CN105308854B - 具有集成的倾斜度传感器的驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驱动器，所述驱动器可包括位于所述驱动器的外壳内的位置传感器，以便提供指示所述驱动器的位置的输出。所述位置传感器可为倾斜计。所述倾斜计可用于所述驱动器的倾斜度的反馈控制。所述驱动器还可包括位于相同壳体内的控制电子器件，以便提供所述驱动器的电机的反馈控制。所述控制电子器件可包括用于接收所请求的倾斜度的输入，并且可被构造为驱动所述电机，直到所述倾斜计输出指示所述所请求角度的信号为止。

Description

具有集成的倾斜度传感器的驱动器

技术领域

本文所公开的发明整体涉及用于控制倾斜运动的驱动系统，例如用于太阳跟踪式太阳能收集系统的驱动器。

背景技术

一些较大型的太阳能收集设施包括太阳跟踪式太阳能收集器组件阵列。此类组件可用于与光伏模块、聚光型光伏模块、聚光型热太阳能收集器装置一起使用。

此类太阳跟踪式收集器包括用于自动调节收集器装置的位置以在太阳于天空中移动时跟踪太阳的硬件。可通过多种不同的方式来实现这种跟踪移动。一些系统采用单轴跟踪系统，其中收集器装置围绕单个轴枢转。此类单轴型跟踪系统通常包括限定单个枢转轴线的驱动轴或“扭矩管”。

聚光型光伏太阳能系统可提供优于非聚光型光伏系统的显著成本节约。这是因为聚光型光伏系统仅使用一小部分的光伏材料即可收集到大约相同量的阳光。然而，太阳跟踪精度对于聚光型系统更为重要。例如，已知的是即使聚光型系统的反射镜的错位仅为0.1°，太阳能收集器的效率也会下降。因此，如果按照精确的公差来制造聚光型系统的部件，则更可能实现此类系统的高性能。另外，如果减少构建此类聚光型光伏系统所需的硬件和/或劳动力，则此类系统将更经济实用。

发明内容

本文所公开的至少一个发明的一个方面包括这样的实现方式，可通过使用附加的感测功能来改进电机，从而降低与驱动系统相关的硬件和劳动力成本。例如，在用于枢转太阳能收集器以达到太阳跟踪目的的一些已知驱动系统中，倾斜计设置在太阳跟踪式太阳能收集系统的特定部件上。在一些已知系统中，倾斜计放置在太阳能收集装置上或放置在相对于太阳能收集装置的预定位置处，使得当装置通过太阳跟踪运动倾斜时，由传感器输出指示太阳能收集装置的角度的信号。传感器的该输出用于选择性地控制驱动系统以所需角度并通过所需移动来取向太阳能收集装置。

在此类系统中，倾斜计以高精确度放置。另外，倾斜计必须连接到“智能电机”或控制系统的其他部分上，以便提供实际检测到的收集器角度的反馈信号。这种倾斜计还必须防风雨并且包括防风雨的电气连接件，这会导致较高的硬件成本。

因此，本文所公开的至少一个发明的一个方面包括这样的实现方式，可通过在电机壳体中装入倾斜计来避免较高的硬件和劳动力成本。因此，可以避免与倾斜计的防风雨电气连接件和壳体相关联的额外成本。例如，用于室外应用的已知电机包括防风雨外壳。因此，通过将倾斜计添加到这种防风雨壳体的内部，可以完全消除对传感器及其电气连接件的防风雨性的需求。

这种布置类型特别有利于驱动单元包括具有这种集成的倾斜度传感器的电机的情况，其中电机自身安装到驱动单元的可移动部分。因此，在使用期间，倾斜度传感器和电机一起通过枢转运动移动。

本文所公开的至少一个发明的另一个方面包括这样的实现方式，倾斜度传感器可连接到电机控制器电路板以便进一步降低对连接器电缆的需求。例如，可使用任何类型的电缆(诸如通用串行总线)、带状连接器或其他类型的连接器将包括电机壳体(其具有容纳于其中的驱动控制器电路板)的驱动单元连接到单独的倾斜度传感器电路板。然而，这种布置方式需要用于分别安装这两种电路板的单独的安装部分，加上用于连接到电缆连接器的凸出电路板的另外的电路板导体，诸如柔性带状连接器或其他电缆。

本文所公开的至少一个发明的一个方面包括这样的实现方式，可通过将倾斜度传感器直接组装或安装到电机控制器电路板来避免另外的成本。因此，倾斜度传感器的电触点可以直接连接到具有直接印刷在电路板上的导电通路的电机控制器，从而避免了对用于凸穿电路板的额外导体和电缆连接件所必需的相关连接器安装件的需求。

提供本发明内容的目的是以简要形式介绍一系列概念，这些概念将在以下具体实施方式中进一步描述。本发明内容并非意图辨识要求保护的主题的关键特征或本质特征，也非意图在确定要求保护的主题的范围中用作帮助。

附图说明

结合以下附图考虑时，可通过参考具体实施方式和权利要求得到对主题的更完整理解，其中在所有这些附图中，相似标号指代类似元件。

图1为太阳能收集器系统的示意性俯视平面图；

图2为图1所示系统的示意图，其包括具有各种电子部件的收集器系统的可选电气连接件；

图3为图1的太阳能收集系统的非聚光型光伏实施例的透视图，其示出了根据实施例的安装到地面并且支撑多个扭矩管以及太阳跟踪式驱动器的多个桩；

图4为用于图1的太阳能收集系统的聚光型光伏实施例的太阳能收集器组件的示意性侧立视图，其中也可使用本发明的太阳跟踪式驱动器；

图5为图4的实施例的透视图并且包括太阳跟踪式驱动器；

图6为图5的太阳跟踪式驱动器的放大透视图；

图7为可用于与图5和图6的太阳跟踪式驱动器一起使用的控制器的示意图；

图8为图5和图6的太阳跟踪式驱动器的齿轮箱的示意性剖视图；

图9为图5和图6的驱动器的放大透视图。

图10为图9的实施例的剖视图；

图11为位于电机外壳内的电路板的示意图；以及

图12为具有集成的倾斜度传感器的电机控制器电路板的示意图。

具体实施方式

以下具体实施方式本质上只是示例性的，并非意图限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性的”是指“作为例子、实例或举例说明”。本文示例性描述的任何实施方式不一定被理解为比其他实施方式更优选或有利。此外，并不意图受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。

以下描述中仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，如“上部”、“下部”、“上方”或“下方”等术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”和“侧面”等术语描述在一致但任意的参照系内组件的某些部分的取向和/或位置，通过参考描述所讨论组件的文字和相关的附图可以清楚地了解这些取向和/或位置。此类术语可以包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。类似地，术语“第一”、“第二”和其他这些涉及结构的数字术语并不暗示顺序或次序，除非上下文明确指示。

在非聚光型和聚光型光伏阵列和模块的语境中描述本文所公开的发明。然而，这些发明也可用于其他语境，诸如聚光型热太阳能系统等。

在下文阐述的描述中，在如下语境中描述了太阳能收集系统10：其由多个太阳能收集模块形成，由具有电机的驱动器来枢转地调节以达到太阳跟踪目的，其中电机具有倾斜度传感器。模块中的每一个都可包括支撑多个太阳能收集装置的支撑构件，所述太阳能收集装置可为聚光型太阳能收集装置或非聚光型太阳能收集装置，并且对其进行布线以将各个太阳能收集装置连接到彼此以及连接到其他模块。

系统10还可包括用于降低与安装此类系统相关的劳动力、硬件或其他成本的装置。具体地讲，例如，太阳跟踪式驱动器可包括集成的倾斜度传感器，该集成的倾斜度传感器可降低此类系统的安装和/或硬件成本。

图1-图4示出了其中可采用本文所公开的发明的不同环境。图1为太阳能收集系统10的示意图，其可被视为根据聚光型或非聚光型原理工作的发电场。

太阳能收集系统10可包括太阳能收集器阵列11，该太阳能收集器阵列包括多个太阳能收集模块12。每个太阳能收集模块12可包括多个太阳能收集装置14，该太阳能收集装置由驱动轴或扭矩管16支撑。每个扭矩管16由支撑组件18支撑在地面上方。每个支撑组件18可包括桩和轴承组件20。

继续参见图1，系统10也可包括跟踪系统30，该跟踪系统连接到扭矩管16并且被构造为使扭矩管16枢转，以便致使相关联的收集器装置14跟踪太阳的移动。在图示实施例中，扭矩管16被大体上水平布置，并且模块12彼此电连接，如2011年7月5日提交的美国专利申请No.13/176,276中更全面地描述，该专利申请据此全文以引用方式明确并入本文。该跟踪系统可包括单个电机和适于驱动多个平行扭矩管组件(例如，包括一系列端到端连接的轴向对准的扭矩管的组件)的驱动部件，或多个电机，每个电机连接一个或多个轴向对准的扭矩管16。

任选的是，系统10可包括多个模块12，这些模块由相对于水平面倾斜的扭矩管16支撑，其中扭矩管16并不以端到端型式连接，诸如美国专利公布No.2008/0245360中示出并公开的布置。2008/0245360专利公布全文据此以引用方式明确地并入本文，包括轴承40和72的图示和描述。另外，本文所公开的发明可与提供围绕两个轴线的受控倾斜的系统一起使用，但这些系统未在本文中示出。

太阳能收集装置14可呈光伏面板、热太阳能收集装置、聚光型光伏装置或聚光型热太阳能收集装置的形式。

太阳能收集系统10还可包括电气系统40，该电气系统连接到阵列11。例如，电气系统40可包括阵列11作为电源，该电源由电力线44连接到远程连接装置42。电气系统40还可包括公用事业电源、仪表、具有主断路器的配电板、联结点、电力负载和/或具有公用事业电源监视器的逆变器。电气系统40可根据美国专利公布No.2010/0071744中所陈述的说明来构造和工作，该专利公布的全部内容据此以引用方式明确地并入本文。

图3示出了阵列11的非聚光型光伏太阳跟踪实施例，其中移除了除了一个以外的所有太阳能收集装置14。如图3所示，每个支撑组件18包括支撑在桩22的上端的轴承20。扭矩管16可具有任何长度并且可形成为一个或多个工件。桩22相对于彼此的间距可基于对扭矩管16在支撑结构18之间的挠曲、风力负荷和其他因素的所需限制来确定。

倾斜驱动器30可包括驱动撑条32，该驱动撑条以某种方式与扭矩管16耦接以在驱动撑条32沿着其长度轴向移动时使扭矩管16枢转。驱动撑条32可通过扭矩臂组件34来与扭矩管16连接。在图示实施例中，扭矩臂组件34设置在每个扭矩管16的端。另外，阵列11可包括电线托盘60，该电线托盘由一个或多个桩22或通过其他方式支撑。

图4和图5示出了阵列11的聚光型光伏太阳跟踪实施例的部件。例如，如图4示意性所示，聚光型光伏太阳能组件100可包括桩102，其支撑一个或多个横梁104和扭矩管106。横梁104又支撑由横梁104支撑的第一组聚光元件120和第二组聚光元件140。

在图示实施例中，一组聚光元件120面向一个方向，并且定位第二组聚光元件140使其面向相反的方向，它们之间的转变发生在扭矩管106处。桩102可为单个柱或支撑太阳能聚光器组件100的若干柱中的一个。

连接器150相对于横梁104支撑聚光器元件120、140。另外，光伏收集器132、134、152、154可以安装在聚光器元件120、140的背面上。在该构造中，聚光器元件120、140中的每一个被构造为将一组被聚集的光聚焦在光伏单元132、134、152、154上。太阳跟踪式驱动系统200可以驱动扭矩管16使其围绕枢转轴线A枢转。有关使用的聚光型光伏环境的可选构型的其他详情在提交于2010年12月22日的美国专利申请No.12/977,006中有所阐述，该专利申请全文据此以引用方式并入本文。

轴承20可被直接支撑在结合图1-图4描述的桩102上。任选的是，轴承20可被支撑在任选的轴承支撑件202上。有关轴承的其他详情在提交于2011年12月21日的美国专利申请No.13/333,964中有所阐述，该专利申请全文据此以引用方式明确地并入本文。也可使用其他轴承。

图5为包括图4所示的聚光型光伏收集器组件的实施例的透视图，其使用太阳跟踪式驱动器30的另一个实施例，通常由附图标号30A标识。上文结合驱动器30的使用环境和连接性阐述的所有描述也适用于下文对太阳跟踪式驱动器30A所阐述的描述。图5所示的光伏收集器组件100的位置是可更方便地触及和维修太阳跟踪式驱动器30A的位置，但不是在发电期间通常使用的位置。

参考图5和图6，太阳跟踪式驱动器30A可包括驱动组件210和驱动控制器212。如图7所示，驱动组件210可包括电机220、齿轮箱222和驱动构件224。

电机220可为任何类型的驱动电机，例如包括但不限于直流电机、交流电机、伺服电机、并励电机、感应电机、步进电机等。也可使用其他电机。

电机的输出轴230连接到齿轮箱222的输入部。该齿轮箱可为任何类型的齿轮箱，并且可被构造为提供任何所需的输出齿轮齿数比。在图示实施例中，齿轮箱222的齿轮减速比为约36000:1。如下文所述，在一些实施例中，齿轮箱222被构造为使得其输出轴232相对于输出轴230成90°角。这种类型的电机和齿轮箱组合可商购获得并且通常被称为“减速电机”。

继续参考图5和图6，驱动构件224包括连接到齿轮箱222的输入端234，和被构造用于连接到扭矩管16的输出端236。例如，输出端236可包括紧固件点(诸如用于螺纹紧固件的孔)的图案，其被布置成为扭矩管16上的相同或类似构件提供牢固的连接。

在一些实施例中，驱动构件224可包括基准表面238。基准表面238可具有任何形状或取向。在一些实施例中，基准表面238被构造为提供方便的可触及表面，该可触及表面可用于接合仪器，以实现诸如但不限于以高精度检验驱动构件224的取向的用途。驱动器30A也可包括集成的倾斜度传感器(“倾斜计”)。

控制器212可被构造为针对任何用途对电机220提供适当的控制。在图示实施例中，控制器212可被构造为针对太阳跟踪用途为驱动器30A提供控制信息。

例如，控制器212可向驱动器30A发送可被视为“倾斜度请求”的信号或数据。例如，在一些实施例中，控制器212可设置有已知软件以预测聚光型太阳能收集器的适当倾斜度角度，从而基于驱动器30A在地面上的位置、一天中的时间以及日期而在正确的位置(诸如光伏单元132、134、152、154(图5))上提供正确的聚焦。此类计算在本领域中是熟知的，因此本文将不再进行任何更详细地描述。

在已经计算出所需倾斜度角度的情况下，控制器212可被构造为将指示所需倾斜度角度的信号发送到驱动器30A。可使用任何已知的技术来提供此类通信。另外，在一些实施例中，控制器212可被构造为针对可包括在太阳能发电场内的所有驱动器30A执行计算，诸如系统10(图1)。如本领域中所公知的，甚至整个太阳能发电场内的太阳能收集器的地理位置之间的微小差异也可能需要针对每个驱动器有不同倾斜度角度，以在光伏收集器132、134、152、154上提供最佳的太阳能辐射聚焦。因此，控制器212可被构造为将各个倾斜度请求广播或顺序分配到每个驱动器30A。例如，每个驱动器30A可与单个IP地址相关联，并且可用已知的数字通信技术来分配这种倾斜度角度请求。

在其中控制器212将倾斜度请求分发到驱动器30A的此类构造中，驱动器30A可包括适合的电子器件以执行反馈控制，从而将扭矩管16取向为所请求的倾斜度并保持该倾斜度。例如，电机220可为通常称为“智能电机”的形式，其包括专用控制器，该专用控制器被构造为接收位置请求数据或信号，以及自动控制电机运行操作以便实现所请求的位置。在图示实施例中，驱动器30A包括智能电机220，该智能电机具有集成的倾斜度传感器240。

继续参考图6，在一些实施例中，控制器212可包括中央处理单元(CPU)260、一个或多个存储器设备262、264、以及倾斜度请求模块266。任选的是，控制器212可包括网络通信设备268。

CPU 260可具有任何已知的构造。例如，CPU 260可为特定用途的计算机处理器，其设计用于提供下文关于控制驱动构件224的取向所述的功能。作为另外一种选择，CPU 260可为通用处理器的形式，其与提供操作系统的软件一起用于执行上述和下述的功能。在其他实施例中，控制器212可为硬连线控制系统的形式，其中CPU 260表示逻辑电路，其被构造为提供上述和下述的功能。

倾斜度请求模块266可被构造为接收表示所需倾斜度的计算的数据，以及由CPU260输出对应于所需倾斜度输出的信号或数据，并将该数据或信号发送到电机220。因此，倾斜度请求模块226可被构造为输出可被电机220读取的信号或数据。

存储器设备262、264以及其他存储器设备可用于存储执行下述功能的指令，诸如图8和图9所示的方法，以及其他功能和方法。此类存储的指令可被视为非暂态计算机可读介质。另外，存储器设备262、264中的一者可用于存储参考信息，诸如来自倾斜计240的输出值，这将在下文结合图8进行更详细地描述。

在一些实施例中，倾斜度请求模块226可用于跨越网络(未示出)从CPU 260接收数据和/或信号或向该CPU发送数据和/或信号。

继续参考图6，太阳跟踪式驱动器30A可包括下部300，该下部被构造为提供到桩(诸如桩102)的固定安装，如图1-图4所示。在图示实施例中，下部300包括夹持部分302，其用于调节下部300和桩102之间的连接的紧密度。

在图示实施例中，沙漏形中间部分304从下部300延伸到支撑部分306。在图示实施例中，中间部分304由焊接在一起的多个金属板制成。然而，也可使用其他构型。

上部306被构造成为驱动器30A的硬件提供稳定安装。安装板308将上部306连接到齿轮箱222的安装面310。

驱动构件224的输入端234(图7)连接到齿轮箱222的输出轴232。任选的是，在其他实施例中，可将另外的驱动构件(未示出)安装到齿轮箱222的相对侧。

继续参考图6，驱动构件224包括驱动板320，该驱动板牢固地安装到驱动构件224的输出端236。驱动板320包括一个或多个开孔322，这些开孔用于接纳为扭矩管(诸如扭矩管16，图5和图6)提供固定连接的紧固件。任选的是，板320还可包括一个或多个可选的定位销324。此类定位销可被成型和布置成为扭矩管16提供高精度连接。例如但不限于，销324和形成在扭矩管106上的配合驱动板上的对应凹陷部可被构造为将驱动构件224和扭矩管之间的对准保持为1/2度、1/10度、5/100度或更小的公差。

另外，在一些实施例中，基准表面238可以形成在驱动板320的下表面上。如上所述，在一些实施例中，基准表面238可被加工平坦并被取向为使得基准表面238在对应的收集器组件处于水平取向时，其处于相对于重力方向的水平方向。

图6的实施例还包括可选的线保护装置340，其被构造为保护在控制器212和驱动硬件210之间延伸的各种线。也可使用其他连接件和线保护装置。

图8示出了齿轮箱222的部件的示意图，其用于帮助读者理解齿轮箱222的结构和操作。图9示出了齿轮箱222的剖视图。

齿轮箱222可被视为包括两个组件，一个是固定部分400，另一个是枢转部分402。固定部分400可包括安装构件404，该安装构件被构造为可附接到安装板308(图6)。在一些实施例中，安装部分404可为具有外表面406和内表面408的轴的构型。安装部分404的一个轴端410可被构造为以任何已知的方式固定到安装板308，所述已知方式为例如但不限于螺栓孔和螺纹紧固件。

固定部分400还可包括具有外齿414的齿轮412。齿轮412和安装部分404可以彼此刚性地附接。

可枢转部分402可被构造为限定齿轮箱222周围的大部分或几乎全部外部壳体，以及驱动器30A的外部壳体的一部分。例如，可枢转部分402可包括环形或基本上环形的外部壳体构件430。

外部壳体构件430可包括具有内端434的第一壁部分432，该内端安装用于由固定部分400进行旋转支撑。例如，内端434可由具有轴承436的固定部分404进行旋转支撑。在如此支撑的情况下，可旋转部分402可围绕驱动器30A的旋转轴线440旋转。在安装驱动器30A时，旋转轴线440变为扭矩管的旋转轴线A(图4)。

可旋转壳体430还可包括大致横向于轴线A并且大致平行于内部部分432延伸的外部部分444。外部部分444可包括被构造为可与扭矩管连接的安装面446。例如，安装面446可包括多个螺栓孔448，螺栓孔的尺寸和间距被设定成提供到扭矩管安装板的固定的可旋转连接，这将在下文结合图9进行更详细地描述。

可旋转壳体430还可包括中心部分450，该中心部分从外部部分444的内端延伸并且大致平行于轴线440。如图8、图9A和图9B所示，中心部分450从外部部分444的内端延伸，并向外延伸超过壳体430的内部部分432。在中心部分450的与外部部分444相对的纵向端处，中心部分可包括安装面452，该安装面也可被构造用于附接到扭矩管。例如，安装面452可包括多个螺栓孔454，这些螺栓孔被构造用于实现到驱动构件224(图6)的固定的可旋转连接。参考图6，在图示实施例中，驱动构件224包括向内延伸的凸缘，该凸缘具有被构造为匹配螺栓孔454的螺栓孔图案的螺栓孔图案。

此外，安装面452还可包括中央通道456，使得整个可旋转壳体430具有沿中央延伸的通道，该沿中央延伸的通道可用于容纳电缆，诸如用于为电机220提供电力的电源线457(图9A)。

可旋转壳体430还可包括电机安装部分460。电机安装部分460可包括驱动齿轮安装部分462，该驱动齿轮安装部分被构造为相对于可旋转壳体430可旋转地支撑驱动齿轮464。例如，电机安装部分460可包括安装件466和轴承468，它们用于可旋转地支撑轴470从而支撑齿轮464。然而，可使用任何构型。

齿轮464被构造为与固定齿轮412的齿414啮合。因此，当齿轮464旋转时，并且由于固定齿轮412相对于可旋转壳体430固定，可旋转壳体430围绕轴线440被驱动。

再次参考图6，如上所述，电机220安装到齿轮箱222。更具体地讲，电机220与齿轮464接合以便相对于固定齿轮412(图8和图9B)驱动齿轮464，从而在工作期间使整个可旋转壳体430与电机220一起旋转，以便枢转扭矩管20。因此，齿轮箱222的外部壳体430以及电机220的外部壳体(将在下文进行更详细地描述)可被视为一起形成驱动器30A的整个可旋转部分的外部壳体567。在图示实施例中，外部壳体567也可相对于系统10的固定部分(包括地面)旋转。另外，外部壳体567可为防风雨的。外部壳体可被视为“枢转壳体”。

参考图11，在其中示意性地示出了电机220的一部分。电机220可包括电机部分500和控制器部分502。电机220的电机部分500可包括如上所述的任何已知类型的交流电机或直流电机。电机的构造在本领域中是熟知的，因此本文将不描述关于电机部分500的其他细节。

控制器部分502可包括电路，所述电路被构造为以任何已知的方式驱动电机部分500内的电机。

在一些实施例中，如上所述，电机220可为“智能电机”的形式。因此，例如，电机220可被构造为接收信号或数据，所述信号或数据表示应通过其驱动电机部分500的所需位置或所需转数。

在图示实施例中，控制器部分502被构造为接收倾斜度请求并且驱动电机部分500内的电机，直到太阳能收集器以所请求的倾斜度取向为止。因此，控制部分502可包括包封所有必要的控制电子器件的防风雨壳体504，所述控制电子器件包括控制器电路板506、倾斜计电路板508，以及本领域的普通技术人员熟知的任何其他所需的部件，诸如用于控制电机部分500内的电机的运转的开关。

控制器电路板506可包括通信模块510、中央处理单元512、存储器模块514和线束连接器516。

CPU 512可具有任何已知的构造。例如，CPU 512可为特定用途的计算机处理器，其设计用于提供下文关于控制驱动器30A的取向所述的功能。作为另外一种选择，CPU 512可为通用处理器的形式，其与(例如存储在存储器模块514中的)提供操作系统的软件一起用于执行上述和下述的功能。在其他实施例中，控制器电路板506可为硬连线控制系统的形式，其中CPU 512表示逻辑电路，其被构造为提供上述和下述的功能。

存储器设备514可用于存储执行上述功能的指令，例如接收倾斜度请求并控制电机部分500内的电机，从而驱动电机直到实现所需的倾斜度为止。例如，这种操作方法可根据反馈控制方法的原理进行操作，其中将来自倾斜计(例如倾斜计传感器530)的输出用作基准来确定实现所需倾斜度的时间。

通信模块510可为任何类型的通信模块，例如用于以太网通信或其他网络通信协议的那些通信模块。

连接器516可为标准连接器，其用于将电路板506上的通路连接到外部连接器，诸如用于使电路板506与其他装置连接的带状连接器520。

倾斜计电路板508可包括倾斜计传感器530和连接器532。倾斜计传感器530可为可商购获得的任何类型的倾斜计传感器。优选的是，倾斜计传感器530为比例型倾斜计，其提供与倾斜计530的定位角度成比例的信号或输出。可使用任何类型的安装件来相对于控制器部分502的外部壳体504固定倾斜计电路板508。这样，当齿轮箱222的可旋转部分402围绕轴线237旋转时，倾斜计530也围绕轴线237旋转，从而按照相对于该轴线的倾斜度成比例地更改其输出。

倾斜计电路板508可包括使倾斜计传感器530与连接器532连接的印刷电路路径534。虽然仅示出了一个路径534，但倾斜计传感器530可具有通向连接器532的多个单独的路径。相似地，连接器532可包括对应于路径534的数量以便连接到对应数量的线缆的多个触点，所述线缆可在带状连接器520中连接以便将倾斜计传感器530的输出连接到控制器电路板506。

控制器电路板506还可包括对应数量的印刷路径536，以便将倾斜计530的输出连接到CPU 512。控制器电路板506还可包括通信模块510与CPU(538)之间的其他印刷电路垫，以及CPU 512与存储器514之间的通路540。当然，控制器电路板506也可包括其他印刷电路路径以根据需要和如本领域中熟知的那样提供其他输出。

在此类实施例中，在将倾斜计传感器530与驱动器30A集成，例如使得倾斜计传感器530安装在外部壳体567内的任何位置的情况下，可以实现显著的成本节约。例如，在一些已知的现有技术设计中，倾斜计安装在电机或减速电机的外部壳体外部，处于形成在扭矩管或连接安装凸缘的一部分上的基准表面上。因此，倾斜计本身将需要单独的防风雨外壳、防风雨连接器线缆，以及从其自身壳体出来并进入与其连接的相关电子器件的防风雨配件。

然而，通过将倾斜计530集成到驱动器30A的外部壳体567内，将不再需要那些额外的单独防风雨壳体和连接件，因而可以实现显著的硬件节约。

图12示出了电机220的另一个实施例，其由附图标号220A标识。电机220A的与上述电机220相同或相似的部件用相同的附图标号来标识，不同的是其末尾添加了字母A。

电机220A包括集成在控制器电路板506A上的倾斜计。因此，电机220A消除了对单独电路板诸如单独电路板508(图11)的需要。另外，电机220A避免了对单独连接器532、516以及线缆520的需要。因此，与图11所示的电机200的实施例相比，电机220A提供了进一步的成本节约。

虽然前面的详细描述已展示至少一个示例性实施例，但应当理解，还存在大量的变型形式。还应当理解，本文所述的一个或多个示例性实施例并不旨在以任何方式限制要求保护的主题的范围、适用性或构型。相反，上述详细说明将为本领域的技术人员提供用于实施所述一个或多个实施例的方便的操作路径图。应当理解，可在不脱离本权利要求书所限定的范围(其包括提交本专利申请时已知的等同物和可预知的等同物)的情况下对元件的功能和布置方式进行多种改变。

Claims (15)

1.一种太阳跟踪式太阳能收集系统，包括：

机架；

至少一个太阳能收集装置，其由所述机架支撑；

驱动器组件，其被构造为使所述机架枢转通过一定的太阳跟踪枢转运动范围，所述驱动器组件包括被安装为相对于地球固定的固定部分和与所述固定部分接合的枢转部分，所述枢转部分包括包封电机和电机控制器的枢转壳体，所述电机控制器被构造为控制所述电机的运行，所述电机与所述固定部分接合，使得在驱动所述电机时，所述枢转壳体相对于所述固定部分枢转，以便使所述机架沿着所述太阳跟踪枢转运动范围枢转；以及

倾斜度传感器，其设置在所述枢转壳体内，并且被构造为检测所述电机的倾斜度以及输出指示由所述倾斜度传感器检测到的倾斜度的信号。

2.根据权利要求1所述的太阳能收集系统，其中所述电机控制器包括电机控制器电路板，所述电机控制器电路板电连接到所述电机，所述电机控制器电路板被构造为接收来自所述倾斜度传感器的倾斜度信号。

3.根据权利要求2所述的太阳能收集系统，其中所述倾斜度传感器安装到所述电机控制器电路板。

4.根据权利要求2所述的太阳能收集系统，其中所述电机控制器电路板被构造为将所述电机驱动至对应于倾斜度请求信号的倾斜度。

5.根据权利要求2所述的太阳能收集系统，其中所述倾斜度传感器安装到倾斜度电路板，所述倾斜度电路板与所述电机控制器电路板分离并且与所述电机控制器电路板连接。

6.根据权利要求5所述的太阳能收集系统，其中所述倾斜度传感器电路板包括至少第一通信模块，所述第一通信模块被构造为发送指示所检测到的倾斜度的信号。

7.根据权利要求1所述的太阳能收集系统，其中所述电机控制器被构造为接收倾斜度请求信号、来自所述倾斜度传感器的倾斜度信号，并且驱动所述电机直到所述电机控制器从所述倾斜度传感器接收到与对应于所述倾斜度请求信号的所述倾斜度对应的信号为止。

8.根据权利要求1所述的太阳能收集系统，还包括固定到地球的至少第一支撑桩，所述固定部分固定到所述第一支撑桩。

9.一种用于太阳能收集装置的太阳跟踪式电机，包括：

第一安装部分，其被构造为安装到相对于地球固定的构件；

枢转电机壳体；

电机，其至少部分地设置在所述枢转电机壳体内，所述电机与所述第一安装部分接合，使得所述电机相对于所述第一安装部分围绕枢转轴线驱动所述枢转电机壳体；

电机控制器，其设置在所述枢转电机壳体内；以及

倾斜度传感器，其设置在所述枢转电机壳体内。

10.根据权利要求9所述的太阳跟踪式电机，其中所述电机控制器包括

电机控制器电路板，所述电机控制器电路板电连接到所述电机，所述电机控制器电路板被构造为接收来自所述倾斜度传感器的倾斜度信号。

11.根据权利要求10所述的太阳跟踪式电机，其中所述倾斜度传感器安装到所述电机控制器电路板。

12.根据权利要求10所述的太阳跟踪式电机，其中所述电机控制器电路板被构造为接收倾斜度请求并且将所述电机驱动至对应于所述倾斜度请求的倾斜度。

13.根据权利要求10所述的太阳跟踪式电机，其中所述倾斜度传感器安装到倾斜度电路板，所述倾斜度电路板与所述电机控制器电路板分离并且与所述电机控制器电路板连接。

14.根据权利要求13所述的太阳跟踪式电机，其中所述倾斜度传感器电路板包括至少第一通信模块，所述第一通信模块被构造为发送指示所检测到的倾斜度的信号。

15.根据权利要求9所述的太阳跟踪式电机，其中所述电机控制器被构造为接收倾斜度请求信号、来自所述倾斜度传感器的倾斜度信号，并且驱动所述电机直到所述电机控制器从所述倾斜度传感器接收到与对应于所述倾斜度请求信号的所述倾斜度对应的信号为止。