圍繞第六旋轉(zhuǎn)軸線42可旋轉(zhuǎn)地連接至固定點(diǎn)40，該固定點(diǎn)相對(duì)于第一旋轉(zhuǎn)軸線觀是固定的。第一旋轉(zhuǎn)軸線3 (也是翼片1的旋轉(zhuǎn)點(diǎn))被限制為只能作局部圓弧曲線44運(yùn)動(dòng)， 這是由導(dǎo)向連接桿4和第一曲柄軸5的行程B限定的。圖1中所示的設(shè)備18進(jìn)一步具有一個(gè)功能性地連接至翼片1的俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)46， 用于在起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期期間調(diào)節(jié)翼片的俯仰，并且被配置為實(shí)現(xiàn)翼片1的振蕩俯仰運(yùn)動(dòng)。俯仰控制機(jī)構(gòu)46被示出為具有俯仰曲柄機(jī)構(gòu)48和俯仰連接結(jié)構(gòu)50。俯仰曲柄機(jī)構(gòu)48被示出為具有圍繞第七旋轉(zhuǎn)軸線52可旋轉(zhuǎn)的第二曲柄軸6，并且具有第二曲柄銷(xiāo)54，該第二曲柄銷(xiāo)相對(duì)于一偏置的曲柄銷(xiāo)上的第七旋轉(zhuǎn)軸線52偏置形成距離C。第七旋轉(zhuǎn)軸線52和第一旋轉(zhuǎn)軸線觀重合，并且起伏曲柄機(jī)構(gòu)5和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)6 被功能性連接成使得當(dāng)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，起伏曲柄機(jī)構(gòu)22圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線觀的旋轉(zhuǎn)D的速度與俯仰曲柄機(jī)構(gòu)48圍繞第七旋轉(zhuǎn)軸線52的旋轉(zhuǎn)E的速度相同。如圖1中進(jìn)一步所示，在第一曲柄軸5和第二曲柄軸6之間存在相位差θ。俯仰連接結(jié)構(gòu)50被示出為具有俯仰連接桿8，也被稱(chēng)為俯仰調(diào)節(jié)桿，該俯仰連接桿在其第一末端處圍繞第八旋轉(zhuǎn)軸線56可旋轉(zhuǎn)地連接至第二曲柄銷(xiāo)Μ，并且在其第二末端處圍繞第九旋轉(zhuǎn)軸線58在連接點(diǎn)60處可旋轉(zhuǎn)的連接至翼片，該連接點(diǎn)通過(guò)俯仰調(diào)節(jié)杠桿2相對(duì)于第三旋轉(zhuǎn)軸線3偏置。圖2Α至圖2D示出了如圖1中所示的用于振蕩翼片1的設(shè)備18的實(shí)施例在流體 62中翼片1起伏運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)的四個(gè)接續(xù)時(shí)刻的線框模型。在圖2Α到圖2D中示出的是翼片1的二維圖。在圖2Α到圖2D中，設(shè)備18作為一個(gè)整體是固定的，而流體以一個(gè)相對(duì)于設(shè)備整體而言確定的流速流動(dòng)。箭頭U表示流入的速度，是流體和設(shè)備整體之間的相對(duì)速度。在如圖1和圖2所示的設(shè)備中-起伏曲柄銷(xiāo)偏置A和第二曲柄銷(xiāo)偏置C被調(diào)節(jié)過(guò)，第二曲柄銷(xiāo)偏置C比第一曲柄銷(xiāo)偏置A大；-起伏曲柄軸5和俯仰曲柄軸6之間的相位偏置θ被調(diào)節(jié)過(guò)；-起伏連接桿7的長(zhǎng)度被調(diào)節(jié)過(guò)；并且-俯仰連接桿8的長(zhǎng)度被調(diào)節(jié)過(guò)；使得在一定的流入速度U和曲柄軸的一定的旋轉(zhuǎn)速度η下，旋轉(zhuǎn)速度是產(chǎn)生的起伏運(yùn)動(dòng)頻率的表示，翼片1將以以下方式振蕩，如圖3Α所示，其中示出迎角所占最大絕對(duì)迎角的百分比相對(duì)于時(shí)間所占起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期時(shí)間的百分比之間的關(guān)系，對(duì)于翼片的每個(gè)行程F、G，起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%到85%上，在行程期間絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60%。
特別是在圖3A中所示，對(duì)于翼片的每個(gè)行程F、G，在行程期間完成該行程的65% 到85 %的時(shí)間上，絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60%，并且完成每個(gè)行程的各自時(shí)間基本上相同。對(duì)于每個(gè)行程，曲線是一條扁平曲線。在圖;3B中示出了迎角所占最大絕對(duì)迎角的百分比相對(duì)于時(shí)間所占起伏運(yùn)動(dòng)振蕩周期時(shí)間的百分比之間關(guān)系的扁平曲線的另一個(gè)例子，其中對(duì)于翼片的每個(gè)行程，在起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%到85%上，在行程期間絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60%。如圖 3A、圖;3B所示，對(duì)于翼片的每個(gè)行程F、G，在行程期間完成該行程的65%到85%的時(shí)間上， 絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60 %，并且完成每個(gè)行程的各自時(shí)間基本上相同。在圖3A和圖:3B兩圖中，對(duì)于每個(gè)行程F、G，相對(duì)于圖4中示出的曲線，該曲線是扁平的曲線。圖4示出了迎角所占最大絕對(duì)迎角的百分比相對(duì)于時(shí)間所占起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期時(shí)間的百分比之間的關(guān)系，其為執(zhí)行一種旨在獲得迎角正弦形狀運(yùn)動(dòng)的已知方法的結(jié)果。對(duì)于翼片的每個(gè)行程F、G，在周期的59. 4%上，迎角的值大于最大迎角的60%，其中一個(gè)周期是指翼片的向上和向下行程。在圖5中是根據(jù)本發(fā)明如圖1所示的設(shè)備18的一個(gè)替代實(shí)施例。圖5中所示設(shè)備與圖1中所示設(shè)備比較，存在以下不同起伏連接桿7和俯仰連接桿8各自的第二末端處不是直接連接至翼片1，而是各自通過(guò)一個(gè)起伏平行四邊形結(jié)構(gòu)62和一個(gè)俯仰平行四邊形結(jié)構(gòu)64連接至翼片。圖5中示出的是翼片1的二維圖。起伏平行四邊形結(jié)構(gòu)62由可旋轉(zhuǎn)的互連桿^、4b和11組成，將起伏連接桿7的第二末端連接至翼片1。由可旋轉(zhuǎn)的互連桿加、11、12和俯仰調(diào)節(jié)杠桿2b組成的俯仰平行四邊形結(jié)構(gòu)64，即俯仰平行四邊形，將俯仰連接桿8的第二末端連接至連接點(diǎn)。由于桿11 和12在翼片1的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持平行，可以將示意性示出的流線型外殼14布置安裝在桿11和桿12周?chē)?，以減少桿11和桿12在流體中的阻力。在圖6中，示出了根據(jù)本發(fā)明如圖1所示設(shè)備的替代實(shí)施例。圖6中所示的設(shè)備18具有功能性地連接至翼片1的起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)20，其被配置成實(shí)現(xiàn)具有弦線Ia的翼片1的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)，該振蕩起伏運(yùn)動(dòng)由翼片1在相反方向上的兩個(gè)行程組成。圖6中所示的是翼片1的二維圖。起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)20被示出為具有起伏曲柄機(jī)構(gòu)22、起伏連接結(jié)構(gòu)M和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)26。起伏曲柄機(jī)構(gòu)22被示出為具有能夠圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線觀旋轉(zhuǎn)的起伏曲柄軸5，也被稱(chēng)為動(dòng)力曲柄，并且具有第一曲柄銷(xiāo)30，該第一曲柄銷(xiāo)相對(duì)于在一偏置曲柄銷(xiāo)上的第一旋轉(zhuǎn)軸線觀偏置形成距離A。起伏曲柄機(jī)構(gòu)22通過(guò)起伏連接結(jié)構(gòu)M被連接至翼片1，起伏連接結(jié)構(gòu)被示出為具有起伏連接桿7，也被稱(chēng)為動(dòng)力桿，該起伏連接桿在其第一末端處圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線32可旋轉(zhuǎn)地連接至第一曲柄銷(xiāo)30并且在其第二末端處圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸線3可旋轉(zhuǎn)地連接至翼片1。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)沈用于導(dǎo)向翼片1的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)，并且包括導(dǎo)向連接結(jié)構(gòu)36，該導(dǎo)向連接結(jié)構(gòu)具有導(dǎo)向連接桿4，也被稱(chēng)為風(fēng)箏桿，該導(dǎo)向連接桿在其第一末端處圍繞與第三旋轉(zhuǎn)軸線3重合的第五旋轉(zhuǎn)軸線38可旋轉(zhuǎn)地連接至翼片1，并且在其第二末端處圍繞第六旋轉(zhuǎn)軸線42可旋轉(zhuǎn)地連接至固定點(diǎn)40，該固定點(diǎn)相對(duì)于第一旋轉(zhuǎn)軸線28是固定的。第一旋轉(zhuǎn)軸線3是翼片1的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，被限制為作局部圓弧曲線44運(yùn)動(dòng)，這是由導(dǎo)向連接桿4和第一曲柄軸5的行程B限定的。圖6中所示的設(shè)備進(jìn)一步具有俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)46，其功能性地連接至翼片1，用于在起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期期間調(diào)節(jié)翼片1的俯仰，并且被配置成實(shí)現(xiàn)翼片1的振蕩俯仰運(yùn)動(dòng)。俯仰控制機(jī)構(gòu)46被示出為具有俯仰曲柄機(jī)構(gòu)48和俯仰連接結(jié)構(gòu)50。俯仰曲柄機(jī)構(gòu)48被示出為具有圍繞第七旋轉(zhuǎn)軸線52可旋轉(zhuǎn)的第二曲柄軸6，并且具有俯仰曲柄銷(xiāo)54，該俯仰曲柄銷(xiāo)相對(duì)于在一偏置曲柄銷(xiāo)上的第七旋轉(zhuǎn)軸線52偏置形成距離C。第七旋轉(zhuǎn)軸線52與第一旋轉(zhuǎn)軸線觀重合，并且起伏曲柄機(jī)構(gòu)22和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)48被功能性地連接成使得當(dāng)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，起伏曲柄機(jī)構(gòu)22圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線觀的旋轉(zhuǎn) D的速度與俯仰曲柄機(jī)構(gòu)48圍繞第七旋轉(zhuǎn)軸線52的旋轉(zhuǎn)E的速度相同。如圖6中進(jìn)一步所示，起伏曲柄軸5和俯仰曲柄軸6之間沒(méi)有相位差。俯仰連接結(jié)構(gòu)50具有俯仰連接桿8，也被稱(chēng)為俯仰調(diào)節(jié)桿，該俯仰連接桿在其第一末端處圍繞第八旋轉(zhuǎn)軸線56可旋轉(zhuǎn)地連接至俯仰曲柄銷(xiāo)54，并且在其第二末端處通過(guò)俯仰平行四邊形結(jié)構(gòu)64可旋轉(zhuǎn)地連接至翼片1。俯仰平行四邊形結(jié)構(gòu)64被示出為具有 杠桿9、第一平行四邊形10 (包括可旋轉(zhuǎn)的互連桿IOa到IOd)、以及第二平行四邊形13 (包括可旋轉(zhuǎn)的互連桿13a到13d)。杠桿9在點(diǎn)11處將俯仰連接桿8的第二末端8b連接至第一平行四邊形10的第一末端10e，該點(diǎn)相對(duì)于第一旋轉(zhuǎn)軸線觀是固定的。第一平行四邊形 10的第二末端IOf在固定點(diǎn)40處被連接至第二平行四邊形13的第一末端133，導(dǎo)向連接桿4也被連接至該固定點(diǎn)處。第二平行四邊形13的第二末端13f被連接至翼片1。如此， 俯仰平行四邊形結(jié)構(gòu)64將俯仰連接桿8的第二末端8b連接至連接點(diǎn)60，該連接點(diǎn)通過(guò)俯仰調(diào)節(jié)杠桿2相對(duì)于第三旋轉(zhuǎn)軸線3偏置。導(dǎo)向連接桿4的功能是將翼片的垂直力傳遞到固定點(diǎn)12，但是該功能通過(guò)第二平行四邊形13也可以實(shí)現(xiàn)。在圖7A至圖7D中示出了如圖6所示的用于振蕩翼片1的設(shè)備18的實(shí)施例在流體62中翼片1的起伏運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)的四個(gè)接續(xù)時(shí)刻的線框模型。圖7A至圖7D 中示出的是翼片1的二維圖。在圖7A至圖7D中，設(shè)備18作為一個(gè)整體是固定的，而流體相對(duì)于設(shè)備整體以一個(gè)確定的流速流動(dòng)。箭頭U表示流入速度，是流體和設(shè)備整體之間的相對(duì)速度。如圖6和圖7所示的設(shè)備18中-起伏曲柄銷(xiāo)偏置A和俯仰曲柄銷(xiāo)偏置C被調(diào)節(jié)過(guò)；-起伏曲柄軸5和俯仰曲柄軸6之間的相位差θ被調(diào)節(jié)過(guò)；-俯仰連接桿8的長(zhǎng)度被調(diào)節(jié)過(guò)；-杠桿9的長(zhǎng)度被調(diào)節(jié)過(guò)；-杠桿9和第一平行四邊形10之間的角度α被調(diào)節(jié)過(guò)；并且-連接杠桿9和第一平行四邊形10的固定旋轉(zhuǎn)點(diǎn)11的位置被調(diào)節(jié)過(guò)，使得在一定的流入速度U和一定的旋轉(zhuǎn)速度η下，旋轉(zhuǎn)速度是產(chǎn)生的起伏運(yùn)動(dòng)的頻率的表示，翼片1將以以下方式振蕩，如圖3Α和:3Β所示，其中示出迎角所占最大絕對(duì)迎角的百分比相對(duì)于時(shí)間所占起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期時(shí)間的百分比之間的關(guān)系，對(duì)于翼片的每個(gè)行程F、G，起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%到85%上，在行程F、G期間絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60%。
在圖8中，示出船66，該船具有船體68以及圖6中的設(shè)備18，其中翼片1被定位在船體68外側(cè)。設(shè)備18包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)器(未示出)，該驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)起伏曲柄機(jī)構(gòu)22 和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)48，使得起伏曲柄機(jī)構(gòu)22和俯仰曲柄機(jī)構(gòu)48被施加一定的轉(zhuǎn)速η。第二平行四邊形13能夠被放置在一個(gè)流線型外殼14 (示意性示出)中，以減少第二平行四邊形13的桿的阻力。流線型外殼14能夠通過(guò)一個(gè)中空導(dǎo)向連接桿4具體實(shí)現(xiàn)。俯仰連接結(jié)構(gòu)50的位于第二曲柄軸6與第二平行四邊形13之間部分，諸如部件 8、9、10，被定位在船66的內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)不復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，其中流入物對(duì)翼片的擾動(dòng)低。在圖9中，示出了如圖8所示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備18的一個(gè)可替換實(shí)施例。在如圖 9所示的設(shè)備中，俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)50包括俯仰調(diào)節(jié)杠桿2，其被連接至兩個(gè)桿13a、i;3b和另一個(gè)杠桿70，從而形成俯仰平行四邊形13，用以調(diào)節(jié)翼片1的俯仰。通過(guò)一種已知的裝置 (諸如電動(dòng)機(jī)或氣缸)在導(dǎo)向連接桿4的固定旋轉(zhuǎn)點(diǎn)12的位置處完成對(duì)平行四邊形13的調(diào)節(jié)。替換桿13a、13b，鏈條或纜繩可以被用于形成平行四邊形13。代替如圖1到圖9所示的每個(gè)設(shè)備18對(duì)應(yīng)一個(gè)翼片1，如圖10和圖11，每個(gè)設(shè)備 18對(duì)應(yīng)多于一個(gè)翼片la、lb可以被應(yīng)用。圖10和圖11中還示出了第一旋轉(zhuǎn)軸線觀和第七旋轉(zhuǎn)軸線52不重合的可能性。如圖12所示，多于一個(gè)設(shè)備18a、18b、18c可以彼此連接(存在相位差)-為了獲得較小的振蕩脈沖；-當(dāng)另一個(gè)翼片在頂部或底部時(shí)，通過(guò)這些翼片中一個(gè)翼片引發(fā)振蕩脈沖；-通過(guò)減小每個(gè)槳葉的推力載荷來(lái)提高效率。在圖3A和;3B中示出，對(duì)于翼片的每個(gè)行程，在該行程期間完成行程的65%到 85 %時(shí)間上，絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60 %，并且完成每個(gè)行程的各自時(shí)間基本上相同。對(duì)于每個(gè)行程，曲線是一條扁平曲線。它也可能是并不是對(duì)于翼片的每個(gè)行程，在行程期間該行程的65%到85%上，絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60%，而是，起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%到85%上，對(duì)于翼片的每個(gè)行程，在行程期間絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的 60%。在這種情況中，例如只有一個(gè)行程的曲線能夠是扁平的。此外，完成每個(gè)行程的各自時(shí)間也可能不同。如圖1到圖12所示的兩個(gè)曲柄軸5和6的旋轉(zhuǎn)方向是順時(shí)針?lè)较颉８鶕?jù)本發(fā)明的原理，曲柄的旋轉(zhuǎn)方向的其他變化也能被應(yīng)用，諸如兩個(gè)曲柄軸5和6的旋轉(zhuǎn)方向可以是逆時(shí)針?lè)较颍蛘咔S中的一個(gè)曲柄軸的旋轉(zhuǎn)是順時(shí)針?lè)较?，而另一個(gè)曲柄軸是逆時(shí)針?lè)较?。在這些圖中，翼片具有對(duì)稱(chēng)的翼片形狀，但是它可以采用其他形式，同時(shí)作為升力面，包括一個(gè)簡(jiǎn)單的平板，帶有活動(dòng)尾翼或者眼狀輪廓的翼片。在這些圖中，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形成為包括許多個(gè)桿的連接結(jié)構(gòu)，這些桿將翼片連接到一個(gè)相對(duì)于第一旋轉(zhuǎn)軸線固定的點(diǎn)。然而，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)也可以被形成為例如軌道結(jié)構(gòu)，在翼片的起伏運(yùn)動(dòng)期間，第三旋轉(zhuǎn)軸線沿著其移動(dòng)。在這些圖中，起伏控制機(jī)構(gòu)具有起伏曲柄機(jī)構(gòu)。除了起伏曲柄機(jī)構(gòu)，線性位移機(jī)構(gòu)也可以被用于產(chǎn)生和或控制翼片的起伏運(yùn)動(dòng)，例如線性馬達(dá)或者線性液壓或氣壓缸。將顯而易見(jiàn)的是，在本發(fā)明的描述中和附圖中僅僅示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一些可能的實(shí)施例，但如已經(jīng)在本發(fā)明的描述中所指出的，在不偏離如權(quán)利要求中所指出的本發(fā)明思想的情況下，能夠做出一些變化。
權(quán)利要求
1.用于在流體中振蕩翼片的方法，包括步驟-在所述流體中產(chǎn)生所述翼片的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)，所述起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期由所述翼片在相反方向上的兩個(gè)行程組成；-在所述流體中產(chǎn)生所述翼片的振蕩俯仰運(yùn)動(dòng)； 其特征在于，-控制所述起伏運(yùn)動(dòng)；以及-在所述起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期期間調(diào)節(jié)俯仰；使得-在所述起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%到85 %上，對(duì)于所述翼片的每個(gè)行程，在行程期間絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%到85%是以下之一-完成所述起伏運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期的時(shí)間的65%到85% ；以及 -在所述起伏運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期中所述翼片的路徑的65%到85%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，-對(duì)于所述翼片的每個(gè)行程，在行程期間，在65 %到85 %的行程上，絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60% ；優(yōu)選地，是以下之一-在完成行程的時(shí)間的65%到85%上；以及 -在行程的路徑的65 %到85 %上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中， -完成每個(gè)行程的各自時(shí)間基本上相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，-由起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)控制所述起伏運(yùn)動(dòng)，所述起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)功能性地連接至所述翼片并且被配置成實(shí)現(xiàn)所述翼片的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)；以及-由俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)俯仰，所述俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)功能性地連接至所述翼片以便在所述起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期期間調(diào)節(jié)所述翼片的俯仰并且被配置成實(shí)現(xiàn)所述翼片的振蕩俯仰運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括-起伏曲柄機(jī)構(gòu)，其具有圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)的第一曲柄軸，并且具有相對(duì)于所述第一旋轉(zhuǎn)軸線偏置的第一曲柄銷(xiāo)；-起伏連接結(jié)構(gòu)，其在一個(gè)末端處圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至所述第一曲柄銷(xiāo)并且在另一個(gè)末端處圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至所述翼片；以及 -導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，用于引導(dǎo)所述翼片的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，-所述起伏連接結(jié)構(gòu)包括起伏連接桿，所述起伏連接桿在其第一末端處圍繞所述第二旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至所述第一曲柄銷(xiāo)并且在其第二末端處連接至所述翼片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，-所述起伏連接桿的第二末端圍繞所述第三旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至所述翼片。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，-所述起伏連接結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括第一平行四邊形結(jié)構(gòu)，所述第一平行四邊形結(jié)構(gòu)將所述起伏連接桿的第二末端連接至所述翼片。
10.根據(jù)權(quán)利要求6到9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述翼片圍繞第五旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其中，優(yōu)選地，所述第三旋轉(zhuǎn)軸線與所述第五旋轉(zhuǎn)軸線重合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)向連接結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)向連接機(jī)構(gòu)通過(guò)一個(gè)末端圍繞所述第五旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至所述翼片，并且通過(guò)另一個(gè)末端圍繞第六旋轉(zhuǎn)軸線與相對(duì)于所述第一旋轉(zhuǎn)軸線固定的固定點(diǎn)可旋轉(zhuǎn)地連接，其中，優(yōu)選地，所述導(dǎo)向連接結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)向連接桿，所述導(dǎo)向連接桿在其第一末端處圍繞所述第五旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至所述翼片，并且在其第二末端處圍繞所述第六旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至所述固定點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求5到11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括-俯仰曲柄機(jī)構(gòu)，其具有圍繞第七旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)的第二曲柄軸，并且具有相對(duì)于所述第七旋轉(zhuǎn)軸線偏置的第二曲柄銷(xiāo)；-俯仰連接結(jié)構(gòu)，其通過(guò)一個(gè)末端圍繞第八旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至所述第二曲柄銷(xiāo)， 并且通過(guò)另一個(gè)末端在通過(guò)俯仰調(diào)節(jié)杠桿相對(duì)于所述第三旋轉(zhuǎn)軸線偏置的連接點(diǎn)處連接至所述翼片。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述俯仰連接結(jié)構(gòu)包括俯仰連接桿，所述俯仰連接桿在其第一末端處圍繞所述第八旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至所述第二曲柄銷(xiāo)，并且在其第二末端處可旋轉(zhuǎn)地連接至所述翼片。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，-所述俯仰連接桿的第二末端在所述連接點(diǎn)處圍繞第九旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地連接至所述翼片。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述俯仰連接結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括第二平行四邊形結(jié)構(gòu)，所述第二平行四邊形結(jié)構(gòu)將所述俯仰連接桿的第二末端連接至所述連接點(diǎn)。
16.根據(jù)至少權(quán)利要求6和12所述的方法，其中，-所述起伏曲柄機(jī)構(gòu)和所述俯仰曲柄機(jī)構(gòu)被功能性地連接成使得當(dāng)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述起伏曲柄機(jī)構(gòu)圍繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與所述俯仰曲柄機(jī)構(gòu)圍繞所述第七旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，-所述第一旋轉(zhuǎn)軸線與所述第七旋轉(zhuǎn)軸線重合。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，-所述翼片被設(shè)計(jì)成使得所述翼片沿其弦線是柔性的。
19.根據(jù)權(quán)利要求1到18中任一項(xiàng)所述的方法，其中，-所述翼片被設(shè)計(jì)成使得所述翼片沿其跨度是可彎曲的。
20.根據(jù)權(quán)利要求1到19中的一項(xiàng)所述的方法，其中-將用于驅(qū)動(dòng)所述起伏曲柄機(jī)構(gòu)和所述俯仰曲柄機(jī)構(gòu)中至少之一的驅(qū)動(dòng)器功能性地連接至所述起伏曲柄機(jī)構(gòu)和所述俯仰曲柄機(jī)構(gòu)中至少之一。
21.根據(jù)權(quán)利要求1到20中的一項(xiàng)所述的方法，其中-將動(dòng)力產(chǎn)生器功能性地連接至所述第一曲柄和所述第二曲柄中至少之一。
22.用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到22中任一項(xiàng)所述的方法的設(shè)備，包括-起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，其功能性地連接至所述翼片并且被配置成實(shí)現(xiàn)所述翼片的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)，所述振蕩起伏運(yùn)動(dòng)由所述翼片在相反方向上的兩個(gè)行程組成；以及-俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其功能性地連接至所述翼片，用于在所述起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期期間調(diào)節(jié)所述翼片的俯仰并且被配置成實(shí)現(xiàn)所述翼片相對(duì)于所述流體的振蕩俯仰運(yùn)動(dòng)； 其中，所述起伏運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)和所述俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)被配置成使得 -在至少一個(gè)確定的流入速度下，并且在所述振蕩起伏運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)頻率下，在所述起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65%到85%上，對(duì)于所述翼片的每個(gè)行程，在行程期間絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60%。
23.船，包括 -船體；以及-根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，至少所述翼片被定位在所述船體的外部， 其中，-所述設(shè)備包括驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)所述起伏曲柄機(jī)構(gòu)和所述俯仰曲柄機(jī)構(gòu)中至少之一。
24.用于從流體的流中產(chǎn)生能量的裝置，所述流體諸如河流中的水，所述裝置包括 -根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，至少所述翼片被定位在所述流體的流中。 其中，-所述設(shè)備包括動(dòng)力產(chǎn)生器，所述動(dòng)力產(chǎn)生器功能性地連接至所述第一曲柄和所述第二曲柄中至少之一。
25.用于在流體中產(chǎn)生流或旋渦的裝置，包括-根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，至少所述翼片被定位在所述流體中，在所述流體中將產(chǎn)生所述流或者旋渦， 其中，-所述設(shè)備包括驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)所述起伏曲柄機(jī)構(gòu)和所述俯仰曲柄機(jī)構(gòu)中至少之一。
26.裝置，包括-至少兩個(gè)功能性相連接的根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備彼此之間是異相位的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在流體中振蕩翼片的方法和設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的方法包括步驟在流體中產(chǎn)生翼片的振蕩起伏運(yùn)動(dòng)，起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期由翼片在相反方向上的兩個(gè)行程組成；在流體中產(chǎn)生翼片的振蕩俯仰運(yùn)動(dòng)；其特征在于，控制起伏運(yùn)動(dòng)；以及在起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期期間調(diào)節(jié)俯仰；使得在起伏運(yùn)動(dòng)的振蕩周期的65％到85％上，對(duì)于翼片的每個(gè)行程，在行程期間絕對(duì)迎角大于最大絕對(duì)迎角的60％。
文檔編號(hào)F03B17/06GK102597497SQ201080044060
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者巴斯·戈里斯 申請(qǐng)人:振蕩翼片發(fā)展有限公司