扭矩限制器设备、系统和方法以及包含扭矩限制器的太阳能跟踪器技术方案

太阳能跟踪器组件包括：支撑柱；连接至支撑柱的扭转横梁；附接至扭转横梁的安装机构；连接至扭转横梁的驱动系统；以及连接至驱动系统的输出的扭矩限制器。当外力引起驱动系统上的扭转水平超过预设限制时，扭矩限制器促进太阳能跟踪器组件在扭转方向上的旋转移动，从而允许外力绕通过扭转横梁延伸的枢转轴线旋转。示例性实施方案还包括对准多行太阳能跟踪器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求提交于2014年2月19日的美国专利申请序列号61/941,754以及提交于2014年10月19日的美国专利申请序列号62/065,741的优先权，这两个专利申请中的每个均通过参考整体并入本文中。
本公开涉及扭矩限制器设备、系统和方法。本公开进一步涉及机械定位系统中的转矩释放机构。本公开进一步涉及转矩限制以及滑动离合器组件。
技术介绍
当风力作用在太阳能跟踪光伏(PV)阵列或者暴露至室外环境因素的其他机械驱动定位系统中时，风力引起阵列上的正压力和负压力，正压力和负压力可以独立地、累积地、有差别地起作用。这些风力通常分类为拖曳、提升、向下力和绕旋转轴线的铰链力矩。风力依赖于风速、阵列的方向以及旋转跟踪角度而改变。这些力在大阵列场中的外结构上还通常较大。典型地，在单轴太阳能跟踪系统的情形下，跟踪阵列或者其他机械系统上引发的提升和拖曳在结构内的多个点处被抵抗。但是，正如现存系统证明的，铰链力矩典型地在单个点被抵抗。施加至较长扭转管或者其他横梁构造的得到的扭转力可以较大，并且趋于与跟踪器结构的扭转柔性相互作用。在结构中单点处抵消高铰链力矩力要求充分强的扭转构件来抵抗高结合的转矩和系统的横梁负荷而不需要多余柔性。铰链力矩力可以存在为一种静态力或者有时存在为公知为公知为扭转发散的一种动态力。如果跟踪器的结构系统在其设计中是柔性的，并且被扭转地约束在单个点，那么，扭转发散以及其他动态力可以发生，这潜在地大致增加结构上的负载。因此在结构上有利于最小化跟踪器结构的柔性，以降低或者消除会引起这些动态力的风力相互作用。因此，需要一种机构来降低波峰铰链力矩力，跟踪系统将暴露于波峰铰链力矩力和/或允许系统在多点抵抗力矩，从而最小化或者有效地消除结构暴露于的动态/谐和力。最小化结构中的扭转增加了相关结构构件的横梁负荷能力，这是因为扭转的组合负荷和横梁加载较小。通过限制波峰扭转力，然后提供一种器件以沿着结构在多点抵抗下方的最大扭转力，可以并入更轻结构部件以降低材料重量以及太阳能跟踪器系统的成本。
技术实现思路
通过在接合每一行跟踪器的辅助齿轮齿条之前、在主变速箱的输出处引入扭矩限制器，本公开的示例性实施方案在很大程度上缓解了已知机械系统如太阳能跟踪器的劣势，在一些情形下，扭矩限制器可以是转矩限制离合器。实质上，这在跟踪器系统的每一行的单独机动化或联锁式跟踪器中在扭转应力部件和驱动器之间放置预设转矩释放机构。本公开的示例性实施方案有利地最小化了引发跟踪器阵列上的扭转力的风力，以显著降低跟踪系统的结构要求。显著降低要求的结构可以导致在很大程度上降低跟踪器系统的成本。扭矩限制器的示例性实施方案充当扭转力减压阀，扭转力减压阀最小化铰链力矩，并且消除会由机械系统诸如PV跟踪结构上的风力引发的任何显著动态力。一个重要功能是减轻高风力事件期间的扭转，并且允许每行单独跟踪器移动至不同的位置，直到任意阵列移动至扭转力不再能够克服预设扭转释放力的位置，或者阵列被扭转力移动至旋转的极限角度，然后被约束在结构上的多个点处。沿着阵列在极限旋转位置处包含多个止挡件，这将最小化一个或多个扭转抵抗结构部件的任何一个段中的扭转力。在示例性实施方案中，如果阵列由于障碍物(诸如失衡重雪载荷、雪害或者沙丘)不能够移动，或者如果一个或多个联锁齿轮组处于极限停止条件时，扭矩限制器还可以充当来自从驱动电动机的输入力的超载安全阀。在该条件下，如果障碍物阻力大于扭转限制阈值，扭转限制离合器将从输出力去耦输入驱动力。在示例性实施方案中，当移动阵列所需的输入驱动力高于扭矩限制器阈值时，将由扭矩限制器释放的力将是在阵列上由外部引发的以及还来自输入驱动机构的铰链力矩力。太阳能跟踪器组件的示例性实施方案包括：支撑柱；连接至支撑柱的扭转横梁；附接至扭转横梁的安装机构；连接至扭转横梁的驱动系统；以及连接至驱动系统的扭矩限制器。太阳能跟踪器组件可以包括多个支撑柱并且进一步包括在每个支撑柱上的止挡件。扭转横梁可以构造有平衡重心，使得其绕着平衡重心旋转。当外力(诸如风力)引起系统中的扭转水平超过预设限制时，然后扭矩限制器促进太阳能跟踪器组件在扭转方向上的旋转移动，从而允许外力绕着延伸通过扭转横梁的枢转轴线旋转该组件。在示例性实施方案中，扭矩限制器去耦(de-couple)多余扭转，使得通过允许阵列移动至第二旋转位置而释放外力。在扭转方向上的移动可以包括将太阳能跟踪器组件从第一旋转位置移动至至少一个第二旋转位置。在示例性实施方案中，当外力足够大时，太阳能跟踪器移动至极限旋转位置止挡件位置。最大旋转位置机械止挡件位于最大旋转角度处，然后被抵抗在跟踪结构中的多个点处，使得主扭转抵抗结构构件最终被旋转地支撑在多个点处，有效限制扭转横梁结构中的扭转。扭转方向上的移动可以包括将太阳能跟踪器组件从第一旋转位置移动至第二或者多个旋转位置。在示例性实施方案中，沿着太阳能跟踪器组件的扭转抵抗结构在多个分布的位置，太阳能跟踪器组件被约束在其最大旋转位置。当跟踪器不在极限位置时，扭矩限制器绕着延伸通过扭转横梁的枢转轴线限制铰链力矩，当系统不能够进一步旋转时，通过允许跟踪器旋转来释放扭转力，然后极限位置的多个止挡见最终限制扭转抵抗结构构件中的任何一个段中的扭转。在示例性实施方案中，太阳能跟踪器组件的驱动系统包括齿轮组件，齿轮组件包括至少一个齿轮。在示例性实施方案中，齿轮组件包括单向齿轮箱，扭矩限制器是扭转限制离合器。在一些实施例中扭矩限制器还可以是滑动离合器。在示例性实施方案中，齿轮组件包括接合齿轮的摩擦联轴器，扭矩限制器位于摩擦联轴器上。扭矩限制器可以位于齿轮组件的第一档位输出处。在其他示例性实施方案中，太阳能跟踪器组件是推动/拉动联锁式跟踪器，扭矩限制器是线性滑动设备或者线性离合器联动装置(linkage)。太阳能跟踪器组件可以包括液压系统，扭矩限制器可以在液压系统中呈压力减压阀形式。太阳能跟踪器组件可以进一步包括减震器，减震器并入或者靠近齿轮齿条以控制扭转力的释放并且减慢太阳能跟踪器组件的运动。示例性实施方案包括对准包含多行太阳能跟踪器的太阳能阵列的方法，该方法包括：提供单独连接至每行太阳能跟踪器的扭矩限制器，其中，一个或多个太阳能跟踪器遇到机械旋转限制，这引起由至少一行太阳能跟踪器中的动力驱动系统所引发的扭转水平超过扭转限制阈值，由此，扭矩限制器允许机械限制所述至少一行不旋转，同时驱动太阳能跟踪器的其他多行旋转。多行太阳能跟踪器包括多行联锁式太阳能跟踪器。在多行太阳能跟踪器的至少一行太阳能跟踪器上的机械限制条件创建超过预设阈值的跟踪器中的扭转水平。被机械限制的至少一行不旋转，而太阳能跟踪器的其他多行旋转并且达到它们的最大机械限制位置，直到太阳能跟踪器的所有多行不再旋转。当每行达到其最大机械限制位置时，每行跟踪器停止旋转移动，而太阳能跟踪器的其他多行旋转并且达到它们的最大限制位置。当所有跟踪器行达到它们的机械限制时，它们所有都对准。如果一行或多行跟踪器被外部环境条件(诸如雪害、沙丘或者其他障碍物)阻碍，那么，在安全阈值限制及释放驱动转矩的相同机构还是有利的。扭矩限制器可以保护跟踪的阵列不被障碍物破坏，同时还允许跟踪器在限制运动中旋转，直到障碍物被清除。在示例性实施方案中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能跟踪器组件，包括：支撑柱；连接至所述支撑柱的扭转横梁；附接至所述扭转横梁的安装机构；连接至所述扭转横梁的驱动系统；以及连接至所述驱动系统的输出的扭矩限制器；其中，当外力引起所述驱动系统上的扭转水平超过预设限制时，所述扭矩限制器促进所述太阳能跟踪器组件在扭转方向上旋转移动，从而允许所述外力绕通过所述扭转横梁延伸的枢转轴线旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.19 US 61/941,754;2014.10.19 US 62/065,7411.一种太阳能跟踪器组件，包括：支撑柱；连接至所述支撑柱的扭转横梁；附接至所述扭转横梁的安装机构；连接至所述扭转横梁的驱动系统；以及连接至所述驱动系统的输出的扭矩限制器；其中，当外力引起所述驱动系统上的扭转水平超过预设限制时，所述扭矩限制器促进所述太阳能跟踪器组件在扭转方向上旋转移动，从而允许所述外力绕通过所述扭转横梁延伸的枢转轴线旋转。2.根据权利要求1所述的太阳能跟踪器组件，其中，所述扭转方向上的移动去耦多余扭转，使得所述外力被释放，并且降低太阳能跟踪器组件的扭转水平。3.根据权利要求2所述的太阳能跟踪器组件，其中，所述扭转方向上的移动包括将所述太阳能跟踪器组件从第一旋转位置移动至至少一个第二旋转位置。4.根据权利要求3所述的太阳能跟踪器组件，其中，所述太阳能跟踪器组件在至少一个第二旋转位置撞击最大位置止挡件。5.根据权利要求3所述的太阳能跟踪器组件，其中，沿着所述太阳能跟踪器组件的扭转抵抗结构在多个分布部位，所述太阳能跟踪器组件被约束在其最大旋转位置。6.根据权利要求5所述的太阳能跟踪器组件，其中，所述太阳能跟踪器组件包括多个支撑柱并且进一步包括在每个支撑柱上的止挡件。7.根据权利要求1所述的太阳能跟踪器组件，其中，所述扭矩限制器绕着通过所述扭转横梁延伸的所述枢转轴线限制铰链力矩。8.根据权利要求1所述的太阳能跟踪器组件，其中，所述驱动系统包括具有至少一个齿轮的齿轮组件。9.根据权利要求8所述的太阳能跟踪器组件，其中，所述齿轮组件包括单向齿轮箱，所述扭矩限制器是扭转限制离合器。10.根据权利要求8所述的太阳能跟踪器组件，其中，所述齿轮组件包括接合所述齿轮的摩擦联轴器，所述扭矩限制器位于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗讷德·P·可丽欧，
申请(专利权)人：罗讷德·P·可丽欧，
类型：发明
国别省市：美国;US