CN106461273A - 用于支撑定日镜的装置及方法 - Google Patents

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CN106461273A CN201580024740.1A CN201580024740A CN106461273A CN 106461273 A CN106461273 A CN 106461273A CN 201580024740 A CN201580024740 A CN 201580024740A CN 106461273 A CN106461273 A CN 106461273A
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Abstract

本发明涉及一种用于支撑定日镜的装置及其方法，包括：具有第一端区域和下部的第二端部区域的刚性长形竖向构件，所述第一端部区域连接至定日镜传动机构连接装置，其中，下部的第二端部区域适于被驱使进入到地面中并且与地面摩擦接触。

Description

用于支撑定日镜的装置及方法
技术领域
本发明涉及发电领域，并且更具体地涉及从可再生能源中发电的方法。
以一种形式，本发明涉及利用来自太阳的热能的系统。在一特定方面中，本发明适于用作用于光学设备(及其相应的热能部件)的支撑件的装置或方法，其中该光学设备引导及聚集日光以用于发电。在下文中从发电的方面描述本发明将是方便的，然而，应当理解的是，本发明不仅限于这种用途。
背景技术
贯穿本说明书，可以使用以单数形式的词“发明人”指代本发明的一个(单数)发明人或多于一个(复数)发明人。
应当理解的是，在本说明书中所包括的关于文档、设备、行为或知识的任何论述用来解释本发明的背景。而且，贯穿本说明书的论述是由于发明人的认知和/或发明人对某些相关技术问题的鉴定而得出的。此外，本发明中所包括的关于素材——诸如文档、设备、行为或知识——的论述是依照发明人的知识和经验来解释本发明的背景的，然而，任何这种论述不应该被认为是承认该素材中的任一者构成在澳大利亚或其他地方的相关技术领域中的在本文公开或权利要求的优先权日当日或之前的现有技术基础或公知常识的一部分。
从化石燃料——例如油、气及煤炭——中发电的方法是有弊端的，因为这些资源是有限的。另外，这些类型的原材料的向电力的转换通常是通过燃烧，这一过程产生可能导致污染的副产物。此外，普遍认为该污染物与气候变化相关联的。因此，在最近几年中，加大了对从可再生能源中发电的方法的关注，并且该方法可称为“清洁技术”或“清洁能源”。
一种从可再生资源中发电的方法利用太阳辐射的热能部分。这些系统的第一步为收集热能，之后第二步为将热能转换成电能。由于随后的将所收集的热能转换成电能的步骤需要相当复杂及昂贵的装备，一种理想经济的途径包括如下系统：该系统在以有效的方式转换成电能之前将收集来自大片面积的入射太阳辐射并使所收集到的太阳辐射集中作为第一步。在此描述的从太阳光中提取热能的方法被称为集中式太阳能(CSP)或集中式太阳能热(CST)。该技术包括使用反光镜来集中(聚焦)太阳的光能以及将其转化为能够使用的热量，例如，产生蒸汽以驱动汽轮机产生电能。
现代的集中式太阳热能热发电的方法采用槽式、盘式及集中塔式结构。这些结构使用将太阳热能从大片面积反射至小片面积的光学设备——通常为反光镜——的系统，其用来在小片面积处加热被称为“传热流体”的介质。
槽式系统通常使用大的、U形(抛物线形)的反射器(聚焦镜)，该反射器具有沿着其中心或焦点布置的充油管道。镜面反射器朝向太阳倾斜，并将太阳光聚焦在管道上以将内部的油加热至高达400℃。然后可以利用加热后的油将水烧开，从而产生蒸汽以使常规的蒸汽轮机及发电机运转。
盘式系统或发动机系统使用相当于后院用卫星盘10倍大的镜面盘以将太阳光聚焦及集中在接收器上。该接收器安装在盘的焦点上。为获取最大量的太阳能，盘和接收器组件对整个天空范围内的太阳进行追踪。在一个示例性系统中，该接收器整合到高效的“外”燃机中。该发动机具有容纳氢气或氦气的薄壁管，氢气或氦气沿着发动机的四个活塞缸的外部移动并通入到该活塞缸中。由于集中的太阳光落在接收器上，该太阳光将管中的气体加热至非常高的温度，这使得热气体在缸内膨胀。膨胀的气体驱动活塞。活塞使曲轴转动，从而驱动发电机。接收器、发动机及发电机可以包括安装在镜面盘的焦点处的单一的一体式组件。
集中塔式系统使用多个机械操作的被称为定日镜的反光镜，该定日镜追踪太阳并将其光线集中到热接收器上。热接收器可以位于高塔的顶端，所集中的太阳光在此将流体——例如熔盐——加热至通常500℃以上。能够直接使用热流体产生用于发电的蒸汽或者将热流体储存起来用于之后的使用。有益的是，熔盐有效地保留热量，因此热量能够在转变成电能之前储存数天。这意味着能够在高峰需求期间、或在阴天或甚至在日落后的数个小时产生电能。
在集中塔结构系统中，主要部件包括：反射镜阵列、带有热接收器的集中塔、传热系统以及发电区。
反射镜阵列包括协同工作的软件控制的硬件部件以将太阳热能集中到位于塔的顶端并包含传热流体的热能接收器上。一旦传热流体被加热，传热流体流通至将热能转换为电能的发电区。
反射镜阵列的硬件包括被称为定日镜的装置，该装置通常包括安装在传动机构上的光学元件(可以是例如反射镜或透镜)，该传动机构能够调整光学元件的角度以及使光学元件移动，这些部件安装在支撑装置上。为实现高度集中，在单个反射镜阵列中使用多个定日镜。现代的集中塔式太阳热反射镜阵列可以配置上百个甚至上千个定日镜。
现代的定日镜控制软件包括太阳追踪功能、对定日镜的定位精度重新校准的能力、以及补偿传动机构的轴向偏差的能力，传动机构的轴向偏差可能随着时间的推移由于环境因素——例如地面的移动——而发生。
在软件的控制下，定日镜传动机构能够顾及到太阳在天空范围内的明显移动而全天控制光学元件的方向以便将入射太阳热能导向至热接收器。
对追踪精确度、一致性及可靠性的需求必然导致传动机构是相对昂贵、精确的并且制造成高工程公差的装置。
传动机构用作支撑装置与光学元件之间的媒介，并且传动机构通过“向后推”支撑装置来控制光学元件的方向，以使光学设备相对于支撑装置所在的地面移动。
用于定日镜的支撑的装置必然提供传动机构，并且因此，光学元件稳定地对抗所受到的轴向(上/下)力、侧向(北/南/东/西)力以及扭转(顺时针/逆时针)力，因此确保被传热流体吸收的反射热能达到最大限度。用于定日镜的支撑的装置提供驱动装置及光学元件的稳定性的能力对于整个发电系统的效率具有关键的重要性，因为缺少稳定性将很可能导致太阳追踪不准确，并且这将导致整个系统效率的降低以及电站运行中的电力输出的降低。
作用在定日镜上的施入力以及支撑装置为了提供精准的太阳追踪所必需的稳定性(即，确保太阳的反射影像保持在热接收器上)而必须抵抗的施入力主要是自然环境，并且其中最常经受到的是风。为最大程度地反射太阳光，光学元件的表面面积是最大化的，然而，这种用于反射的最大化表面面积还意味着与风有关的最大化表面面积。
由于定日镜支撑装置必然位于户外，并且光学元件可能的尺寸(对风作用有决定性影响)可能变化，由于支撑装置必须抵抗风，因此所受环境力的等级也变化非常大。0km/h至15km/h范围内的微风是每天都要经历的。然而，例如超过100km/h的极端风的发生也是已知的。
所受环境力——诸如风——作用于移动光学元件而不是地面或支撑装置。其效果是，在光学元件与支撑装置之间的传动机构必须克服这些风力，以便继续对光学装置重新定向并追踪移动的太阳。然而，传动机构是具有固有极限的机械设备，并且，超过传动机构的固有极限的能力的所受风力可能导致追踪错误或传动机构的永久损伤。
在反射镜阵列中使用大量定日镜意味着包括机械及电气硬件的反射镜阵列的成本；反射镜、传动机构和支撑装置以及与它们相关联的能量供应系统是发电站的集中塔结构在经济上的非常显著的因素。
对定日镜提供支撑所存在问题的现有解决方案通常是包括许多独立部件的复杂组件。图6中所描述的定日镜支撑件作为说明性示例(http://www.powerfromthesun.net/Book/chapter10/chapter10.html)。支撑装置是大、重并且独立型制造的包围有电气部件的物体。这些因素使得这样的支撑装置的制造及运输至指定位置的费用昂贵。安装也相对昂贵的，因为需要大量的土方工作、需要混凝土的铸造、以及需要大型设备，诸如用来竖起及连接支撑装置的起重机。
对定日镜提供支撑所存在问题的替代性方案——诸如在Van Der Westhuyzen的美国专利申请US20100024802中简述的——包括由“固定基架”提供的用于定日镜装置的支撑件。Van Der Westhuyzen主要论述了对光学元件定向的装置(基本上是传动机构)，然而，上面安装有传动机构的等同设备的固定基架为插入地面中的杆。
另一解决方案是由Gauche在PCT申请WO2013027131A1中提出的，其中，对定日镜提供支撑所存在问题通过提供三脚架部件解决，该三脚架部件具有架置在地面上的脚部并且部件是相互连接的。相互连接的布置还可以包括在三个末端处使用用于将脚部锚固至地面的栓钉。
用于已知的定日镜系统的电力供应设备通常采用位于地平面以下的绝缘电缆的形式。因此，形成电力供应回路的两侧的电缆的需要沟渠的安装是昂贵的。
发明内容
在本文中描述的实施方式的目的是克服或减轻现有技术的系统的上述缺点中的至少一者，或为现有技术系统至少提供实用的替代方案。
在一方面，本发明提供用于支撑定日镜的装置，该装置包括：刚性长形竖向构件，该竖向构件包括第一端部区域及第二端部区域，第一端部区域经由传动机构连接装置操作性地连接至定日镜传动机构，第二端部区域适于被驱动成与地面摩擦接触以提供对影响定日镜的环境力的抵抗力；以及，至少一个稳定结构，其中，该至少一个稳定结构包括在定日镜支撑件的第一竖向构件与另一定日镜支撑件的第二竖向构件之间的刚性互连件。
优选地，竖向构件包括天然材料或纤维，所述天然材料或纤维包括下列中的一者或组合：木材、包括钢和铝的金属材料、包括塑料的合成材料。更优选地，竖向构件包括具有圆形截面形状的电阻焊中空低碳钢管。
优选地，竖向构件的公称通径尺寸是大约50毫米。
优选地，竖向构件的第二端部区域具有大于大约300毫米的长度。
优选地，该至少一个稳定结构包括抗扭转构件，该抗扭转构件包括刚性长形构件，该刚性长形构件包括第一端部区域和第二端部区域，该第一端部区域具有连接至第一定日镜传动机构支撑件的竖向构件的可操作互连件，该第二端部区域具有连接至第二定日镜传动机构支撑件的竖向构件的可操作互连件。
优选地，抗扭转构件包括天然材料或纤维，该天然材料或纤维包括下列中的一者或组合：木材、包括钢和铝的金属材料、包括塑料的合成材料。
优选地，抗扭转构件包括具有圆形截面形状的电阻焊中空低碳钢管。
优选地，抗扭转构件的公称通径尺寸是大约25毫米。
优选地，抗扭转构件的可操作互连装置包括至少一个板。
优选地，可操作互连装置包括适于夹持竖向构件的两个对置的板。
优选地，板通过使用至少一个侧向定向的紧固件系统实现夹持作用。
优选地，该至少一个板包括具有脊状形状的低碳钢本体。
优选地，该至少一个板具有大约4毫米的厚度。
另一方面，本发明提供用于支撑定日镜的装置，该装置包括：刚性长形竖向构件，该竖向构件包括第一端部区域及第二端部区域，该第一端部区域经由传动机构连接装置操作性地连接至定日镜传动机构，该第二端部区域适于被驱动成与地面摩擦接触以提供对影响定日镜的环境力的抵抗力；以及，传动机构连接装置，该传动机构连接装置适于使传动机构与出现于传动机构与竖向构件之间的超过预定阀值的扭转力隔离。
优选地，与扭转力的隔离通过摩擦装置实现。优选地，传动机构连接装置包括至少一个板。
优选地，传动机构连接装置包括适于夹持传动机构和竖向构件的三个对置的板。
优选地，板通过使用至少一个侧向定向的紧固件系统实现夹持作用。
优选地，该至少一个板包括铝制中间板和两个低碳钢外部板的布置。优选地，低碳钢外部板包括脊状形状。优选地，低碳钢外部板具有大约4毫米的厚度。优选地，铝制中间板包括扇形轮廓。优选地，铝制中间板具有大约4毫米的最小厚度。
另一方面，本发明提供用于支撑定日镜的装置，该装置包括：刚性长形竖向构件，该竖向构件包括第一端部区域及第二端部区域，该第一端部区域经由传动机构连接装置操作性地连接至定日镜传动机构，该第二端部区域适于与地面摩擦接触以提供对影响定日镜的环境力的抵抗力；至少一个稳定结构，其中，该至少一个稳定构件包括在定日镜支撑件的第一竖向构件与另一定日镜支撑件的第二竖向构件之间的刚性互连件，其中，至少竖向构件和至少一个稳定结构适于形成定日镜传动机构的电力供应回路的一部分。
优选地，所形成的定日镜传动机构的电力供应回路的一部分是电流返回路径。
另一方面，本发明提供用于支撑定日镜的方法，该方法包括以下步骤：经由传动机构连接装置将刚性长形竖向构件的第一端部区域操作性地连接至定日镜传动机构；驱使刚性长形竖向构件的第二端部区域与地面摩擦接触以提供对影响定日镜的环境力的抵抗力；以及，利用至少一个稳定结构实现稳固，该至少一个稳定结构包括位于定日镜支撑件的第一竖向构件与另一定日镜支撑件的第二竖向构件之间的刚性连接件。
另一方面，本发明提供用于支撑定日镜的方法，该方法包括以下步骤：经由传动机构连接装置将刚性长形竖向构件的第一端部区域操作性地连接至定日镜传动机构；迫使刚性长形竖向构件的第二端部区域与地面摩擦接触以提供对影响定日镜的环境力的抵抗力；以及，使传动机构与出现于传动机构与竖向构件之间的超过预定阀值的扭转力隔离。
另一方面，本发明提供用于操作定日镜的方法，该方法包括以下步骤：经由传动机构连接装置将刚性长形竖向构件的第一端部区域操作性地连接至定日镜传动机构；驱使刚性长形竖向构件的第二端部区域与地面摩擦接触以提供对影响定日镜的环境力的抵抗力；利用至少一个稳定结构实现稳固，所述至少一个稳定结构包括位于定日镜支撑件的第一竖向构件与另一定日镜支撑件的第二竖向构件之间的刚性互连件；以及，将竖向构件和至少一个稳定结构适配成形成定日镜传动机构的电力供应回路的一部分。
优选地，上述驱使刚性长形竖向构件的第二端部区域与地面摩擦接触的步骤通过驱动设备实现。
优选地，驱使刚性长形竖向构件的第二端部区域与地面摩擦接触的步骤是在不使用混凝土的情况下实现的。
优选地，上述固定至少一个抗扭转构件的步骤通过紧固件系统实现。
优选地，固定定日镜传动机构的方法通过紧固件系统实现。
在本文中描述的一些实施方式中，提供了用于支撑定日镜的装置，该装置包括：刚性长形竖向构件，该竖向构件包括第一端部区域及第二端部区域，该第一端部区域包括定日镜传动机构连接装置，该第二端部区域位于地面中。
在本文中描述的其他实施方式中，提供了用于支撑定日镜的装置，该装置包括：刚性长形竖向构件，该竖向构件包括第一端部区域及第二端部区域，该第一端部区域包括定日镜传动机构连接装置，该第二端部区域位于地面中，竖向构件还包括连接至少一个抗扭转构件的可操作互连件，其中，该至少一个抗扭转构件是包括第一端部区域和第二端部区域的刚性长形构件，该第一端部区域具有连接至第一定日镜传动机构支撑件的竖向构件的可操作互连件，该第二端部区域具有连接至第二定日镜传动机构支撑件的竖向构件的可操作互连件。
在本文中描述的其他实施方式中，提供了用于支撑定日镜的方法，该方法包括如下步骤：提供刚性长形竖向构件，该竖向构件包括第一端部区域及第二端部区域，第一端部区域包括定日镜传动机构连接装置，将第二端部区域定位在地面中，以及经由定日镜传动机构连接装置固定定日镜传动机构。
在本文中描述的其他实施方式中，提供了用于支撑定日镜的方法，该方法包括：提供刚性长形竖向构件，该竖向构件包括第一端部区域及第二端部区域，该第一端部区域包括定日镜传动机构连接装置，该竖向构件还包括抗扭转构件的可操作互连件，将第二端部区域定位在地面中，以及提供刚性长形抗扭转构件，以及经由抗扭转构件的可操作互连件固定抗扭转构件，以及将抗扭转构件固定至用于定日镜的第二支撑件的竖向构件，以及经由定日镜传动机构连接装置固定定日镜传动机构。
在说明书中公开了和/或在所附权利要求中限定了形成本发明的描述的一部分的其他方面及优选的形式。
实质上，本发明的实施方式源于本发明人可以实现对用于定日镜支撑件的现有方法及装置的优化，以便提供与经常性施入的环境力有关的稳定性，同时还将传动机构与另外的损害性环境力隔离。
实质上，本发明的实施方式源于本发明人可以实现对用于定日镜支撑件的现有方法及装置的简化，同时提供提高的稳定性等级。
本发明的另外的实施方式源于本发明人可以实现对用于定日镜支撑件的现有方法及装置的优化，以便提供与通常施入的环境力的稳定性的必要的等级，同时还将传动机构与另外的施入的损害性环境力隔离。
本发明的另外的实施方式源于本发明人可以实现通过将电力供应功能与支撑装置的结构部件结合起来以改善用于定日镜支撑件的现有方法及装置。
本发明所提供的优点在于来自以下方面的简化和成本降低：
低数量的部件，
不昂贵的部件，
最小限度的预制造，
改良的安装过程，以及
传动机构的保护。
本发明的实施方式的适用性的其他范围将会从下文中的详细描述中显而易见。然而，应当理解的是，尽管具体描述和具体示例说明了本发明的优选实施方式，但这仅是以示例方式，因为通过该详细描述，本公开的精神和范围内的各种变化和改型对本领域技术人员而言将是明显的。
附图说明
本领域技术人员可以通过结合附图参考下面对实施方式的描述更好地理解本申请的优选的及其他实施方式的进一步的公开、目的、优点及方面，附图仅通过示例的方式给出，因此其中的公开内容是非限制性的，并且其中：
图1描述了根据本发明的实施方式的侧视图，
图2描述了根据本发明的替代性实施方式的侧视图。
图3描述了本发明的实施方式的等距视图，
图4描述了本发明的实施方式的等距视图，
图5描述了本发明的替代性实施方式的侧视图，
图6描述了现有定日镜装置的立体图。
具体实施方式
在本发明的实施方式中，如图1中所示，大体以10示出的定日镜支撑装置包括竖向构件20，该竖向构件20包括第一端部区域30及第二端部区域40。第一端部区域30包括定日镜传动机构连接装置50，该定日镜传动机构连接装置50适于将竖向构件20连接至将在下面参考图4更好地描述的定日镜传动机构60。第二端部区域40位于地面70中，或更具体地，第二端部区域40适于被驱动成与地面摩擦以提供对环境所施加或强加的力的抵抗力。定日镜光学部件以71示出，其例如为反射镜和/或透镜或光伏板。因此，该实施方式提供了稳定的优点，而没有众多组件的复杂性及高成本，也不需要土方工作、混凝土底座或大型设备，例如在安装过程中使用的起重机。
竖向构件20的本质是刚性的且是长形的，并且竖向构件20可以由本领域技术人员已知的合适的材料构造而成，该材料包括但不限于包括木材、包括钢及铝的金属材料、或包括塑料的合成材料的天然材料或纤维。
在本发明的优选实施方式中，竖向构件20由具有圆形截面形状以及大约50毫米的公称通径的电阻焊中空低碳钢管构造而成。
第二端部区域40穿入到地面70中的深度是在每个现场位置根据该特定位置处的地面的岩土特性而以实验的方式确定的。例如，在地面70具有较软成分(例如，具有沙土或粘土等的特征)的区域中，第二端部区域40可以穿入得较深以达到必要的地面反作用力。与此相反，较硬的、多岩石的类型的地面条件需要端部区域40相对较浅的穿入以达到必要的地面反作用力。
大体上，竖向构件20的长度以及穿入到地面70内的深度将超过大约300毫米。
在本发明的优选的实施方式中，竖向构件20的长度大约是3000毫米，并且位于地面70中的第二端部区域40的长度大约是2200毫米。
有益地，竖向构件20是低成本物件，并且除了要剪切到所需长度之外几乎不需要加工。可设想竖向构件的各种截面轮廓——例如方形、星形等——以提供抗扭转抵抗力，并且这些截面轮廓包括在本发明的范围内。
本发明的实施方式可能包括稳定结构。该稳定结构包括土地接合构型，该构型包括凸出部或凹入部中的一者或组合。在一个示例当中，稳定结构以抗扭转构件80的形式提供。抗扭转构件提供对来自环境条件——例如风——的可能作用至支撑装置的扭转力的抵抗力。抗扭转构件80可以采用刚性地紧固至竖向构件20的一个或更多个突出部的形式，并且所述一个或更多个突出部具有适应于安置位置处的地面条件的尺寸、形状及数量。
在另一实施方式中，稳定结构通过定日镜支撑件的第一竖向构件与另一定日镜支撑件的第二竖向构件之间的刚性相互连接的方式提供。在本发明的优选的实施方式中，如图2中所示，大体以10示出的用于定日镜支撑件的装置包括呈长形稳定结构或构件90的形式的刚性互连件，该稳定结构或构件90具有第一端部区域100及第二端部区域110。稳定构件90提供针对由环境施加的扭转力和侧向力的抵抗力中的一者或组合，并且在某些语境下，该稳定构件90可以被称为抗扭转构件或抗侧向力构件。第一端部区域100及第二端部区域110各自具有与不同的定日镜支撑装置的竖向构件20连接的可操作互连件111，所述定日镜支撑装置中的示例大体以11示出。
在优选的实施方式中，长形稳定构件90由具有圆形截面形状以及大约25毫米的公称通径尺寸的电阻焊中空低碳钢管构造而成。
在本发明的优选的实施方式中，长形抗扭转构件90的长度大约是2400至2500毫米，并且优选是2486毫米。
有益地，长形抗扭转构件90是低成本物件，并且除了要剪切到所需长度之外几乎不需要加工。
优选实施方式包括使用如下竖向构件，该竖向构件的特性根据其在反射镜阵列中的位置而进一步适应性调整。当位于反射镜阵列的末端时，竖向构件20可以具有较大的直径或穿入至较深的深度，因为这些位置经受较高的短期环境力，例如风荷载。
在长形抗扭转构件90的第一端部区域100或第二端部区域110之间的可操作互连件111可包括板系统，该板系统可经由本领域技术人员已知的合适的技术——例如诸如焊接、铆钉及模锻——永久地连接。
在本发明的优选的实施方式中，在图3中，大体以111示出的可操作互连件包括用于将竖向构件20和一个或更多个长形抗扭转构件90夹持的两个对置的板120以及侧向定向的紧固件130，从而将长形抗扭转构件90的端部区域(100或110)锁定至竖向构件20。采用这种方式抵抗对竖向构件20作用的低等级的环境——即来自于风的——扭转力，否则该环境扭转力将导致对太阳追踪不精确。
对置的板120可以由本领域技术人员已知的合适的材料构造而成，该材料包括但不限于包括木材、包括钢和铝的金属材料、或包括塑料的合成材料的天然材料或纤维。
在本发明的优选的实施方式中，对置的板120由压制成大约4毫米厚的具有脊状形状的低碳钢制造，该脊状形状增大了强度并且增大了与竖向构件20及长形稳定构件90的接触面积。
如图1和图2中所示的本发明的实施方式包括在竖向构件20的第一端部区域30与定日镜传动机构60之间的传动机构连接装置50(图4中更详细地示出)。
在优选的实施方式中，传动机构连接装置50适于将定日镜传动机构60与可能出现在传动机构60与竖向构件20之间(例如，来自环境因素)的否则会损坏传动机构60的内部部件的扭转力隔离。
在本发明的优选的实施方式中，通过摩擦装置实现了破坏性扭转力的隔离(应当注意的是，导致传动机构的发生损坏时的扭转力的真实大小由传动机构的设计决定)。
优选地，图4中大体以50示出的连接装置包括作为三部分式夹持件的三个对置的板140、150、160，以夹持竖向构件20和传动机构60，从而将竖向构件20的第一端部区域30锁定至传动机构60。
摩擦作用出现在传动机构60的表面之间，板140、150、160以及竖向构件20的第一端部区域30用于抵抗传动机构60与竖向构件20之间施入的低等级环境扭转力。
紧固件170的拧紧程度一方面影响或控制传动机构60的表面与板140和150的表面之间的摩擦作用的程度，另一方面影响或控制板150和160的表面与竖向构件20的第一端部区域30的表面之间的摩擦作用的程度。因此，当遭受可能损坏传动机构60的施入的环境扭转力时，摩擦抵抗力可以被调节以对抗施入的环境扭转力并且是调节至不损坏传动机构、同时允许滑动的水平。以这种方式，连接装置50用于在扭转力达到预定阀值时将传动机构60与因外部环境因素导致的损害隔离。
例如，紧固件170通常充分地拧紧，以产生与一扭矩大小相关的滑动阀值，该扭矩高于由在0km/h至40km/h范围内的风施加在光学元件上的扭矩，但低于将会导致对传动机构60的损坏的扭矩的大小。实践中，这种布置有益地提供确保在正常操作条件下的精准追踪所必需的抵抗力以，同时保护相对昂贵的传动机构60免于在极端条件下的损坏。
有益地，除防止诸如强风的环境力以外，连接装置50用于保护传动机构60免于来自其他可能原因——诸如例如由牲畜、交通工具、或甚至是可能在系统整个寿命期间与光学元件发生作用的其他定日镜或定日镜部件施加的力——的损坏。
对置的板140、150、160由本领域技术人员已知的合适的材料构造而成，该材料包括但不限于包括木材、包括钢和铝的金属材料、或包括塑料的合成材料的天然材料或纤维。
在本发明的优选实施方式中，外部的对置的板140和160由压制成大约4毫米厚的具有脊状形状的低碳钢经济地构造而成，该脊状形状增大了强度并且增大了与传动机构60和竖向构件20的接触面积。中间的对置的板150由具有扇形形状(scalloped shape)的挤压成型的铝而成本有效地构造而成，该扇形形状使与传动机构60和竖向构件20的接触面积最大化。
在本发明的实施方式中，支撑装置适合于优化传动机构的电力供应装置。如图5中所示，竖向构件20、抗扭转构件90及可操作互连件111结合起来工作以形成汇流条型的电流分配系统。这些元件组合起来作为定日镜传动机构60的电力供应回路的一部分。在该实施方式中，这些结构还可以提供用于悬挂电力供应回路的另一部分的便利装置。在图5中所示的优选实施方式中，电流来源路径由紧固至抗扭转构件90的绝缘电缆170提供，同时，电流返回路径由上述汇流条型的装置提供。
本发明的该方面提供了减少材料和改进安装过程两方面的益处。主要地，由于电流返回路径的电缆及连接器的功能是通过装置的部件自身实现的，因此显著地减少了对电缆及电缆连接器的需求。
本发明的实施方式包括使支撑装置的安装期间的成本减少的结构。
竖向构件20可以由单独的人容易地搬运(避免了对起重机的需求)，并且可以容易地定位在地面中而不需要预先挖洞和采用惯用的现场安装形式——例如使用混凝土。这排除了对土方工程的需求，并且减少了在安装中使用的材料的成本。避免等候混凝土硬化的需求能够减少安装时间并降低安装成本。
在优选的实施方式中，例如可以通过使用驱动设备实现竖向构件20在地面70中定位的步骤。
如图2和图5中所示，在本发明的优选的实施方式中，将长形抗扭转构件90紧固在两个定日镜的竖向构件20的位置之间的步骤产生了网络结构。
长形抗扭转构件90易于由单人搬运，并且固定至对抗扭转构件90的对置的板120可以通过使用基础工具经由紧固件130快速地附接，基础工具诸如为高度便携并且不需要电力供应的扳手和力矩扳手，由此减少了支撑装置的安装成本。
同样地，定日镜传动机构连接装置(140、150、160)的对置的板装置可以经由紧固件170可以快速地附接，从而同样提供减少成本的优点。
此外，本发明中电力供应系统的电流来源路径的安装被极大地简化，因为电流来源路径的绝缘电缆是架高的并且容易触及的。与现有技术中的能量供应材料位于地下的方法相比，本发明的电力供应回路的持续维护能够成本有效地实现，因为其具有易于检查的构造。
虽然，已经结合本发明的具体实施方式描述了本发明，但是应当理解的是，本发明能够进一步地修改。该申请意在涵盖如下本发明的任何变体的使用或适应性修改：大体遵循本发明的原理，以及包括在本发明所属技术领域的已知实践中所得出的并且可以应用于上文所阐述的基本特征的相对于本公开的那些偏差。
由于本发明可以在不偏离本发明的基本特征的精神的情况下以多种形式实施，因此应当理解的是，除非另有说明，否则上述实施方式不是对本发明的限制，而应当在如所附的权利要求中所描述的本发明的精神及范围内广义地理解。所描述的实施方式在所有方面都应认为是仅具说明性而非限制性的。
各种改型及等价的布置意在被包括在本发明及所附的权利要求的范围及精神中。因此，具体的实施方式应被理解为是对实施本发明的原理可以采用的许多方法的示例。在随附的权利要求中，方法加功能的语句意在覆盖执行限定功能的结构，并且不仅是覆盖结构上的等同物，而且覆盖等效的结构。例如，由于钉子采用圆柱形表面以将木制部件固定在一起、而螺钉采用螺旋形表面将木制部件固定在一起使得钉子和螺钉可能不是结构上的等同物，但在固定木制部件的环境中，钉子和螺钉是等效的结构。
在本说明书中使用的“包含/包含有”及“包括/包括有”是用来说明所述特征、整体、步骤或部件的存在，但不排除一个或更多个的其他特征、整体、步骤、部件或它们的组合物的存在或附加。因此，除非上下文明显地有另外要求，贯穿说明书及权利要求的词“包含”、“包含有”“包括”“包括有”等应理解为与排他性的或详尽的意思相反的包括性的意思；换句话说，是“包括，但不限于”的意思。

Claims (35)

1.用于支撑定日镜的装置，所述装置包括：
刚性长形竖向构件，
所述竖向构件包括第一端部区域及第二端部区域，所述第一端部区域经由传动机构连接装置操作性地连接至定日镜传动机构，所述第二端部区域适于被驱动成与地面摩擦接触以提供对影响所述定日镜的环境力的抵抗力，以及
至少一个稳定结构，
其中，所述至少一个稳定结构包括在定日镜支撑件的第一竖向构件与另一定日镜支撑件的第二竖向构件之间的刚性互连件。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述竖向构件包括天然材料或纤维，所述天然材料或纤维包括以下中的一者或组合：
木材；
包括钢和铝的金属材料；
包括塑料的合成材料。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述竖向构件包括具有圆形截面形状的电阻焊中空低碳钢管。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中，所述竖向构件的公称通径尺寸为大约50毫米。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其中，所述竖向构件的第二端部区域具有大于大约300毫米的长度。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其中，所述至少一个稳定结构包括抗扭转构件，所述抗扭转部件包括刚性长形构件，所述刚性长形构件包括第一端部区域及第二端部区域，所述第一端部区域具有用于第一定日镜传动机构支撑件的竖向构件的可操作互连件，所述第二端部区域具有用于第二定日镜传动机构支撑件的竖向构件的可操作互连件。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述抗扭转构件包括天然材料或纤维，所述天然材料或纤维包括以下中的一者或组合：
木材；
包括钢和铝的金属材料；
包括塑料的合成材料。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其中，所述抗扭转构件包括具有圆形截面形状的电阻焊中空低碳钢管。
9.根据权利要求6、7或8所述的装置，其中，所述抗扭转构件的公称通径尺寸为大约25毫米。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的装置，其中，所述抗扭转构件的可操作互连装置包括至少一个板。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述可操作互连装置包括适于夹持所述竖向构件的两个对置的板。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述板通过使用至少一个侧向定向的紧固件系统实现夹持作用。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的装置，其中，所述至少一个板包括具有脊状形状的低碳钢本体。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述至少一个板具有大约4毫米的厚度。
15.用于支撑定日镜的装置，所述装置包括：
刚性长形竖向构件，
所述竖向构件包括第一端部区域及第二端部区域，所述第一端部区域经由传动机构连接装置操作性地连接至定日镜传动机构，所述第二端部区域适于被驱动成与地面摩擦接触以提供对影响所述定日镜的环境力的抵抗力，以及
所述传动机构连接装置适于使所述传动机构与出现于所述传动机构与竖向构件之间的超过预定阀值的扭转力隔离。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，与扭转力的隔离通过摩擦装置实现。
17.根据权利要求15或16所述的装置，其中，所述传动机构连接装置包括至少一个板。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述传动机构连接装置包括适于夹持所述传动机构和所述竖向构件的三个对置的板。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述板通过使用至少一个侧向定向的紧固件系统实现夹持作用。
20.根据权利要求17至19中的任一项所述的装置，其中，所述至少一个板包括铝制中间板和两个低碳钢外部板的布置。
21.根据权利要求21所述的装置，其中，所述低碳钢外部板包括脊状形状。
22.根据权利要求20或21所述的装置，其中，所述低碳钢外部板具有大约4毫米的厚度。
23.根据权利要求20所述的装置，其中，所述铝制中间板包括扇形轮廓。
24.根据权利要求20至23中的任一项所述的装置，其中，所述铝制中间板具有大约4毫米的最小厚度。
25.用于支撑定日镜的装置，所述装置包括：
刚性长形竖向构件，
所述竖向构件包括第一端部区域及第二端部区域，所述第一端部区域经由传动机构连接装置操作性地连接至定日镜传动机构，所述第二端部区域适于被驱动成与地面摩擦接触以提供对影响所述定日镜的环境力的抵抗力，以及
至少一个稳定结构，其中，所述至少一个稳定结构包括在定日镜支撑件的第一竖向构件与另一定日镜支撑件的第二竖向构件之间的刚性互连件，其中，至少所述竖向构件和所述至少一个稳定结构适于形成所述定日镜传动机构的电力供应回路的一部分。
26.根据权利要求25所述的装置，其中，所形成的所述定日镜传动机构的电力供应回路的一部分是电流返回路径。
27.一种用于支撑定日镜的方法，所述方法包括以下步骤：
经由传动机构连接装置将刚性长形竖向构件的第一端部区域操作性地连接至定日镜传动机构；
驱使所述刚性长形竖向构件的第二端部区域与地面摩擦接触以提供对影响所述定日镜的环境力的抵抗力；以及
通过至少一个稳定结构实现稳固，所述至少一个稳定结构包括在定日镜支撑件的第一竖向构件与另一定日镜支撑件的第二竖向构件之间的刚性互连件。
28.一种用于支撑定日镜的方法，所述方法包括以下步骤：
经由传动机构连接装置将刚性长形竖向构件的第一端部区域操作性地连接至定日镜传动机构；
驱使所述刚性长形竖向构件的第二端部区域与地面摩擦接触以提供对影响所述定日镜的环境力的抵抗力；以及
使所述传动机构与出现于所述传动机构与所述竖向构件之间的超过预定阀值的扭转力隔离。
29.一种用于支撑定日镜的方法，所述方法包括以下步骤：
经由传动机构连接装置将刚性长形竖向构件的第一端部区域操作性地连接至定日镜传动机构；
驱使所述刚性长形竖向构件的第二端部区域与地面摩擦接触以提供对影响所述定日镜的环境力的抵抗力；
通过至少一个稳定结构实现稳固，所述至少一个稳定结构包括在定日镜支撑件的第一竖向构件与另一定日镜支撑件的第二竖向构件之间的刚性互连件，以及
将所述竖向构件和所述至少一个稳定结构适配成形成所述定日镜传动机构的电力供应回路的一部分。
30.根据权利要求27、28或29所述的方法，其中，驱使所述刚性长形竖向构件的第二端部区域与地面摩擦接触的步骤通过驱动设备实现。
31.根据权利要求27至30中的任一项所述的方法，其中，驱使所述刚性长形竖向构件的第二端部区域与地面摩擦接触的步骤是在不使用混凝土的情况下实现的。
32.根据权利要求28至31中的任一项所述的方法，其中，固定至少一个抗扭转构件的步骤通过紧固件系统实现。
33.根据权利要求27至32中的任一项所述的方法，其中，固定所述定日镜传动机构的步骤通过紧固件系统实现。
34.如本文中所描述的装置或设备。
35.一种如本文中所描述的方法或方案。
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