扭矩限制器設(shè)備、系統(tǒng)和方法以及包含扭矩限制器的太陽(yáng)能跟蹤器的制造方法
【專利摘要】太陽(yáng)能跟蹤器組件包括：支撐柱；連接至支撐柱的扭轉(zhuǎn)橫梁；附接至扭轉(zhuǎn)橫梁的安裝機(jī)構(gòu)；連接至扭轉(zhuǎn)橫梁的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；以及連接至驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出的扭矩限制器。當(dāng)外力引起驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的扭轉(zhuǎn)水平超過預(yù)設(shè)限制時(shí)，扭矩限制器促進(jìn)太陽(yáng)能跟蹤器組件在扭轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，從而允許外力繞通過扭轉(zhuǎn)橫梁延伸的樞轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。示例性實(shí)施方案還包括對(duì)準(zhǔn)多行太陽(yáng)能跟蹤器的方法。
【專利說(shuō)明】扭矩限制器設(shè)備、系統(tǒng)和方法從及包含扭矩限制器的太陽(yáng)能 跟蹤器
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求提交于2014年2月19日的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/941,754?及提交于 2014年10月19日的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/065，741的優(yōu)先權(quán)，運(yùn)兩個(gè)專利申請(qǐng)中的每個(gè)均 通過參考整體并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開設(shè)及扭矩限制器設(shè)備、系統(tǒng)和方法。本公開進(jìn)一步設(shè)及機(jī)械定位系統(tǒng)中的 轉(zhuǎn)矩釋放機(jī)構(gòu)。本公開進(jìn)一步設(shè)及轉(zhuǎn)矩限制W及滑動(dòng)離合器組件。
【背景技術(shù)】
[0004] 當(dāng)風(fēng)力作用在太陽(yáng)能跟蹤光伏(PV)陣列或者暴露至室外環(huán)境因素的其他機(jī)械驅(qū) 動(dòng)定位系統(tǒng)中時(shí)，風(fēng)力引起陣列上的正壓力和負(fù)壓力，正壓力和負(fù)壓力可W獨(dú)立地、累積 地、有差別地起作用。運(yùn)些風(fēng)力通常分類為拖曳、提升、向下力和繞旋轉(zhuǎn)軸線的較鏈力矩。風(fēng) 力依賴于風(fēng)速、陣列的方向W及旋轉(zhuǎn)跟蹤角度而改變。運(yùn)些力在大陣列場(chǎng)中的外結(jié)構(gòu)上還 通常較大。
[0005] 典型地，在單軸太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的情形下，跟蹤陣列或者其他機(jī)械系統(tǒng)上引發(fā)的 提升和拖曳在結(jié)構(gòu)內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)處被抵抗。但是，正如現(xiàn)存系統(tǒng)證明的，較鏈力矩典型地在單 個(gè)點(diǎn)被抵抗。施加至較長(zhǎng)扭轉(zhuǎn)管或者其他橫梁構(gòu)造的得到的扭轉(zhuǎn)力可W較大，并且趨于與 跟蹤器結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)柔性相互作用。在結(jié)構(gòu)中單點(diǎn)處抵消高較鏈力矩力要求充分強(qiáng)的扭轉(zhuǎn)構(gòu) 件來(lái)抵抗高結(jié)合的轉(zhuǎn)矩和系統(tǒng)的橫梁負(fù)荷而不需要多余柔性。較鏈力矩力可W存在為一種 靜態(tài)力或者有時(shí)存在為公知為公知為扭轉(zhuǎn)發(fā)散的一種動(dòng)態(tài)力。如果跟蹤器的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在其 設(shè)計(jì)中是柔性的，并且被扭轉(zhuǎn)地約束在單個(gè)點(diǎn)，那么，扭轉(zhuǎn)發(fā)散W及其他動(dòng)態(tài)力可W發(fā)生， 運(yùn)潛在地大致增加結(jié)構(gòu)上的負(fù)載。因此在結(jié)構(gòu)上有利于最小化跟蹤器結(jié)構(gòu)的柔性，W降低 或者消除會(huì)引起運(yùn)些動(dòng)態(tài)力的風(fēng)力相互作用。
[0006] 因此，需要一種機(jī)構(gòu)來(lái)降低波峰較鏈力矩力，跟蹤系統(tǒng)將暴露于波峰較鏈力矩力 和/或允許系統(tǒng)在多點(diǎn)抵抗力矩，從而最小化或者有效地消除結(jié)構(gòu)暴露于的動(dòng)態(tài)/諧和力。 最小化結(jié)構(gòu)中的扭轉(zhuǎn)增加了相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的橫梁負(fù)荷能力，運(yùn)是因?yàn)榕まD(zhuǎn)的組合負(fù)荷和橫 梁加載較小。通過限制波峰扭轉(zhuǎn)力，然后提供一種器件W沿著結(jié)構(gòu)在多點(diǎn)抵抗下方的最大 扭轉(zhuǎn)力，可W并入更輕結(jié)構(gòu)部件W降低材料重量W及太陽(yáng)能跟蹤器系統(tǒng)的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 通過在接合每一行跟蹤器的輔助齒輪齒條之前、在主變速箱的輸出處引入扭矩限 制器，本公開的示例性實(shí)施方案在很大程度上緩解了已知機(jī)械系統(tǒng)如太陽(yáng)能跟蹤器的劣 勢(shì)，在一些情形下，扭矩限制器可W是轉(zhuǎn)矩限制離合器。實(shí)質(zhì)上，運(yùn)在跟蹤器系統(tǒng)的每一行 的單獨(dú)機(jī)動(dòng)化或聯(lián)鎖式跟蹤器中在扭轉(zhuǎn)應(yīng)力部件和驅(qū)動(dòng)器之間放置預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩釋放機(jī)構(gòu)。本 公開的示例性實(shí)施方案有利地最小化了引發(fā)跟蹤器陣列上的扭轉(zhuǎn)力的風(fēng)力，w顯著降低跟 蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求。顯著降低要求的結(jié)構(gòu)可W導(dǎo)致在很大程度上降低跟蹤器系統(tǒng)的成本。
[0008] 扭矩限制器的示例性實(shí)施方案充當(dāng)扭轉(zhuǎn)力減壓閥，扭轉(zhuǎn)力減壓閥最小化較鏈力 矩，并且消除會(huì)由機(jī)械系統(tǒng)諸如PV跟蹤結(jié)構(gòu)上的風(fēng)力引發(fā)的任何顯著動(dòng)態(tài)力。一個(gè)重要功 能是減輕高風(fēng)力事件期間的扭轉(zhuǎn)，并且允許每行單獨(dú)跟蹤器移動(dòng)至不同的位置，直到任意 陣列移動(dòng)至扭轉(zhuǎn)力不再能夠克服預(yù)設(shè)扭轉(zhuǎn)釋放力的位置，或者陣列被扭轉(zhuǎn)力移動(dòng)至旋轉(zhuǎn)的 極限角度，然后被約束在結(jié)構(gòu)上的多個(gè)點(diǎn)處。沿著陣列在極限旋轉(zhuǎn)位置處包含多個(gè)止擋件， 運(yùn)將最小化一個(gè)或多個(gè)扭轉(zhuǎn)抵抗結(jié)構(gòu)部件的任何一個(gè)段中的扭轉(zhuǎn)力。
[0009] 在示例性實(shí)施方案中，如果陣列由于障礙物(諸如失衡重雪載荷、雪害或者沙丘） 不能夠移動(dòng)，或者如果一個(gè)或多個(gè)聯(lián)鎖齒輪組處于極限停止條件時(shí)，扭矩限制器還可W充 當(dāng)來(lái)自從驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸入力的超載安全閥。在該條件下，如果障礙物阻力大于扭轉(zhuǎn)限制 闊值，扭轉(zhuǎn)限制離合器將從輸出力去禪輸入驅(qū)動(dòng)力。在示例性實(shí)施方案中，當(dāng)移動(dòng)陣列所需 的輸入驅(qū)動(dòng)力高于扭矩限制器闊值時(shí)，將由扭矩限制器釋放的力將是在陣列上由外部引發(fā) 的W及還來(lái)自輸入驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的較鏈力矩力。
[0010] 太陽(yáng)能跟蹤器組件的示例性實(shí)施方案包括:支撐柱;連接至支撐柱的扭轉(zhuǎn)橫梁;附 接至扭轉(zhuǎn)橫梁的安裝機(jī)構(gòu);連接至扭轉(zhuǎn)橫梁的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；W及連接至驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的扭矩限制 器。太陽(yáng)能跟蹤器組件可W包括多個(gè)支撐柱并且進(jìn)一步包括在每個(gè)支撐柱上的止擋件。扭 轉(zhuǎn)橫梁可W構(gòu)造有平衡重屯、，使得其繞著平衡重屯、旋轉(zhuǎn)。當(dāng)外力(諸如風(fēng)力）引起系統(tǒng)中的 扭轉(zhuǎn)水平超過預(yù)設(shè)限制時(shí)，然后扭矩限制器促進(jìn)太陽(yáng)能跟蹤器組件在扭轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)移 動(dòng)，從而允許外力繞著延伸通過扭轉(zhuǎn)橫梁的樞轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)該組件。
[0011] 在示例性實(shí)施方案中，扭矩限制器去禪(de-couple)多余扭轉(zhuǎn)，使得通過允許陣列 移動(dòng)至第二旋轉(zhuǎn)位置而釋放外力。在扭轉(zhuǎn)方向上的移動(dòng)可W包括將太陽(yáng)能跟蹤器組件從第 一旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)至至少一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)位置。在示例性實(shí)施方案中，當(dāng)外力足夠大時(shí)，太陽(yáng)能 跟蹤器移動(dòng)至極限旋轉(zhuǎn)位置止擋件位置。最大旋轉(zhuǎn)位置機(jī)械止擋件位于最大旋轉(zhuǎn)角度處， 然后被抵抗在跟蹤結(jié)構(gòu)中的多個(gè)點(diǎn)處，使得主扭轉(zhuǎn)抵抗結(jié)構(gòu)構(gòu)件最終被旋轉(zhuǎn)地支撐在多個(gè) 點(diǎn)處，有效限制扭轉(zhuǎn)橫梁結(jié)構(gòu)中的扭轉(zhuǎn)。
[0012] 扭轉(zhuǎn)方向上的移動(dòng)可W包括將太陽(yáng)能跟蹤器組件從第一旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)至第二或 者多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置。在示例性實(shí)施方案中，沿著太陽(yáng)能跟蹤器組件的扭轉(zhuǎn)抵抗結(jié)構(gòu)在多個(gè)分 布的位置，太陽(yáng)能跟蹤器組件被約束在其最大旋轉(zhuǎn)位置。當(dāng)跟蹤器不在極限位置時(shí)，扭矩限 制器繞著延伸通過扭轉(zhuǎn)橫梁的樞轉(zhuǎn)軸線限制較鏈力矩，當(dāng)系統(tǒng)不能夠進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過 允許跟蹤器旋轉(zhuǎn)來(lái)釋放扭轉(zhuǎn)力，然后極限位置的多個(gè)止擋見最終限制扭轉(zhuǎn)抵抗結(jié)構(gòu)構(gòu)件中 的任何一個(gè)段中的扭轉(zhuǎn)。
[0013] 在示例性實(shí)施方案中，太陽(yáng)能跟蹤器組件的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括齒輪組件，齒輪組件包 括至少一個(gè)齒輪。在示例性實(shí)施方案中，齒輪組件包括單向齒輪箱，扭矩限制器是扭轉(zhuǎn)限制 離合器。在一些實(shí)施例中扭矩限制器還可W是滑動(dòng)離合器。在示例性實(shí)施方案中，齒輪組件 包括接合齒輪的摩擦聯(lián)軸器，扭矩限制器位于摩擦聯(lián)軸器上。扭矩限制器可W位于齒輪組 件的第一檔位輸出處。在其他示例性實(shí)施方案中，太陽(yáng)能跟蹤器組件是推動(dòng)/拉動(dòng)聯(lián)鎖式跟 蹤器，扭矩限制器是線性滑動(dòng)設(shè)備或者線性離合器聯(lián)動(dòng)裝置(linkage)。太陽(yáng)能跟蹤器組件 可W包括液壓系統(tǒng)，扭矩限制器可W在液壓系統(tǒng)中呈壓力減壓閥形式。太陽(yáng)能跟蹤器組件 可w進(jìn)一步包括減震器，減震器并入或者靠近齒輪齒條w控制扭轉(zhuǎn)力的釋放并且減慢太陽(yáng) 能跟蹤器組件的運(yùn)動(dòng)。
[0014] 示例性實(shí)施方案包括對(duì)準(zhǔn)包含多行太陽(yáng)能跟蹤器的太陽(yáng)能陣列的方法，該方法包 括:提供單獨(dú)連接至每行太陽(yáng)能跟蹤器的扭矩限制器，其中，一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能跟蹤器遇到 機(jī)械旋轉(zhuǎn)限制，運(yùn)引起由至少一行太陽(yáng)能跟蹤器中的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所引發(fā)的扭轉(zhuǎn)水平超過 扭轉(zhuǎn)限制闊值，由此，扭矩限制器允許機(jī)械限制所述至少一行不旋轉(zhuǎn)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能跟蹤 器的其他多行旋轉(zhuǎn)。多行太陽(yáng)能跟蹤器包括多行聯(lián)鎖式太陽(yáng)能跟蹤器。在多行太陽(yáng)能跟蹤 器的至少一行太陽(yáng)能跟蹤器上的機(jī)械限制條件創(chuàng)建超過預(yù)設(shè)闊值的跟蹤器中的扭轉(zhuǎn)水平。
[0015] 被機(jī)械限制的至少一行不旋轉(zhuǎn)，而太陽(yáng)能跟蹤器的其他多行旋轉(zhuǎn)并且達(dá)到它們的 最大機(jī)械限制位置，直到太陽(yáng)能跟蹤器的所有多行不再旋轉(zhuǎn)。當(dāng)每行達(dá)到其最大機(jī)械限制 位置時(shí)，每行跟蹤器停止旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，而太陽(yáng)能跟蹤器的其他多行旋轉(zhuǎn)并且達(dá)到它們的最大 限制位置。當(dāng)所有跟蹤器行達(dá)到它們的機(jī)械限制時(shí)，它們所有都對(duì)準(zhǔn)。
[0016] 如果一行或多行跟蹤器被外部環(huán)境條件(諸如雪害、沙丘或者其他障礙物）阻礙， 那么，在安全闊值限制及釋放驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的相同機(jī)構(gòu)還是有利的。扭矩限制器可W保護(hù)跟蹤 的陣列不被障礙物破壞，同時(shí)還允許跟蹤器在限制運(yùn)動(dòng)中旋轉(zhuǎn)，直到障礙物被清除。
[0017] 在示例性實(shí)施方案中，在來(lái)自外力的過扭轉(zhuǎn)期間，扭轉(zhuǎn)方向上的移動(dòng)包括將至少 一行太陽(yáng)能跟蹤器從第一旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)至至少一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)位置。扭轉(zhuǎn)方向上的移動(dòng)可W 包括將至少一行太陽(yáng)能跟蹤器從第一旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)至多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置。在示例性實(shí)施方案 中，至少一行太陽(yáng)能跟蹤器在多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置或者最大限制位置撞擊多個(gè)機(jī)械約束。每行太 陽(yáng)能跟蹤器可W包括多個(gè)支撐柱并且在每個(gè)支撐柱上包括一個(gè)止擋件。示例性實(shí)施方案進(jìn) 一步包括在靠近扭矩限制器處或者在扭矩限制器上包含減震器W控制扭轉(zhuǎn)力的釋放并且 減慢太陽(yáng)能跟蹤器組件的運(yùn)動(dòng)。
[0018] 單件機(jī)動(dòng)式太陽(yáng)能跟蹤器組件的示例性實(shí)施方案包括:支撐柱;一個(gè)或多個(gè)扭轉(zhuǎn) 橫梁，其連接至支撐柱;太陽(yáng)能模塊安裝系統(tǒng)，其附接至一個(gè)或多個(gè)扭轉(zhuǎn)橫梁;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其 連接至一個(gè)或多個(gè)扭轉(zhuǎn)橫梁；W及電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括具有輸入和輸出的雙向齒 輪箱，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器位于雙向齒輪箱的輸入處。當(dāng)外力引起驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的扭轉(zhuǎn)的水平超過 預(yù)設(shè)限制時(shí)，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器滑動(dòng)，或者如果電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)本身內(nèi)部時(shí)，電動(dòng)機(jī)被向 備用驅(qū)動(dòng)而通過系統(tǒng)，運(yùn)有利于系統(tǒng)的備用驅(qū)動(dòng)W及扭轉(zhuǎn)力的釋放。
[0019] 在示例性實(shí)施方案中，齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括齒輪組件，齒輪組件包括轉(zhuǎn)矩限制離合 器W及至少一個(gè)蝸桿齒輪。齒輪組件可W或者無(wú)法包含在齒輪箱中。當(dāng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩水平 超過預(yù)設(shè)水平時(shí)，離合器滑動(dòng)。齒輪組件可W包括接合蝸桿齒輪的兩個(gè)錐形段。在示例性實(shí) 施方案中，轉(zhuǎn)矩限制離合器位于兩個(gè)錐形段上。離合器可W經(jīng)由螺母被調(diào)節(jié)，螺母改變錐形 段上的彈黃張力。在示例性實(shí)施方案中該滑動(dòng)離合器可W采用可替換形式，如果需要，可W 采用其他形式用于不同類型的齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)。
[0020] 在示例性實(shí)施方案中，太陽(yáng)能跟蹤器組件包括:至少一個(gè)支撐柱;扭轉(zhuǎn)橫梁，其連 接至支撐柱;樞轉(zhuǎn)軸線，其延伸通過扭轉(zhuǎn)橫梁;安裝機(jī)構(gòu)，其附接至扭轉(zhuǎn)橫梁;一個(gè)或多個(gè)太 陽(yáng)能模塊，其安裝至安裝機(jī)構(gòu)；W及齒輪箱組件，其包含轉(zhuǎn)矩限制離合器W及至少一個(gè)蝸桿 齒輪。當(dāng)齒輪箱上轉(zhuǎn)矩的水平超過預(yù)設(shè)闊值時(shí)，離合器滑動(dòng)。
[0021] 齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案包括至少一個(gè)齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元，齒輪驅(qū)動(dòng) 機(jī)械單元包括至少一個(gè)齒輪齒條w及接合齒輪齒條的齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括齒 輪組件，齒輪組件包括至少一個(gè)齒輪W及轉(zhuǎn)矩限制離合器，轉(zhuǎn)矩限制離合器位于齒輪組件 的輸出處W及位于齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接合齒輪齒條的位置之前。當(dāng)齒輪組件上的轉(zhuǎn)矩水平超過 預(yù)設(shè)水平時(shí)，離合器滑動(dòng)，釋放齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元上的轉(zhuǎn)矩。
[0022] 在示例性實(shí)施方案中，齒輪組件包括接合齒輪的至少一個(gè)錐形段，轉(zhuǎn)矩限制離合 器位于錐形段處。經(jīng)由螺母離合器可W被調(diào)節(jié)，螺母改變錐形段上的彈黃張力。在示例性實(shí) 施方案中，齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元是可旋轉(zhuǎn)的。在示例性實(shí)施方案中，齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元W其最 大旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)至緊急停止位置。
[0023] 齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案包括至少一個(gè)可繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的齒輪驅(qū) 動(dòng)機(jī)械單元W及齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元包括至少一個(gè)齒輪齒條，齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 接合齒輪齒條。齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括齒輪組件，齒輪組件包括至少一個(gè)齒輪，W及位于齒輪組 件的輸出處的轉(zhuǎn)矩限制離合器。當(dāng)齒輪組件上的轉(zhuǎn)矩水平超過預(yù)設(shè)水平時(shí)，離合器滑動(dòng)，釋 放齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元上的轉(zhuǎn)矩并且限制繞旋轉(zhuǎn)軸線的較鏈力矩。
[0024] 在示例性實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)矩限制離合器位于齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元的第一檔位的輸出 處。在示例性實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)矩限制離合器并入齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元的齒輪齒條的輸入處。至 少一個(gè)齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元可W包括多個(gè)齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元。在示例性實(shí)施方案中，每個(gè)齒 輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元在其最大旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)至機(jī)械限制止擋件位置。
[0025] 太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案包括至少一個(gè)太陽(yáng)能跟蹤器組件，其被轉(zhuǎn)矩限 制離合器旋轉(zhuǎn)地保持。太陽(yáng)能跟蹤器組件包括:至少一個(gè)支撐柱;扭轉(zhuǎn)橫梁，其連接至支撐 柱;模塊安裝器件，其附接至扭轉(zhuǎn)橫梁；W及至少一個(gè)齒輪驅(qū)動(dòng)組件，其連接至扭轉(zhuǎn)橫梁。樞 轉(zhuǎn)軸線延伸通過扭轉(zhuǎn)橫梁。轉(zhuǎn)矩限制離合器接合齒輪驅(qū)動(dòng)組件。當(dāng)在齒輪驅(qū)動(dòng)組件上外部 施加的轉(zhuǎn)矩水平超過預(yù)設(shè)水平時(shí)，離合器滑動(dòng)，允許跟蹤系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，從而釋放太陽(yáng)能跟蹤器 組件上的轉(zhuǎn)矩并且降低繞著樞轉(zhuǎn)軸線的較鏈力矩。
[0026] 在示例性實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)矩限制離合器位于太陽(yáng)能跟蹤器組件的第一檔位的輸出 處。在示例性實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)矩限制離合器并入太陽(yáng)能跟蹤器組件的齒輪驅(qū)動(dòng)組件。齒輪驅(qū) 動(dòng)組件可W包括主驅(qū)動(dòng)齒輪，其中，轉(zhuǎn)矩限制離合器并入主驅(qū)動(dòng)齒輪的輸出上。在示例性實(shí) 施方案中，太陽(yáng)能跟蹤器組件旋轉(zhuǎn)W在其最大旋轉(zhuǎn)角度接合機(jī)械止擋件。
[0027] 太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)可W是聯(lián)鎖系統(tǒng)，其中，轉(zhuǎn)矩限制離合器并入臂連接件和扭轉(zhuǎn)管 之間。太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)可W是推動(dòng)/拉動(dòng)聯(lián)鎖式跟蹤器。在其他示例性實(shí)施方案中，太陽(yáng)能 跟蹤系統(tǒng)被液壓驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩限制離合器是壓力減壓閥。
[002引因此，能夠發(fā)現(xiàn)，提供了扭矩限制器、轉(zhuǎn)矩限制離合器、齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、太陽(yáng)能跟蹤 器W及相關(guān)轉(zhuǎn)矩釋放方法。本公開的設(shè)備、系統(tǒng)和方法提供了一種預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩釋放機(jī)構(gòu)，從而 降低或者消除PV跟蹤結(jié)構(gòu)上的較鏈力矩W及其他動(dòng)態(tài)力。通過查看一下詳細(xì)描述，連同附 圖，將認(rèn)識(shí)到運(yùn)些和其他特征及優(yōu)勢(shì)，在附圖中，在全文中類似附圖標(biāo)記指代類似部分。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 參考關(guān)于附圖的詳細(xì)描述，上述提到的特征及本公開的目的將更加明顯，其中，類 似附圖標(biāo)記指代相似元件，并且其中：
[0030] 圖1A是根據(jù)本公開的機(jī)械單元的示例性實(shí)施方案的示意圖；
[0031 ]圖IB是根據(jù)本公開的機(jī)械單元的示例性實(shí)施方案的示意圖；
[0032] 圖1C是根據(jù)本公開的機(jī)械單元的示例性實(shí)施方案的示意圖；
[0033] 圖1D是根據(jù)本公開的機(jī)械單元的示例性實(shí)施方案的示意圖；
[0034] 圖2是根據(jù)本公開的限制扭轉(zhuǎn)的示范方法的處理流程圖；
[0035] 圖3是根據(jù)本公開的太陽(yáng)能跟蹤器的示例性實(shí)施方案的立體圖；
[0036] 圖4是根據(jù)本公開的包括扭矩限制器的太陽(yáng)能跟蹤器的示例性實(shí)施方案的詳細(xì)剖 視圖；
[0037] 圖5是根據(jù)本公開的包括扭矩限制器的齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元的示例性實(shí)施方案的詳 細(xì)剖視圖；
[0038] 圖6是根據(jù)本公開的多個(gè)摩擦板扭矩限制器的示例性實(shí)施方案的立體圖；
[0039] 圖7A是根據(jù)本公開的包含示范扭矩限制器的單個(gè)機(jī)動(dòng)式太陽(yáng)能跟蹤器的示例性 實(shí)施方案的立體圖；
[0040] 圖7B是圖7A的太陽(yáng)能跟蹤器的立體圖；
[0041] 圖8是根據(jù)本公開的包括示范轉(zhuǎn)矩限制離合器的聯(lián)鎖齒輪驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能跟蹤器陣列 的示例性實(shí)施方案的立體圖；
[0042] 圖9是根據(jù)本公開的包含旋轉(zhuǎn)扭矩限制器的示例性實(shí)施方案的推動(dòng)/拉動(dòng)跟蹤器 系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案的立體圖；
[0043] 圖10是根據(jù)本公開的包括線性滑動(dòng)力限制器的示例性實(shí)施方案的推動(dòng)/拉動(dòng)聯(lián)鎖 式跟蹤器系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案的立體圖；
[0044] 圖11是根據(jù)本公開的線性滑動(dòng)力限制器的示例性實(shí)施方案的立體圖；
[0045] 圖12A是根據(jù)本公開的包括示范過壓閥的液壓油缸驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能跟蹤器的示例性實(shí) 施方案的后視圖；
[0046] 圖12B是圖12A的太陽(yáng)能跟蹤器的側(cè)視圖；
[0047] 圖13是根據(jù)本公開的液壓氣缸或者油缸的示例性實(shí)施方案的立體圖；
[0048] 圖14是根據(jù)本公開的過壓閥的示例性實(shí)施方案的剖視圖；
[0049] 圖15是根據(jù)本公開的太陽(yáng)能跟蹤器齒輪組件W及示范扭矩限制器的示例性實(shí)施 方案的立體圖；
[0050] 圖16是根據(jù)本公開的太陽(yáng)能跟蹤器齒輪組件W及示范扭矩限制器的示例性實(shí)施 方案的側(cè)視圖；
[0051] 圖17是根據(jù)本公開的太陽(yáng)能跟蹤器齒輪組件W及示范扭矩限制器的示例性實(shí)施 方案的細(xì)節(jié)圖；
[0052] 圖18是根據(jù)本公開的太陽(yáng)能跟蹤器齒輪組件W及示范扭矩限制器的示例性實(shí)施 方案的側(cè)面細(xì)節(jié)圖；
[0053] 圖19是根據(jù)本公開的包括示范電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的太陽(yáng)能跟蹤器的示例性實(shí)施方案 的立體圖；
[0054] 圖20是根據(jù)本公開的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的示例性實(shí)施方案的切割剖視圖；
[0055] 圖21是使用在本公開的示例性實(shí)施方案中的DC電刷電動(dòng)機(jī)的立體剖視圖；
[0056] 圖22是根據(jù)本公開短路電刷類型DC電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電樞W創(chuàng)建電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的 示范方法的示意圖；
[0057] 圖23A是根據(jù)本公開的限制止擋件的示例性實(shí)施方案的立體圖；
[0058] 圖23B是圖23A的限制止擋件的示例性實(shí)施方案的立體圖；
[0059] 圖23C是圖23A的限制止擋件的立體圖；
[0060] 圖23D是在極限位置的圖23A的限制止擋件的立體圖；
[0061] 圖24A是根據(jù)本公開的限制止擋件的示例性實(shí)施方案的立體圖；
[0062] 圖24B是圖24A的限制止擋件的側(cè)視圖；W及
[0063] 圖24C是圖24A的限制止擋件的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0064] 在W下段落中，將參考附圖依靠示例詳細(xì)描述實(shí)施例，附圖未按比例繪制，圖示的 部件不是必須彼此成比例地繪制。在整個(gè)說(shuō)明書中，示出的實(shí)施例和示例應(yīng)該被視為范例， 而不是視為對(duì)本公開的限制。正如此處使用的，"本公開"指的是此處描述的實(shí)施例中的任 何一個(gè)W及任何等同結(jié)構(gòu)。此外，在整個(gè)本文獻(xiàn)中參考本公開的各種方案并不意味著所有 宣稱的實(shí)施例或者方法必須包括參考的方案。
[0065] 扭矩限制器的示例性實(shí)施方案可W有利地使用在任何類型的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，所述驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)可W暴露至外力(諸如高風(fēng)力），并且能夠得益于沿著該結(jié)構(gòu)在多個(gè)點(diǎn)抵抗外力的能 力，而不是僅在單個(gè)點(diǎn)抵抗外力。太陽(yáng)能跟蹤器是運(yùn)種系統(tǒng)的一個(gè)示例，示例性實(shí)施方案能 夠使用在任何類型的太陽(yáng)能跟蹤器中，包括但不限于單軸跟蹤器(諸如水平、傾斜W及滾動(dòng) W及方位角）和雙軸跟蹤器。示例性實(shí)施方案包括任何太陽(yáng)能跟蹤器設(shè)計(jì)，太陽(yáng)能跟蹤器設(shè) 計(jì)包括扭矩限制器，其連接在驅(qū)動(dòng)器的輸出和集電器陣列之間，在該位置扭矩限制器W預(yù) 設(shè)水平的扭轉(zhuǎn)力釋放。示例性實(shí)施方案包括太陽(yáng)能跟蹤器，它們是齒輪驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)或者 由任何其他器件驅(qū)動(dòng)。示范跟蹤器幾何形狀包含蝸桿齒輪主齒輪驅(qū)動(dòng)器，其直接附接至跟 蹤器框架或者通過輔助級(jí)(諸如正齒輪齒條、D環(huán)鏈條驅(qū)動(dòng)器或者安裝至用于跟蹤器的一個(gè) 或者兩個(gè)柱支撐件的線纜系統(tǒng)）附接至跟蹤器框架。示范太陽(yáng)能跟蹤器實(shí)施例可W包含平 衡陣列，使得扭矩限制器力在任何跟蹤器旋轉(zhuǎn)角度上保持恒定。
[0066] 本公開的示例性實(shí)施方案釋放跟蹤系統(tǒng)中的扭轉(zhuǎn)，因此所述系統(tǒng)移開高轉(zhuǎn)矩位置 移動(dòng)至第二位置并且停止，或者如果外力足夠大時(shí)，系統(tǒng)移動(dòng)至極限位置，在所述極限位置 扭轉(zhuǎn)力能夠在多個(gè)點(diǎn)而不是單個(gè)點(diǎn)被抵抗，通常在系統(tǒng)的中屯、?？商鎿Q地，如果系統(tǒng)遇到障 礙物(諸如沙丘、雪、冰或者一些其他外部障礙物），來(lái)自系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩從輸入驅(qū) 動(dòng)器通過扭矩限制器被釋放。此外，在聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，僅被障礙物影響的行(一個(gè)或多個(gè)） 不移動(dòng)，而其他未被妨礙的聯(lián)鎖行將繼續(xù)跟蹤。因而，示例性實(shí)施方案有利地提供釋放兩個(gè) 不同類型轉(zhuǎn)矩的益處，當(dāng)跟蹤系統(tǒng)輸出被妨礙時(shí)來(lái)自風(fēng)力的外扭轉(zhuǎn)力和/或通過驅(qū)動(dòng)生成 的內(nèi)扭轉(zhuǎn)力。
[0067] 在刮風(fēng)條件下，風(fēng)力引發(fā)跟蹤器系統(tǒng)上的較鏈力矩。如果較鏈力矩大于扭矩限制 器的保持力，扭矩限制器釋放扭轉(zhuǎn)并且跟蹤器移動(dòng)至第二位置，因?yàn)殛囷L(fēng)已經(jīng)降低或者作 為新旋轉(zhuǎn)位置的結(jié)果較鏈力矩已經(jīng)被降低，所W在第二位置，力可W被減小。如果移動(dòng)繼續(xù) 并且系統(tǒng)被驅(qū)動(dòng)至極限位置多個(gè)機(jī)械止擋件，那么風(fēng)力能夠在多個(gè)點(diǎn)而不是單個(gè)點(diǎn)被抵 抗。有利地，采用扭矩限制器的示例性實(shí)施方案的系統(tǒng)W自然或者被動(dòng)方式起作用，而不需 要用于電子設(shè)備諸如電動(dòng)機(jī)或者主動(dòng)釋放。在示例性實(shí)施方案中，扭矩限制器是離合器組 件，離合器組件被動(dòng)地滑動(dòng)并且當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)入極限停止位置時(shí)具有一天校正其本 身兩次的機(jī)會(huì)，一次在早晨，一次在晚上，。
[0068] 如圖1A-圖1D所示，當(dāng)風(fēng)力作用在被跟蹤的PV陣列上時(shí)，風(fēng)力通常引起繞著跟蹤器 的旋轉(zhuǎn)軸線發(fā)生較鏈力矩MH。經(jīng)受風(fēng)力的示范太陽(yáng)能跟蹤器的特征及特性指代為如下：
[0069]
[0070]
[0071] 如上所述W及正如此處更詳細(xì)地描述的，示范扭矩限制器W及相關(guān)齒輪驅(qū)動(dòng)器W 及太陽(yáng)能跟蹤器降低或者消除跟蹤器上的較鏈力矩。
[0072] 圖2示出了包含扭矩限制器的示范方法1000。扭矩限制器是任何設(shè)備，其通過任何 器件能夠限制、釋放、減輕或者W其他方式降低系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)水平、轉(zhuǎn)矩或者其他外力，包括 但不限于滑動(dòng)、去禪力、釋放壓力、促進(jìn)移動(dòng)，或者分離系統(tǒng)的部件。正如此處更詳細(xì)討論 的，存在許多扭矩限制器的設(shè)計(jì)變型。系統(tǒng)可W構(gòu)造為其能夠安全地暴露至的扭轉(zhuǎn)水平具 有預(yù)設(shè)限制（1010)。當(dāng)外力引起系統(tǒng)上的扭轉(zhuǎn)水平超過預(yù)設(shè)限制（1020)時(shí)，扭矩限制器起 作用W降低系統(tǒng)（1030)上的扭轉(zhuǎn)水平。正如此處更詳細(xì)討論的，依賴于扭矩限制器的類型， 扭轉(zhuǎn)降低作用能夠是滑動(dòng)（1040)、釋放壓力（1050)和/或促進(jìn)在扭轉(zhuǎn)方向上系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)移 動(dòng)（1060)。
[0073] 在示例性實(shí)施方案中，當(dāng)系統(tǒng)在扭轉(zhuǎn)方向上移動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)去禪多余扭轉(zhuǎn)，使得外力 被釋放并且系統(tǒng)上的扭轉(zhuǎn)水平降低（1070)。在示例性實(shí)施方案中，在扭轉(zhuǎn)方向上系統(tǒng)的移 動(dòng)意思是系統(tǒng)從第一位置移動(dòng)至少一個(gè)第二位置(1080)。系統(tǒng)可W在至少一個(gè)第二位置撞 擊最大位置止擋件（1090)。如果移動(dòng)是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，那么，最大位置止擋件可W處于最大旋轉(zhuǎn) 角度（1100)。扭轉(zhuǎn)方向上的移動(dòng)可W從第一位置移動(dòng)至多個(gè)位置（1110)。在示例性實(shí)施方 案中，在沿著太陽(yáng)能跟蹤器組件（1120)的扭轉(zhuǎn)抵抗結(jié)構(gòu)的多個(gè)分布位置，系統(tǒng)被約束在其 最大位置。
[0074] 參考圖3-圖5,將描述齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)10W及扭矩限制器18的示例性實(shí)施方案。 齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)10可W是任何類型的機(jī)械系統(tǒng)，其具有一個(gè)或多個(gè)機(jī)械單元并且使用齒 輪來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件用于旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)和/或w生成工作，包括但不限于傳輸系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、制 造系統(tǒng)W及能量轉(zhuǎn)換和/或功率生成系統(tǒng)。示范齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)10包括至少一個(gè)包含齒 輪齒條14的齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元12。機(jī)械系統(tǒng)10還可W包括齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16,其包含扭矩限 制器，諸如轉(zhuǎn)矩限制離合器18。尤其，示范齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16包括轉(zhuǎn)矩限制離合器18和包含至 少一個(gè)齒輪22的齒輪組件20。
[0075] 電動(dòng)機(jī)15可W設(shè)置成驅(qū)動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16,齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16又直接地旋轉(zhuǎn)橫梁或 者管(例如，扭轉(zhuǎn)管34)，或者設(shè)置成驅(qū)動(dòng)齒輪齒條14,齒輪齒條14又驅(qū)動(dòng)扭轉(zhuǎn)管或者其他模 塊安裝橫梁結(jié)構(gòu)34。如圖3所示，齒輪齒條14可W是正齒輪齒條或者D換鏈條驅(qū)動(dòng)，其被附加 至旋轉(zhuǎn)管(例如，機(jī)械單元12的扭轉(zhuǎn)管34)。因而，當(dāng)被齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16激活時(shí)，機(jī)械單元12 旋轉(zhuǎn)。在示例性實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)矩限制離合器18位于齒輪組件20的輸出處，在機(jī)械單元12的 第一檔位上，并且在齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16接合機(jī)械單元12的齒輪齒條14的位置之前。類似于跟 蹤組件12的第二、第=等機(jī)械單元能夠利用單獨(dú)W及類似等蝸桿組件連接至驅(qū)動(dòng)軸2。運(yùn)能 夠在齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)中重復(fù)用于若干機(jī)械單元。
[0076] 轉(zhuǎn)至圖4和圖5,能夠在示范齒輪箱24的剖視圖中看到轉(zhuǎn)矩限制離合器18的示例性 實(shí)施方案。齒輪22可W是任何類型的齒輪，并且依靠示例示出為接合蝸桿21的蝸輪。正如最 好在圖5中看到的，蝸輪22可W在中屯、限定兩個(gè)錐形段26。在示例性實(shí)施方案中，離合器18 位于運(yùn)些錐形段26上。在示例性實(shí)施方案中，可W存在兩個(gè)鋼錐體26,鋼錐體26在彈黃張力 下接合蝸輪齒輪22。離合器可W經(jīng)由螺母44或者改變錐體26上的彈黃張力的其他等同機(jī)構(gòu) 被調(diào)節(jié)。齒輪箱輸出軸43連接齒輪箱24至齒輪齒條14。在示例性實(shí)施方案中，彈黃19設(shè)置在 輸出軸43上。彈黃能夠呈墊圈19形式，諸如碟形墊圈。正如最好在圖5中看到的，墊圈19是在 齒輪箱24外側(cè)在輸出軸43上面向彼此的錐形盤。墊圈19充當(dāng)彈黃，其提供錐形段抵靠蝸輪 22的壓力。
[0077] 當(dāng)齒輪組件20上的轉(zhuǎn)矩水平超過預(yù)設(shè)水平時(shí)，離合器18滑動(dòng)。尤其，當(dāng)錐體26上離 合器18的摩擦由于增加的轉(zhuǎn)矩被克服時(shí)，離合器18將滑動(dòng)。運(yùn)有利地釋放了齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械 單元12上的轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩釋放特征在示例性實(shí)施方案中特別有利，在所述示例性實(shí)施方案 中機(jī)械單元12是可旋轉(zhuǎn)的，運(yùn)是因?yàn)槠湎拗评@著單元的旋轉(zhuǎn)軸線的較鏈力矩HM。
[0078] 各種機(jī)械條件可W發(fā)生在離合器、齒輪驅(qū)動(dòng)器W及具有一個(gè)或多個(gè)機(jī)械單元的機(jī) 械系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案中，機(jī)械單元可W是包括一個(gè)或多個(gè)跟蹤器的太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)。 參考圖1和圖3,示范太陽(yáng)能跟蹤器12包括至少一個(gè)支撐柱32,支撐柱32可W是任何形狀并 且由足夠長(zhǎng)W能夠支撐PV模塊W及安裝至其上的其他部件的任何材料組成。太陽(yáng)能跟蹤器 12的示例性實(shí)施方案包括兩個(gè)隔開的支撐柱32a和32b。扭轉(zhuǎn)橫梁34或者其他跟蹤器結(jié)構(gòu)連 接至支撐柱32。尤其，扭轉(zhuǎn)橫梁橋接兩個(gè)支撐柱32a、32b，并且可W通過軸承36和包括任何 合適緊固件的軸承殼體布置附接至支撐柱。
[0079] 扭轉(zhuǎn)橫梁34可W是任何形狀或者構(gòu)造，適合于支撐安裝齒條或者其他安裝機(jī)構(gòu)， 包括多個(gè)連接的橫梁，在示例性實(shí)施方案中其具有圓形、正方形或者六邊形截面。在具有懸 臂式重量的系統(tǒng)中，懸臂式死負(fù)荷扭轉(zhuǎn)隨著系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)而變化?？商鎿Q示范扭轉(zhuǎn)橫梁實(shí)施例 可W構(gòu)造為具有平衡重屯、，使得陣列的重量繞著平衡點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。該平衡系統(tǒng)可W是有利的W 包含入扭轉(zhuǎn)限制設(shè)計(jì)中，運(yùn)是因?yàn)?，無(wú)需任何懸臂式重量，其將保持扭轉(zhuǎn)釋放力在所有旋轉(zhuǎn) 位置恒定。
[0080] 樞轉(zhuǎn)軸線40延伸通過扭轉(zhuǎn)橫梁％，扭轉(zhuǎn)橫梁34可w繞著樞轉(zhuǎn)軸線40樞轉(zhuǎn)或者旋 轉(zhuǎn)。太陽(yáng)能模塊42可W安裝至太陽(yáng)能跟蹤器12,使用夾子35或者經(jīng)由模塊安裝托架組件將 其安裝在扭轉(zhuǎn)橫梁34上。應(yīng)該注意的是，在雙或多個(gè)橫梁扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)布置中太陽(yáng)能跟蹤器能 夠采用多于一個(gè)的扭轉(zhuǎn)橫梁。在運(yùn)種實(shí)施例中，跟蹤器具有沿著其長(zhǎng)度運(yùn)行的兩個(gè)或多個(gè) 扭轉(zhuǎn)橫梁。多個(gè)跟蹤器的行能夠具有沿著行的長(zhǎng)度運(yùn)行的兩個(gè)或多個(gè)扭轉(zhuǎn)橫梁。
[0081] 在示例性實(shí)施方案中，太陽(yáng)能跟蹤器12的齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16包含太陽(yáng)能跟蹤器12的 第一檔位上的轉(zhuǎn)矩限制離合器18。示例性實(shí)施方案能夠包括單級(jí)齒輪驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能跟蹤器， 在單級(jí)齒輪驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能跟蹤器中，齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16是直接旋轉(zhuǎn)太陽(yáng)能集電器陣列的單級(jí)蝸 桿齒輪驅(qū)動(dòng)。呈離合器形式的扭矩限制器能夠位于蝸桿齒輪驅(qū)動(dòng)的輸出的接頭和太陽(yáng)能集 電器陣列之間。示例性實(shí)施方案還包括兩級(jí)或者多級(jí)太陽(yáng)能跟蹤器。齒輪組件20包括至少 一個(gè)齒輪22，在示例性實(shí)施方案齒輪是蝸輪。
[0082] 在示例性實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)矩限制離合器18位于第一級(jí)蝸桿齒輪的輸出的接頭和第 二級(jí)齒輪之間。一個(gè)或多個(gè)第二級(jí)或者多級(jí)齒輪可W由能夠雙向地傳遞旋轉(zhuǎn)力的任何類型 的雙向齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)建，包括但不限于，正齒輪、銷齒輪、線纜驅(qū)動(dòng)、帶或者鏈條驅(qū)動(dòng)器。 轉(zhuǎn)矩限制離合器18可W位于齒輪組件20的輸出上，在太陽(yáng)能跟蹤器12的第一檔位的輸出 上，并且位于齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16接合太陽(yáng)能跟蹤器12的齒輪齒條14的位置之前。正如W上討 論的，離合器18可W位于蝸輪齒輪22的兩個(gè)錐形段26上。兩個(gè)鋼錐體26在彈黃張力下接合 蝸輪齒輪22,彈黃張力經(jīng)由螺母44或者其他調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是可W可調(diào)節(jié)的。
[0083] 在示例性實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)矩限制離合器可W并入多個(gè)太陽(yáng)能跟蹤器12,多個(gè)太陽(yáng) 能跟蹤器12連接至由太陽(yáng)能跟蹤器的一行或多行46組成的陣列布置。尤其，多個(gè)太陽(yáng)能跟 蹤器12可W機(jī)械地聯(lián)鎖在大陣列構(gòu)造50中，使得它們可W-致地操作，由單個(gè)電動(dòng)機(jī)W及 跟蹤器控制器驅(qū)動(dòng)。通過在太陽(yáng)能跟蹤器陣列下面提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，能夠?qū)嵤╆嚵?構(gòu)造。如果其適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)成承受施加至靠近陣列支撐件的基底的負(fù)荷力，那么另一軸承系 統(tǒng)（諸如回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器)還可W并入固定傾斜方位跟蹤幾何形狀。在可替換示例性實(shí)施方案 中，陣列能夠在每個(gè)太陽(yáng)能集電器齒輪驅(qū)動(dòng)上具有一個(gè)電動(dòng)機(jī)。在單個(gè)機(jī)動(dòng)式齒輪驅(qū)動(dòng)實(shí) 施例中，扭轉(zhuǎn)限制特征可W并入機(jī)動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)組件。在示例性實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)?聯(lián)鎖蝸桿-齒輪驅(qū)動(dòng)器并入旋轉(zhuǎn)木馬型固定傾斜方位跟蹤陣列域中。在運(yùn)種實(shí)施例中，傾斜 的太陽(yáng)能陣列在大面積圓形軸承上旋轉(zhuǎn)W跟蹤太陽(yáng)。
[0084] 轉(zhuǎn)至圖6,高扭轉(zhuǎn)的彈黃力式的多個(gè)板扭矩限制器718的示例性實(shí)施方案可W包括 多個(gè)交叉彈黃加載摩擦板715。彈黃717在摩擦板715上創(chuàng)建摩擦力，引起扭矩限制器718的 摩擦表面積的增加。該設(shè)計(jì)是圖示于圖4和圖5的彈黃加載錐形圓錐體扭矩限制器的示范變 型。內(nèi)徑可W連接至一個(gè)軸，外徑連接至不同的軸。扭矩限制器718限制兩個(gè)軸之間的扭轉(zhuǎn)。 如圖7B所示，扭矩限制器能夠并入齒輪和輸出之間的蝸桿齒輪驅(qū)動(dòng)單元的內(nèi)部，或者如圖 7A圖示，安裝至扭轉(zhuǎn)管與蝸桿齒輪單元連接處的蝸桿齒輪單元的外部?？商鎿Q地，正如在圖 10中，其能夠連接至扭轉(zhuǎn)管的內(nèi)徑W及線性臂，W限制聯(lián)鎖跟蹤系統(tǒng)的陣列上的扭轉(zhuǎn)。
[0085] 在圖7A-12B中，依靠示例太陽(yáng)能跟蹤器系統(tǒng)，示出了使用轉(zhuǎn)矩限制離合器組件的 系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案。在運(yùn)些W及其他實(shí)施例中，扭轉(zhuǎn)限制離合器可W位于除了在跟蹤 器的第一檔位上的位置。參考圖7A、圖7B和圖8,各自機(jī)動(dòng)式齒輪驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能跟蹤器112的示 例性實(shí)施方案可W具有離合器118,離合器118位于齒輪組件的輸出處或者并入驅(qū)動(dòng)單元 116的內(nèi)部。運(yùn)種實(shí)施例構(gòu)造為類似于圖3-圖4示出的示范系統(tǒng)的構(gòu)造，在圖3-圖4示出的示 范系統(tǒng)的構(gòu)造中，多個(gè)跟蹤器由單個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩限制離合器18W相同方式操作，提供 了相同優(yōu)勢(shì)。在示范太陽(yáng)能跟蹤器組件112中，扭轉(zhuǎn)橫梁34連接至支撐柱32,太陽(yáng)能模塊42 可W安裝至跟蹤器112。
[0086] 在圖示于圖7A和圖7B的示例性實(shí)施方案中，扭矩限制器或者離合器118可W位于 齒輪驅(qū)動(dòng)單元116的輸出與獨(dú)立機(jī)動(dòng)式齒輪驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能跟蹤器112的扭轉(zhuǎn)管34的連接處。尤 其，離合器118機(jī)械連接至齒輪組件的輸出（在驅(qū)動(dòng)單元116內(nèi)）?？商鎿Q地，離合器可W并入 齒輪鏈的其他級(jí)，諸如制動(dòng)器電動(dòng)機(jī)和雙向齒輪驅(qū)動(dòng)器之間。額外扭轉(zhuǎn)限制離合器118可W 設(shè)置在示例性實(shí)施方案中，位于旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器111和跟蹤器112的扭轉(zhuǎn)橫梁34之間。在示例性 實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)單元116收納轉(zhuǎn)矩限制離合器。圖8示出了布置在多行46中的聯(lián)鎖單級(jí)齒 輪驅(qū)動(dòng)跟蹤器112的示例性實(shí)施方案，在多行46中兩個(gè)扭轉(zhuǎn)限制離合器118并入主驅(qū)動(dòng)齒輪 116的輸出上。
[0087] 圖9示出了推動(dòng)/拉動(dòng)跟蹤器212的示例性實(shí)施方案，推動(dòng)/拉動(dòng)跟蹤器212在轉(zhuǎn)矩 臂與轉(zhuǎn)矩管34的連接處具有扭矩限制器218。在示例性實(shí)施方案中，旋轉(zhuǎn)離合器能夠位于主 扭轉(zhuǎn)元件上或者位于任何類型的跟蹤器的齒輪的輸出上。如圖9所示，在示例性實(shí)施方案 中，扭矩限制器218能夠引入到齒輪驅(qū)動(dòng)單元216的輸出的臂連接件與推動(dòng)/拉動(dòng)跟蹤器系 統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)管34之間。尤其，旋轉(zhuǎn)離合器218機(jī)械連接至太陽(yáng)能跟蹤器212的齒輪齒條214,而 齒輪齒條214可操作地連接至扭轉(zhuǎn)橫梁34。在示例性實(shí)施方案中，扭矩限制器能夠是旋轉(zhuǎn)扭 矩限制器。
[0088] 參考圖10-圖11，示出了推動(dòng)/拉動(dòng)聯(lián)鎖式太陽(yáng)能跟蹤器系統(tǒng)310的示例性實(shí)施方 案。此處，聯(lián)動(dòng)裝置（linkage)能夠包含位于每個(gè)跟蹤器312處的線性滑動(dòng)力限制器318, W 實(shí)現(xiàn)在高風(fēng)力期間各行移動(dòng)至極限位置。圖11示出了線性力限制器318的示例性實(shí)施方案。 在示例性實(shí)施方案中，線性離合器是摩擦線性滑動(dòng)器318,摩擦線性滑動(dòng)器318允許在線性 聯(lián)動(dòng)裝置W線性運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)的同時(shí)，跟蹤器旋轉(zhuǎn)。摩擦線性滑動(dòng)器318由管319W及在該管上 滑動(dòng)的夾子321組成。夾子321經(jīng)由耳軸安裝件323安裝至管，摩擦配合件325位于夾子321和 管319之間。該線性摩擦滑動(dòng)設(shè)備318能夠放置在太陽(yáng)能跟蹤器的推動(dòng)/拉動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置中。當(dāng) 外部施加至跟蹤器的扭轉(zhuǎn)力大于克服滑動(dòng)器318的摩擦所需的力時(shí)，然后扭轉(zhuǎn)力將被釋放， 跟蹤器將被允許移動(dòng)。應(yīng)該注意的是，推動(dòng)/拉動(dòng)跟蹤器系統(tǒng)可W獨(dú)自被驅(qū)動(dòng)或者與線性驅(qū) 動(dòng)運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖起來(lái)。
[0089] 參考圖12A、圖12B、圖13和圖14,液壓驅(qū)動(dòng)跟蹤器系統(tǒng)412的示例性實(shí)施方案能夠 采用呈過壓減壓閥418形式的扭轉(zhuǎn)減輕功能，W允許跟蹤器412在跟蹤器暴露至多余風(fēng)力的 條件下移動(dòng)至極限位置。如圖13所示，雙作用的液壓油缸460或者氣缸能夠用W驅(qū)動(dòng)液壓跟 蹤器412。液壓油缸460的示例性實(shí)施方案具有:桿461，其能夠是一個(gè)桿;密封件465W及其 他密封部件463 ;延伸端口 462和縮回端口 464。正如W上參考圖10-圖11討論的，液壓油缸 460的線性運(yùn)動(dòng)可W轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并且使用在推動(dòng)/拉動(dòng)跟蹤器設(shè)計(jì)中。
[0090] 在示例性實(shí)施方案中，液壓油缸460可W裝配有過壓閥418,諸如圖14示出的一個(gè)。 示范過壓閥418具有包含在閥帽476內(nèi)的彈黃472。座盤478被盤保持件480保持在主體474 內(nèi)。閥418可W進(jìn)一步包括排污調(diào)節(jié)環(huán)482和噴嘴484。過壓閥418可W并入到定位及保持旋 轉(zhuǎn)位置的液壓油缸460的兩個(gè)室之間的液壓流體電路中，即，過壓閥418可W位于液壓油缸 460的延伸端口 462和縮回端口 464之間。
[0091] 當(dāng)外部施加至跟蹤器系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)在液壓油缸中創(chuàng)建過壓時(shí)，運(yùn)允許在油缸460中 移動(dòng)。尤其，當(dāng)充足壓力撞擊過壓閥41別寸，過壓閥418液壓地釋放，充當(dāng)用于跟蹤器的扭矩 限制器。過壓減壓閥418設(shè)計(jì)成或者設(shè)定成W預(yù)設(shè)壓力打開，W釋放外部施加至跟蹤系統(tǒng) 412的多余扭轉(zhuǎn)。通過允許加壓流體流動(dòng)在液壓油缸的兩個(gè)室之間，壓力被減小，壓力被閥 418控制。為了實(shí)現(xiàn)相同功能，空氣致動(dòng)跟蹤器系統(tǒng)還能夠采用呈過壓減壓閥形式的由風(fēng)力 引發(fā)的扭轉(zhuǎn)減壓器。
[0092] 現(xiàn)在將參考圖15-圖18描述機(jī)動(dòng)齒輪齒條/跟蹤器行組件的示例性實(shí)施方案。齒輪 齒條814聯(lián)接至太陽(yáng)能跟蹤器組件812的扭轉(zhuǎn)管834,并且還可W附接至跟蹤器組件的支撐 柱832。尤其，齒輪齒條814可W經(jīng)由扭轉(zhuǎn)管軸承組件836和聯(lián)接器823附加至扭轉(zhuǎn)管834。在 示例性實(shí)施方案中，齒輪箱824具有位于齒輪組件820的輸出上的內(nèi)離合器(未示出），齒輪 組件820包括齒輪齒條814、具有小齒輪軸817的小齒輪815,并且可包括齒輪軸端部軸承。系 統(tǒng)可W具有齒輪驅(qū)動(dòng)豎直柱組件，其具有驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)821和驅(qū)動(dòng)齒輪箱824。一個(gè)或多個(gè)光 伏模塊842可W使用模塊安裝托架835聯(lián)接至扭轉(zhuǎn)管834。
[0093] 圖17示出了齒輪齒條814的端部行進(jìn)位置W及接合小齒輪815的細(xì)節(jié)圖。在示例性 實(shí)施方案中，當(dāng)小齒輪815滾動(dòng)進(jìn)銷825的改變定位時(shí)，齒輪齒條814的銷825有利地定位在 齒輪齒條814的端部或者靠近齒輪齒條814的端部W實(shí)現(xiàn)止擋。正如最好在圖18中看到的， 小齒輪815可W具有中屯、脊?fàn)钿N825 W及有狹槽的小齒輪。該布置有利地確保小齒輪815僅 接觸齒輪齒條814的銷825而不接觸齒輪齒條的側(cè)板。
[0094] 轉(zhuǎn)至圖19-圖22,在示例性實(shí)施方案中單個(gè)機(jī)動(dòng)太陽(yáng)能跟蹤器512包含扭矩限制器 設(shè)備，扭矩限制器設(shè)備能夠是電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器518。正如最好在圖20中看到的，示范電動(dòng)機(jī)制 動(dòng)器將固定至電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器518可W包括壓力板和盤部件的任何合適組合。在示例 性實(shí)施方案中，內(nèi)部件包括靜止盤521W及一個(gè)或多個(gè)具有穀和軸的旋轉(zhuǎn)摩擦盤523。制動(dòng) 器在電動(dòng)機(jī)操作期間被電力地釋放并且當(dāng)電動(dòng)機(jī)被切斷電源時(shí)被接合。壓力板525抵靠盤 推開，自調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)527可W設(shè)置成調(diào)節(jié)盤上的壓力。釋放操作桿529允許人工釋放壓力。
[0095] 在示例性實(shí)施方案中，各個(gè)電動(dòng)機(jī)能夠位于每個(gè)陣列上。在示例性實(shí)施方案中，能 夠雙向地驅(qū)動(dòng)的齒輪系統(tǒng)能夠聯(lián)接至在每個(gè)陣列上的電動(dòng)機(jī)W及電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器518。電動(dòng) 機(jī)能夠在電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中具有制動(dòng)器或者使用其本身作為制動(dòng)器。利用適當(dāng)尺寸的電動(dòng)機(jī)、 制動(dòng)器、齒輪速比W及齒輪效率，電動(dòng)機(jī)或者電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器518可W在系統(tǒng)中充當(dāng)風(fēng)力釋 放。在示例性實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括雙向齒輪箱514,電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器518位于齒輪箱514 的輸入上。雙向齒輪能夠從齒輪箱輸入或者輸出被驅(qū)動(dòng)，并且具有從輸出或者輸入被驅(qū)動(dòng) 的能力。在示例性實(shí)施方案中，雙向齒輪能夠是任何合適的齒輪，包括但不限于正齒輪、螺 旋形齒輪、行星齒輪、高效低比蝸桿齒輪、驅(qū)動(dòng)帶、驅(qū)動(dòng)鏈條或者其他雙向驅(qū)動(dòng)布置。
[0096] 在示范電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器實(shí)施例中，當(dāng)被施加外力諸如風(fēng)力時(shí)，扭轉(zhuǎn)管34中的轉(zhuǎn)矩被 克服電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器力的雙向齒輪的驅(qū)動(dòng)比降低。然后扭轉(zhuǎn)被釋放在輸出上并且跟蹤器陣列 旋轉(zhuǎn)。在該實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器518構(gòu)造為鎖定太陽(yáng)能跟蹤器512在一個(gè)位置直到達(dá)到 預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩限制，在該時(shí)間電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器滑動(dòng)。示例性實(shí)施方案能夠包含在電動(dòng)機(jī)內(nèi)或者附 加在電動(dòng)機(jī)和齒輪驅(qū)動(dòng)器之間的機(jī)械制動(dòng)器。如果電動(dòng)機(jī)本身具有與圖21-樣的單獨(dú)制動(dòng) 器，則電動(dòng)機(jī)可W定尺寸為用于由保持陣列所需的扭轉(zhuǎn)釋放力來(lái)單獨(dú)移動(dòng)陣列。
[0097] 如圖21所示，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器能夠是電刷類型直流電動(dòng)機(jī)618,其具有輸入電源導(dǎo) 線，諸如導(dǎo)線635,其被短路W實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)輸出上的制動(dòng)器作業(yè)。如果設(shè)計(jì)成具有電刷類型 DC電動(dòng)機(jī)并且適當(dāng)?shù)囟ǔ叽鐬榫哂序?qū)動(dòng)比和滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩，那么，電動(dòng)機(jī)本身可W用作滑動(dòng)離 合器用于克服外扭轉(zhuǎn)。具有電源導(dǎo)線被短路于一起的DC電刷類型電動(dòng)機(jī)618通過將電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)換為具有短路輸出的發(fā)電機(jī)來(lái)充當(dāng)制動(dòng)器時(shí)，使得電動(dòng)機(jī)難W轉(zhuǎn)動(dòng)。在示例性實(shí)施方案 中，電刷類型電動(dòng)機(jī)618具有內(nèi)部整流器631W周期性地切換電流方向，至少一個(gè)電刷633接 觸整流器W完成該轉(zhuǎn)換。
[0098] 示出包含電動(dòng)機(jī)的示范電路圖示于圖22。圖22示出了短路電動(dòng)機(jī)的示范方法，使 得在該示例性實(shí)施方案中短路電刷電動(dòng)機(jī)618充當(dāng)短路發(fā)電機(jī)。H-橋打開電動(dòng)機(jī)，并且電動(dòng) 機(jī)可W經(jīng)由繼電器619被短路。當(dāng)運(yùn)發(fā)生時(shí)，電刷電動(dòng)機(jī)618類似于完全加載發(fā)電機(jī)起作用， 使得其難W打開并且充當(dāng)太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)上的制動(dòng)器。電動(dòng)機(jī)618可W包含制動(dòng)器637,制 動(dòng)器637能夠是負(fù)致動(dòng)類型電磁體制動(dòng)器。應(yīng)該注意的是，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器能夠并入各種太陽(yáng) 能跟蹤器組件中的任何一個(gè)，包括但不限于單獨(dú)機(jī)動(dòng)式單級(jí)、多級(jí)或者雙向齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 當(dāng)外力引起驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的扭轉(zhuǎn)水平超過預(yù)設(shè)限制時(shí)，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)被克服，并且利于驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)的后驅(qū)動(dòng)。
[0099] 轉(zhuǎn)至圖23A-圖23D，將描述軸承止擋組件70的示例性實(shí)施方案。示范軸承止擋組件 70包括軸承殼體72、干式滑動(dòng)軸承74W及內(nèi)旋轉(zhuǎn)止擋塊76。圖23B圖示出止擋塊76,其接合 在其旋轉(zhuǎn)限制的一側(cè)，即，接合在一個(gè)極限停止位置。圖23C示出了處于中間位置的止擋塊 76,即，在允許的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的中間。圖23D示出了處于圖23B的相反極限停止位置的止擋塊 76。軸承止擋組件可W放置在每列處并且可W附接至扭轉(zhuǎn)管34。軸承止擋組件70有利地提 供了 =重功能:支撐太陽(yáng)能跟蹤器陣列；提供軸承，陣列能夠在該軸承上旋轉(zhuǎn);正如此處討 論詳細(xì)的，功能為在跟蹤器的最大旋轉(zhuǎn)位置的機(jī)械止擋件。殼體可W涂覆有低摩擦涂層W 防止在緩慢移動(dòng)軸承時(shí)的粘住或者滑動(dòng)行為。
[0100] 圖24A-圖24C圖示了具有綜合接地的跟蹤器軸承止擋組件170的另一示例性實(shí)施 方案。示范組件170包括軸承殼體172、銷W及漉軸承輪173、干式滑動(dòng)頂部半襯套174W及內(nèi) 旋轉(zhuǎn)止擋塊176。有利地，該設(shè)計(jì)可W在塵±環(huán)境中提供更好地性能，并且還提供了連續(xù)導(dǎo) 電接地路徑，消除了要電力地連接扭轉(zhuǎn)管至列所需的外部接地線。
[0101] 再次參考圖23A，能夠看到，軸承止擋組件70的示例性實(shí)施方案完全安裝在太陽(yáng)能 跟蹤器應(yīng)用中，在太陽(yáng)能跟蹤器應(yīng)用中太陽(yáng)能跟蹤器12具有光伏模塊42,光伏模塊42利用 特殊模塊安裝托架安裝至扭轉(zhuǎn)管34?？蒞設(shè)置額外托架，額外托架允許減震器連接在扭轉(zhuǎn) 管34和跟蹤器的支撐柱32之間。減震器可W并入齒輪驅(qū)動(dòng)器處W控制在過轉(zhuǎn)矩事件期間跟 蹤器的旋轉(zhuǎn)率。當(dāng)通過允許系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)來(lái)降低扭轉(zhuǎn)時(shí)，允許陣列移動(dòng)的速度可W被離合器的 滑動(dòng)摩擦控制或者被外減震器控制或者被運(yùn)兩者控制。
[0102] 在示例性實(shí)施方案中，軸承止擋組件70連接至U-托架78，U-托架78連接至I-橫梁 柱80。正如示出的，軸承止擋組件70安裝至示范八邊形扭轉(zhuǎn)管34，使得扭轉(zhuǎn)管運(yùn)行通過軸承 止擋組件的中屯、。應(yīng)該注意的是，扭轉(zhuǎn)管能夠是任何截面形狀，包括但不限于圓形、導(dǎo)圓、卵 形、正方形、矩形、=角形、五邊形、六邊形W及八邊形。軸承止擋組件70中的止擋塊76可W 構(gòu)造為環(huán)，該環(huán)與扭轉(zhuǎn)管34的外側(cè)形狀一致，使得其鍵入管的外側(cè)并且隨著管旋轉(zhuǎn)。
[0103] 在示例性實(shí)施方案中，干式滑動(dòng)軸承74還與扭轉(zhuǎn)管34的外側(cè)形狀一致并且隨著管 旋轉(zhuǎn)。如圖23A所示，干式滑動(dòng)軸承74在內(nèi)部可W是八邊形，在外部可W是圓形。干式滑動(dòng)軸 承74的圓形外部形狀滑動(dòng)在軸承殼體72的圓形內(nèi)部形狀上滑動(dòng)。該干式滑動(dòng)軸承74的外表 面和軸承殼體72的內(nèi)表面的界面形成軸承表面。在示例性實(shí)施方案中，軸承殼體72的軸承 表面可W涂覆有低摩擦涂層W降低軸承中的摩擦。干式滑動(dòng)軸承74典型地由聚合物材料形 成，并且還可W在其成分中包含降摩試劑W降低摩擦。當(dāng)扭轉(zhuǎn)管34旋轉(zhuǎn)至機(jī)械限制時(shí)，止擋 塊76接合軸承殼體W消除扭轉(zhuǎn)管34的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。因此存在由止擋塊76創(chuàng)建的兩個(gè)極限旋 轉(zhuǎn)停止位置。
[0104] 在操作中，風(fēng)力引發(fā)齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)10上的較鏈力矩MH。參考圖1-圖5W及其他 示意實(shí)施例中，離合器可W被預(yù)設(shè)為在引發(fā)的最大較鏈力矩轉(zhuǎn)矩的一定比例時(shí)滑動(dòng)。當(dāng)風(fēng) 力引發(fā)的較鏈力矩歷達(dá)到預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩限制值時(shí)，離合器18克服錐體26上的摩擦，離合器18滑 動(dòng)。事實(shí)上，離合器18類似于壓力減壓閥起作用，用于由風(fēng)力引發(fā)的較鏈力矩MH，有利地釋 放齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元12上的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)轉(zhuǎn)矩水平足W滑動(dòng)離合器時(shí)，齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元12的 行可W旋轉(zhuǎn)而離開該位置，并且進(jìn)入較低較鏈力矩位置。
[0105] 當(dāng)外部施加在齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(集電器陣列）的輸出上的扭轉(zhuǎn)超過預(yù)設(shè)限制時(shí)，扭轉(zhuǎn) 限制設(shè)備允許陣列移動(dòng)至新位置，直到力已經(jīng)減小地低于扭轉(zhuǎn)闊值或者陣列已經(jīng)達(dá)到其機(jī) 械限制。在從輸入施加的扭轉(zhuǎn)超過陣列上的預(yù)設(shè)扭轉(zhuǎn)限制的情形下，扭轉(zhuǎn)限制設(shè)備去禪多 余輸入力，并且允許輸入移動(dòng)而不影響陣列上的移動(dòng)。正如此處更詳細(xì)討論的，當(dāng)靠著機(jī)械 止擋件驅(qū)動(dòng)，或者當(dāng)使用在自然發(fā)生(諸如雪堆或者沙丘阻礙陣列移動(dòng)）時(shí)，運(yùn)可W用來(lái)將 聯(lián)鎖式陣列同步化。在該情況下，其有利于去禪輸入驅(qū)動(dòng)力與扭矩限制器并且保持陣列輸 出在合適位置。
[0106] 在示例性實(shí)施方案中，當(dāng)風(fēng)速力超過在驅(qū)動(dòng)鏈中滑動(dòng)離合器所需的轉(zhuǎn)矩時(shí)，太陽(yáng) 能陣列或者其他齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械單元12旋轉(zhuǎn)至另一位置。如果該多余轉(zhuǎn)矩繼續(xù)來(lái)自風(fēng)力，貝U 每個(gè)機(jī)械單元12和單元的陣列50移動(dòng)至其最大旋轉(zhuǎn)角度54處，即極限旋轉(zhuǎn)角度，在該角度， 扭轉(zhuǎn)力在扭轉(zhuǎn)管34上的多個(gè)位置能夠被抵抗。機(jī)械單元12的行可W被風(fēng)力旋轉(zhuǎn)，直到達(dá)到 最大角度停止。
[0107] 在示例性實(shí)施方案中，每當(dāng)行在正常操作期間移動(dòng)至極限位置時(shí)，系統(tǒng)可W撞擊 機(jī)械單元12的每行上的機(jī)械止擋件58。允許外力旋轉(zhuǎn)太陽(yáng)能跟蹤器的行同時(shí)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能跟 蹤器的其他行，運(yùn)將允許每行達(dá)到其最大限制位置，直到太陽(yáng)能跟蹤器的所有行對(duì)準(zhǔn)。有利 地，運(yùn)確保在風(fēng)力移動(dòng)行的情況下一天兩次對(duì)準(zhǔn)單元12的所有行。運(yùn)確保所有行至少一天 兩次精確地同步。在調(diào)試新項(xiàng)目時(shí)，跟蹤器行可W指向所有方向，但是在校準(zhǔn)之后，行將完 全被同步。應(yīng)該注意的是，在聯(lián)鎖式太陽(yáng)能跟蹤器系統(tǒng)中，離合器18可W在每行跟蹤器上獨(dú) 立起作用。運(yùn)是因?yàn)榫哂行枰獋溆抿?qū)動(dòng)所有跟蹤器行的備用驅(qū)動(dòng)式聯(lián)鎖系統(tǒng)，當(dāng)風(fēng)力各自 施加至行時(shí)，備用驅(qū)動(dòng)式聯(lián)鎖系統(tǒng)可能不能適當(dāng)?shù)仄鹱饔肳保護(hù)每行。
[0108] 在示例性實(shí)施方案中，可W通過離合器滑動(dòng)力調(diào)整轉(zhuǎn)速。有利地，離合器18可W通 過消除系統(tǒng)中的彈黃而去禪系統(tǒng)上的動(dòng)態(tài)負(fù)荷，從而顯著降低設(shè)計(jì)負(fù)荷。可替換地，減震器 58可W設(shè)置成減慢跟蹤器的運(yùn)動(dòng)。然后最大角度停止可W不僅通過齒輪齒條，而且通過減 震器被抵抗，減震器位于齒輪齒條或者位于機(jī)械單元12的行端部的止擋件58上，從而分享 齒輪齒條60的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷并且將扭轉(zhuǎn)負(fù)荷分布在扭轉(zhuǎn)管34上的多個(gè)點(diǎn)。減震器58可W提供雙 重責(zé)任，作為陣列的端部的止擋件，或者放置在任何位置的減震器可W設(shè)計(jì)成輔助于調(diào)整 扭轉(zhuǎn)釋放反應(yīng)速度并且抵抗較鏈力矩負(fù)荷。
[0109] 有利地，示例性實(shí)施方案降低最大較鏈力矩，消除動(dòng)態(tài)加載，并且允許齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī) 械系統(tǒng)在陣列的多個(gè)點(diǎn)上而不是在單個(gè)點(diǎn)上抵抗較鏈力矩力。典型的是，較鏈力矩力在較 小傾斜角度時(shí)較大，并且隨著陣列傾斜角度增加而降低。在示例性實(shí)施方案中，在極限垂直 停止位置，最大較鏈力矩力將小于在較小旋轉(zhuǎn)角度時(shí)，并且將僅發(fā)生在運(yùn)動(dòng)極限范圍中的 機(jī)械止擋件上?？傒^鏈力矩可W不僅僅在中央齒輪處被抵抗。運(yùn)動(dòng)機(jī)械止擋件的范圍可W 放置在陣列上的任何位置處，典型地可W放置在垂直分布的支撐件上，W輔助抵抗較鏈力 矩加載，從而在系統(tǒng)中的任何單個(gè)點(diǎn)上最小化扭轉(zhuǎn)負(fù)荷。
[0110] 再次參考圖1和圖3,最大較鏈力矩可W是xft化S，離合器18W大約x/4ft化S滑 動(dòng)。因此，扭轉(zhuǎn)管34僅需要在離合器18滑動(dòng)之前在齒輪驅(qū)動(dòng)器16上抵抗最大x/4ft化S。在 該示例性實(shí)施方案中，在最大旋轉(zhuǎn)角度54處最大較鏈力矩大約是xft化S，齒輪抵抗x/2ft 化S，位于跟蹤器的端部的止擋件必須抵抗x/4ft化S，使得管34中的最大扭轉(zhuǎn)負(fù)荷為x/4ft 化S。最大扭轉(zhuǎn)值將可能在每個(gè)部件中是雙倍的，而無(wú)需有利的使用離合器W及多個(gè)止擋件 的示例性實(shí)施方案。通過允許扭轉(zhuǎn)釋放發(fā)生在較低值并且比僅在陣列的端部(諸如在每列 上)處使用更多的止擋件，運(yùn)些值能夠進(jìn)一步降低。
[0111] 在示例性實(shí)施方案中，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和齒輪齒條將看不到停止來(lái)自電動(dòng)機(jī)15的力 的一個(gè)齒輪齒條14。因此，齒輪齒條和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠更加最低限度地構(gòu)建。而且，示范 系統(tǒng)將需要僅被構(gòu)建W查看約束到每日運(yùn)動(dòng)范圍的運(yùn)動(dòng)，過行進(jìn)保護(hù)將能夠并入扭矩限制 器。減震器58和齒輪齒條14可W優(yōu)化地設(shè)計(jì)并且實(shí)施在全運(yùn)動(dòng)范圍中。除了日常運(yùn)動(dòng)范圍， 運(yùn)動(dòng)范圍不需要額外容差。
[0112] 有利地，在示例性實(shí)施方案中，如果機(jī)械單元12的一行具有機(jī)械結(jié)合(mechanical bind),運(yùn)不會(huì)影響系統(tǒng)10的剩余部分。運(yùn)可W是有幫助的，運(yùn)是由于其可W自診斷跟蹤器 行的結(jié)合問題。如果外側(cè)行因風(fēng)力移動(dòng)至極限角度，它們可W充當(dāng)內(nèi)側(cè)行的擋風(fēng)塊。因?yàn)樘?升力、拖曳力和較鏈力矩的力W組合方式發(fā)生在系統(tǒng)上，并且每個(gè)運(yùn)些負(fù)荷會(huì)在不同的具 體旋轉(zhuǎn)角度位置處出現(xiàn)峰值，有利的是，允許機(jī)械單元的行在最大提升力條件發(fā)生之前移 動(dòng)至極限角度位置。如果經(jīng)由此處討論的扭矩限制器運(yùn)可靠地實(shí)現(xiàn)，則用于最大提升的基 礎(chǔ)設(shè)計(jì)值將較低，因此系統(tǒng)基礎(chǔ)所需的尺寸和/或深度可W減小W抵抗較低提升力。
[0113] 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求可W較低，運(yùn)是因?yàn)樽畲笈まD(zhuǎn)能夠在多個(gè)點(diǎn)抵抗而不是在用于波峰 較鏈力矩的最大旋轉(zhuǎn)角度處抵抗。拖曳力波峰無(wú)法改變，運(yùn)是由于系統(tǒng)典型地設(shè)計(jì)成用于 水平太陽(yáng)能跟蹤器的情形下的極限旋轉(zhuǎn)角度位置，但是在其他太陽(yáng)能跟蹤器幾何結(jié)構(gòu)中可 W減小。最大組合力也可W較小，在該情形下總體結(jié)構(gòu)要求將減小。運(yùn)些力降低等同于機(jī)械 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求降低。降低結(jié)構(gòu)材料典型地等同于基本材料成本節(jié)約，還可W等同于勞動(dòng) 力節(jié)約，因此可W降低系統(tǒng)的總體安裝成本。
[0114] 因而，能夠發(fā)現(xiàn)，提供了并入系統(tǒng)(諸如太陽(yáng)能跟蹤器)的扭矩限制器設(shè)備、系統(tǒng)和 方法。盡管在示例性實(shí)施方案的項(xiàng)目中已經(jīng)描述了系統(tǒng)、設(shè)備和方法，但是，應(yīng)該理解的是， 本公開不需要限制于公開的實(shí)施例。雖然上文描述了示意性實(shí)施例，但是，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)明顯的是，能夠進(jìn)行各種改變W及修改，運(yùn)并不超出本公開。
[0115] 應(yīng)該理解的是，任何前述構(gòu)造 W及專用部件或者化合物可W與前述實(shí)施例的任何 系統(tǒng)可互換地使用。其旨在覆蓋包括在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和類似布置， 其范圍應(yīng)該被賦予最廣泛的解釋，w便包含所有運(yùn)種修改和類似結(jié)構(gòu)。本公開包括w下權(quán) 利要求的任何W及所有實(shí)施例。其附隨的權(quán)利要求旨在覆蓋落入本公開的精神和范圍內(nèi)的 所有運(yùn)種改變W及修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種太陽(yáng)能跟蹤器組件，包括： 支撐柱； 連接至所述支撐柱的扭轉(zhuǎn)橫梁； 附接至所述扭轉(zhuǎn)橫梁的安裝機(jī)構(gòu)； 連接至所述扭轉(zhuǎn)橫梁的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；以及 連接至所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出的扭矩限制器； 其中，當(dāng)外力引起所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的扭轉(zhuǎn)水平超過預(yù)設(shè)限制時(shí)，所述扭矩限制器促進(jìn) 所述太陽(yáng)能跟蹤器組件在扭轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，從而允許所述外力繞通過所述扭轉(zhuǎn)橫梁延 伸的樞轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，所述扭轉(zhuǎn)方向上的移動(dòng)去耦多余扭 轉(zhuǎn)，使得所述外力被釋放，并且降低太陽(yáng)能跟蹤器組件的扭轉(zhuǎn)水平。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，所述扭轉(zhuǎn)方向上的移動(dòng)包括將所述 太陽(yáng)能跟蹤器組件從第一旋轉(zhuǎn)位置移動(dòng)至至少一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)位置。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，所述太陽(yáng)能跟蹤器組件在至少一個(gè) 第二旋轉(zhuǎn)位置撞擊最大位置止擋件。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，沿著所述太陽(yáng)能跟蹤器組件的扭轉(zhuǎn) 抵抗結(jié)構(gòu)在多個(gè)分布部位，所述太陽(yáng)能跟蹤器組件被約束在其最大旋轉(zhuǎn)位置。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，所述太陽(yáng)能跟蹤器組件包括多個(gè)支 撐柱并且進(jìn)一步包括在每個(gè)支撐柱上的止擋件。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，所述扭矩限制器繞著通過所述扭轉(zhuǎn) 橫梁延伸的所述樞轉(zhuǎn)軸線限制鉸鏈力矩。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括具有至少一個(gè)齒 輪的齒輪組件。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，所述齒輪組件包括單向齒輪箱，所 述扭矩限制器是扭轉(zhuǎn)限制離合器。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，所述齒輪組件包括接合所述齒輪 的摩擦聯(lián)軸器，所述扭矩限制器位于所述摩擦聯(lián)軸器上。11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，所述扭矩限制器位于所述齒輪組 件的第一檔位的輸出處。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，所述太陽(yáng)能跟蹤器組件是推動(dòng)/拉 動(dòng)聯(lián)鎖式跟蹤器，所述扭矩限制器是線性滑動(dòng)設(shè)備。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，所述太陽(yáng)能跟蹤器組件包括液壓 系統(tǒng)，所述扭矩限制器是壓力減壓閥。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其進(jìn)一步包括在齒輪齒條處或者靠近齒 輪齒條處引入的減震器，用于控制扭轉(zhuǎn)力的釋放并且減慢所述太陽(yáng)能跟蹤器組件的運(yùn)動(dòng)。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤器組件，其中，所述扭轉(zhuǎn)橫梁構(gòu)造為具有平衡重 心，使得其繞著所述平衡重心旋轉(zhuǎn)。16. -種對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)能陣列的方法，包括： 提供多行太陽(yáng)能跟蹤器，其包括多行聯(lián)鎖式太陽(yáng)能跟蹤器； 提供連接至每行太陽(yáng)能跟蹤器的扭矩限制器； 在至少一行太陽(yáng)能跟蹤器上接收扭轉(zhuǎn)水平，使得至少一行太陽(yáng)能跟蹤器上的扭轉(zhuǎn)水平 超過預(yù)設(shè)扭轉(zhuǎn)限制； 當(dāng)所述至少一行達(dá)到其最大限制位置時(shí)，使用所述扭矩限制器停止所述多行太陽(yáng)能跟 蹤器的至少一行的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)；以及 驅(qū)動(dòng)其他多行的所述太陽(yáng)能跟蹤器，使得每行達(dá)到其最大限制位置，直到所有的多行 太陽(yáng)能跟蹤器對(duì)準(zhǔn)。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，當(dāng)每行達(dá)到其最大限制位置時(shí)，其停止旋轉(zhuǎn)移 動(dòng)，同時(shí)其他多行的太陽(yáng)能跟蹤器旋轉(zhuǎn)并且達(dá)到它們的最大限制位置。18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，每行太陽(yáng)能跟蹤器包括多個(gè)支撐柱，并且進(jìn)一 步包括在每個(gè)支撐柱上提供止擋件。19. 一種太陽(yáng)能跟蹤器組件，包括： 支撐柱； 連接至所述支撐柱的扭轉(zhuǎn)橫梁； 附接至所述扭轉(zhuǎn)橫梁的安裝機(jī)構(gòu)； 連接至所述扭轉(zhuǎn)橫梁的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括具有輸入和輸出的雙向齒輪箱； 以及 位于所述雙向齒輪箱的輸入處的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器； 其中，當(dāng)外力引起驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的扭轉(zhuǎn)水平超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器滑動(dòng)以 促進(jìn)所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的備用驅(qū)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F24J2/54GK106062489SQ201580009424
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年2月18日
【發(fā)明人】羅訥德·P·可麗歐
【申請(qǐng)人】羅訥德·P·可麗歐