CN102819268B - 立体空间结构组件 - Google Patents

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Abstract

一种在至少两轴内用于追踪太阳的太阳追踪系统，该系统包括底座，安装在底座上的旋转系统，立体空间结构组件，其具有在其第一边缘端的较低部分和在其第二边缘端的较高部分，所述较低部分相对于较高部分更接近于所述旋转系统，并且在所述较低部分有锚固位置；以及在锚固位置的扭矩箱组件，所述扭矩箱组件用于抵抗被应用于所述立体空间结构组件的扭矩。

Description

立体空间结构组件
发明领域
本发明涉及的是立体空间结构组件，更具体的是涉及环保地弹性的立体空间结构组件。
对相关申请的参考
本申请在此要求于2011年6月8日提交的第61/494,873号，标题为“TORQUE BOX ASSEMBLIES”的美国临时专利申请及于2011年6月8日提交的第61/494,875号，标题为“SPATIALSTRUCTURES”的优先权。上述申请的全部内容通过引证并入本文。
发明背景
立体空间结构组件包括多个部件，例如棒、梁、线缆、导线或者平板，其安排用于支撑安装于其上的负载。
在时而处于恶劣环境条件下，立体空间结构组件可以被安装在室外。这种立体空间结构组件可能会受到环境的作用力，例如风力、雨、冰雹、雪以及地震等。
发明内容
根据本发明的一些实施方案，提供了一种太阳追踪系统，其用于在至少两个轴线上追踪太阳，所述太阳追踪系统包括底座，安装在该底座上的旋转系统，立体空间结构组件，所述立体空间结构组件具有在其第一边缘端的较低部分以及在其第二边缘端的较高部分，所述较低部分相对于较高部分更接近于所述旋转系统，和在所述较低部分的锚固位置，以及在锚固位置的扭矩箱组件，其用于抵抗应用到该立体空间结构组件的扭矩。
根据一些实施方案，所述扭矩箱组件包括空间结构桁架。另外，所述扭矩箱组件包括至少一个第一构件和第二构件，其中第一构件的横截面的表面面积大于第二构件的横截面的表面面积。更进一步的说，所述扭矩箱组件被设计用于抵抗由作用力F导致的扭矩T，所述作用力F以以下任意一个方向上被应用于所述立体空间结构组件：平行于直角坐标轴系统的水平轴，平行于直角坐标轴系统的垂直轴，平行于直角坐标轴系统的深度轴，或者上述各轴的组合。
根据一些实施方案，所述扭矩箱组件包括多个配置有中空结构横截面的构件。另外，所述扭矩箱组件包括多个被布置在长方体状配置中的构件，该长方体状配置具有至少一个沿着该长方体状配置的至少一个表面延伸的倾斜的对角线构件。
根据一些实施方案，所述立体空间结构组件支撑在其上的负载。另外，该负载包括太阳能集中器。更具体的，所述太阳能集中器用于集中太阳能辐射以及集中该辐射到安装在所述立体空间结构组件上的接收器。
根据一些实施方案，所述旋转系统包括至少一个放置于所述较低部分的活塞。并且，所述立体空间结构组件包括至少一个框架，其中，随着从所述锚固位置到所述较高部分的距离的增加，框架的质量不断地减小。此外，所述扭矩箱组件用于抵抗应用于所述立体空间结构组件的扭矩，从而允许所述立体空间结构组件以基本上为0.001-0.01弧度的准确性追踪太阳。
根据本发明的一些实施方案提供了一种复数轴太阳追踪系统，该复数轴太阳追踪系统包括底座，立体空间结构组件，安装在底座上并且旋转地连接到所述立体空间结构组件上的旋转系统，其中所述立体空间结构组件具有在其第一边缘端的较低部分和在其第二边缘端的较高部分，所述较低部分相对于较高部分更接近所述旋转系统，位于所述较低部分的锚固位置，其用于锚固所述立体空间结构组件和旋转系统，以及在锚固位置的扭矩箱组件，其用于抵抗应用于所述立体空间结构组件的扭矩，从而允许所述立体空间结构组件以基本上0.001-0.01弧度的准确性追踪太阳。另外，所述复数轴太阳追踪系统可以是双轴太阳追踪系统。
根据本发明的一些实施方案，提供一种复数轴太阳追踪系统，该复数轴太阳追踪系统包括底座，立体空间结构组件以及安装在所述底座用于旋转所述立体空间结构组件的旋转系统，其中所述立体空间结构组件包括框架，该框架具有在所述立体空间结构组件的第一边缘端的较低部分和在所述立体空间结构组件的第二边缘端的较高部分，所述较低部分相对于较高部分更接近所述旋转系统，用于锚固所述立体空间结构组件和旋转系统的锚固位置，其中，随着从所述锚固位置到所述较高部分的距离的增加，框架的质量不断的减小。因此，所述框架从所述较低部分向较高部分逐渐变窄，以至于框架的较低部分比较高部分宽。另外，框架包括梯形形状。可以替换的是框架包括三角形形状。
附图说明
本发明的其他特征和优势将通过以下结合对应的附图而进行的详细描述而变得更为明显，其中：
附图1是根据本发明一个实施方案的构造和操作的立体空间结构组件的简化的图形说明；
附图2A和2B是附图1中的立体空间结构组件的简化的图形说明，其分别用于展示支撑太阳能集中器和在附图2A中箭头A方向的简化的图形说明；
附图3是附图2A中的立体空间结构组件的元件的简化的侧视图说明；
附图4是根据本发明的另一实施方案的立体空间结构组件的简化的侧视图说明；
附图5是根据本发明的另一实施方案的立体空间结构组件的简化的侧视图说明；
附图6A和6B是附图3中的立体空间结构组件的简化的图形说明，其分别展示的是根据第一实施方案的锚固位置和根据第二实施方案的锚固位置；
附图7A和7B是扭矩箱组件的简化的图形说明，其分别展示的是附图3中的箭头B的方向和该扭矩箱组件的子组件的简化的图形说明；以及
附图8A和8B是扭矩箱组件的简化的图形说明，其分别展示的是附图4中的箭头C的方向和该扭矩箱组件的子组件的简化的图形说明。
具体实施方式
在以下描述中，本发明的各个方面将被详细描述。出于解释的目的，具体的配置和细节是为了提供对本发明透彻的理解。但是，本领域技术人员应该理解本发明的主题可以被实施(在此无具体的细节)且并没有偏离本发明的范围。再者，该描述省略和/或简化了一些众所周知的特征以使本发明的主题的描述不会模糊不清。
现在参考附图1-2B，附图1是对立体空间结构组件100的简化的图形说明，以及附图2A和2B是附图1中的立体空间结构组件的简化的图形说明，其分别用于展示支撑太阳能集中器和在附图2A中箭头A方向的简化的图形说明。
所述立体空间结构组件100可以被安装在底座104上。所述底座102可以被布置在地面106或者其他适合的不动的平面上。直角坐标轴系统可以包括水平轴112(即X轴)、垂直轴116(即Y轴)和深度轴118(即Z轴)，其通常与地球(或地面)的轴对齐。
所述的底座104可以包括旋转系统119，其被提供用于允许所述立体空间结构组件100以任何适合的方向旋转，例如在双轴追踪系统120中。在其他实施方案中，所述的追踪系统120可以是任何复数轴追踪系统，例如三轴追踪系统。
在附图1、2A和2B的实施方案中，所述旋转系统119允许所述立体空间结构组件100在所述双轴追踪系统120中绕着水平轴112以箭头124的方向旋转。这种旋转可以通过旋转系统119以任何适合的方式促进，包括活塞130(附图2B)，所述活塞从底座104凸出并且以任何适合的方式旋转连接到所述立体空间结构组件100。例如，两个活塞130可以分别固定到所述立体空间结构组件100的安装位置132和134。所述活塞130被配置用于在箭头124的方向伸长或缩短来旋转所述立体空间结构组件100。
所述底座104可以在箭头136的方向上绕着轴116旋转。这种旋转可以以任何适合的方式被促进，例如通过在旋转系统119的圆形轨道140内的轮子138的旋转。
多个棒144可以从底座104凸出并在锚固位置150通过连接器148(见附图7A)连接到所述立体空间结构组件100上。所述连接器148可以是任何适合的连接器，例如包括平板149的铰链连接器等。
正如附图1、2A和2B所示，所述底座104可以在四个位置150锚固，人们应该理解，锚固可以通过任何适合的方法在任何适合的位置被执行，例如焊接棒144到所述立体空间结构组件100等。
所述立体空间结构组件100可以支撑任何适合的负载。在一个非限制性的实施例中，如附图2A和2B所示，负载可以是集中器阵列154，所述集中器阵列154被设计用于从太阳156集中辐射到集中点158。所述集中器阵列154可以一起形成太阳能集中器160，其用于通过在双轴追踪系统120中旋转集中器160来追踪太阳156。在这个实施方案中，所述双轴追踪系统120是一种双轴太阳追踪系统。所述集中器160可以以任何适合的外形形成，例如基本上为盘形、抛物线状外形、平行四边形状外形等。在附图2A和2B的实施方案中，集中器160以长方形的形状形成。在非限定性的实施例中，集中器可以以长方形的形状形成，其具有比较大的长度，例如范围在300-900平方米。
额外的集中器在申请人的国际申请PCT/IL2009/001183中描述，其全部内容在此通过引证并入本文。
集中的太阳能辐射可以以任何适合的方式转换成热能。举例来说，所述太阳能集中可能发生在安装在集中点158并且由电缆164支撑的接收器(未展示)上。一种流体，例如空气或是其他任何适合的流体可以在接收器内通过集中的太阳能辐射被加热。在被加热的流体内的热能可以被提供给任何热能消耗系统(未展示)。
所述立体空间结构组件100能够被一个或多个作用力F(见附图1)约束，作用力F如下：所述立体空间结构组件100可能受重力N约束，由于该立体空间结构组件100的重量(即静负荷)和任何安装于其上的负载，如集中器160。由立体空间结构组件100支撑的负载基本上可以很重。在一个非限制性的实施例中，所述立体空间结构组件100及集中器160的重量可以达到40-80吨的范围。
在时而处于恶劣环境的条件下，所述立体空间结构组件可以被安装在室外。该立体空间结构组件100可能会受到环境作用力W的约束，例如风力、雨、冰雹、雪以及地震等。举例来说，在以色列南部的平均风力估计在1200千牛。
另外，所述立体空间结构组件100可能受到额外的活塞诱导力P(见附图2B)，由活塞130在位置132和134缩短或伸长时应用在所述立体空间结构组件上的。
这样，所述立体空间结构组件100一般可受到作用力F的约束，作用力F包括：环境作用力W、静负载作用力N以及活塞诱导力P和其他作用力。
所述的环境作用力W，例如风力，可能出现在相对于地面106和相对于立体空间结构组件100的多个方向上。另外，环境作用力W可能被应用到立体空间结构组件100的所有表面168上或者只应用于其中的一个部分。例如，如附图1所示的风力W作用于表面168的上部的面积上。
静负载作用力N的方向一般向下平行于垂直轴116。活塞诱导力P的方向一般在活塞130(见附图2B)的纵向轴180的方向上。
正如上述描述的那样，所述立体空间结构组件100可以在双轴追踪系统120中旋转，因此，总作用力F的方向包括相对于表面168的作用力W、N和P，其可以根据立体空间结构组件100在双轴追踪系统120中的位置和根据环境条件改变。
总作用力F可以包括集中力，例如应用到安装位置132和134的活塞诱导力P。额外的或者可以替换的是，总作用力F可以包括分布式的作用力(即压力)，如附图1所示的风力W作用于表面168的一个部分。
所述立体空间结构组件100可以包括一个单一的或者多个互相对齐的框架190。可以替换的是，该立体空间组件100可以以任何适合的方式形成和安排用于支撑位于其上的负载。例如，所述立体空间结构组件100可以形成空间结构或空间框架。一个空间结构一般包括三维桁架，该桁架由受到压缩或拉伸的线性元素组成。此外，所述立体空间结构100可以作为一个平面桁架、作为一个镶嵌系统、作为任何适合的格子结构或者作为一个包括平板的固体结构形成。
参考附图3-5，其中，附图3是附图2A中的立体空间结构组件的元件的简化的侧视图说明，附图4是根据本发明的另一实施方案的立体空间结构组件的简化的侧视图说明，附图5是根据本发明的另一实施方案的立体空间结构组件的简化的侧视图说明。需要注意的是，在附图3-5中，底座104和旋转系统119均没有示出。
正如附图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190一般包括在其第一边缘端的较低部分204，该较低部分204接近所述旋转系统119和安装位置132和134(见附图1-2B)，和在其第二边缘端的较高部分208，该较高部分208相对远离所述旋转系统和安装位置132和134。
所述较低部分204也限定了所述立体空间结构组件100的较低边缘端，而所述较高部分208也限定了所述立体空间结构组件100的较高边缘端。
根据一些实施方案，框架190将会朝向较高部分208逐渐变窄。本领域技术人员将会理解扭矩T是由以下公式计算的：
T＝FXr
其中：F-是上文描述的作用力F；
r-是开始从锚固位置150沿着第一梁194到较高部分208的测量的距离。
正如本领域技术人员所知，锚固的悬臂梁的一端具有集中力或分布力，由于来自锚固位置的距离r增加，扭矩T减小。相似的，在所述立体空间结构组件100中，由于来自锚固位置150的距离r增加，扭矩T减小。在较低部分204的锚固位置150处的扭矩T最大。而在较高部分208的扭矩T基本上等于或者非常接近于零。因此，该框架190作为锥形框架210形成，其中所述框架210不断地变窄，因为第二梁198沿着增加的距离r和减小的扭矩T越来越接近第一梁194。因此，所述框架的宽度211在较低部分204大于较高部分208。
具有锥形框架的立体空间结构组件100的形成允许减小立体空间结构组件100的质量而不损害机械稳定性和该立体空间结构组件100的强度，因为扭矩T沿着锥形框架减小，如上所述。锥形框架的质量可能比非锥形框架的质量轻20-75％。
这种立体空间结构组件100的质量的减小很大程度上减小了静负载作用力N。静负载作用力N的减小是有利的，其中由立体空间结构组件100支撑的负载相对较大和较重，例如附图2A和2B中的集中器160.
锥形框架210可以被配置为任何适合的形状。举例来说，如附图3所示，锥形框架210一般可以被配置为梯形形状212，其中第二梁198朝向第一梁194变窄。连接梁200被提供用于在较低部分204和较高部分208连接第一梁194和第二梁198.
附图4中的锥形框架210被配置为三角形形状220，其中第二梁198朝向第一梁194变窄。连接梁200在较低部分204连接第一梁194和第二梁198。在附图3和4所示的实施例中，锥形框架210一般被作为直角梯形212或直角三角形220形成，其中第二梁198是斜边。应该理解的是这种锥形框架的配置可以是任何适合的配置，例如等边三角形等。
框架190可以包括桁架，例如平面桁架230，其具有多个构件234，其中每两个临近的构件234被连接成一个节结238。桁架230可以包括任何适合的构件234，所述构件234以任何适合的方式排列以提供所述立体空间结构组件100的机械强度。
根据另一个实施方案，框架190可以以任何适合的配置形成具有沿着距离r减小的质量。例如，如附图5所示，框架190可以配置为平行四边形形状240，其具有沿着距离r减小数量的桁架构件234。因此，在接近较低部分204的位置，有大量的桁架构件234，而在接近较高部分208的位置，有少量的桁架构架234，因此沿着距离r减少了框架190的质量。
正如附图1所示，多个框架190之间可以通过一个或多个相互对齐的、横贯梁250或者以其他适合的方式连接。
所述立体空间结构组件100的部件，例如框架190和横贯梁250可以由任何适合的材料形成，例如金属。举例来说，这些部件可以由钢形成，例如标准结构钢。这些部件也可以被设计成具有任何适合横截面的管，典型的是具有中空结构横截面的管，例如圆形中空横截面或长方形中空横截面。可以替换的是，这些部件也可以被设计为任何适合的配置，例如棒、线缆、导线或是平板等。
参考附图6A和6B，附图6A和6B是附图3中的立体空间结构组件的简化的图形说明，其分别展示的是根据第一实施方案的锚固位置和根据第二实施方案的锚固位置。正如附图6A所示，锚固位置150在立体空间结构组件100的较低部分204处或者接近较低部分204。安装位置132和134也可以被布置在立体空间结构组件100的较低部分204处或者接近较低部分204。将安装位置132和134置于或接近较低部分204允许活塞130或者其他任何旋转装置相对较短且简单。
将附图6A和6B进行比较就能看出。在附图6A中，锚固位置在较低部分204。立体空间结构组件100通过活塞130绕着轴112以箭头124(见附图1)的方向旋转以追踪已经移动到箭头260方向的太阳156。为了促进立体空间结构组件100的旋转，活塞130伸长X 1的距离。而参见附图6B，可以看到在这个实施方案中，锚固位置处于立体空间结构组件100的中间位置270，也是较低位置204和较高位置208的中间位置。为了追踪太阳156，立体空间结构组件100以箭头260的方向旋转到与附图6A中太阳156相同的位置。为了促进立体空间结构组件100的旋转，活塞130伸长了X2的距离。可以看出，距离X2明显的大于距离X 1。这就展示了通过将锚固位置150放置于较低部分204还是接近较低位置204，活塞130的伸长(或缩短)是最小的以允许活塞130相对较小和简单。在附图6B的实施方案中，其中所述锚固位置是在中心位置270，相对于长活塞的操作来说可能需要附加的部件，例如齿轮、枢轴或者链接点以精确地旋转立体空间结构组件100。
简单和相对短小的活塞130或其他任何旋转装置对于相对较大的立体空间结构组件100的精确追踪特别重要，例如在300-900平方米的范围内的立体空间结构组件100。
根据一些实施方案，立体空间结构组件100的追踪准确性基本上是0.001-0.01弧度的。根据一些实施方案，立体空间结构组件100的追踪准确性基本上是0.001-0.009弧度的。根据一些实施方案，立体空间结构组件100的追踪准确性基本上是0.001-0.005弧度的。
本领域技术人员应该可以理解，被应用到较低部分204的扭矩T可能增加锚固位置150在较低部分204或接近较低部分204和远离中心位置270的安置。
根据一些实施方案，用于抵抗扭矩T的装置能够在双轴追踪系统120中采用。例如，如附图1-6B中所示，立体空间结构组件100可以包括扭矩箱组件300。所述扭矩箱组件300可以放置于安装位置132和134以及锚固位置150的中间位置。需要注意的是，所述扭矩箱组件300可以放置在锚固位置150，其包括扭矩箱组件300安置在锚固位置150或在任何远离中心位置270的位置。
所述扭矩箱组件300可以包括任何适合的配置用于抵抗因作用力F应用到立体空间结构组件100的扭矩T。正如以上所描述的那样，由于立体空间结构组件100在双轴追踪系统120中的旋转和环境作用力W，作用力F可以以各种方向应用到立体空间结构组件上。因此，立体空间结构组件100可以在多个方向上被扭矩T约束，例如在围绕水平轴112(附图1)的箭头124的方向，围绕垂直轴116的箭头136的方向，围绕深度轴118的箭头302的方向，或是上述方向的组合。
扭矩箱组件的实施方案展示在附图7A和7B中。应该理解的是，所述扭矩箱组件可以包括任何适合的配置。
参考附图7A和7B，附图7A和7B是扭矩箱组件的简化的图形说明，其分别展示的是附图3中的箭头B的方向和该扭矩箱组件的子组件的简化的图形说明。正如附图7A所示，扭矩箱组件300一般可以包括增强的空间结构桁架，该空间结构桁架包括多个临近的子组件304。
如附图7B所示，子组件304可以包括多个构件308，这些构件308以任何适合的方式排布，例如长方体状配置310，其一般具有倾斜的对角线构件314，其被提供用于增强强度和扭矩箱组件300的扭矩阻力。对角线构件314可以在长方体状配置310内以任何适合的位置被提供。举例来说，第一对角线构件318可以在长方体状配置310的侧表面320被提供。另外，对角线构件可以在长方体状配置310的上表面324和下表面326被提供。例如，第一和第二对角线构件328可以从上部中心结节330延伸。第一构件328可以延伸到上表面324的交点332，而第二构件328可以延伸到上表面324的临近的交点336。第一和第二对角线构件338可以从下部中心结节340延伸。第一构件338可以延伸到下表面326的交点342，而第二构件338可以延伸到下表面326的临近的交点346。
额外的对角线构件可以在长方体状配置310的前表面354和后表面356被提供。例如，第一和第二对角线构件358可以从上部中心结节330延伸。第一构件358可以延伸到后表面356的交点342，而第二构件358可以延伸到后表面356的临近的交点346。第一和第二对角线构件368可以从下部中心结节340延伸。第一构件368可以延伸到前表面354的交点332而第二构件368则延伸到前表面354的临近的交点336。
根据一些实施方案，额外的构件可以被提供用于增强强度和扭矩箱组件300的扭矩阻力。例如，穿越构件370可以从上部中心结节330延伸到下部中心结节340。在附图7A中所示的实施方案，穿越构件370被提供给中心子组件380，其接近安装位置132和134以及锚固位置150。扭矩T在安装位置132和134相对较大，这是因为在安装位置132和134上，旋转系统119被安装到扭矩箱组件300上，而且扭矩T在锚固位置150相对也较大，如上所述。因此，穿越构件370被提供给中心子组件380以用来增强扭矩阻力。
参考附图8A和8B，附图8A和8B是扭矩箱组件的简化的图形说明，其分别展示的是附图4中的箭头C的方向和该扭矩箱组件的子组件的简化的图形说明。正如附图8A和8B所示，子组件404基本上与附图7A和7B中的子组件304相似。子组件404可以额外的包括第一和第二穿越构件410，该穿越构件410从下部中心结节延伸。第一构件410可以延伸至交点342而第二构件410可以延伸至邻近的交点346。
附图7A和7B中的扭矩箱组件300和附图8A和8B中的扭矩箱组件400的构件308可以被设计成具有任何适合横截面的管，典型的是具有中空结构部分横截面，例如圆形中空横截面或长方形中空横截面。可以替换的是这些部件可以以任何适合的配置设计，例如线缆、导线或是平板等。
不同的构件308可以被设计具有不同的横截面尺寸和/或不同的横截面形状。例如，附图8B中，构件424的横截面420包括长方形中空横截面，而构件434的横截面430包括圆形中空横截面。展示出的横截面420的表面面积要比横截面430的表面面积大。正如以上所述的，在安装位置132和134以及锚固位置150的扭矩T相对较大。因此，这有利于构造具有至少一些构件的扭矩箱组件300或400，包括比其他构件的横截面表面面积或尺寸大的构件，尤其是在接近安装位置132和134或锚固位置150处，而不需要增加其他不需要的质量到其他构件上。
构件308可以以任何适合的材料形成，例如金属。举例来说，部件可以由钢来形成，例如标准结构钢。
扭矩箱组件300或400可以位于立体空间结构组件100内的任何适合的位置。正如以上所描述的，扭矩T在锚固位置150较大。因此，这将有利于将扭矩箱组件300布置在接近锚固位置150的位置。
扭矩箱组件可以包括任何适合的配置，例如有格子的结构，所述有格子的结构包括多个构件。所述有格子的结构可以被设计成扭矩箱组件300和400的空间结构桁架。可以替换的是，这种有格子的结构可以被设计成平面桁架。此外，所述扭矩箱组件可以包括固体平板或厚板或任何适合的配置可操作的用于抵抗应用到立体空间结构组件100的扭矩、转矩或扭转力。
根据一些实施方案，提供的是具有扭矩箱组件的立体空间结构组件100，其允许将应用到所述立体空间结构组件100上的更多的作用力F和扭矩T转移到扭矩箱组件300或400上。这将允许立体空间结构组件100的形成相对简单且具有轻重量的结构，例如框架190和横贯梁250。在这种简单的结构中，被应用到立体空间结构组件100上的大多数作用力F和扭矩T通过框架190和横贯梁250被转移到扭矩箱组件上，而没有承受大多数作用力F和扭矩T。如上所述，扭矩箱组件可操作的用以抵抗作用力F和扭矩T。
具有锥形或减小质量的框架和/或扭矩箱组件的立体空间结构组件100的形成增加了所述立体空间结构组件100的机械稳定性。锥形或减小质量的框架减少了所述立体空间结构组件的质量。因此，因静负载N产生的作用力F也被减小。所述扭矩箱组件提供了阻力给在任何可能的方向上应用到立体空间结构组件100上的扭矩T、转矩或扭转力。在复数轴或双轴追踪系统120中，机械的稳定和环境的弹性立体空间结构组件100增加了追踪系统120的追踪精确性，例如基本上在0.001-0.001弧度的范围内。
在一些实施方案中，所述立体空间结构组件100支撑大的和重的负载，例如太阳能集中器160和安装于其上的接收器。所述太阳能集中器160可能相对较大和较重，并且接收器也可能增加额外的重量。众所周知，结构的刚度随着负载的变大和变重而减小。因此这种具有锥形或减小质量的框架的立体空间结构组件100的形成是有利的，因为其导致质量减小。这种具有扭矩箱组件的立体空间结构组件可以弥补由所述立体空间结构组件支撑的大和重的负载而减少的刚度。
应该注意的是，附图1中由立体空间结构组件100支撑的负载可以包括任何适合的负载，例如日光反射装置，如本领域技术人员所知，这种日光反射装置集中太阳能辐射以及将集中的辐射集中到中心塔。另外，负载还可以包括广告牌或者卫星，例如静止的卫星盘等。
本领域内的普通技术人员应该能够理解本发明并不局限于本文中特定的实施方案和以上描述。相反，本发明的范围包括以上描述的各种技术特征的组合及其子组合以及变体和修改，对于本发明的各种修改，本领域普通技术人员在阅读本发明说明书的条件下应该可以发生。

Claims (22)

1.一种在至少两轴内用于追踪太阳的太阳追踪系统，该系统包括：
底座；
安装在所述底座上的旋转系统；
立体空间结构组件，所述立体空间结构组件具有在其第一边缘端的较低部分和在其第二边缘端的较高部分，所述较低部分相对于较高部分更接近于所述旋转系统，并且在所述较低部分有锚固位置；以及
在锚固位置的扭矩箱组件，所述扭矩箱组件用于抵抗被应用于所述立体空间结构组件的扭矩，
其中所述扭矩箱组件包括空间结构桁架。
2.根据权利要求1中的太阳追踪系统，其中所述扭矩箱组件包括至少一个第一和第二构件，其中第一构件的横截面的表面面积大于第二构件的横截面的表面面积。
3.根据权利要求1中的太阳追踪系统，其中所述扭矩箱组件被设计用于抵抗由作用力F产生的扭矩T，所述作用力F被应用到所述立体空间结构组件上以以下任何一个方向：平行于直角坐标轴系统的水平轴；平行于直角坐标轴系统的垂直轴，平行于直角坐标轴系统的深度轴，或上述各轴的组合。
4.根据权利要求1中的太阳追踪系统，其中所述扭矩箱组件包括多个配置具有中空结构横截面的构件。
5.根据权利要求1中的太阳追踪系统，其中所述扭矩箱组件包括多个被布置在长方体状配置中的构件，该长方体状配置具有至少一个沿着该长方体状配置的至少一个表面延伸的倾斜的对角线构件。
6.根据权利要求1中的太阳追踪系统，其中所述立体空间结构组件支撑位于其上的负载。
7.根据权利要求6中的太阳追踪系统，其中所述负载包括太阳能集中器。
8.根据权利要求7中的太阳追踪系统，其中所述太阳能集中器可操作的用于集中太阳辐射并集中所述辐射到安装在所述立体空间结构组件上的接收器。
9.根据权利要求1中的太阳追踪系统，其中所述旋转系统包括至少一个位于所述较低部分的活塞。
10.根据权利要求1中的太阳追踪系统，其中所述立体空间结构组件包括至少一个框架，其中，随着从所述锚固位置朝向所述较高部分的距离的增加，所述框架的质量不断减小。
11.根据权利要求1的太阳追踪系统，其中所述扭矩箱组件用于抵抗应用到所述立体空间结构组件的扭矩，从而允许所述立体空间结构组件以0.001-0.01弧度的准确性追踪太阳。
12.一种复数轴太阳追踪系统，该系统包括：
底座；
立体空间结构组件；
安装到所述底座并且与所述立体空间结构组件旋转连接的旋转系统，
其中所述立体空间结构组件具有：
在其第一边缘端的较低部分和在其第二边缘端的较高部分，所述较低部分相对于较高部分更接近所述旋转系统；
位于所述较低部分的锚固位置，其用于锚固所述立体空间结构组件和所述旋转系统；以及
在所述锚固位置的扭矩箱组件，所述扭矩箱组件用于抵抗被应用到所述立体空间结构组件上的扭矩，从而允许所述立体空间结构组件以0.001-0.01弧度的准确性追踪太阳，
其中所述扭矩箱组件包括空间结构桁架。
13.根据权利要求12中的复数轴太阳追踪系统，其中所述的复数轴追踪系统是双轴太阳追踪系统。
14.根据权利要求12中的复数轴太阳追踪系统，其中所述扭矩箱组件包括至少一个第一和第二构件，其中第一构件的横截面的表面面积大于第二构件的横截面的表面面积。
15.根据权利要求12中的复数轴太阳追踪系统，其中所述扭矩箱组件被设计用于抵抗由作用力F产生的扭矩T，所述作用力F被应用到所述立体空间结构组件上以以下任何一个方向：平行于直角坐标轴系统的水平轴；平行于直角坐标轴系统的垂直轴，平行于直角坐标轴系统的深度轴，或上述各轴的组合。
16.根据权利要求12中的复数轴太阳追踪系统，其中所述扭矩箱组件包括多个配置具有中空结构横截面的构件。
17.根据权利要求12中的复数轴太阳追踪系统，其中所述扭矩箱组件包括多个被布置在长方体状配置中的构件，该长方体状配置具有至少一个沿着该长方体状配置的至少一个表面延伸的倾斜的对角线构件。
18.根据权利要求12中的复数轴太阳追踪系统，其中所述立体空间结构组件支撑位于其上的负载。
19.根据权利要求18中的复数轴太阳追踪系统，其中所述负载包括太阳能集中器。
20.根据权利要求19中的复数轴太阳追踪系统，其中所述太阳能集中器可操作的用于集中太阳辐射并集中所述辐射到安装在所述立体空间结构组件上的接收器。
21.根据权利要求12中的复数轴太阳追踪系统，其中所述旋转系统包括至少一个位于所述较低部分的活塞。
22.根据权利要求12中的复数轴太阳追踪系统，其中所述立体空间结构组件包括至少一个框架，其中，随着从所述锚固位置朝向所述较高部分的距离的增加，所述框架的质量不断减小。
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