立體空間結構組件的製作方法

2023-09-19 17:22:35 2

專利名稱：立體空間結構組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是立體空間結構組件，更具體的是涉及環保地彈性的立體空間結構組件。對相關申請的參考本申請在此要求於2011年6月8日提交的第61/494，873號，標題為「TORQUE BOXASSEMBLIES」的美國臨時專利申請及於2011年6月8日提交的第61/494，875號，標題為「SPATIAL STRUCTURES」的優先權。上述申請的全部內容通過引證併入本文。發明背景
立體空間結構組件包括多個部件，例如棒、梁、線纜、導線或者平板，其安排用於支撐安裝於其上的負載。在時而處於惡劣環境條件下，立體空間結構組件可以被安裝在室外。這種立體空間結構組件可能會受到環境的作用力，例如風力、雨、冰雹、雪以及地震等。

發明內容
根據本發明的一些實施方案，提供了一種太陽追蹤系統，其用於在至少兩個軸線上追蹤太陽，所述太陽追蹤系統包括底座，安裝在該底座上的旋轉系統，立體空間結構組件，所述立體空間結構組件具有在其第一邊緣端的較低部分以及在其第二邊緣端的較高部分，所述較低部分相對於較高部分更接近於所述旋轉系統，和在所述較低部分的錨固位置，以及在錨固位置的扭矩箱組件，其用於抵抗應用到該立體空間結構組件的扭矩。根據一些實施方案，所述扭矩箱組件包括空間結構桁架。另外，所述扭矩箱組件包括至少一個第一構件和第二構件，其中第一構件的橫截面的表面面積大於第二構件的橫截面的表面面積。更進一步的說，所述扭矩箱組件被設計用於抵抗由作用力F導致的扭矩T，所述作用力F以以下任意一個方向上被應用於所述立體空間結構組件平行於直角坐標軸系統的水平軸，平行於直角坐標軸系統的垂直軸，平行於直角坐標軸系統的深度軸，或者上述各軸的組合。根據一些實施方案，所述扭矩箱組件包括多個配置有中空結構橫截面的構件。另夕卜，所述扭矩箱組件包括多個被布置在長方體狀配置中的構件，該長方體狀配置具有至少一個沿著該長方體狀配置的至少一個表面延伸的傾斜的對角線構件。根據一些實施方案，所述立體空間結構組件支撐在其上的負載。另外，該負載包括太陽能集中器。更具體的，所述太陽能集中器用於集中太陽能輻射以及集中該輻射到安裝在所述立體空間結構組件上的接收器。根據一些實施方案，所述旋轉系統包括至少一個放置於所述較低部分的活塞。並且，所述立體空間結構組件包括至少一個框架，其中，隨著從所述錨固位置到所述較高部分的距離的增加，框架的質量不斷地減小。此外，所述扭矩箱組件用於抵抗應用於所述立體空間結構組件的扭矩，從而允許所述立體空間結構組件以基本上為0.001-0. 01弧度的準確性追蹤太陽。
根據本發明的一些實施方案提供了一種複數軸太陽追蹤系統，該複數軸太陽追蹤系統包括底座，立體空間結構組件，安裝在底座上並且旋轉地連接到所述立體空間結構組件上的旋轉系統，其中所述立體空間結構組件具有在其第一邊緣端的較低部分和在其第二邊緣端的較高部分，所述較低部分相對於較高部分更接近所述旋轉系統，位於所述較低部分的錨固位置，其用於錨固所述立體空間結構組件和旋轉系統，以及在錨固位置的扭矩箱組件，其用於抵抗應用於所述立體空間結構組件的扭矩，從而允許所述立體空間結構組件以基本上O. 001-0. 01弧度的準確性追蹤太陽。另外，所述複數軸太陽追蹤系統可以是雙軸太陽追S示系統。根據本發明的一些實施方案，提供一種複數軸太陽追蹤系統，該複數軸太陽追蹤系統包括底座，立體空間結構組件以及安裝在所述底座用於旋轉所述立體空間結構組件的旋轉系統，其中所述立體空間結構組件包括框架，該框架具有在所述立體空間結構組件的第一邊緣端的較低部分和在所述立體空間結構組件的第二邊緣端的較高部分，所述較低部分相對於較高部分更接近所述旋轉系統，用於錨固所述立體空間結構組件和旋轉系統的錨固位置，其中，隨著從所述錨固位置到所述較高部分的距離的增加，框架的質量不斷的減 小。因此，所述框架從所述較低部分向較高部分逐漸變窄，以至於框架的較低部分比較高部分寬。另外，框架包括梯形形狀。可以替換的是框架包括三角形形狀。


本發明的其他特徵和優勢將通過以下結合對應的附圖而進行的詳細描述而變得更為明顯，其中附圖I是根據本發明一個實施方案的構造和操作的立體空間結構組件的簡化的圖形說明；附圖2A和2B是附圖I中的立體空間結構組件的簡化的圖形說明，其分別用於展示支撐太陽能集中器和在附圖2A中箭頭A方向的簡化的圖形說明；附圖3是附圖2A中的立體空間結構組件的元件的簡化的側視圖說明；附圖4是根據本發明的另一實施方案的立體空間結構組件的簡化的側視圖說明；附圖5是根據本發明的另一實施方案的立體空間結構組件的簡化的側視圖說明；附圖6A和6B是附圖3中的立體空間結構組件的簡化的圖形說明，其分別展示的是根據第一實施方案的錨固位置和根據第二實施方案的錨固位置；附圖7A和7B是扭矩箱組件的簡化的圖形說明，其分別展示的是附圖3中的箭頭B的方向和該扭矩箱組件的子組件的簡化的圖形說明；以及附圖8A和SB是扭矩箱組件的簡化的圖形說明，其分別展示的是附圖4中的箭頭C的方向和該扭矩箱組件的子組件的簡化的圖形說明。
具體實施例方式在以下描述中，本發明的各個方面將被詳細描述。出於解釋的目的，具體的配置和細節是為了提供對本發明透徹的理解。但是，本領域技術人員應該理解本發明的主題可以被實施(在此無具體的細節)且並沒有偏離本發明的範圍。再者，該描述省略和/或簡化了一些眾所周知的特徵以使本發明的主題的描述不會模糊不清。
現在參考附圖1-2B，附圖I是對立體空間結構組件100的簡化的圖形說明，以及附圖2A和2B是附圖I中的立體空間結構組件的簡化的圖形說明，其分別用於展示支撐太陽能集中器和在附圖2A中箭頭A方向的簡化的圖形說明。所述立體空間結構組件100可以被安裝在底座104上。所述底座102可以被布置在地面106或者其他適合的不動的平面上。直角坐標軸系統可以包括水平軸112 (即X軸)、垂直軸116 (即Y軸)和深度軸118 (即Z軸)，其通常與地球(或地面)的軸對齊。所述的底座104可以包括旋轉系統119，其被提供用於允許所述立體空間結構組件100以任何適合的方向旋轉，例如在雙軸追蹤系統120中。在其他實施方案中，所述的追蹤系統120可以是任何複數軸追蹤系統，例如三軸追蹤系統。在附圖1、2A和2B的實施方案中，所述旋轉系統119允許所述立體空間結構組件100在所述雙軸追蹤系統120中繞著水平軸112以箭頭124的方向旋轉。這種旋轉可以通過旋轉系統119以任何適合的方式促進，包括活塞130(附圖2B)，所述活塞從底座104凸出並且以任何適合的方式旋轉連接到所述立體空間結構組件100。例如，兩個活塞130可以分別固定到所述立體空間結構組件100的安裝位置132和134。所述活塞130被配置用於在箭頭124的方向伸長或縮短來旋轉所述立體空間結構組件100。所述底座104可以在箭頭136的方向上繞著軸116旋轉。這種旋轉可以以任何適合的方式被促進，例如通過在旋轉系統119的圓形軌道140內的輪子138的旋轉。多個棒144可以從底座104凸出並在錨固位置150通過連接器148(見附圖7A)連接到所述立體空間結構組件100上。所述連接器148可以是任何適合的連接器，例如包括平板149的鉸鏈連接器等。正如附圖1、2A和2B所示，所述底座104可以在四個位置150錨固，人們應該理解，錨固可以通過任何適合的方法在任何適合的位置被執行，例如焊接棒144到所述立體空間結構組件100等。所述立體空間結構組件100可以支撐任何適合的負載。在一個非限制性的實施例中，如附圖2A和2B所示，負載可以是集中器陣列154，所述集中器陣列154被設計用於從太陽156集中輻射到集中點158。所述集中器陣列154可以一起形成太陽能集中器160，其用於通過在雙軸追蹤系統120中旋轉集中器160來追蹤太陽156。在這個實施方案中，所述雙 軸追蹤系統120是一種雙軸太陽追蹤系統。所述集中器160可以以任何適合的外形形成，例如基本上為盤形、拋物線狀外形、平行四邊形狀外形等。在附圖2A和2B的實施方案中，集中器160以長方形的形狀形成。在非限定性的實施例中，集中器可以以長方形的形狀形成，其具有比較大的長度，例如範圍在300-900平方米。額外的集中器在申請人的國際申請PCT/IL2009/001183中描述，其全部內容在此通過引證併入本文。集中的太陽能輻射可以以任何適合的方式轉換成熱能。舉例來說，所述太陽能集中可能發生在安裝在集中點158並且由電纜164支撐的接收器(未展示)上。一種流體，例如空氣或是其他任何適合的流體可以在接收器內通過集中的太陽能輻射被加熱。在被加熱的流體內的熱能可以被提供給任何熱能消耗系統(未展示)。所述立體空間結構組件100能夠被一個或多個作用力F(見附圖I)約束，作用力F如下所述立體空間結構組件100可能受重力N約束，由於該立體空間結構組件100的重量(即靜負荷)和任何安裝於其上的負載，如集中器160。由立體空間結構組件100支撐的負載基本上可以很重。在一個非限制性的實施例中，所述立體空間結構組件100及集中器160的重量可以達到40-80噸的範圍。在時而處於惡劣環境的條件下，所述立體空間結構組件可以被安裝在室外。該立體空間結構組件100可能會受到環境作用力W 的約束，例如風力、雨、冰雹、雪以及地震等。舉例來說，在以色列南部的平均風力估計在1200千牛。另外，所述立體空間結構組件100可能受到額外的活塞誘導力P (見附圖2B)，由活塞130在位置132和134縮短或伸長時應用在所述立體空間結構組件上的。這樣，所述立體空間結構組件100 —般可受到作用力F的約束，作用力F包括環境作用力W、靜負載作用力N以及活塞誘導力P和其他作用力。所述的環境作用力W，例如風力，可能出現在相對於地面106和相對於立體空間結構組件100的多個方向上。另外，環境作用力W可能被應用到立體空間結構組件100的所有表面168上或者只應用於其中的一個部分。例如，如附圖I所示的風力W作用於表面168的上部的面積上。靜負載作用力N的方向一般向下平行於垂直軸116。活塞誘導力P的方向一般在活塞130 (見附圖2B)的縱向軸180的方向上。正如上述描述的那樣，所述立體空間結構組件100可以在雙軸追蹤系統120中旋轉，因此，總作用力F的方向包括相對於表面168的作用力W、N和P，其可以根據立體空間結構組件100在雙軸追蹤系統120中的位置和根據環境條件改變。總作用力F可以包括集中力，例如應用到安裝位置132和134的活塞誘導力P。額外的或者可以替換的是，總作用力F可以包括分布式的作用力(即壓力)，如附圖I所示的風力W作用於表面168的一個部分。所述立體空間結構組件100可以包括一個單一的或者多個互相對齊的框架190。可以替換的是，該立體空間組件100可以以任何適合的方式形成和安排用於支撐位於其上的負載。例如，所述立體空間結構組件100可以形成空間結構或空間框架。一個空間結構一般包括三維祐1架，該祐1架由受到壓縮或拉伸的線性元素組成。此外，所述立體空間結構100可以作為一個平面祐1架、作為一個鑲嵌系統、作為任何適合的格子結構或者作為一個包括平板的固體結構形成。參考附圖3-5，其中，附圖3是附圖2A中的立體空間結構組件的元件的簡化的側視圖說明，附圖4是根據本發明的另一實施方案的立體空間結構組件的簡化的側視圖說明，附圖5是根據本發明的另一實施方案的立體空間結構組件的簡化的側視圖說明。需要注意的是，在附圖3-5中，底座104和旋轉系統119均沒有示出。正如附圖3所示，框架190可以包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分包括第一梁194，第二部分包括第二梁198，第三部分包括第三梁200。所述框架190—般包括在其第一邊緣端的較低部分204，該較低部分204接近所述旋轉系統119和安裝位置132和134 (見附圖1-2B)，和在其第二邊緣端的較高部分208，該較高部分208相對遠離所述旋轉系統和安裝位置132和134。所述較低部分204也限定了所述立體空間結構組件100的較低邊緣端，而所述較高部分208也限定了所述立體空間結構組件100的較高邊緣端。
根據一些實施方案，框架190將會朝向較高部分208逐漸變窄。本領域技術人員將會理解扭矩T是由以下公式計算的T = FXr其中F_是上文描述的作用力F ；r-是開始從錨固位置150沿著第一梁194到較高部分208的測量的距離。正如本領域技術人員所知，錨固的懸臂梁的一端具有集中力或分布力，由於來自錨固位置的距離r增加，扭矩T減小。相似的，在所述立體空間結構組件100中，由於來自錨固位置150的距離r增加，扭矩T減小。在較低部分204的錨固位置150處的扭矩T最 大。而在較高部分208的扭矩T基本上等於或者非常接近於零。因此，該框架190作為錐形框架210形成，其中所述框架210不斷地變窄，因為第二梁198沿著增加的距離r和減小的扭矩T越來越接近第一梁194。因此，所述框架的寬度211在較低部分204大於較高部分208。具有錐形框架的立體空間結構組件100的形成允許減小立體空間結構組件100的質量而不損害機械穩定性和該立體空間結構組件100的強度，因為扭矩T沿著錐形框架減小，如上所述。錐形框架的質量可能比非錐形框架的質量輕20-75%。這種立體空間結構組件100的質量的減小很大程度上減小了靜負載作用力N。靜負載作用力N的減小是有利的，其中由立體空間結構組件100支撐的負載相對較大和較重，例如附圖2A和2B中的集中器160.錐形框架210可以被配置為任何適合的形狀。舉例來說，如附圖3所示，錐形框架210—般可以被配置為梯形形狀212，其中第二梁198朝向第一梁194變窄。連接梁200被提供用於在較低部分204和較高部分208連接第一梁194和第二梁198.附圖4中的錐形框架210被配置為三角形形狀220，其中第二梁198朝向第一梁194變窄。連接梁200在較低部分204連接第一梁194和第二梁198。在附圖3和4所示的實施例中，錐形框架210 —般被作為直角梯形212或直角三角形220形成，其中第二梁198是斜邊。應該理解的是這種錐形框架的配置可以是任何適合的配置，例如等邊三角形等。框架190可以包括桁架，例如平面桁架230，其具有多個構件234，其中每兩個臨近的構件234被連接成一個節結238。桁架230可以包括任何適合的構件234，所述構件234以任何適合的方式排列以提供所述立體空間結構組件100的機械強度。根據另一個實施方案，框架190可以以任何適合的配置形成具有沿著距離r減小的質量。例如，如附圖5所示，框架190可以配置為平行四邊形形狀240，其具有沿著距離r減小數量的桁架構件234。因此，在接近較低部分204的位置，有大量的桁架構件234，而在接近較高部分208的位置，有少量的桁架構架234，因此沿著距離r減少了框架190的質量。正如附圖I所示，多個框架190之間可以通過一個或多個相互對齊的、橫貫梁250或者以其他適合的方式連接。所述立體空間結構組件100的部件，例如框架190和橫貫梁250可以由任何適合的材料形成，例如金屬。舉例來說，這些部件可以由鋼形成，例如標準結構鋼。這些部件也可以被設計成具有任何適合橫截面的管，典型的是具有中空結構橫截面的管，例如圓形中空橫截面或長方形中空橫截面。可以替換的是，這些部件也可以被設計為任何適合的配置，例如棒、線纜、導線或是平板等。
參考附圖6A和6B，附圖6A和6B是附圖3中的立體空間結構組件的簡化的圖形說明，其分別展示的是根據第一實施方案的錨固位置和根據第二實施方案的錨固位置。正如附圖6A所示，錨固位置150在立體空間結構組件100的較低部分204處或者接近較低部分204。安裝位置132和134也可以被布置在立體空間結構組件100的較低部分204處或者接近較低部分204。將安裝位置132和134置於或接近較低部分204允許活塞130或者其他任何旋轉裝置相對較短且簡單。將附圖6A和6B進行比較就能看出。在附圖6A中，錨固位置在較低部分204。立體空間結構組件100通過活塞130繞著軸112以箭頭124(見附圖I)的方向旋轉以追蹤已經移動到箭頭260方向的太陽156。為了促進立體空間結構組件100的旋轉，活塞130伸長X I的距離。而參見附圖6B，可以看到在這個實施方案中，錨固位置處於立體空間結構組件100的中間位置270，也是較低位置204和較高位 置208的中間位置。為了追蹤太陽156，立體空間結構組件100以箭頭260的方向旋轉到與附圖6A中太陽156相同的位置。為了促進立體空間結構組件100的旋轉，活塞130伸長了 X2的距離。可以看出，距離X2明顯的大於距離X I。這就展示了通過將錨固位置150放置於較低部分204還是接近較低位置204，活塞130的伸長(或縮短)是最小的以允許活塞130相對較小和簡單。在附圖6B的實施方案中，其中所述錨固位置是在中心位置270，相對於長活塞的操作來說可能需要附加的部件，例如齒輪、樞軸或者連結點以精確地旋轉立體空間結構組件100。簡單和相對短小的活塞130或其他任何旋轉裝置對於相對較大的立體空間結構組件100的精確追蹤特別重要，例如在300-900平方米的範圍內的立體空間結構組件100。根據一些實施方案，立體空間結構組件100的追蹤準確性基本上是O. 001-0. 01弧度的。根據一些實施方案，立體空間結構組件100的追蹤準確性基本上是O. 001-0. 009弧度的。根據一些實施方案，立體空間結構組件100的追蹤準確性基本上是O. 001-0. 005弧度的。本領域技術人員應該可以理解，被應用到較低部分204的扭矩T可能增加錨固位置150在較低部分204或接近較低部分204和遠離中心位置270的安置。根據一些實施方案，用於抵抗扭矩T的裝置能夠在雙軸追蹤系統120中採用。例如，如附圖1-6B中所示，立體空間結構組件100可以包括扭矩箱組件300。所述扭矩箱組件300可以放置於安裝位置132和134以及錨固位置150的中間位置。需要注意的是，所述扭矩箱組件300可以放置在錨固位置150，其包括扭矩箱組件300安置在錨固位置150或在任何遠離中心位置270的位置。所述扭矩箱組件300可以包括任何適合的配置用於抵抗因作用力F應用到立體空間結構組件100的扭矩T。正如以上所描述的那樣，由於立體空間結構組件100在雙軸追蹤系統120中的旋轉和環境作用力W，作用力F可以以各種方向應用到立體空間結構組件上。因此，立體空間結構組件100可以在多個方向上被扭矩T約束，例如在圍繞水平軸112 (附圖I)的箭頭124的方向，圍繞垂直軸116的箭頭136的方向，圍繞深度軸118的箭頭302的方向，或是上述方向的組合。扭矩箱組件的實施方案展示在附圖7A和7B中。應該理解的是，所述扭矩箱組件可以包括任何適合的配置。參考附圖7A和7B，附圖7A和7B是扭矩箱組件的簡化的圖形說明，其分別展示的是附圖3中的箭頭B的方向和該扭矩箱組件的子組件的簡化的圖形說明。正如附圖7A所示，扭矩箱組件300 —般可以包括增強的空間結構桁架，該空間結構桁架包括多個臨近的子組件304。如附圖7B所示，子組件304可以包括多個構件308，這些構件308以任何適合的方式排布，例如長方體狀配置310，其一般具有傾斜的對角線構件314，其被提供用於增強強度和扭矩箱組件300的扭矩阻力。對角線構件314可以在長方體狀配置310內以任何適合的位置被提供。舉例來說，第一對角線構件318可以在長方體狀配置310的側表面320被提供。另外，對角線構件可以在長方體狀配置310的上表面324和下表面326被提供。例如，第一和第二對角線構件328可以從上部中心結節330延伸。第一構件328可以延伸到上表面324的交點332，而第二構件328可以延伸到上表面324的臨近的交點336。第一和第二對角線構件338可以從下部中心結節340延伸。第一構件338可以延伸到下表面326的交點342，而第二構件338可以延伸到下表面326的臨近的交點346。
額外的對角線構件可以在長方體狀配置310的前表面354和後表面356被提供。例如，第一和第二對角線構件358可以從上部中心結節330延伸。第一構件358可以延伸到後表面356的交點342,而第二構件358可以延伸到後表面356的臨近的交點346。第一和第二對角線構件368可以從下部中心結節340延伸。第一構件368可以延伸到前表面354的交點332而第二構件368則延伸到前表面354的臨近的交點336。根據一些實施方案，額外的構件可以被提供用於增強強度和扭矩箱組件300的扭矩阻力。例如，穿越構件370可以從上部中心結節330延伸到下部中心結節340。在附圖7A中所示的實施方案，穿越構件370被提供給中心子組件380，其接近安裝位置132和134以及錨固位置150。扭矩T在安裝位置132和134相對較大，這是因為在安裝位置132和134上，旋轉系統119被安裝到扭矩箱組件300上，而且扭矩T在錨固位置150相對也較大，如上所述。因此，穿越構件370被提供給中心子組件380以用來增強扭矩阻力。參考附圖8A和SB，附圖8A和SB是扭矩箱組件的簡化的圖形說明，其分別展示的是附圖4中的箭頭C的方向和該扭矩箱組件的子組件的簡化的圖形說明。正如附圖8A和8B所示，子組件404基本上與附圖7A和7B中的子組件304相似。子組件404可以額外的包括第一和第二穿越構件410，該穿越構件410從下部中心結節延伸。第一構件410可以延伸至交點342而第二構件410可以延伸至鄰近的交點346。附圖7A和7B中的扭矩箱組件300和附圖8A和8B中的扭矩箱組件400的構件308可以被設計成具有任何適合橫截面的管，典型的是具有中空結構部分橫截面，例如圓形中空橫截面或長方形中空橫截面。可以替換的是這些部件可以以任何適合的配置設計，例如線纜、導線或是平板等。不同的構件308可以被設計具有不同的橫截面尺寸和/或不同的橫截面形狀。例如，附圖8B中，構件424的橫截面420包括長方形中空橫截面，而構件434的橫截面430包括圓形中空橫截面。展示出的橫截面420的表面面積要比橫截面430的表面面積大。正如以上所述的，在安裝位置132和134以及錨固位置150的扭矩T相對較大。因此，這有利於構造具有至少一些構件的扭矩箱組件300或400，包括比其他構件的橫截面表面面積或尺寸大的構件，尤其是在接近安裝位置132和134或錨固位置150處，而不需要增加其他不需要的質量到其他構件上。
構件308可以以任何適合的材料形成，例如金屬。舉例來說，部件可以由鋼來形成，例如標準結構鋼。扭矩箱組件300或400可以位於立體空間結構組件100內的任何適合的位置。正如以上所描述的，扭矩T在錨固位置150較大。因此，這將有利於將扭矩箱組件300布置在接近錨固位置150的位置。扭矩箱組件可以包括任何適合的配置，例如有格子的結構，所述有格子的結構包括多個構件。所述有格子的結構可以被設計成扭矩箱組件300和400的空間結構桁架。可以替換的是，這種有格子的結構可以被設計成平面桁架。此外，所述扭矩箱組件可以包括固體平板或厚板或任何適合的配置可操作的用於抵抗應用到立體空間結構組件100的扭矩、轉矩或扭轉力。根據一些實施方案，提供的是具有扭矩箱組件的立體空間結構組件100，其允許將 應用到所述立體空間結構組件100上的更多的作用力F和扭矩T轉移到扭矩箱組件300或400上。這將允許立體空間結構組件100的形成相對簡單且具有輕重量的結構，例如框架190和橫貫梁250。在這種簡單的結構中，被應用到立體空間結構組件100上的大多數作用力F和扭矩T通過框架190和橫貫梁250被轉移到扭矩箱組件上，而沒有承受大多數作用力F和扭矩T。如上所述，扭矩箱組件可操作的用以抵抗作用力F和扭矩T。具有錐形或減小質量的框架和/或扭矩箱組件的立體空間結構組件100的形成增加了所述立體空間結構組件100的機械穩定性。錐形或減小質量的框架減少了所述立體空間結構組件的質量。因此，因靜負載N產生的作用力F也被減小。所述扭矩箱組件提供了阻力給在任何可能的方向上應用到立體空間結構組件100上的扭矩T、轉矩或扭轉力。在複數軸或雙軸追蹤系統120中，機械的穩定和環境的彈性立體空間結構組件100增加了追蹤系統120的追蹤精確性，例如基本上在O. 001-0. 001弧度的範圍內。在一些實施方案中，所述立體空間結構組件100支撐大的和重的負載，例如太陽能集中器160和安裝於其上的接收器。所述太陽能集中器160可能相對較大和較重，並且接收器也可能增加額外的重量。眾所周知，結構的剛度隨著負載的變大和變重而減小。因此這種具有錐形或減小質量的框架的立體空間結構組件100的形成是有利的，因為其導致質量減小。這種具有扭矩箱組件的立體空間結構組件可以彌補由所述立體空間結構組件支撐的大和重的負載而減少的剛度。應該注意的是，附圖I中由立體空間結構組件100支撐的負載可以包括任何適合的負載，例如日光反射裝置，如本領域技術人員所知，這種日光反射裝置集中太陽能輻射以及將集中的輻射集中到中心塔。另外，負載還可以包括廣告牌或者衛星，例如靜止的衛星盤
坐寸ο 本領域內的普通技術人員應該能夠理解本發明並不局限於本文中特定的實施方案和以上描述。相反，本發明的範圍包括以上描述的各種技術特徵的組合及其子組合以及變體和修改，對於本發明的各種修改，本領域普通技術人員在閱讀本發明說明書的條件下應該可以發生。
權利要求
1.一種在至少兩軸內用於追蹤太陽的太陽追蹤系統，該系統包括 底座； 安裝在所述底座上的旋轉系統； 立體空間結構組件，所述立體空間結構組件具有在其第一邊緣端的較低部分和在其第二邊緣端的較高部分，所述較低部分相對於較高部分更接近於所述旋轉系統，並且在所述較低部分有錨固位置；以及 在錨固位置的扭矩箱組件，所述扭矩箱組件用於抵抗被應用於所述立體空間結構組件的扭矩。
2.根據權利要求I中的太陽追蹤系統，其中所述扭矩箱組件包括空間結構桁架。
3.根據權利要求I中的太陽追蹤系統，其中所述扭矩箱組件包括至少一個第一和第二構件，其中第一構件的橫截面的表面面積大於第二構件的橫截面的表面面積。
4.根據權利要求I中的太陽追蹤系統，其中所述扭矩箱組件被設計用於抵抗由作用力F產生的扭矩T，所述作用力F被應用到所述立體空間結構組件上以以下任何一個方向平行於直角坐標軸系統的水平軸；平行於直角坐標軸系統的垂直軸，平行於直角坐標軸系統的深度軸，或上述各軸的組合。
5.根據權利要求I中的太陽追蹤系統，其中所述扭矩箱組件包括多個配置具有中空結構橫截面的構件。
6.根據權利要求I中的太陽追蹤系統，其中所述扭矩箱組件包括多個被布置在長方體狀配置中的構件，該長方體狀配置具有至少一個沿著該長方體狀配置的至少一個表面延伸的傾斜的對角線構件。
7.根據權利要求I中的太陽追蹤系統，其中所述立體空間結構組件支撐位於其上的負載。
8.根據權利要求7中的太陽追蹤系統，其中所述負載包括太陽能集中器。
9.根據權利要求8中的太陽追蹤系統，其中所述太陽能集中器可操作的用於集中太陽輻射併集中所述輻射到安裝在所述立體空間結構組件上的接收器。
10.根據權利要求I中的太陽追蹤系統，其中所述旋轉系統包括至少一個位於所述較低部分的活塞。
11.根據權利要求I中的太陽追蹤系統，其中所述立體空間結構組件包括至少一個框架，其中，隨著從所述錨固位置朝向所述較高部分的距離的增加，所述框架的質量不斷減小。
12.根據權利要求I的太陽追蹤系統，其中所述扭矩箱組件用於抵抗應用到所述立體空間結構組件的扭矩，從而允許所述立體空間結構組件以基本上0. 001-0. 01弧度的準確性追蹤太陽。
13.一種複數軸太陽追蹤系統，該系統包括 底座； 立體空間結構組件； 安裝到所述底座並且與所述立體空間結構組件旋轉連接的旋轉系統， 其中所述立體空間結構組件具有 在其第一邊緣端的較低部分和在其第二邊緣端的較高部分，所述較低部分相對於較高部分更接近所述旋轉系統； 位於所述較低部分的錨固位置，其用於錨固所述立體空間結構組件和所述旋轉系統；以及 在所述錨固位置的扭矩箱組件，所述扭矩箱組件用於抵抗被應用到所述立體空間結構組件上的扭矩，從而允許所述立體空間結構組件以基本上0.001-0. 01弧度的準確性追蹤太陽。
14.根據權利要求13中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述的複數軸追蹤系統是雙軸太陽追S示系統。
15.根據權利要求13中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述扭矩箱組件包括空間結構桁架。
16.根據權利要求13中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述扭矩箱組件包括至少一個第一和第二構件，其中第一構件的橫截面的表面面積大於第二構件的橫截面的表面面積。
17.根據權利要求13中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述扭矩箱組件被設計用於抵抗由作用力F產生的扭矩T，所述作用力F被應用到所述立體空間結構組件上以以下任何一個方向平行於直角坐標軸系統的水平軸；平行於直角坐標軸系統的垂直軸，平行於直角坐標軸系統的深度軸，或上述各軸的組合。
18.根據權利要求13中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述扭矩箱組件包括多個配置具有中空結構橫截面的構件。
19.根據權利要求13中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述扭矩箱組件包括多個被布置在長方體狀配置中的構件，該長方體狀配置具有至少一個沿著該長方體狀配置的至少一個表面延伸的傾斜的對角線構件。
20.根據權利要求13中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述立體空間結構組件支撐位於其上的負載。
21.根據權利要求20中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述負載包括太陽能集中器。
22.根據權利要求21中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述太陽能集中器可操作的用於集中太陽輻射併集中所述輻射到安裝在所述立體空間結構組件上的接收器。
23.根據權利要求13中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述旋轉系統包括至少一個位於所述較低部分的活塞。
24.根據權利要求13中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述立體空間結構組件包括至少一個框架，其中，隨著從所述錨固位置朝向所述較高部分的距離的增加，所述框架的質量不斷減小。
25.一種複數軸太陽追蹤系統，該系統包括 底座； 立體空間結構組件；以及 安裝在所述底座上的旋轉系統，該系統用於旋轉所述立體空間結構組件， 其中，所述立體空間結構組件包括 在其第一邊緣端的較低部分和在其第二邊緣端的較高部分，所述較低部分相對於較高部分更接近所述旋轉系統； 用於錨固所述立體空間結構組件和所述旋轉系統的錨固位置，所述錨固位置位於所述較低部分， 其中隨著從所述錨固位置朝向所述較高部分的距離的增加，所述框架的質量不斷減小。
26.根據權利要求25中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述框架從所述較低部分到較高部分變窄，以至於所述框架的所述較低部分比較高部分寬。
27.根據權利要求25中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述複數軸太陽追蹤系統是雙軸太陽追S示系統。
28.根據權利要求25中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述立體空間結構組件支撐位於其上的負載。
29.根據權利要求27中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述負載包括太陽能集中器。
30.根據權利要求28中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述太陽能集中器可操作的用於集中太陽輻射併集中所述輻射到安裝在所述立體空間結構組件上的接收器。
31.根據權利要求25中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述旋轉系統包括至少一個位於所述較低部分的活塞。
32.根據權利要求25中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述立體空間結構組件以基本上0.001-0. 01弧度的準確性追蹤太陽。
33.根據權利要求25中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述框架包括梯形形狀。
34.根據權利要求25中的複數軸太陽追蹤系統，其中所述框架包括三角形形狀。
全文摘要
一種在至少兩軸內用於追蹤太陽的太陽追蹤系統，該系統包括底座，安裝在底座上的旋轉系統，立體空間結構組件，其具有在其第一邊緣端的較低部分和在其第二邊緣端的較高部分，所述較低部分相對於較高部分更接近於所述旋轉系統，並且在所述較低部分有錨固位置；以及在錨固位置的扭矩箱組件，所述扭矩箱組件用於抵抗被應用於所述立體空間結構組件的扭矩。
文檔編號G05D3/12GK102819268SQ20121019529
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月8日 優先權日2011年6月8日
發明者Y·布盧門撒爾, O·加多特, T·科克, W·施爾, H·茲拉塔諾夫 申請人:黑利福卡斯有限公司