CN103348490A - 太阳能电池板台架组件 - Google Patents

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CN103348490A CN2011800501512A CN201180050151A CN103348490A CN 103348490 A CN103348490 A CN 103348490A CN 2011800501512 A CN2011800501512 A CN 2011800501512A CN 201180050151 A CN201180050151 A CN 201180050151A CN 103348490 A CN103348490 A CN 103348490A
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Abstract

本发明是一种被压载的太阳能电池板安装系统，主要用于将太阳能电池板安装至屋顶上。该安装系统通过将第一排和/或最后一排的支座定位在电池板之下而减少了浪费空间。这潜在地为另一排电池板以及每平方英尺的面积产生更大量的电力提供了空间。另外，该安装系统使用了具有向上延伸的立柱的支座，这些立柱一体地连接到支撑了压载物的支座上。因此，要求将系统的一部分附接至另一部分上的所有组装都是在升高的高度处完成的，以便减小安装者所需要的弯腰量。此外，这种用于安装太阳能电池板的独特系统可以在没有装配架的情况下安装。在一些情况下，它可以用仅仅单一的参考线(例如，粉笔线)来安装。另外，这些支座被配置成是可堆叠的，以便实现廉价的储存和分配。

Description

太阳能电池板台架组件
相关申请的交叉引用
本申请是2010年5月13日提交的美国申请序列号12/779,256的部分继续申请，该美国申请序列号要求于2009年5月13日提交的美国临时申请号61/178,029的权益，这两个申请通过引用以其全部内容结合在此。本申请还要求2010年9月3日提交的美国临时申请号61/380,073的权益，该申请通过引用以其全文结合在此。
技术领域
本发明总体上涉及用于安装太阳能电池板或光伏电池的系统，并且更确切地涉及用于安装光伏电池的被压载的屋顶安装式台架系统。
背景技术
太阳能提供了不消耗化石燃料而产生电力的机会并且被认为是清洁的技术。近几年来，用于太阳能热系统和光伏系统的技术研发已经提高了太阳能的整体可利用性。因此，增大了对太阳能的需求。太阳能允许个人或企业拥有并且控制其不依赖于电网而产生的能源。目前，太阳能发电技术对世界总人口而言是替代燃料的最方便的形式。
太阳能电池板技术的成本包括在设备的安装方面的重大投资。因此，降低安装成本的技术进步使得从投资的角度来看这种清洁技术更可行并且更有吸引力。安装的质量还影响太阳能电池板安装的效率。太阳能电池板相对于太阳的方向、太阳能电池板相对于地平线的角度、太阳能电池板在给定面积内的密度、以及太阳能电池板相对于其他电池板的位置均可以对太阳能动力系统的性能产生正面或负面影响。
大比例的商业太阳能电池板系统被安装在大致平坦的办公楼顶上。大致上平坦是指屋顶被设计成总体上水平的而没有预定斜度。应理解的是，虽然是大致上平坦的，但是平坦的屋顶由于该建筑物的沉降、结构缺陷等往往是不平整的。平坦的屋顶结构是放置太阳能电池板安装设施的一个有吸引力的地方，因为通常有一个较大表面积的未用空间。屋顶上的通行是有限的并且具有相对较少的对阳光的障碍物。因为通过设计和通过常见的安全预防措施限制了进入，所以自然就降低了故意或意外损坏或被盗的可能性。因此，在该太阳能电池板工业中重大的努力是为了设计有效的平坦屋顶安装件或台架以便在平坦屋顶上支撑太阳能电池板的阵列。
与另外一排的太阳能电池板进行组装而不造成这些太阳能电池板在阳光下重叠或损害最佳定位的能力将是一个很大的优势。另外，有利的是多个电池板和其支撑结构可以由一个未经正规培训的外行(自己动手)容易地组装。将会更有利的是，该系统可以在不用工具的情况下用手安装。将会更有利的是，该产品可以被堆叠或被配置成用于运输每单位运输量更大数目的系统部件，并且由此减少运费。另一个的优势是具有这样一种系统，该系统可以被容易地适配成用于避开屋顶上的障碍物(例如常见的屋顶设备)，而不必切割这些太阳面板系统零件和调整其大小。减少安装时间降低了劳动成本，使得太阳能技术更容易被普通人接受。
授予克鲁格(Kruger)等人的美国专利号4,269,173披露了一种用于地面或屋顶的安装系统。该安装系统包括导轨和圆杆的阵列，电池板被紧固至其上。该安装系统通过多个安装托架用螺钉或螺栓来固定。因此，需要穿透这些屋顶的防水屏障以固定这个系统。这样的系统是不希望的，因为屋顶的穿透潜在地造成屋顶渗漏。
授予简斯巧瑞克(Genschorek)的美国专利公开号2008/0210221披露了一种用于将多个太阳能电池板以一个角度安装在平坦结构(例如，屋顶或地面)上的框架组件。该框架系统由多个带有支脚的型材承载元件支撑，这些支脚具有多个孔而形成了连接，以便将这些型材承载元件连接至地面或大致屋顶表面上，推测是通过螺栓、螺钉或穿透紧固件。
美国专利号6,046,339披露了一种用于成排地安装太阳能电池板的系统。一排太阳能电池板由一排绝缘块支撑，这些绝缘块是互连的并且位于支撑着该太阳能电池板的表面上(例如，屋顶)。每个绝缘块支撑了一对左右安装托架。太阳能电池板在前部被附接至一个支撑托架上并且在该电池板的后侧被附接至一个可伸展的支柱上以便举高该电池板。该系统需要板状的块来覆盖接纳太阳能电池板的整个面积。这些板状绝缘块的本体是一个阻拦因素。
美国专利号7,481,211披露了一种用于支撑太阳能电池板的被压载系统。该压载系统包括一个支座以及将该支座连接至该太阳能电池板上的支撑结构。该系统具有多排的被安装至该支撑结构上的太阳能电池板。多个支撑块位于该支撑结构的拐角处。该支撑结构将多排的电池板支撑在单个成角度的支撑结构上。
授予里尔瑞(Leary)的美国专利申请号2009/0242014披露了用于安装和固定太阳能电池板的系统装置。这些电池板在拐角处由靴形件(shoe)支撑。这些电池板通过一个附接模块被附接至后部和前部的安装孔上。该附接模块包括夹在该太阳能电池板下侧唇缘上的一个螺栓驱动的夹紧件。需要另一个螺栓将该附接机构附接至该靴形件上。因此需要多个组装步骤，从而这种安装是不必要的耗时的。
授予罗林斯(Rawlings)的美国专利号7,921,843披露了一种具有两个安装凸缘的沟槽结构。一个安装凸缘在一排太阳能电池板的后侧处支撑这些电池板。另一个安装凸缘在另一排太阳能电池板的前侧处支撑一排电池板。该沟槽接纳一排压载物块。该沟槽倾向于捕集该系统下方的水分并且造成雨水的拦截和汇聚。
因此，对具有以上表示的许多要求的系统仍存在一种需要。本发明满足了这些和其他需要。
发明内容
本发明是一种被压载的太阳能电池板安装系统，主要用于将太阳能电池板安装至平坦的屋顶上。该安装系统通过将第一排和/或最后一排的支座定位在电池板之下而减少了浪费的空间。这潜在地为另一排电池板以及每平方英尺的面积产生更大量的电力提供了空间。另外，该安装系统使用了具有向上延伸的立柱的支座，这些立柱一体地连接到支撑了压载物的支座上。一体地是指这两个部分被永久地紧固在一起并且不需要该产品的顾客或使用者进行额外的紧固。这样的永久性紧固系统应该包括焊接、铆接、螺母和螺栓、锁定紧固件、或其他永久性紧固装置。
因为这些腿被一体地附接到该支座上，因此所需要的进一步组装在这些腿的顶端完成，这样对于弯腰的要求被最小化。此外，这种用于安装太阳能电池板的独特系统可以在没有装配架的情况下安装。在一些情况下，它可以用仅仅单一的参考线(例如粉笔线)来安装。另外，这些支座被配置成是可堆叠的，以便实现廉价的储存和分配。
一个实施例中的太阳能电池板安装系统包括第一排的多个总体上水平的第一支座、第二排的多个总体上水平的第二支座、以及第三排的多个总体上水平的第三支座。这些第一支座、第二支座以及第三支座各自具有一对短的、向上延伸的、固定至该支座的一侧上的立柱以及一对长的、向上延伸的、固定至另一侧上的立柱。这些第一支座、第二支座和第三支座各自总体上被配置成有待堆叠在这些第一支座、第二支座和第三支座中其他支座的顶部。当堆叠时，这些支座各自抵靠在这些支座中的其他支座上、并且匹配在这些支座中其他支座的立柱之间。这些支座各自的对应的短立柱对和长立柱对装配成与这些支座中其他支座的对应的短立柱对和长立柱对相偏离并且相邻。
一排框架被可支撑地附接至多个太阳能电池板上。该第一排框架具有一个前侧和一个后侧，其中这一排框架的前侧附接至该第一排的多个总体上水平的第一支座中的短立柱对上并且由其支撑。另外，这一排框架的后侧附接至该第二排第二支座的长立柱对上并且由其支撑。另外，后排框架被可支撑地附接至多个太阳能电池板上。该后排框架具有一个前侧和一个后侧，其中该后排框架的前侧附接至该第二排的多个总体上水平的第二支座中的短立柱对上并且由其支撑。另外，这后排框架的后侧附接至该第三排多个总体上水平的第二支座中的长立柱对上并且由其支撑。该第三支座被定位在该后排框架的正下方。
在一个实施例中，本发明包括一种太阳能电池板安装系统。该太阳能电池板安装系统包括一个具有底表面和顶表面的前支座。该顶表面接纳压载物至该表面上，以便在不需要将该支座紧固至地板表面的情况下来锚固该支座。该地板表面被限定为支撑该太阳能电池板安装系统的任何表面。在一个实施例中，该地板表面是一个平坦屋顶。一个实施例中该系统的前支座进一步包括向上延伸的、一体附接至该前支座的一侧上的第一对立柱。“前”是指该支座被放置在多排支座的前方。
该系统包括具有底表面和顶表面的至少一个中间支座。该顶表面接纳一个压载物。至少一个中间支座意味着在该系统中可以存在多个顺次的支座或在适用的情况下可以存在多排支座。排的数量通常由被指定用于安装的面积所决定，其目的是在指定区域中具有多排的太阳能电池板。因此，本发明绝不局限于一个、两个或任何数量的中间支座或中间支座排(在适用的情况下)。该至少一个中间支座进一步包括向上延伸的、一体附接至该至少一个中间支座的一侧上的第一对立柱以及向上延伸的、一体附接至该至少一个中间支座的与所述一侧相反的另一侧上的第二对立柱。该系统包括一个具有底表面和顶表面的后支座。该顶表面接纳一个压载物。该后支座进一步具有向上延伸的、一体附接至该后支座的一侧上的第二对立柱。该至少一个中间支座以及该后支座的第二对立柱中的每一个比该前支座和该后支座的第一对立柱中的每一个长出一个预定距离。
一个实施例的系统进一步包括第一对支撑棒。该第一对支撑棒具有预定长度并且在一个第一末端位置处被附接至该前支座的第一对立柱的顶端上、并且在一个第二末端位置处被附接至该至少一个中间支座的第二对立柱的顶端上。在一个实施例中，这些支撑棒被一体地附接，这意味着它们是通过永久方式被附接的，例如焊接、用螺栓或类似紧固件进行铆接或固定，前提是在不切割或改变或不可逆地损坏螺栓或紧固件的总体物理形状的情况下不能移除该螺栓或类似紧固件。该系统还包括具有所述预定长度的第二对支撑棒，其中该第二对支撑棒在一个第一末端位置处被附接至该至少一个中间支座的第一对立柱的顶端上、并且在一个第二末端位置处被附接至该后支座的第二对立柱的顶端上。该预定长度和该预定距离是经选择的以便将导轨以一个预定角度进行定位。
在一个实施例中，该至少一个中间支座包括两个或更多中间支座。该第一对支撑棒是附接至该两个或更多中间支座的第二对立柱的顶端上并且该第二对支撑棒是附接至该两个或更多中间支座的第一对立柱的顶端上。
在一个实施例的系统中，这些底表面各自接合一个地板表面。
在另一个实施例的系统中，该预定角度是最小相对于水平方向为约10度并且最大相对于水平方向为约20度。
在又另一个实施例的系统中，该第一对立柱与该第二对立柱之间的距离大于该前支座、中间支座以及后支座的宽度。
任选地，该第一对支撑棒中的至少一个支撑棒以及该第二对支撑棒中的至少一个支撑棒对应地支撑了一个第一太阳能电池板和一个第二太阳能电池板。
典型地，该第一对支撑棒中的该至少一个支撑棒包括用于紧固该第一太阳能电池板的至少一个紧固件，并且该第二对支撑棒中的该至少一个支撑棒包括用于紧固该第二太阳能电池板的至少一个紧固件。
在一个实施例中，该前支座、该至少一个中间支座以及该后支座各自包括环绕各个所述支座的顶表面的一个基本上竖直的周壁，其中该顶表面和该周壁限定了一个接收座，该压载物被接纳在该接收座中。
在一个实施例中，该前支座和该至少一个中间支座各自的第一对立柱、以及该后支座和该至少一个中间支座各自的第二对立柱是附接至外周上的。
在另一个实施例中，该前支座、该至少一个中间支座以及该后支座各自包括被配置成用于从该对应的前支座、该至少一个中间支座以及该后支座中排水的至少一个孔口。
该系统或套件不要求将该系统的一部分紧固至通常低于该前支座和该至少一个中间支座的顶端的另一个部分上。
在另一个实施例中，该底表面包括一个抬高该支座并且接合地板表面的胎面表面。相比于一般用来制造支座的材料，该胎面表面抵抗地板上的滑动。一般，该支座由钢制成，包括镀锌钢、不锈钢或用一种油漆涂料(例如，粉末涂料油漆)涂覆的钢。
在一个实施例中，该第一对支撑棒和第二对支撑棒是U形的并且将该第一对立柱和该第二对立柱接纳到U形通道中。
在另一个实施例中，该前支座是位于该第一对支撑棒的正下方并且该后支座位于该第二对支撑棒的正下方。
在另一个实施例中为一种压载的太阳能电池板安装套件。该套件包括一个具有底表面和顶表面的前支座。该顶表面被配置成用于接纳一个压载物。该前支座进一步包括向上延伸的、一体附接至该前支座的一侧上的第一对立柱。该至少一个中间支座包括一个底表面和一个顶表面。该顶表面被配置成用于接纳一个压载物，其中该至少一个中间支座进一步包括向上延伸的、一体附接至该至少一个中间支座的一侧上的第一对立柱以及向上延伸的、一体附接至该至少一个中间支座的与所述一侧相反的另一侧上的第二对立柱。
一个实施例中的系统进一步具有包括底表面和顶表面的一个后支座，其中该顶表面被配置成用于接纳一个压载物，其中该后支座进一步包括向上延伸的、一体地固定至该后支座的一侧上的第二对立柱，其中该至少一个中间支座以及该后支座的第二对立柱中的每一个比该前支座和该至少一个中间支座的第一对立柱中的每一个长出一个预定距离。
在一个实施例的系统中，具有一个预定长度的第一对支撑棒被配置成在该第一对支撑棒的一个第一末端位置处被附接至该前支座的第一对立柱的顶端上、并且在该第一对支撑棒的一个第二末端位置处被附接至该至少一个中间支座的第二对立柱的顶端上。具有所述预定长度的第二对支撑棒被配置成在该第二对支撑棒的一个第一末端位置处被附接至该至少一个中间支座的第一对立柱的顶端上、并且在该第二对支撑棒的一个第二末端位置处被附接至该后支座的第二对立柱的顶端上。该预定长度和该预定距离是经选择的以便将导轨以一个预定角度进行定位。
在一个实施例中，该至少一个中间支座包括两个或更多中间支座，这些中间支座被配置成在该两个或更多中间支座的第二对立柱的顶端处被附接至该第一支撑棒上，并且该至少一个中间支座进一步被配置成在该两个或更多中间支座的第一对立柱的顶端处被附接至该第二支撑棒上。
在另一个实施例中，该底表面被配置成用于接合一个地板表面。
在又另一个实施例中，该第一对支撑棒中的至少一个被配置成用于支撑一个第一太阳能电池板，并且对应地该第二对支撑棒中的至少一个被配置成用于支撑一个第二太阳能电池板。
在又另一个实施例中，该前支座、该至少一个中间支座、以及该后支座各自包括被配置成用于从该支座中排水的至少一个孔口。
在一个实施例中，这些第一支撑棒和第二支撑棒是U形的并且被配置成用于将该第一对立柱和该第二对立柱接纳到U形通道中。
在另一个实施例中，该套件进一步包括组装指令(assembly instructions)，以用于将该前支座置于这些第一支撑棒之下并且将该后支座置于这些第二支撑棒之下。
在另外的实施例中，该一个或多个中间支座至少包括一个第一中间支座和一个第二中间支座。该第一中间支座总体上被配置成有待堆叠在该第二中间支座上，使得该第二中间支座匹配在该第一中间支座的对应的第一对立柱与第二对立柱之间，并且在组装该套件之前或在该套件未被组装时该第二中间支座的第一对立柱和第二对立柱抵靠在该第一中间支座的对应的第一对立柱和第二对立柱上。
在一个实施例中为一种用于将多个太阳能电池板安装在屋顶上的方法。该方法包括一个提供参考线的步骤。提供具有向上延伸的第一对立柱的第一排支座。该第一排的支座沿着该参考线间隔开。
该方法另外包括将多个第一支撑棒附接至该第一排支座的第一对立柱的顶端上。这些第一支撑棒被附接至这些支撑棒的第一位置上。提供至少一个中间排的支座。该至少一个中间排在该至少一个中间排的支座的一侧上具有向上延伸的第一对立柱并且在该至少一个中间排的支座的与所述一侧相反的另一侧上具有向上延伸的第二对立柱。这些支撑棒在该支撑棒的第二位置处、在该至少一个中间排的支座的第二对立柱的顶端处被附接至该至少一个中间排的支座上。
将这些第一排支撑棒以一个预定角度支撑并且将该至少一个中间排的支座在没有装配架的情况下或没有额外测量的情况下进行定位。该方法进一步包括将前排的多个太阳能电池板附接至该第一排支撑棒上。提供后排支座的额外步骤也是本发明的一部分，该后排支座具有向上延伸的、在该后排支座的与所述一侧相反的另一侧上的第二对立柱。将第二支撑棒附接至该至少一个中间排的这些支座和该后排的支座上，其中该至少一个中间排的这些支座在该支撑棒的第一位置处、在该至少一个中间排的这些支座的第一对立柱的顶端处被附接至该支撑棒上，并且该至少一个后排的这些支座在沿着该支撑棒的第二位置处、在该至少一个中间排的这些支座的第二对立柱的顶端处被附接至该支撑棒上。该方法还包括将后排的多个太阳能电池板附接至该第二排的支撑棒上。
典型地，根据本发明的一种方法将前排的压载物定位在该前排太阳能电池板的下方。总体上，将后排压载物定位在后排太阳能电池板的下方。
在另一个实施例中为一种用于安装太阳能电池板安装系统的方法。该方法包括以下步骤：
(a)提供具有底表面和顶表面的一个前支座，其中该顶表面被配置成用于接纳一个压载物，其中该前支座进一步包括向上延伸的、一体地固定至该前支座的一侧上的第一对立柱；
(b)在该前支座的后方定位包括底表面和顶表面的至少一个中间支座，其中该顶表面被配置成用于接纳一个压载物，其中该至少一个中间支座进一步包括向上延伸的、一体地固定至该至少一个中间支座的一侧上的第一对立柱以及向上延伸的、一体地固定至该至少一个中间支座的与所述一侧相反的另一侧上的第二对立柱；
(b)在该至少一个中间支座的后方定位一个包括底表面和顶表面的后支座，其中该顶表面被配置成用于接纳一个压载物，其中该后支座进一步包括向上延伸的、一体地固定至该后支座的一侧上的第二对立柱，其中该前支座、该至少一个中间支座以及该后支座的第二对立柱中的每一个比该第一对立柱中的每一个长出一个预定距离；
(c)将具有一个预定长度的第一对支撑棒在该第一对的一个第一末端位置处附接至该前支座的第一对立柱的顶端上、并且在该第二对的一个第二末端位置处附接至该至少一个中间支座的第二对立柱的顶端上；
(d)将具有所述预定长度的第二对支撑棒在该第二对的一个第一末端位置处附接至该至少一个中间支座的第一对立柱的顶端上、并且在该第二对的一个第二末端位置处附接至该后支座的第二对立柱的顶端上，其中该预定长度和该预定距离是经选择的以便将导轨以一个预定角度进行定位；
(e)将一个第一太阳能电池板固定至该第一对支撑棒中的至少一个上；并且
(f)将一个第二太阳能电池板固定至该第二对支撑棒中的至少一个上。
在一个实施例中，该至少一个中间支座包括两个或更多中间支座。附接该第一对支撑棒的步骤(a)进一步包括将该第一对支撑棒附接至该两个或更多中间支座中的一个中间支座的第二对立柱的顶端上，并且附接该第二对支撑棒的步骤(b)包括将该第二对支撑棒附接至该两个或更多中间支座中的一个中间支座的第一对立柱的顶端上。
在一个实施例中，该前支座、该至少一个中间支座、以及该后支座各自包括环绕各个所述支座的顶表面的一个基本上竖直的周壁。该方法进一步包括将压载物放置在该周壁之内的步骤。
在另一个实施例中为一种用于将太阳能电池板固定至支撑件上的设备，该设备包括一个具有一条通路以及一个唇缘的夹紧托架，被配置成用于在该唇缘下方接纳一个太阳能电池板。一个凸轮驱动的夹紧机构具有在一个凸轮螺栓的第一端上的一个凸轮按压件(press)以及在该凸轮螺栓的另一端上的一个螺母，该凸轮驱动的夹紧机构将该凸轮按压件从一个第一位置转动至一个第二位置，这将该夹紧托架抵抗该支撑件进行偏置以便将一个太阳能电池板夹紧在其之间。在一个实施例中，该凸轮按压件是通过移动一个凸轮杆而从该第一位置被致动至该第二位置的，并且其中该支撑件进一步包括一个锁槽，该凸轮杆能移动到该锁槽中以便防止该凸轮按压件从该第二位置移动。
如在本发明的使用中，一个、一种或其他单数名称的使用倾向于是非限制性的，并且表示一个或多个，除非另外指出。特定数量的使用同样是非限制性的并且倾向于表示该数量或更多，除非另外明确地限定。
以下参照附图和多个实例在发明的详细说明部分中对本发明进行描述，这些实例旨在传授、描述和举例说明本发明的一个或多个实施例、并且绝不旨在限制本发明的范围。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的太阳能电池板安装系统的侧视图。
图2是图1的太阳能电池板安装系统沿着线2-2观察时的正视截面图。
图3是本发明的一个实施例的太阳能电池板安装系统的侧视立面图。
图4是本发明的一个实施例的太阳能电池板安装系统的透视图。
图5是本发明的一个实施例的以一种堆叠形式安排的多个支座或压载物托盘的前视图。
图6是图4的区域A中所示范围的放大视图。
图7是图5的区域B中所示范围的放大视图。
图8是图1的太阳能电池板安装系统沿着线8-8观察时的放大俯视图。
图9是一个实施例的太阳能电池板安装单元的背面透视图。
图10是另一个实施例的太阳能电池板安装单元的透视图。
图11是从一个金属片材上切下本发明一个实施例的支座的模式。
图12是相对图6的紧固系统而言的一个无需工具的(tool less)紧固系统。
图13是相对图7的紧固系统而言的一个无需工具的紧固系统。
图14是本发明的一个实施例的紧固件的透视图。
图15是本发明的另一个实施例的紧固件的透视图。
图16是本发明的另一个实施例的紧固件系统。
图17是本发明的一个实施例的电池板安装系统的局部切除的侧视立面图。
图18-22展示了本发明的一个实施例的太阳能电池板组件的屋顶安装过程。
图23是一个实施例的夹紧件的透视图。
图24是一个实施例的具有凸轮驱动的按压件的一个夹紧件的透视图。
具体实施方式
本发明是能够以紧凑并有效的方式进行包装以便运输的太阳能电池板安装系统。该组件是更有效的，需要更少的步骤、安装者身体部位的更少弯曲和屈身，并且使用的紧固件系统减少或完全消除了需要额外工具来安装该台架系统结构。该产品易于安装并且可以由没有受过正式培训的外行进行安装。
图1参照图2展示了本发明的一个实施例。该太阳能电池板安装系统10包括多个支座支撑件或支座12，这些支座支撑件或支座被安排成用于支撑多个基本上水平的电池板框架或支撑棒24或导轨。这些支撑棒24支撑一个太阳能电池板30，该太阳能电池板通过电池板夹紧件26和28被附接至这些支撑棒24上。这些支座支撑件12具有一个压载物托盘18，该压载物托盘被附接至一对向上延伸的长臂或长立柱14和一对向上延伸的短臂或短立柱20上。这一对长立柱14和这一对短立柱20从该基本上水平的压载物托盘18竖直地延伸。这些立柱潜在地具有多种形状。
例如，这些立柱14和20可以是圆形、正方形、矩形或六边形的。在一个实施例中，这些立柱14和20是具有基本上正方形或矩形的截面积的管。这些立柱14和20的宽度总体上对应于这些支撑棒24的内部尺寸以便被接纳在这些支撑棒24之内。任选地，这些支撑棒24是总体上U形的，在这些立柱14和20的一侧上具有一个通道开口，该通道开口任选地面朝该压载物托盘18。一个紧固部位16位于该长立柱14的顶部。如在此使用的，术语“顶部”、“底部”或“端部”意在表示对象的这个部分比较接近于“顶部”、“底部”或“端部”。其含义是相对于上下文而言的，并且除非明确地相反限定，是包括所参照的这个对象的整体长度的前1/8内的任何地方。一个类似的紧固部位22位于该短立柱20的顶部。在一个实施例中，这些紧固部位22和16是接纳一个插销、锚钉或螺母以及螺栓紧固件的洞。在一个实施例中，该紧固件是一个U型夹销、牵引销、球头销或快速释放销。它们可以是能够将一个框架的两个部分附接在一起的任何连接件。这些支座12或压载物托盘18一般是由钢构造的并且经处理以便防止支座12或压载物托盘18氧化。在一个实施例中，该支座12或压载物托盘18被涂有粉末涂料。在另一个实施例中，该支座12或压载物托盘18是由镀锌钢制成的。在又另一个实施例中，该支座12或压载物托盘18是由不锈钢制成的。
紧固部位16和22将支撑棒24在这些向上延伸的立柱14和20的顶部处连接至该支座或支座支撑件12上。该支撑棒24在其前端25和后端27处被附接至这些立柱14和20上。该支撑棒24被配置成用于支撑被附接至该支撑棒24上的太阳能电池板30。参照图6，一个实施例的支撑棒24具有U形的截面，以便沿着这些支撑棒24的长度形成一个通道。这些立柱14和20的顶部被接纳在该U形的支撑棒24的通道内。在一个实施例中，该太阳能电池板30通过夹紧件26和28而被这些支撑棒24支撑，这些夹紧件将该太阳能电池板牢固地夹紧在支撑棒24上、在每个对应的夹紧件26和28中的唇缘31下方。这些支撑棒24同样是由钢、铝或其他类似的高强度金属制成。它们是经处理或涂覆的以便减少生锈或氧化的可能性(包括镀锌或涂漆)。替代地，这些支撑棒24由不锈钢制成。
一个实施例的支座支撑件12的压载物托盘18具有一个长度、宽度和高度。该长度大于该宽度。该压载物托盘18具有一个前侧13和一个后侧15。该前侧13与后侧15之间的距离对应于该压载物托盘18的宽度。该压载物托盘18具有一个第一端部17和一个第二端部19，这些端部对应于该压载物托盘18的长度。该前侧13总体上对应于具有附接至其上的多个长立柱14的一侧，并且该后侧13总体上对应于具有附接至其上的多个短立柱20的一侧。本领域的普通技术人员将意识到，“前”和“后”或“第一”或“第二”的名称是为了这些部分的取向并且在其他方面是任意的，并且其名称可以在不背离本发明的精神和范围的情况下互换。该压载物托盘18和支座支撑件12的第一端部17和第二端部19是任意命名的并且可以指代沿着该压载物托盘18和支座支撑件12的长度取向的任一端部。
在一个实施例中，该支座支撑件12的压载物托盘18支撑并且接纳多种类型的压载物中的一个(未显示在图1和2中)。该压载物托盘18可以是平底盘，该平底盘被配置成用于接纳砂子、砾石、水泥或金属重物。优选的是，该压载物托盘18不会使水在其中汇聚，而是在该压载物托盘18的底部具有一个或多个开口以便允许排水。
参照图8，并且继续参照图1和2，一个实施例的压载物托盘18是通过将四片角铁焊接在一起形成矩形框架的一个框。每个角铁具有两个形成直角的平坦侧边11a和11b。该第一侧边11a是垂直于该第二侧边11b的。这些角铁被安排成用于形成一个矩形盒，该矩形盒在底部以及四个垂直侧边上具有一个周边唇缘。每个角铁的第一侧边11a形成了该压载物托盘18的周边唇缘11a，多个压载物被放置在其上。该第二侧边11b形成了该压载物托盘18的周壁。这些短立柱14和这些长立柱20被焊接至该压载物托盘18的第二侧边11b上。该第二侧边11b的这些端部被切割成使得当这四个角铁以一种盒状方式组装时，这四侧边各自沿着四个拐角接缝相连接，这些拐角接缝通过本领域已知的技术焊接在一起。
该周边唇缘11b的底部与多个橡胶胎面(未显示)相配合。在一个实施例中这些胎面在压靠在该压载物托盘18的每个角铁的第二侧边11a的底部上的一侧上具有一种剥离型粘合剂。替代地，这些胎面可以用双面胶带或胶水粘合剂根据本领域已知的技术进行固定。这些橡胶胎面防滑和抬升该压载物托盘18以便允许实现改进的排水。在一个实施方案中，这些橡胶胎面是纹理化的。在另一个实施例中，这些橡胶胎面是光滑的。
任选地，该支座支撑件12的压载物托盘18接纳一个重物或压载物(未显示)以用于将该太阳能电池板系统锚固至总体上平坦的屋顶上。该压载物被成形用于配合该压载物托盘18。在一个实施例中，这些压载物的大小被确定成使得一个或多个压载物的组合面积可以匹配该托盘并且将该托盘锚固在地面上而不下落穿过该开口。
该压载物托盘18具有的高度为最小1英寸且最大4英寸并且优选地是约2英寸至2.5英寸高。由该角铁形成的唇缘同样为最小1英寸且最大4英寸，优选地约2英寸至2.5英寸。该压载物托盘18具有的宽度为最小约8英寸且最大约3英尺。优选地，该压载物托盘18为约18英寸宽。该压载物托盘18的长度为最小约12英寸且最大约3英尺。优选地，该压载物托盘18的长度是约2.5英尺。优选地，在安装时该压载物托盘18的长度与这些太阳能电池板30的长度对齐。如果该压载物托盘18的内部尺寸是三英尺长和1.5英尺宽，则一个实施例的压载物可以是略小于一英尺宽乘以1.5英尺长，这样使得该压载物可以插入这些托盘中并且从中移出。然而，该压载物优选地完美匹配在该压载物托盘18的唇缘11a上。有时，设计使多个压载物匹配该压载物托盘18。这些压载物的长度或宽度中的至少一个对应于该压载物托盘18的内部宽度并且这些压载物的长度或宽度中另一个之和对应于这些压载物托盘18的内部长度，使得当该多个压载物并列地插入压载物托盘18中时，它们共同地匹配该压载物托盘18并且不能轻易从该压载物托盘18的唇缘11a上方的位置脱出或下落穿过由该压载物托盘18的唇缘11a限定的开口。
该压载物托盘18的前端上是一对长立柱14。如参照图2在图1所展示的，这些长立柱14在该压载物托盘18的多个相对的端部处被附接至该压载物托盘18的前侧13上。
在一个实施例中，这些立柱14和20是由冷弯型钢制成的正方形管道。优选的是它们分别焊接至该压载物托盘18的前侧13和后侧15上。在另一个实施例中，这些立柱14和20是具有基本上U形截面的长形三边形结构。该压载物托盘18的后侧15上附接了多个短立柱20，这些短立柱与附接至该压载物托盘18的前侧上的这些长立柱14对齐并且相对。
任选地，这些立柱14和20是由片材冷弯成四边的总体上管状的形状，具有延伸了这些立柱14和20的一侧长度的一个纵向延伸的通道。这些立柱14和20通过将面向该通道的14和20侧焊接至该前侧13和后侧15而被附接至该压载物托盘18上。
参照图5展示了该压载物托盘18的堆叠。第二压载物托盘18B被堆叠在第一压载物托盘18A上。该第二压载物托盘18B匹配在该压载物托盘18A的每侧上的对应的短立柱14A与长立柱20A之间。第二短腿14B抵靠在第一短腿14A上。该第二长腿20B抵靠在该第一长腿20A上。以此方式，该第二压载物托盘18B的取向为该第一压载物托盘的正上方并且与之偏离了一个距离，该距离总体上等于该短立柱14A和长立柱20A的宽度。第三压载物托盘18C匹配在该第二压载物托盘18B的每侧上的对应的第二短立柱14B与第二长立柱20B之间。该第三短腿14C抵靠在该第二短腿14B上。该第三长腿20C抵靠在该第二长腿20B上。以此方式，该第三压载物托盘18C的取向为该第二压载物托盘18B的正上方并且与之偏离了一个距离，该距离总体上等于该第二短立柱14B和该第二长立柱20B的宽度。
通过箭头方向50示出了将第四压载物托盘18D下降至第三载物托盘18C上。该第四压载物托盘18D匹配在该第三压载物托盘18C的每侧上的对应的第三短立柱14C与第三长立柱20C之间。该第四短腿14D在下放就位时将抵靠在该第三短腿14C上。该第四长腿20D将抵靠在该第三长腿20C上。以此方式，该第四压载物托盘18D的取向将是是该第三压载物托盘18C的正上方并且与之偏离一个距离，该距离总体上等于该第三短立柱14C和该第三长立柱20C的宽度。这种独特设计的结果是，这些压载物托盘可以按一种紧凑且有效的方式进行堆叠以便运输，从而增大了在给定托盘上可以运输的单元的数量。
返回图1和2，该支撑棒24在该支撑棒24的后侧27处被附接至一个压载物托盘18的长立柱14的附接点16上、并且在该支撑棒24的前侧25处被附接至另一个压载物托盘18的短立柱20的附接点22上。在一个实施例中，这些长立柱14和短立柱20相协作以便以相对于水平方向为最小5度且最大40度的一个角度来定位太阳能电池板30。优选地该角度是最小5度且最大30度。在一个优选的实施例中，该角度优选地是相对于水平方向为约10度或相对于竖直方向为100度。虽然更大的角度可以截获更有效角度的阳光，但是处于更高角度的电池板30倾向于阻挡前一个电池板后面的电池板的阳光。因此，较小的角度有助于将这些电池板30尽可能靠近地放在一起以便实现最大效率。因此，在一个实施例中，这些长立柱14是由1.5英寸的正方形金属管或棒制成并且具有约1英尺、1又7/16英寸的长度。这些短立柱同样是由1.5英寸的管或棒制成并且具有约6又7/8英寸的长度。
这些电池板30可以被安排成沿着这些电池板30和支座支撑件12(包括如图2所展示的压载物托盘18)的长度对齐的多个排。在一排电池板的一个末端上支撑了一个支撑棒24或一对支撑棒24(在图2中不可见)的压载物托盘18是一个端部压载物托盘18。由该压载物托盘支撑的这些支撑棒24支撑的是一个端部框架并且它所支撑的太阳能电池板是一个端部电池板30。该端部压载物托盘18被附接至这一对端部支撑棒24上，使得该端部压载物托盘18被定向在对应的端部电池板30的下方。包括并不位于端部的压载物托盘18的每个其他支座支撑件12被附接至包括压载物托盘18的该支座支撑件12的这些对应端部上，使得这些电池板30尽可能靠近地配合在一起。
参照图4，本发明是图3中所展示的一个实施例的太阳能电池板安装系统110。该太阳能电池板安装系统110包括多个支座支撑件或支座112f、112m、112b，这些支座支撑件或支座被安排成用于支撑多个基本上水平的电池板框架或支撑棒124。在一个实施例中，支座112f被配置成用于有待接纳在前排的太阳能电池板组件中并且仅具有短立柱120。支座112m是一个中间位置的支座并且同时具有多个短立柱120和多个长立柱114。支座112b是指被定位在后排中的支座。仅有这些长立柱120被连接至这些支撑棒124上。因此，在112b上短立柱120是任选的。
在一个实施例中，一对支撑棒124支撑一个太阳能电池板130(参见图17)。该电池板130通过一对电池板夹紧件126和128被附接至每个支撑棒124上。这些支座支撑件112f、112m、以及112b具有压载物托盘118，该压载物托盘被附接至一对长臂或长立柱114和一对短臂或短立柱120上。这一对长立柱114和这一对短立柱120从该基本上水平的压载物托盘118竖直地延伸。
这些支撑棒124是总体上U形的，在朝这些立柱114和120的一侧上具有一个通道开口，这些立柱114和120的顶端被接纳在该开口中。一个紧固部位116被定位在该长立柱114的顶部。一个类似的紧固部位122被定位在该短立柱120的顶部。在一个实施例中，这些紧固部位122和116是接纳插销螺栓的洞。用于将这些立柱114和120连接至这些支撑棒124上的装置可以是能够将一个框架的两个部分附接在一起的任何连接件，包括螺栓、开口销、快速释放销、球头销、U形销和牵引销。
这些紧固部位116和122通过该支撑棒124在其前端125和后端127中具有的对应的紧固部位122和116将支撑棒124连接该支座112上。该支撑棒124被配置成用于支撑被附接至该支撑棒124上的太阳能电池板130。如图3和4所展示的，这些支撑棒124具有U形的截面，从而沿着这些支撑棒124的长度形成一个通道。这些立柱114和120的顶部被接纳在该U形的支撑棒124的通道内。该太阳能电池板130通过夹紧件126和128被这些支撑棒124支撑，这些夹紧件将该太阳能电池板130牢固地夹紧在支撑棒124上、在每个对应的夹紧件126和128中的唇缘131(图6、7和16中)下方。
参照图6和16，描述了前部夹紧件126。该支撑棒124通过一个螺母和螺栓紧固件133被附接至该短立柱114上。该夹紧件126通过螺母138和螺栓132被附接至该支撑棒124上。该螺栓132穿过该夹紧件125的表面136中的洞以及该支撑棒124中的槽缝134。在一个实施例中，该螺栓132是一个螺丝栓，被牢固地接纳在该槽缝134中以便防止该螺栓132在拧紧其对应的螺母138时转动。该槽缝134允许该螺栓132在支撑棒124的长度方向上滑动一个最小0.5英寸且最大约4英寸(优选地是约1至1.5英寸)的距离。这种槽缝134的作用是促进由安装了该太阳能电池板130组件110的表面中的不平整性造成的该太阳能电池板130的更好的装配。该不平整性(虽然本质是竖直的)造成了轻微的水平错位，通过该电池板130的纵向布局中的某个偏差来对此进行纠正。
该夹紧件126具有一个对应于该太阳能电池板130厚度的竖直高度。该竖直高度是间距135和137之和。该电池板130被放置在唇缘131之下。接着通过在拧紧方向上转动螺母138来拧紧该夹紧件126。
参照图7和16，描述了后部夹紧件128。该支撑棒124通过一个螺母138和螺栓132紧固件133被附接至该长立柱120上。该螺栓132穿过该夹紧件的表面136中的洞以及该支撑棒124中的槽缝134。在一个实施例中，该螺栓是一个螺丝栓，被牢固地接纳在该槽缝中以便防止该螺栓132在拧紧其对应的螺母138时转动。该槽缝134允许该螺栓132在支撑棒124的长度方向上滑动一个最小0.5英寸且最大约4英寸(优选地是约1至1.5英寸)的距离。这种槽缝134的作用是促进由安装了该太阳能电池板组件110的表面中的不平整性造成的该太阳能电池板130的更好的装配合。该不平整性(虽然本质是竖直的)造成了轻微的水平错位，通过该电池板130的纵向布局中的某个偏差来对此进行纠正。
该夹紧件126具有一个对应于该太阳能电池板130厚度的竖直高度。该竖直高度是间距135和137之和。该电池板130被放置在唇缘131之下。接着通过在拧紧方向上转动螺母138来拧紧该夹紧件126。
在图9参照图11所展示的一个实施例中，该支座支撑件212是由单个金属片200切下并成形的。该压载物托盘218被切割成基本上十字形的形状，具有一个相交的十字211a以及四个向外延伸的附属物211b、211c、211d、以及211e，这四个附属物各自从相邻的附属物以直角延伸。该十字的中心可以被去除以便形成该压载物托盘的底部211a中的一个开口202。将压载物托盘218的附属物211b、211c、211d、以及211e沿着折叠线203b、203c、203d以及203e向上折叠直到垂直于该压载物托盘的底部211a并且与相邻附属物接触而形成接缝204。根据本领域已知的技术来焊接这些接缝204以便形成该压载物托盘的总体盒形。在一个实施例中，这些附属物211b、211c、211d、以及211e的长度是相同的并且形成具了有相等高度的侧边。在另一个实施例中认识到，附接了向上延伸的多个长立柱214和多个短立柱220的这些侧边的长度与这些立柱的强度成比例地相对应。因此，增大与这些侧边相对应的这些附属物的长度可能是有利的。
因此，在一个实施例中，由附属物211b形成的前侧边213和由附属物211c形成的后侧边215比由附属物211d形成的第一端部217和由附属物211e形成的第二端部219更长。因此，当被折叠而形成该压载物托盘时，该前侧边213和后侧边215比该第一端部217和第二端部219更长。在一个实施例中，该前侧边和该后侧边具有最小两英寸且最大四英寸的高度，优选地是约三英寸。该第一端部217和该第二端部具有一英寸的最小高度和三英寸的最大高度，优选地是约2英寸。
继续参照图9和11，该支座的这些短立柱220和这些长立柱214均由金属片200形成。确切地讲，这些立柱214和220是由为形成该开口202而从金属片200上切除的金属切割而成。每个支撑支座212需要一对短立柱220。这些立柱是冷弯的并且沿着接缝线204和205折叠以便形成具有正方形或矩形截面积的总体上管状立柱。同样地，每个支撑支座212需要一对长立柱214。这些立柱是冷弯的并且沿着接缝线206和207折叠以便形成具有正方形或矩形截面积的总体上管状立柱。然而，本领域普通技术人员将了解的是，在不背离本发明精神和范围的情况下这些立柱可以被形成为各种各样的管状形状，包括而不限于圆形、六边形或八边形的形状。
在一个实施例中，希望的是使这些立柱214和220的内部通道是开放的，这样这些立柱214和220的内部可以被暴露而进行保护处理(包括涂覆)。如以上指出的，可以粉末涂覆、喷涂、镀锌或以其他方式处理这些立柱214和220以便延长这些立柱214和220的寿命并且保持强度。
在一个实施例中，这些立柱214和220是四边的管状构件，具有延伸直至第四侧边的中间的一个通道。在不需要这些立柱214和220的较厚金属部分的情况下，形成具有沿着这些立柱214和220纵向延伸的脊的一个开放的第四侧边大大提高了这些立柱214和220的强度。另外，将这些立柱214和220定向成使得这些立柱214和220的具有开放面的侧边被附接至该前侧边213和后侧边215上，在不需要具有大于该支座支撑件212的金属厚度的立柱的情况下大大加强了该支座支撑件212的强度。通过本领域已知的焊接或其他方式将这些立柱214和220附接至该前侧边213和后侧边215上。
图10提出了用于该前排太阳能电池板组件的支座支撑件212f，它可以匹配在该太阳能电池板下方并且为更有效地放置这些电池板提供额外的空间。该支座支撑件212f类似于用于放置在前排中的其他支座支撑件，区别是图10的支座支撑件212f是由单个金属片形成的，类似于图9和11的支座支撑件212，并且遵循以上所披露的这些制造步骤，但是前侧边没有附接长立柱214。因此，该向外延伸的附属物111b具有与向外延伸的附属物111d和111e相同的长度。
继续参照图3和4，该周边唇缘111a的底部装配有橡胶胎面(未显示)。在一个实施例中，这些胎面在压靠在该压载物托盘118的周边唇缘111a上的一侧上具有一种剥离型粘合剂。替代地，这些胎面可以用双面胶带或胶水粘合剂根据本领域已知的技术来进行固定。这些橡胶胎面防滑并且略微抬升了该框以便允许实现改进的排水。在一个实施例中，这些橡胶胎面是纹理化的。在另一个实施例中，该橡胶胎面是光滑的。
任选地，该压载物托盘118接纳一个重物或压载物以用于将该太阳能电池板系统锚固至总体上平坦的屋顶上。该压载物被成形为用于匹配在该压载物托盘中。这些压载物的大小被确定成使得一个或多个压载物的组合面积可以匹配在该压载物托盘118中并且将该托盘锚固在地面上。
在一个实施例中，该压载物托盘118具有最小1英寸并且最大4英寸的高度并且优选地为约2.5英寸高。由角铁形成的唇缘同样为最小1英寸并且最大4英寸并且优选地是约2.5英寸。该压载物托盘具有最小约8英寸且最大约3英尺的宽度。
优选地，该压载物托盘118为约1.5英尺宽。该压载物托盘118的长度是最小约1英尺并且最大约3英尺。优选地，该压载物托盘118的长度是约2.5英尺。优选地，在安装时该压载物托盘118的长度与这些太阳能电池板的长度对齐。如果该压载物托盘118的内部尺寸是三英尺长和1.5英尺宽，则一个实施例的压载物可以是略小于一英尺宽乘以1.5英尺长，这样使得该压载物可以插入压载物托盘118中并且从中移出。然而，该压载物完美地匹配在该压载物托盘118的唇缘111a上。
有时，设计使多个压载物匹配在该压载物托盘118中。这些压载物的长度或宽度中的至少一个对应于压载物托盘118的内部宽度并且这些压载物的长度或宽度中另外一个的和对应于压载物托盘118的内部长度，使得当该多个压载物并列地插入压载物托盘118中时，它们共同地匹配并且不能轻易从该压载物托盘118的唇缘111a上方的一个位置中脱出。
这些电池板30是从前向后安排的，如图1所示。第一排电池板30是由一排压载物托盘18的这些短立柱14支撑的。在图1所示的实施例中，这些压载物托盘18被定向在该第一排电池板30的前方。在图3所示出的另一个实施例中，这些长立柱120从该第一排压载物托盘118中去除并且该支座被反向，使得短立柱114支撑该支撑棒124并且该第一排的压载物托盘118被定向在第一排电池板130的下方。该电池板130的后侧由来自第二排压载物托盘118中的长立柱120支撑，这些压载物托盘进而通过第二排压载物托盘118中的这些短立柱114来支撑第二排电池板130。这种模式一直持续到由最后一排压载物托盘118的长立柱120来支撑最后一排的电池板。然而，该最后一排压载物托盘的方向被反向，使得最后一排压载物托盘118位于最后一排太阳能电池板130的正下方。这对于屋顶安装节省了等于两个压载物托盘的宽度和整排压载物托盘的长度的空间。
参照图12，披露了一种替代的夹紧机构。该夹紧机构包括一个类似的夹紧托架326(之前在图6和7中所描述的)。同样，本实施例的支撑棒324通过螺母和螺栓被附接至该短立柱314上。该夹紧托架326通过螺母和螺栓333被附接至该支撑棒324上。优选地，预附接了该凸轮驱动的夹紧机构332以便进行有效的现场安装。
该凸轮驱动的夹紧机构332穿过该夹紧托架326的表面336上的洞以及该支撑棒324中的槽缝334。在一个实施例中，该夹紧机构332具有牢固地接纳在该槽缝334中的至少部分带螺纹的螺栓轴。该槽缝334允许该螺栓在支撑棒324的长度方向上滑动一个最小0.5英寸且最大约4英寸(优选地是约1至1.5英寸)的距离。这种槽缝334的作用是促进由安装了该太阳能电池板组件(未显示)的表面中的不平整性造成的该太阳能电池板的更好的装配。该不平整性(虽然本质是竖直的)造成了轻微的水平错位，通过该电池板的纵向布局中的某个偏差对此进行纠正。
该夹紧件326具有一个对应于该太阳能电池板(未显示)的厚度的竖直高度。该竖直高度是间距335和337之和。该电池板(未显示)被置于唇缘331下方。该凸轮驱动的夹紧机构332迫使该唇缘331抵靠在该支撑棒324的表面上，从而通过该凸轮驱动的夹紧机构332将该太阳能电池板(未示出)夹紧在该唇缘331与该支撑棒324之间。
参照图14和图15描述了该凸轮驱动的夹紧机构332的特征，展示了凸轮驱动的夹紧机构332的两个相似的实施例。作为参考，每个凸轮驱动的夹紧机构332的相同部分将具有相同的参考号。图14和15的凸轮驱动的夹紧机构332包括在一个凸轮螺栓303的头部305处偏心地连接至凸轮螺栓303上的凸轮按压件304。该凸轮螺栓303具有凸轮螺栓头部305，在与该凸轮螺栓头部305相反的一端处有一个带螺纹的凸轮螺栓轴309。一个螺母310被螺纹式接纳在与该凸轮螺栓头部305相反的凸轮螺栓轴309上。
该凸轮螺栓头部305被接纳在该凸轮按压件304中的进入槽缝内。该凸轮按压件304通过一个枢转销307被附接至该凸轮螺栓头部305上。一对凸轮凸出部311被限定为该总体上圆柱形的凸轮按压件304的、伸出到距该枢转销307的轴线最远的这个部分。该总体上圆柱形的凸轮按压件304被附接至一个凸轮杆308上，该凸轮杆促进该偏心的凸轮按压件304相对于该凸轮螺栓头部305的转动，以便将这些凸轮凸出部311相对于该枢转销307的轴线定位为与凸轮螺栓轴309成不同的径向角度。该凸轮杆308还可以相对于该凸轮螺栓轴309的轴线来旋转该凸轮按压件304和凸轮螺栓303。在图15所示的一个实施例中，该凸轮杆308装配有一个按压件板312，该按压件板更轻松地实现该凸轮螺栓轴309的轴向转动。
该夹紧件326起作用来将该太阳能电池板固定在该支撑棒324上。该太阳能电池板被定位在该夹紧托架336的唇缘331的下方。旋转该凸轮杆以便将这些凸轮凸出部308定位在与该凸轮螺栓轴309相反的方向上。用手拧紧该螺母310。接着旋转该凸轮杆308以便将这些凸轮凸出部311定位在与该凸轮螺栓轴309相同的方向上。这使得这些凸轮凸出部311抵靠该支撑棒324的底部被楔入并且将该支撑棒324抵抗该唇缘331进行偏置以便将该太阳能电池板固定至该支撑棒324上。
参照图13并且继续参照图14和15，该凸轮驱动的夹紧机构332包括一个之前在图6和7中描述过的类似夹紧托架328。同样，本实施例的支撑棒324通过一个螺栓333被附接至该长立柱320上。该夹紧托架328通过一个凸轮驱动的夹紧机构332被附接至该支撑棒324上。优选地，预附接该凸轮驱动的夹紧机构332以便有进行效的现场安装。该凸轮驱动的夹紧机构332穿过该夹紧托架328的表面336中的洞和该支撑棒324中的槽缝334并且通过将该夹紧托架326压靠在该支撑棒324上来其作用，以便将该太阳能电池板夹紧在该支撑棒324上。在一个实施例中，该凸轮驱动的夹紧机构332具有牢固地接纳在该槽缝334中的至少部分带螺纹的凸轮螺栓303。该槽缝334允许该螺栓303在支撑棒324的长度方向上滑动一个最小0.5英寸且最大约4英寸(优选地是约1至1.5英寸)的距离。这种槽缝334的作用是促进由安装了该太阳能电池板组件(未显示)的表面中的不平整性造成的该太阳能电池板的更好的装配。该不平整性(虽然本质是竖直的)造成了轻微的水平错位，通过该电池板的纵向布局中的某个偏差对此进行纠正。
该夹紧件326具有一个对应于该太阳能电池板(未显示)的厚度的竖直高度。该竖直高度是间距335和337之和。该电池板(未显示)被置于唇缘331的下方。该夹紧件326迫使该唇缘331抵靠在该支撑棒324的表面上以便通过该凸轮驱动的夹紧机构332将该太阳能电池板(未示出)夹紧在该唇缘331与该支撑棒324之间。
该夹紧过程是这样开始的：通过旋转该凸轮杆308以便使这些凸轮凸出部311定位成在总体上与该凸轮螺栓轴309相反的方向上伸出。用手拧紧该螺母310。接着旋转该凸轮杆308以便将这些凸轮凸出部311定位在与该凸轮螺栓轴309相同的方向上。这使得这些凸轮凸出部311抵靠该支撑棒324的底部被楔入并且将该支撑棒324抵抗该唇缘331进行偏置以便将该太阳能电池板固定至该支撑棒324上。
参照图23和图24，另一个实施例的无需工具的夹紧机构包括一个如之前在图6和7中描述过的类似夹紧托架426。该夹紧托架具有一个总体上对应于该电池板(之前在图6中显示为电池板120)厚度的竖直高度。该竖直高度是竖直间距435和437之和。该托架形成了一个唇缘431，该电池板120被插在该唇缘的下方。一个夹紧板436被形成有一个座440和一个洞442，以用于接纳图24中所展示的一个凸轮驱动的无需工具的夹紧机构432。该凸轮驱动的夹紧机构432包括一个凸轮按压件404，该凸轮按压件在一个凸轮螺栓403的头部405处枢转地并且偏心地连接至该凸轮螺栓403上。该凸轮螺栓403具有凸轮螺栓头部405，在与该凸轮螺栓头部405相反的一端处有一个带螺纹的凸轮螺栓轴309。一个螺母410被螺纹式接纳在与该凸轮螺栓头部405相反的凸轮螺栓轴409上。
该凸轮按压件404被接纳在一个座440中并且该凸轮螺栓轴409从该夹紧板436的上侧上的凸轮按压件404穿过洞442。该凸轮螺栓409以类似的方式穿过在该导轨(未显示)中的开口(槽缝或洞)，使得该螺栓132穿过图6中的开口134以便将图6中的夹紧件126连接至对应的导轨上。相比而言，凸轮螺栓409将该夹紧件426连接至其对应的导轨(未显示)上。一个螺母410被螺纹式接纳在该凸轮螺栓轴409上。螺母410朝该凸轮按压件404的移动缩短了该夹紧板436与该夹紧件426所连接的导轨之间的距离，因而将该太阳能电池板120拧紧或夹紧在该夹紧唇缘431与该夹紧机构426所连接的导轨之间。
该凸轮按压件404通过销407被紧固在该凸轮螺栓头部405上。该凸轮螺栓头部404具有一个凸出部411，该凸出部在第一位置(其中该凸轮手柄408是向上的，处于相对放松的位置)与第二位置(其中该凸轮手柄408被向下转动并且该凸轮凸出部被定位在该凸轮螺栓头部405与该凸轮座440之间)之间是可旋转的。该凸轮手柄408被定位在第一放松位置中。用手轻松地拧紧该凸轮螺母410直至恰当处。接着向下推动该凸轮手柄408以便将该凸轮凸出部411定位在该凸轮螺栓头部与该夹紧板436之间。这样迫使唇缘431朝向该夹紧螺栓轴409所穿过的导轨并且导致该太阳能电池板120被夹紧在该导轨(未显示)与该唇缘431之间。这些凸轮凸出部411与该夹紧座440之间的摩擦作用将该机构维持在夹紧位置中。
参照图17，计划将电池板组件用于地板表面上，该地板表面在一个实施例中为屋顶108。将一个前支座112f放置就位并且与沿着该支座前方的参考线和沿着该支座侧面的第二参考线对齐。这两条参考线是安装整个太阳能电池板系统所需要的仅有的参考点。将一个中间支座112m沿着该第二参考线(未显示)在该前支座112f的后方对齐。通过将一个支撑棒124栓接在对应的前支座112f和中间支座112m的附接点122和116处，将该支撑棒124在前端处附接至短立柱120上并且在后侧处附接至长立柱114上。不需要将第二支撑棒附接至该前支座112f和该中间支座112m的相反侧上。
现在参照图18，将一排的前支座112f沿着第一参考线对齐。在前排支座112的后方将第二排的支座112m(显示是部分被切除的)对齐。将多对支撑棒124附接至该前排112f的对应的多对短立柱和该第二排支座112m的多对长立柱114上。
参照图19，将第一排支座112f和第二排支座112m(部分被示出)与如上所述在其间延伸的多个支撑棒124进行组装。将电池板130放置在这些导轨124上并且固定，如以上一个或多个实施例中所描述的。在一个实施例中，前拐角太阳能电池板130由并列放置的两个不同的支座112f和112m形成的一个导轨支撑。因此，该太阳能电池板130横跨相邻支座之间的空间。这种安排由于该系统的整体互连性而获得了更大的稳定性。
参照图20，前排的电池板130被附接至多个支座112f上。因此，一列支座112m位于该前支座112f的后方。这一列的支座112m是对齐的，其中其长立柱114朝向该前支座112f并且其短立柱120朝向后支座。这一列的支座112f、112m以及112b可以通过沿着该列支座112延伸的第二参考线对齐。在末端排上，前排支座112f与后排支座112b之间的每个支座112m通过至少一个支撑棒124被附接至其前方的支座上并且通过一个第二支撑棒124被附接至其后方的支座上。该列中的最后一个支座(或后支座)112b的短立柱120是朝向该前排112f定向的并且长立柱114是朝向该后排定向的。但是该后支座112b被该长棒114连接，使得该后支座112b在太阳能电池板130被附接时被放置在该太阳能电池板下方。
如图21所示出的，这种模式持续到完成连续的多排和多列的支座112f、112m以及112b。这些太阳能电池板130被附接至在每个支座之间延伸的这些支撑棒124上。因此，每个太阳能电池板130被连接到至少两排支座和两列支座上，所以每个电池板附接了共四个支座。这些太阳能电池板130与这些支座112f、112m以及112b之间的互连性为整个系统提供了稳定性和抗风暴性。在屋顶障碍物140如供暖、通风和空调机组所在之处可以移走太阳能电池板130和对应的支座。在障碍物140正前方的这些支座可以按照与后排支座112b相同的方式来定向。在障碍物140正后方的这些支座使用了仅有一对短立柱120附接至其上的前支座112f，这样使得该前支座112f可以被定向在其所支撑的太阳能电池板的下方。这降低了障碍物周围区域中的通行危险。

Claims (16)

1.一种太阳能电池板安装系统，包括：
一个包括底表面和顶表面的前支座，其中该顶表面接纳了一个压载物，其中该前支座进一步包括向上延伸的、一体地固定至该前支座的一侧上的第一对立柱；
包括底表面和顶表面的至少一个中间支座，其中该顶表面接纳了一个压载物，其中该至少一个中间支座进一步包括向上延伸的、一体地固定至该至少一个中间支座的一侧上的第一对立柱以及向上延伸的、一体地固定至该至少一个中间支座的与所述一侧相反的另一侧上的第二对立柱；
包括底表面和顶表面的一个后支座，其中该顶表面接纳了一个压载物，其中该后支座进一步包括向上延伸的、一体地固定至该后支座的一侧上的第二对立柱，其中该至少一个中间支座以及该后支座的第二对立柱中的每一个比该前支座和该后支座的第一对立柱中的每一个长出一个预定距离；
第一对支撑棒，其中该第一对支撑棒具有预定长度并且在一个第一末端位置处被附接至该前支座的第一对立柱的顶端上、并且在一个第二末端位置处被附接至该至少一个中间支座的第二对立柱的顶端上；
具有所述预定长度的第二对支撑棒，其中该第二对支撑棒在一个第一末端位置处被附接至该至少一个中间支座的第一对立柱的顶端上、并且在一个第二末端位置处被附接至该后支座的第二对立柱的顶端上；
其中该预定长度和该预定距离是经选择的以便将导轨以一个预定角度进行定位。
2.如权利要求1所述的系统，其中该至少一个中间支座包括两个或更多中间支座，其中该第一对支撑棒是附接至该两个或更多中间支座的第二对立柱的顶端上，并且该第二对支撑棒是附接至该两个或更多中间支座的第一对立柱的顶端上。
3.如权利要求1所述的系统，其中该第一对支撑棒中的至少一个支撑棒以及该第二对支撑棒中的至少一个支撑棒对应地支撑了一个第一太阳能电池板和一个第二太阳能电池板。
4.如权利要求3所述的系统，其中该第一对支撑棒中的该至少一个支撑棒包括用于紧固该第一太阳能电池板的至少一个紧固件，并且该第二对支撑棒中的该至少一个支撑棒包括用于紧固该第二太阳能电池板的至少一个紧固件。
5.如权利要求1所述的系统，其中该前支座、该至少一个中间支座以及该后支座各自包括环绕各个所述支座的顶表面的一个基本上竖直的周壁，其中该顶表面和该周壁限定了一个接收座，该压载物被接纳在该接收座中。
6.如权利要求1所述的系统，其中该前支座和该至少一个中间支座各自的第一对立柱、以及该后支座和该至少一个中间支座各自的第二对立柱是附接至外周上的。
7.如权利要求1所述的系统，其中该系统不要求将该系统的一部分紧固至通常低于该前支座和该至少一个中间支座的顶端的另一部分上。
8.如权利要求1所述的系统，其中该前支座是位于该第一对支撑棒的正下方，并且该后支座位于该第二对支撑棒的正下方。
9.一种太阳能电池板安装套件，包括：
具有底表面和顶表面的一个前支座，其中该顶表面被配置成用于接纳一个压载物，其中该前支座进一步包括向上延伸的、一体地固定至该前支座的一侧上的第一对立柱；
包括底表面和顶表面的至少一个中间支座，其中该顶表面被配置成用于接纳一个压载物，其中该至少一个中间支座进一步包括向上延伸的、一体地固定至该至少一个中间支座的一侧上的第一对立柱以及向上延伸的、一体地固定至该至少一个中间支座的与所述一侧相反的另一侧上的第二对立柱；
包括底表面和顶表面的一个后支座，其中该顶表面被配置成用于接纳一个压载物，其中该后支座进一步包括向上延伸的、一体地固定至该后支座的一侧上的第二对立柱，其中该至少一个中间支座以及该后支座的第二对立柱中的每一个比该前支座和该后支座的第一对立柱中的每一个长出一个预定距离；
具有一个预定长度的第一对支撑棒，该第一对支撑棒被配置成在该第一对支撑棒的一个第一末端位置处被附接至该前支座的第一对立柱的顶端上、并且在该第一对支撑棒的一个第二末端位置处被附接至该至少一个中间支座的第二对立柱的顶端上；
具有所述预定长度的第二对支撑棒，该第二对支撑棒被配置成在该第二对支撑棒的一个第一末端位置处被附接至该至少一个中间支座的第一对立柱的顶端上、并且在该第二对支撑棒的一个第二末端位置处被附接至该后支座的第二对立柱的顶端上；
其中该预定长度和该预定距离是经选择的以便将导轨以一个预定角度进行定位。
10.如权利要求9所述的套件，其中该前支座、该至少一个中间支座、以及该后支座各自包括被配置成用于从该支座中排水的至少一个孔口。
11.如权利要求9所述的套件，其中这些第一支撑棒和第二支撑棒是U形的并且被配置成用于将该第一对立柱和该第二对立柱接纳到U形通道中。
12.如权利要求9所述的套件，进一步包括组装指令，用于将该前支座置于这些第一支撑棒之下并且将该后支座置于这些第二支撑棒之下。
13.如权利要求9所述的套件，其中该一个或多个中间支座至少包括一个第一中间支座和一个第二中间支座，其中该第一中间支座总体上被配置成有待堆叠在该第二中间支座上，这样使得该第二中间支座匹配在该第一中间支座的对应的第一对立柱和第二对立柱之间，并且在组装该套件之前该第二中间支座的第一对立柱和第二对立柱抵靠在该第一中间支座的对应的第一对立柱和第二对立柱上。
14.一种太阳能电池板安装系统，包括：
第一排的多个总体上水平的第一支座；
第二排的多个总体上水平的第二支座；
第三排的多个总体上水平的第三支座；
其中这些第一支座、第二支座和第三支座各自具有一对短的、向上延伸的、固定至该支座的一侧上的立柱以及一对长的、向上延伸的、固定至另一侧上的立柱，并且其中这些第一支座、第二支座和第三支座各自总体上被配置成有待堆叠在这些第一支座、第二支座和第三支座中其他支座的顶部，这样使得这些支座各自抵靠在这些支座中的其他支座上，并且这些支座各自的对应的短立柱对和长立柱对装配成与这些支座中其他支座的对应的短立柱对和长立柱对相偏离并且相邻；
可支撑地固定至多个太阳能电池板上的一排框架，该第一排框架具有一个前侧和一个后侧；其中该一排框架的前侧被固定至该第一排的多个基本上水平的第一支座的短立柱对上并且由其来支撑，并且其中该一排框架的后侧被固定至该第二排的第二支座的长立柱对上并且由其来支撑；
可支撑地固定至多个太阳能电池板上的后排框架，该后排框架具有一个前侧和一个后侧；其中该后排框架的前侧被固定至该第二排的多个基本上水平的第二支座的短立柱对上并且由其来支撑，并且其中该后排框架的后侧被固定至该第三排的多个基本上水平的第二支座的长立柱对上并且由其来支撑，其中该第三支座被定位在该后排框架的正下方。
15.一种用于将太阳能电池板固定至支撑件上的设备，该设备包括：
一个夹紧托架，该夹紧托架具有一个通道以及一个唇缘，被配置成用于在该唇缘下方接纳一个太阳能电池板；
一个凸轮驱动的夹紧机构，该凸轮驱动的夹紧机构具有在一个凸轮螺栓的第一端上的一个凸轮按压件以及在该凸轮螺栓的另一端上的一个螺母，该凸轮驱动的夹紧机构将该凸轮按压件从一个第一位置转动至一个第二位置，这将该夹紧托架抵抗该支撑件进行偏置以便将一个太阳能电池板夹紧在其之间。
16.如权利要求41所述的设备，其中该凸轮按压件是通过移动一个凸轮杆而从该第一位置被致动至该第二位置，并且其中该支撑件进一步包括一个锁槽，该凸轮杆能移动到该锁槽中以便防止该凸轮按压件从该第二位置移动。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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