CN106062489A - 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 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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，在来自外力的过扭转期间，扭转方向上的移动包括将至少一行太阳能跟踪器从第一旋转位置移动至至少一个第二旋转位置。扭转方向上的移动可以包括将至少一行太阳能跟踪器从第一旋转位置移动至多个旋转位置。在示例性实施方案中，至少一行太阳能跟踪器在多个旋转位置或者最大限制位置撞击多个机械约束。每行太阳能跟踪器可以包括多个支撑柱并且在每个支撑柱上包括一个止挡件。示例性实施方案进一步包括在靠近扭矩限制器处或者在扭矩限制器上包含减震器以控制扭转力的释放并且减慢太阳能跟踪器组件的运动。

单件机动式太阳能跟踪器组件的示例性实施方案包括：支撑柱；一个或多个扭转横梁，其连接至支撑柱；太阳能模块安装系统，其附接至一个或多个扭转横梁；驱动系统，其连接至一个或多个扭转横梁；以及电动机制动器。驱动系统包括具有输入和输出的双向齿轮箱，电动机制动器位于双向齿轮箱的输入处。当外力引起驱动系统上的扭转的水平超过预设限制时，电动机制动器滑动，或者如果电动机制动器在电动机本身内部时，电动机被向备用驱动而通过系统，这有利于系统的备用驱动以及扭转力的释放。

在示例性实施方案中，齿轮驱动系统包括齿轮组件，齿轮组件包括转矩限制离合器以及至少一个蜗杆齿轮。齿轮组件可以或者无法包含在齿轮箱中。当齿轮上的转矩水平超过预设水平时，离合器滑动。齿轮组件可以包括接合蜗杆齿轮的两个锥形段。在示例性实施方案中，转矩限制离合器位于两个锥形段上。离合器可以经由螺母被调节，螺母改变锥形段上的弹簧张力。在示例性实施方案中该滑动离合器可以采用可替换形式，如果需要，可以采用其他形式用于不同类型的齿轮驱动机械系统。

在示例性实施方案中，太阳能跟踪器组件包括：至少一个支撑柱；扭转横梁，其连接至支撑柱；枢转轴线，其延伸通过扭转横梁；安装机构，其附接至扭转横梁；一个或多个太阳能模块，其安装至安装机构；以及齿轮箱组件，其包含转矩限制离合器以及至少一个蜗杆齿轮。当齿轮箱上转矩的水平超过预设阈值时，离合器滑动。

齿轮驱动机械系统的示例性实施方案包括至少一个齿轮驱动机械单元，齿轮驱动机械单元包括至少一个齿轮齿条以及接合齿轮齿条的齿轮驱动系统。齿轮驱动系统包括齿轮组件，齿轮组件包括至少一个齿轮以及转矩限制离合器，转矩限制离合器位于齿轮组件的输出处以及位于齿轮驱动系统接合齿轮齿条的位置之前。当齿轮组件上的转矩水平超过预设水平时，离合器滑动，释放齿轮驱动机械单元上的转矩。

在示例性实施方案中，齿轮组件包括接合齿轮的至少一个锥形段，转矩限制离合器位于锥形段处。经由螺母离合器可以被调节，螺母改变锥形段上的弹簧张力。在示例性实施方案中，齿轮驱动机械单元是可旋转的。在示例性实施方案中，齿轮驱动机械单元以其最大旋转角度旋转至紧急停止位置。

齿轮驱动机械系统的示例性实施方案包括至少一个可绕旋转轴线旋转的齿轮驱动机械单元以及齿轮驱动系统。齿轮驱动机械单元包括至少一个齿轮齿条，齿轮驱动系统接合齿轮齿条。齿轮驱动系统包括齿轮组件，齿轮组件包括至少一个齿轮，以及位于齿轮组件的输出处的转矩限制离合器。当齿轮组件上的转矩水平超过预设水平时，离合器滑动，释放齿轮驱动机械单元上的转矩并且限制绕旋转轴线的铰链力矩。

在示例性实施方案中，转矩限制离合器位于齿轮驱动机械单元的第一档位的输出处。在示例性实施方案中，转矩限制离合器并入齿轮驱动机械单元的齿轮齿条的输入处。至少一个齿轮驱动机械单元可以包括多个齿轮驱动机械单元。在示例性实施方案中，每个齿轮驱动机械单元在其最大旋转角度旋转至机械限制止挡件位置。

太阳能跟踪系统的示例性实施方案包括至少一个太阳能跟踪器组件，其被转矩限制离合器旋转地保持。太阳能跟踪器组件包括：至少一个支撑柱；扭转横梁，其连接至支撑柱；模块安装器件，其附接至扭转横梁；以及至少一个齿轮驱动组件，其连接至扭转横梁。枢转轴线延伸通过扭转横梁。转矩限制离合器接合齿轮驱动组件。当在齿轮驱动组件上外部施加的转矩水平超过预设水平时，离合器滑动，允许跟踪系统旋转，从而释放太阳能跟踪器组件上的转矩并且降低绕着枢转轴线的铰链力矩。

在示例性实施方案中，转矩限制离合器位于太阳能跟踪器组件的第一档位的输出处。在示例性实施方案中，转矩限制离合器并入太阳能跟踪器组件的齿轮驱动组件。齿轮驱动组件可以包括主驱动齿轮，其中，转矩限制离合器并入主驱动齿轮的输出上。在示例性实施方案中，太阳能跟踪器组件旋转以在其最大旋转角度接合机械止挡件。

太阳能跟踪系统可以是联锁系统，其中，转矩限制离合器并入臂连接件和扭转管之间。太阳能跟踪系统可以是推动/拉动联锁式跟踪器。在其他示例性实施方案中，太阳能跟踪系统被液压驱动，转矩限制离合器是压力减压阀。

因此，能够发现，提供了扭矩限制器、转矩限制离合器、齿轮驱动系统、太阳能跟踪器以及相关转矩释放方法。本公开的设备、系统和方法提供了一种预设转矩释放机构，从而降低或者消除PV跟踪结构上的铰链力矩以及其他动态力。通过查看一下详细描述，连同附图，将认识到这些和其他特征及优势，在附图中，在全文中类似附图标记指代类似部分。

附图说明

参考关于附图的详细描述，上述提到的特征及本公开的目的将更加明显，其中，类似附图标记指代相似元件，并且其中：

图1A是根据本公开的机械单元的示例性实施方案的示意图；

图1B是根据本公开的机械单元的示例性实施方案的示意图；

图1C是根据本公开的机械单元的示例性实施方案的示意图；

图1D是根据本公开的机械单元的示例性实施方案的示意图；

图2是根据本公开的限制扭转的示范方法的处理流程图；

图3是根据本公开的太阳能跟踪器的示例性实施方案的立体图；

图4是根据本公开的包括扭矩限制器的太阳能跟踪器的示例性实施方案的详细剖视图；

图5是根据本公开的包括扭矩限制器的齿轮驱动机械单元的示例性实施方案的详细剖视图；

图6是根据本公开的多个摩擦板扭矩限制器的示例性实施方案的立体图；

图7A是根据本公开的包含示范扭矩限制器的单个机动式太阳能跟踪器的示例性实施方案的立体图；

图7B是图7A的太阳能跟踪器的立体图；

图8是根据本公开的包括示范转矩限制离合器的联锁齿轮驱动太阳能跟踪器阵列的示例性实施方案的立体图；

图9是根据本公开的包含旋转扭矩限制器的示例性实施方案的推动/拉动跟踪器系统的示例性实施方案的立体图；

图10是根据本公开的包括线性滑动力限制器的示例性实施方案的推动/拉动联锁式跟踪器系统的示例性实施方案的立体图；

图11是根据本公开的线性滑动力限制器的示例性实施方案的立体图；

图12A是根据本公开的包括示范过压阀的液压油缸驱动太阳能跟踪器的示例性实施方案的后视图；

图12B是图12A的太阳能跟踪器的侧视图；

图13是根据本公开的液压气缸或者油缸的示例性实施方案的立体图；

图14是根据本公开的过压阀的示例性实施方案的剖视图；

图15是根据本公开的太阳能跟踪器齿轮组件以及示范扭矩限制器的示例性实施方案的立体图；

图16是根据本公开的太阳能跟踪器齿轮组件以及示范扭矩限制器的示例性实施方案的侧视图；

图17是根据本公开的太阳能跟踪器齿轮组件以及示范扭矩限制器的示例性实施方案的细节图；

图18是根据本公开的太阳能跟踪器齿轮组件以及示范扭矩限制器的示例性实施方案的侧面细节图；

图19是根据本公开的包括示范电动机制动器的太阳能跟踪器的示例性实施方案的立体图；

图20是根据本公开的电动机制动器的示例性实施方案的切割剖视图；

图21是使用在本公开的示例性实施方案中的DC电刷电动机的立体剖视图；

图22是根据本公开短路电刷类型DC电动机的电动机电枢以创建电动机制动器的示范方法的示意图；

图23A是根据本公开的限制止挡件的示例性实施方案的立体图；

图23B是图23A的限制止挡件的示例性实施方案的立体图；

图23C是图23A的限制止挡件的立体图；

图23D是在极限位置的图23A的限制止挡件的立体图；

图24A是根据本公开的限制止挡件的示例性实施方案的立体图；

图24B是图24A的限制止挡件的侧视图；以及

图24C是图24A的限制止挡件的截面图。

具体实施方式

在以下段落中，将参考附图依靠示例详细描述实施例，附图未按比例绘制，图示的部件不是必须彼此成比例地绘制。在整个说明书中，示出的实施例和示例应该被视为范例，而不是视为对本公开的限制。正如此处使用的，“本公开”指的是此处描述的实施例中的任何一个以及任何等同结构。此外，在整个本文献中参考本公开的各种方案并不意味着所有宣称的实施例或者方法必须包括参考的方案。

扭矩限制器的示例性实施方案可以有利地使用在任何类型的驱动系统中，所述驱动系统可以暴露至外力(诸如高风力)，并且能够得益于沿着该结构在多个点抵抗外力的能力，而不是仅在单个点抵抗外力。太阳能跟踪器是这种系统的一个示例，示例性实施方案能够使用在任何类型的太阳能跟踪器中，包括但不限于单轴跟踪器(诸如水平、倾斜以及滚动以及方位角)和双轴跟踪器。示例性实施方案包括任何太阳能跟踪器设计，太阳能跟踪器设计包括扭矩限制器，其连接在驱动器的输出和集电器阵列之间，在该位置扭矩限制器以预设水平的扭转力释放。示例性实施方案包括太阳能跟踪器，它们是齿轮驱动、液压驱动或者由任何其他器件驱动。示范跟踪器几何形状包含蜗杆齿轮主齿轮驱动器，其直接附接至跟踪器框架或者通过辅助级(诸如正齿轮齿条、D环链条驱动器或者安装至用于跟踪器的一个或者两个柱支撑件的线缆系统)附接至跟踪器框架。示范太阳能跟踪器实施例可以包含平衡阵列，使得扭矩限制器力在任何跟踪器旋转角度上保持恒定。

本公开的示例性实施方案释放跟踪系统中的扭转，因此所述系统移开高转矩位置移动至第二位置并且停止，或者如果外力足够大时，系统移动至极限位置，在所述极限位置扭转力能够在多个点而不是单个点被抵抗，通常在系统的中心。可替换地，如果系统遇到障碍物(诸如沙丘、雪、冰或者一些其他外部障碍物)，来自系统的驱动电动机的转矩从输入驱动器通过扭矩限制器被释放。此外，在联锁驱动系统中，仅被障碍物影响的行(一个或多个)不移动，而其他未被妨碍的联锁行将继续跟踪。因而，示例性实施方案有利地提供释放两个不同类型转矩的益处，当跟踪系统输出被妨碍时来自风力的外扭转力和/或通过驱动生成的内扭转力。

在刮风条件下，风力引发跟踪器系统上的铰链力矩。如果铰链力矩大于扭矩限制器的保持力，扭矩限制器释放扭转并且跟踪器移动至第二位置，因为阵风已经降低或者作为新旋转位置的结果铰链力矩已经被降低，所以在第二位置，力可以被减小。如果移动继续并且系统被驱动至极限位置多个机械止挡件，那么风力能够在多个点而不是单个点被抵抗。有利地，采用扭矩限制器的示例性实施方案的系统以自然或者被动方式起作用，而不需要用于电子设备诸如电动机或者主动释放。在示例性实施方案中，扭矩限制器是离合器组件，离合器组件被动地滑动并且当电动机驱动系统进入极限停止位置时具有一天校正其本身两次的机会，一次在早晨，一次在晚上，。

如图1A-图1D所示，当风力作用在被跟踪的PV阵列上时，风力通常引起绕着跟踪器的旋转轴线发生铰链力矩MH。经受风力的示范太阳能跟踪器的特征及特性指代为如下：

如上所述以及正如此处更详细地描述的，示范扭矩限制器以及相关齿轮驱动器以及太阳能跟踪器降低或者消除跟踪器上的铰链力矩。

图2示出了包含扭矩限制器的示范方法1000。扭矩限制器是任何设备，其通过任何器件能够限制、释放、减轻或者以其他方式降低系统的扭转水平、转矩或者其他外力，包括但不限于滑动、去耦力、释放压力、促进移动，或者分离系统的部件。正如此处更详细讨论的，存在许多扭矩限制器的设计变型。系统可以构造为其能够安全地暴露至的扭转水平具有预设限制(1010)。当外力引起系统上的扭转水平超过预设限制(1020)时，扭矩限制器起作用以降低系统(1030)上的扭转水平。正如此处更详细讨论的，依赖于扭矩限制器的类型，扭转降低作用能够是滑动(1040)、释放压力(1050)和/或促进在扭转方向上系统的旋转移动(1060)。

在示例性实施方案中，当系统在扭转方向上移动时，系统去耦多余扭转，使得外力被释放并且系统上的扭转水平降低(1070)。在示例性实施方案中，在扭转方向上系统的移动意思是系统从第一位置移动至少一个第二位置(1080)。系统可以在至少一个第二位置撞击最大位置止挡件(1090)。如果移动是旋转移动，那么，最大位置止挡件可以处于最大旋转角度(1100)。扭转方向上的移动可以从第一位置移动至多个位置(1110)。在示例性实施方案中，在沿着太阳能跟踪器组件(1120)的扭转抵抗结构的多个分布位置，系统被约束在其最大位置。

参考图3-图5，将描述齿轮驱动机械系统10以及扭矩限制器18的示例性实施方案。齿轮驱动机械系统10可以是任何类型的机械系统，其具有一个或多个机械单元并且使用齿轮来驱动机械部件用于旋转、移动和/或以生成工作，包括但不限于传输系统、农业系统、制造系统以及能量转换和/或功率生成系统。示范齿轮驱动机械系统10包括至少一个包含齿轮齿条14的齿轮驱动机械单元12。机械系统10还可以包括齿轮驱动系统16，其包含扭矩限制器，诸如转矩限制离合器18。尤其，示范齿轮驱动系统16包括转矩限制离合器18和包含至少一个齿轮22的齿轮组件20。

电动机15可以设置成驱动齿轮驱动系统16，齿轮驱动系统16又直接地旋转横梁或者管(例如，扭转管34)，或者设置成驱动齿轮齿条14，齿轮齿条14又驱动扭转管或者其他模块安装横梁结构34。如图3所示，齿轮齿条14可以是正齿轮齿条或者D换链条驱动，其被附加至旋转管(例如，机械单元12的扭转管34)。因而，当被齿轮驱动系统16激活时，机械单元12旋转。在示例性实施方案中，转矩限制离合器18位于齿轮组件20的输出处，在机械单元12的第一档位上，并且在齿轮驱动系统16接合机械单元12的齿轮齿条14的位置之前。类似于跟踪组件12的第二、第三等机械单元能够利用单独以及类似等蜗杆组件连接至驱动轴2。这能够在齿轮驱动机械系统中重复用于若干机械单元。

转至图4和图5，能够在示范齿轮箱24的剖视图中看到转矩限制离合器18的示例性实施方案。齿轮22可以是任何类型的齿轮，并且依靠示例示出为接合蜗杆21的蜗轮。正如最好在图5中看到的，蜗轮22可以在中心限定两个锥形段26。在示例性实施方案中，离合器18位于这些锥形段26上。在示例性实施方案中，可以存在两个钢锥体26，钢锥体26在弹簧张力下接合蜗轮齿轮22。离合器可以经由螺母44或者改变锥体26上的弹簧张力的其他等同机构被调节。齿轮箱输出轴43连接齿轮箱24至齿轮齿条14。在示例性实施方案中，弹簧19设置在输出轴43上。弹簧能够呈垫圈19形式，诸如碟形垫圈。正如最好在图5中看到的，垫圈19是在齿轮箱24外侧在输出轴43上面向彼此的锥形盘。垫圈19充当弹簧，其提供锥形段抵靠蜗轮22的压力。

当齿轮组件20上的转矩水平超过预设水平时，离合器18滑动。尤其，当锥体26上离合器18的摩擦由于增加的转矩被克服时，离合器18将滑动。这有利地释放了齿轮驱动机械单元12上的转矩。该转矩释放特征在示例性实施方案中特别有利，在所述示例性实施方案中机械单元12是可旋转的，这是因为其限制绕着单元的旋转轴线的铰链力矩HM。

各种机械条件可以发生在离合器、齿轮驱动器以及具有一个或多个机械单元的机械系统的示例性实施方案中，机械单元可以是包括一个或多个跟踪器的太阳能跟踪系统。参考图1和图3，示范太阳能跟踪器12包括至少一个支撑柱32，支撑柱32可以是任何形状并且由足够长以能够支撑PV模块以及安装至其上的其他部件的任何材料组成。太阳能跟踪器12的示例性实施方案包括两个隔开的支撑柱32a和32b。扭转横梁34或者其他跟踪器结构连接至支撑柱32。尤其，扭转横梁桥接两个支撑柱32a、32b，并且可以通过轴承36和包括任何合适紧固件的轴承壳体布置附接至支撑柱。

扭转横梁34可以是任何形状或者构造，适合于支撑安装齿条或者其他安装机构，包括多个连接的横梁，在示例性实施方案中其具有圆形、正方形或者六边形截面。在具有悬臂式重量的系统中，悬臂式死负荷扭转随着系统旋转而变化。可替换示范扭转横梁实施例可以构造为具有平衡重心，使得阵列的重量绕着平衡点旋转。该平衡系统可以是有利的以包含入扭转限制设计中，这是因为，无需任何悬臂式重量，其将保持扭转释放力在所有旋转位置恒定。

枢转轴线40延伸通过扭转横梁34，扭转横梁34可以绕着枢转轴线40枢转或者旋转。太阳能模块42可以安装至太阳能跟踪器12，使用夹子35或者经由模块安装托架组件将其安装在扭转横梁34上。应该注意的是，在双或多个横梁扭转结构布置中太阳能跟踪器能够采用多于一个的扭转横梁。在这种实施例中，跟踪器具有沿着其长度运行的两个或多个扭转横梁。多个跟踪器的行能够具有沿着行的长度运行的两个或多个扭转横梁。

在示例性实施方案中，太阳能跟踪器12的齿轮驱动系统16包含太阳能跟踪器12的第一档位上的转矩限制离合器18。示例性实施方案能够包括单级齿轮驱动太阳能跟踪器，在单级齿轮驱动太阳能跟踪器中，齿轮驱动系统16是直接旋转太阳能集电器阵列的单级蜗杆齿轮驱动。呈离合器形式的扭矩限制器能够位于蜗杆齿轮驱动的输出的接头和太阳能集电器阵列之间。示例性实施方案还包括两级或者多级太阳能跟踪器。齿轮组件20包括至少一个齿轮22，在示例性实施方案齿轮是蜗轮。

在示例性实施方案中，转矩限制离合器18位于第一级蜗杆齿轮的输出的接头和第二级齿轮之间。一个或多个第二级或者多级齿轮可以由能够双向地传递旋转力的任何类型的双向齿轮驱动系统构建，包括但不限于，正齿轮、销齿轮、线缆驱动、带或者链条驱动器。转矩限制离合器18可以位于齿轮组件20的输出上，在太阳能跟踪器12的第一档位的输出上，并且位于齿轮驱动系统16接合太阳能跟踪器12的齿轮齿条14的位置之前。正如以上讨论的，离合器18可以位于蜗轮齿轮22的两个锥形段26上。两个钢锥体26在弹簧张力下接合蜗轮齿轮22，弹簧张力经由螺母44或者其他调节机构是可以可调节的。

在示例性实施方案中，转矩限制离合器可以并入多个太阳能跟踪器12，多个太阳能跟踪器12连接至由太阳能跟踪器的一行或多行46组成的阵列布置。尤其，多个太阳能跟踪器12可以机械地联锁在大阵列构造50中，使得它们可以一致地操作，由单个电动机以及跟踪器控制器驱动。通过在太阳能跟踪器阵列下面提供旋转驱动联动系统，能够实施阵列构造。如果其适当地设计成承受施加至靠近阵列支撑件的基底的负荷力，那么另一轴承系统(诸如回转驱动器)还可以并入固定倾斜方位跟踪几何形状。在可替换示例性实施方案中，阵列能够在每个太阳能集电器齿轮驱动上具有一个电动机。在单个机动式齿轮驱动实施例中，扭转限制特征可以并入机动齿轮驱动组件。在示例性实施方案中，驱动系统能够将联锁蜗杆-齿轮驱动器并入旋转木马型固定倾斜方位跟踪阵列域中。在这种实施例中，倾斜的太阳能阵列在大面积圆形轴承上旋转以跟踪太阳。

转至图6，高扭转的弹簧力式的多个板扭矩限制器718的示例性实施方案可以包括多个交叉弹簧加载摩擦板715。弹簧717在摩擦板715上创建摩擦力，引起扭矩限制器718的摩擦表面积的增加。该设计是图示于图4和图5的弹簧加载锥形圆锥体扭矩限制器的示范变型。内径可以连接至一个轴，外径连接至不同的轴。扭矩限制器718限制两个轴之间的扭转。如图7B所示，扭矩限制器能够并入齿轮和输出之间的蜗杆齿轮驱动单元的内部，或者如图7A图示，安装至扭转管与蜗杆齿轮单元连接处的蜗杆齿轮单元的外部。可替换地，正如在图10中，其能够连接至扭转管的内径以及线性臂，以限制联锁跟踪系统的阵列上的扭转。

在图7A-12B中，依靠示例太阳能跟踪器系统，示出了使用转矩限制离合器组件的系统的示例性实施方案。在这些以及其他实施例中，扭转限制离合器可以位于除了在跟踪器的第一档位上的位置。参考图7A、图7B和图8，各自机动式齿轮驱动太阳能跟踪器112的示例性实施方案可以具有离合器118，离合器118位于齿轮组件的输出处或者并入驱动单元116的内部。这种实施例构造为类似于图3-图4示出的示范系统的构造，在图3-图4示出的示范系统的构造中，多个跟踪器由单个电动机驱动，转矩限制离合器18以相同方式操作，提供了相同优势。在示范太阳能跟踪器组件112中，扭转横梁34连接至支撑柱32，太阳能模块42可以安装至跟踪器112。

在图示于图7A和图7B的示例性实施方案中，扭矩限制器或者离合器118可以位于齿轮驱动单元116的输出与独立机动式齿轮驱动太阳能跟踪器112的扭转管34的连接处。尤其，离合器118机械连接至齿轮组件的输出(在驱动单元116内)。可替换地，离合器可以并入齿轮链的其他级，诸如制动器电动机和双向齿轮驱动器之间。额外扭转限制离合器118可以设置在示例性实施方案中，位于旋转致动器111和跟踪器112的扭转横梁34之间。在示例性实施方案中，驱动单元116收纳转矩限制离合器。图8示出了布置在多行46中的联锁单级齿轮驱动跟踪器112的示例性实施方案，在多行46中两个扭转限制离合器118并入主驱动齿轮116的输出上。

图9示出了推动/拉动跟踪器212的示例性实施方案，推动/拉动跟踪器212在转矩臂与转矩管34的连接处具有扭矩限制器218。在示例性实施方案中，旋转离合器能够位于主扭转元件上或者位于任何类型的跟踪器的齿轮的输出上。如图9所示，在示例性实施方案中，扭矩限制器218能够引入到齿轮驱动单元216的输出的臂连接件与推动/拉动跟踪器系统的扭转管34之间。尤其，旋转离合器218机械连接至太阳能跟踪器212的齿轮齿条214，而齿轮齿条214可操作地连接至扭转横梁34。在示例性实施方案中，扭矩限制器能够是旋转扭矩限制器。

参考图10-图11，示出了推动/拉动联锁式太阳能跟踪器系统310的示例性实施方案。此处，联动装置(linkage)能够包含位于每个跟踪器312处的线性滑动力限制器318，以实现在高风力期间各行移动至极限位置。图11示出了线性力限制器318的示例性实施方案。在示例性实施方案中，线性离合器是摩擦线性滑动器318，摩擦线性滑动器318允许在线性联动装置以线性运动滑动的同时，跟踪器旋转。摩擦线性滑动器318由管319以及在该管上滑动的夹子321组成。夹子321经由耳轴安装件323安装至管，摩擦配合件325位于夹子321和管319之间。该线性摩擦滑动设备318能够放置在太阳能跟踪器的推动/拉动联动装置中。当外部施加至跟踪器的扭转力大于克服滑动器318的摩擦所需的力时，然后扭转力将被释放，跟踪器将被允许移动。应该注意的是，推动/拉动跟踪器系统可以独自被驱动或者与线性驱动运动联锁起来。

参考图12A、图12B、图13和图14，液压驱动跟踪器系统412的示例性实施方案能够采用呈过压减压阀418形式的扭转减轻功能，以允许跟踪器412在跟踪器暴露至多余风力的条件下移动至极限位置。如图13所示，双作用的液压油缸460或者气缸能够用以驱动液压跟踪器412。液压油缸460的示例性实施方案具有：杆461，其能够是一个杆；密封件465以及其他密封部件463；延伸端口462和缩回端口464。正如以上参考图10-图11讨论的，液压油缸460的线性运动可以转换成旋转运动并且使用在推动/拉动跟踪器设计中。

在示例性实施方案中，液压油缸460可以装配有过压阀418，诸如图14示出的一个。示范过压阀418具有包含在阀帽476内的弹簧472。座盘478被盘保持件480保持在主体474内。阀418可以进一步包括排污调节环482和喷嘴484。过压阀418可以并入到定位及保持旋转位置的液压油缸460的两个室之间的液压流体电路中，即，过压阀418可以位于液压油缸460的延伸端口462和缩回端口464之间。

当外部施加至跟踪器系统的扭转在液压油缸中创建过压时，这允许在油缸460中移动。尤其，当充足压力撞击过压阀418时，过压阀418液压地释放，充当用于跟踪器的扭矩限制器。过压减压阀418设计成或者设定成以预设压力打开，以释放外部施加至跟踪系统412的多余扭转。通过允许加压流体流动在液压油缸的两个室之间，压力被减小，压力被阀418控制。为了实现相同功能，空气致动跟踪器系统还能够采用呈过压减压阀形式的由风力引发的扭转减压器。

现在将参考图15-图18描述机动齿轮齿条/跟踪器行组件的示例性实施方案。齿轮齿条814联接至太阳能跟踪器组件812的扭转管834，并且还可以附接至跟踪器组件的支撑柱832。尤其，齿轮齿条814可以经由扭转管轴承组件836和联接器823附加至扭转管834。在示例性实施方案中，齿轮箱824具有位于齿轮组件820的输出上的内离合器(未示出)，齿轮组件820包括齿轮齿条814、具有小齿轮轴817的小齿轮815，并且可包括齿轮轴端部轴承。系统可以具有齿轮驱动竖直柱组件，其具有驱动电动机821和驱动齿轮箱824。一个或多个光伏模块842可以使用模块安装托架835联接至扭转管834。

图17示出了齿轮齿条814的端部行进位置以及接合小齿轮815的细节图。在示例性实施方案中，当小齿轮815滚动进销825的改变定位时，齿轮齿条814的销825有利地定位在齿轮齿条814的端部或者靠近齿轮齿条814的端部以实现止挡。正如最好在图18中看到的，小齿轮815可以具有中心脊状销825以及有狭槽的小齿轮。该布置有利地确保小齿轮815仅接触齿轮齿条814的销825而不接触齿轮齿条的侧板。

转至图19-图22，在示例性实施方案中单个机动太阳能跟踪器512包含扭矩限制器设备，扭矩限制器设备能够是电动机制动器518。正如最好在图20中看到的，示范电动机制动器将固定至电动机。电动机制动器518可以包括压力板和盘部件的任何合适组合。在示例性实施方案中，内部件包括静止盘521以及一个或多个具有毂和轴的旋转摩擦盘523。制动器在电动机操作期间被电力地释放并且当电动机被切断电源时被接合。压力板525抵靠盘推开，自调节机构527可以设置成调节盘上的压力。释放操作杆529允许人工释放压力。

在示例性实施方案中，各个电动机能够位于每个阵列上。在示例性实施方案中，能够双向地驱动的齿轮系统能够联接至在每个阵列上的电动机以及电动机制动器518。电动机能够在电动机系统中具有制动器或者使用其本身作为制动器。利用适当尺寸的电动机、制动器、齿轮速比以及齿轮效率，电动机或者电动机制动器518可以在系统中充当风力释放。在示例性实施方案中，驱动系统包括双向齿轮箱514，电动机制动器518位于齿轮箱514的输入上。双向齿轮能够从齿轮箱输入或者输出被驱动，并且具有从输出或者输入被驱动的能力。在示例性实施方案中，双向齿轮能够是任何合适的齿轮，包括但不限于正齿轮、螺旋形齿轮、行星齿轮、高效低比蜗杆齿轮、驱动带、驱动链条或者其他双向驱动布置。

在示范电动机制动器实施例中，当被施加外力诸如风力时，扭转管34中的转矩被克服电动机制动器力的双向齿轮的驱动比降低。然后扭转被释放在输出上并且跟踪器阵列旋转。在该实施例中，电动机制动器518构造为锁定太阳能跟踪器512在一个位置直到达到预设转矩限制，在该时间电动机制动器滑动。示例性实施方案能够包含在电动机内或者附加在电动机和齿轮驱动器之间的机械制动器。如果电动机本身具有与图21一样的单独制动器，则电动机可以定尺寸为用于由保持阵列所需的扭转释放力来单独移动阵列。

如图21所示，电动机制动器能够是电刷类型直流电动机618，其具有输入电源导线，诸如导线635，其被短路以实现电动机输出上的制动器作业。如果设计成具有电刷类型DC电动机并且适当地定尺寸为具有驱动比和滑动转矩，那么，电动机本身可以用作滑动离合器用于克服外扭转。具有电源导线被短路于一起的DC电刷类型电动机618通过将电动机转换为具有短路输出的发电机来充当制动器时，使得电动机难以转动。在示例性实施方案中，电刷类型电动机618具有内部整流器631以周期性地切换电流方向，至少一个电刷633接触整流器以完成该转换。

示出包含电动机的示范电路图示于图22。图22示出了短路电动机的示范方法，使得在该示例性实施方案中短路电刷电动机618充当短路发电机。H-桥打开电动机，并且电动机可以经由继电器619被短路。当这发生时，电刷电动机618类似于完全加载发电机起作用，使得其难以打开并且充当太阳能跟踪系统上的制动器。电动机618可以包含制动器637，制动器637能够是负致动类型电磁体制动器。应该注意的是，电动机制动器能够并入各种太阳能跟踪器组件中的任何一个，包括但不限于单独机动式单级、多级或者双向齿轮驱动系统。当外力引起驱动系统上的扭转水平超过预设限制时，电动机制动被克服，并且利于驱动系统的后驱动。

转至图23A-图23D，将描述轴承止挡组件70的示例性实施方案。示范轴承止挡组件70包括轴承壳体72、干式滑动轴承74以及内旋转止挡块76。图23B图示出止挡块76，其接合在其旋转限制的一侧，即，接合在一个极限停止位置。图23C示出了处于中间位置的止挡块76，即，在允许的旋转运动的中间。图23D示出了处于图23B的相反极限停止位置的止挡块76。轴承止挡组件可以放置在每列处并且可以附接至扭转管34。轴承止挡组件70有利地提供了三重功能：支撑太阳能跟踪器阵列；提供轴承，阵列能够在该轴承上旋转；正如此处讨论详细的，功能为在跟踪器的最大旋转位置的机械止挡件。壳体可以涂覆有低摩擦涂层以防止在缓慢移动轴承时的粘住或者滑动行为。

图24A-图24C图示了具有综合接地的跟踪器轴承止挡组件170的另一示例性实施方案。示范组件170包括轴承壳体172、销以及辊轴承轮173、干式滑动顶部半衬套174以及内旋转止挡块176。有利地，该设计可以在尘土环境中提供更好地性能，并且还提供了连续导电接地路径，消除了要电力地连接扭转管至列所需的外部接地线。

再次参考图23A，能够看到，轴承止挡组件70的示例性实施方案完全安装在太阳能跟踪器应用中，在太阳能跟踪器应用中太阳能跟踪器12具有光伏模块42，光伏模块42利用特殊模块安装托架安装至扭转管34。可以设置额外托架，额外托架允许减震器连接在扭转管34和跟踪器的支撑柱32之间。减震器可以并入齿轮驱动器处以控制在过转矩事件期间跟踪器的旋转率。当通过允许系统旋转来降低扭转时，允许阵列移动的速度可以被离合器的滑动摩擦控制或者被外减震器控制或者被这两者控制。

在示例性实施方案中，轴承止挡组件70连接至U-托架78，U-托架78连接至I-横梁柱80。正如示出的，轴承止挡组件70安装至示范八边形扭转管34，使得扭转管运行通过轴承止挡组件的中心。应该注意的是，扭转管能够是任何截面形状，包括但不限于圆形、导圆、卵形、正方形、矩形、三角形、五边形、六边形以及八边形。轴承止挡组件70中的止挡块76可以构造为环，该环与扭转管34的外侧形状一致，使得其键入管的外侧并且随着管旋转。

在示例性实施方案中，干式滑动轴承74还与扭转管34的外侧形状一致并且随着管旋转。如图23A所示，干式滑动轴承74在内部可以是八边形，在外部可以是圆形。干式滑动轴承74的圆形外部形状滑动在轴承壳体72的圆形内部形状上滑动。该干式滑动轴承74的外表面和轴承壳体72的内表面的界面形成轴承表面。在示例性实施方案中，轴承壳体72的轴承表面可以涂覆有低摩擦涂层以降低轴承中的摩擦。干式滑动轴承74典型地由聚合物材料形成，并且还可以在其成分中包含降摩试剂以降低摩擦。当扭转管34旋转至机械限制时，止挡块76接合轴承壳体以消除扭转管34的进一步旋转。因此存在由止挡块76创建的两个极限旋转停止位置。

在操作中，风力引发齿轮驱动机械系统10上的铰链力矩MH。参考图1-图5以及其他示意实施例中，离合器可以被预设为在引发的最大铰链力矩转矩的一定比例时滑动。当风力引发的铰链力矩HM达到预设转矩限制值时，离合器18克服锥体26上的摩擦，离合器18滑动。事实上，离合器18类似于压力减压阀起作用，用于由风力引发的铰链力矩MH，有利地释放齿轮驱动机械单元12上的转矩。当转矩水平足以滑动离合器时，齿轮驱动机械单元12的行可以旋转而离开该位置，并且进入较低铰链力矩位置。

当外部施加在齿轮驱动系统(集电器阵列)的输出上的扭转超过预设限制时，扭转限制设备允许阵列移动至新位置，直到力已经减小地低于扭转阈值或者阵列已经达到其机械限制。在从输入施加的扭转超过阵列上的预设扭转限制的情形下，扭转限制设备去耦多余输入力，并且允许输入移动而不影响阵列上的移动。正如此处更详细讨论的，当靠着机械止挡件驱动，或者当使用在自然发生(诸如雪堆或者沙丘阻碍阵列移动)时，这可以用来将联锁式阵列同步化。在该情况下，其有利于去耦输入驱动力与扭矩限制器并且保持阵列输出在合适位置。

在示例性实施方案中，当风速力超过在驱动链中滑动离合器所需的转矩时，太阳能阵列或者其他齿轮驱动机械单元12旋转至另一位置。如果该多余转矩继续来自风力，则每个机械单元12和单元的阵列50移动至其最大旋转角度54处，即极限旋转角度，在该角度，扭转力在扭转管34上的多个位置能够被抵抗。机械单元12的行可以被风力旋转，直到达到最大角度停止。

在示例性实施方案中，每当行在正常操作期间移动至极限位置时，系统可以撞击机械单元12的每行上的机械止挡件58。允许外力旋转太阳能跟踪器的行同时驱动太阳能跟踪器的其他行，这将允许每行达到其最大限制位置，直到太阳能跟踪器的所有行对准。有利地，这确保在风力移动行的情况下一天两次对准单元12的所有行。这确保所有行至少一天两次精确地同步。在调试新项目时，跟踪器行可以指向所有方向，但是在校准之后，行将完全被同步。应该注意的是，在联锁式太阳能跟踪器系统中，离合器18可以在每行跟踪器上独立起作用。这是因为具有需要备用驱动所有跟踪器行的备用驱动式联锁系统，当风力各自施加至行时，备用驱动式联锁系统可能不能适当地起作用以保护每行。

在示例性实施方案中，可以通过离合器滑动力调整转速。有利地，离合器18可以通过消除系统中的弹簧而去耦系统上的动态负荷，从而显著降低设计负荷。可替换地，减震器58可以设置成减慢跟踪器的运动。然后最大角度停止可以不仅通过齿轮齿条，而且通过减震器被抵抗，减震器位于齿轮齿条或者位于机械单元12的行端部的止挡件58上，从而分享齿轮齿条60的扭转负荷并且将扭转负荷分布在扭转管34上的多个点。减震器58可以提供双重责任，作为阵列的端部的止挡件，或者放置在任何位置的减震器可以设计成辅助于调整扭转释放反应速度并且抵抗铰链力矩负荷。

有利地，示例性实施方案降低最大铰链力矩，消除动态加载，并且允许齿轮驱动机械系统在阵列的多个点上而不是在单个点上抵抗铰链力矩力。典型的是，铰链力矩力在较小倾斜角度时较大，并且随着阵列倾斜角度增加而降低。在示例性实施方案中，在极限垂直停止位置，最大铰链力矩力将小于在较小旋转角度时，并且将仅发生在运动极限范围中的机械止挡件上。总铰链力矩可以不仅仅在中央齿轮处被抵抗。运动机械止挡件的范围可以放置在阵列上的任何位置处，典型地可以放置在垂直分布的支撑件上，以辅助抵抗铰链力矩加载，从而在系统中的任何单个点上最小化扭转负荷。

再次参考图1和图3，最大铰链力矩可以是xft lbs，离合器18以大约x/4ft lbs滑动。因此，扭转管34仅需要在离合器18滑动之前在齿轮驱动器16上抵抗最大x/4ft lbs。在该示例性实施方案中，在最大旋转角度54处最大铰链力矩大约是xft lbs，齿轮抵抗x/2ftlbs，位于跟踪器的端部的止挡件必须抵抗x/4ft lbs，使得管34中的最大扭转负荷为x/4ftlbs。最大扭转值将可能在每个部件中是双倍的，而无需有利的使用离合器以及多个止挡件的示例性实施方案。通过允许扭转释放发生在较低值并且比仅在阵列的端部(诸如在每列上)处使用更多的止挡件，这些值能够进一步降低。

在示例性实施方案中，动力驱动系统和齿轮齿条将看不到停止来自电动机15的力的一个齿轮齿条14。因此，齿轮齿条和动力驱动系统能够更加最低限度地构建。而且，示范系统将需要仅被构建以查看约束到每日运动范围的运动，过行进保护将能够并入扭矩限制器。减震器58和齿轮齿条14可以优化地设计并且实施在全运动范围中。除了日常运动范围，运动范围不需要额外容差。

有利地，在示例性实施方案中，如果机械单元12的一行具有机械结合(mechanicalbind)，这不会影响系统10的剩余部分。这可以是有帮助的，这是由于其可以自诊断跟踪器行的结合问题。如果外侧行因风力移动至极限角度，它们可以充当内侧行的挡风块。因为提升力、拖曳力和铰链力矩的力以组合方式发生在系统上，并且每个这些负荷会在不同的具体旋转角度位置处出现峰值，有利的是，允许机械单元的行在最大提升力条件发生之前移动至极限角度位置。如果经由此处讨论的扭矩限制器这可靠地实现，则用于最大提升的基础设计值将较低，因此系统基础所需的尺寸和/或深度可以减小以抵抗较低提升力。

扭转强度要求可以较低，这是因为最大扭转能够在多个点抵抗而不是在用于波峰铰链力矩的最大旋转角度处抵抗。拖曳力波峰无法改变，这是由于系统典型地设计成用于水平太阳能跟踪器的情形下的极限旋转角度位置，但是在其他太阳能跟踪器几何结构中可以减小。最大组合力也可以较小，在该情形下总体结构要求将减小。这些力降低等同于机械系统的结构要求降低。降低结构材料典型地等同于基本材料成本节约，还可以等同于劳动力节约，因此可以降低系统的总体安装成本。

因而，能够发现，提供了并入系统(诸如太阳能跟踪器)的扭矩限制器设备、系统和方法。尽管在示例性实施方案的项目中已经描述了系统、设备和方法，但是，应该理解的是，本公开不需要限制于公开的实施例。虽然上文描述了示意性实施例，但是，对本领域技术人员来说明显的是，能够进行各种改变以及修改，这并不超出本公开。

应该理解的是，任何前述构造以及专用部件或者化合物可以与前述实施例的任何系统可互换地使用。其旨在覆盖包括在权利要求的精神和范围内的各种修改和类似布置，其范围应该被赋予最广泛的解释，以便包含所有这种修改和类似结构。本公开包括以下权利要求的任何以及所有实施例。其附随的权利要求旨在覆盖落入本公开的精神和范围内的所有这种改变以及修改。

Claims (19)

1.一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摩擦联轴器上。

11.根据权利要求8所述的太阳能跟踪器组件，其中，所述扭矩限制器位于所述齿轮组件的第一档位的输出处。

12.根据权利要求1所述的太阳能跟踪器组件，其中，所述太阳能跟踪器组件是推动/拉动联锁式跟踪器，所述扭矩限制器是线性滑动设备。

13.根据权利要求1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液压系统，所述扭矩限制器是压力减压阀。

14.根据权利要求1所述的太阳能跟踪器组件，其进一步包括在齿轮齿条处或者靠近齿轮齿条处引入的减震器，用于控制扭转力的释放并且减慢所述太阳能跟踪器组件的运动。

15.根据权利要求1所述的太阳能跟踪器组件，其中，所述扭转横梁构造为具有平衡重心，使得其绕着所述平衡重心旋转。

16.一种对准太阳能阵列的方法，包括：

提供多行太阳能跟踪器，其包括多行联锁式太阳能跟踪器；

提供连接至每行太阳能跟踪器的扭矩限制器；

在至少一行太阳能跟踪器上接收扭转水平，使得至少一行太阳能跟踪器上的扭转水平超过预设扭转限制；

当所述至少一行达到其最大限制位置时，使用所述扭矩限制器停止所述多行太阳能跟踪器的至少一行的旋转移动；以及

驱动其他多行的所述太阳能跟踪器，使得每行达到其最大限制位置，直到所有的多行太阳能跟踪器对准。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，当每行达到其最大限制位置时，其停止旋转移动，同时其他多行的太阳能跟踪器旋转并且达到它们的最大限制位置。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，每行太阳能跟踪器包括多个支撑柱，并且进一步包括在每个支撑柱上提供止挡件。

19.一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，所述驱动系统包括具有输入和输出的双向齿轮箱；以及

位于所述双向齿轮箱的输入处的电动机制动器；

其中，当外力引起驱动系统上的扭转水平超过预设阈值时，所述电动机制动器滑动以促进所述驱动系统的备用驱动。