CN109690207A - 用于可旋转安装和锁定太阳能板的系统和方法 - Google Patents

用于可旋转安装和锁定太阳能板的系统和方法 Download PDF

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索伦·延森
罗德尼·汉斯·霍兰德
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Abstract

提供了用于可旋转地安装和锁定太阳能(例如，光伏)板的系统和方法。例如，所述太阳能板可以安装成可绕轴旋转，以便在一天的时间内追踪太阳，并且可以在高风条件下锁定在合适的位置。一种驱动机构包括驱动轴、耦合到所述驱动轴的小齿轮，以及耦合到太阳能板的弧齿轮，以及一种锁定机构包括锁定板，所述锁定板耦合到所述弧齿轮并包括反作用表面。所述小齿轮包括轴承表面。当所述驱动轴旋转第一量时，小齿轮齿和弧齿轮齿之间的啮合使所述弧齿轮旋转。当所述驱动轴旋转第二量时，所述弧齿轮旋转到收起位置，其中所述反作用表面抵靠所述轴承表面，从而锁定所述弧齿轮。

Description

用于可旋转安装和锁定太阳能板的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求以下申请的权益，其全部内容通过引用并入本文：
2016年7月8日提交的标题为“Systems and Methods for Assembly,Operation,and Maintenance of Photovoltaic Modules”的美国临时申请号62/359,959；
2016年10月10日提交的标题为“Systems and Methods of Locking Mechanismsfor Tracking Photovoltaic Systems”的美国临时申请号62/406,303；
2016年10月11日提交的标题为“Systems and Methods of Locking Mechanismsfor Tracking Photovoltaic Systems”的美国临时申请号62/406,861；
2016年12月20日提交的标题为“Systems and Methods of Locking Mechanismsfor Tracking Photovoltaic Systems”的美国临时申请号62/436,945；以及
2017年5月18日提交的标题为“Systems and Methods for Rotatably Mountingand Locking Solar Panels”的美国临时申请号62/508,053。
技术领域
本申请涉及安装太阳能板，例如光伏板。
背景技术
旋转太阳能模块的阵列，例如光伏(PV)模块可能是有用的，原因在于例如太阳在一天的时间内相对于阵列移动。然而，旋转给定阵列的多个太阳能模块可能具有挑战性。例如，单独旋转模块可能需要为每个模块提供其自己的致动器，并适当地控制这些致动器。
因此，期望改进用于旋转太阳能模块的技术。
发明概述
提供了用于可旋转地安装和锁定太阳能板(例如光伏板)的系统和方法。
在一个方面，一种用于可旋转地安装和锁定太阳能板的系统包括驱动机构和锁定机构。所述驱动机构可以包括驱动轴、小齿轮和弧齿轮。所述小齿轮可以耦合到所述驱动轴并且可以包括小齿轮齿和轴承表面。所述弧齿轮可以耦合到所述太阳能板并且可以包括第一区段。所述第一区段可以包括弧齿轮齿。所述锁定机构可以包括锁定板，所述锁定板耦合到所述弧齿轮并且可以包括反作用表面。响应于所述驱动轴的第一量的旋转，所述小齿轮齿与所述第一区段中的所述弧齿轮齿的啮合可以使所述弧齿轮旋转。响应于所述驱动轴的第二量的旋转，所述弧齿轮可以旋转到收起位置，在所述收起位置，所述反作用表面抵靠所述轴承表面支承并将所述弧齿轮锁定在适当的位置。
在一些构造中，所述锁定机构可选地可以进一步包括耦合到所述小齿轮的驱动销；以及所述锁定板可以进一步包括构造成与所述驱动销啮合的槽。响应于所述驱动轴的第三量的旋转，所述锁定板的所述槽可以与所述驱动销啮合，响应于此，所述弧齿轮齿与所述小齿轮齿脱离。
附加地或替代地，在一些构造中，所述弧齿轮可选地可以进一步包括缺少弧齿轮齿的第二区段，所述锁定板邻近所述第二区段耦合。
附加地或替代地，一些构造可选地可以进一步包括支腿和耦合到所述支腿的轴承座，所述轴承座支撑所述驱动轴和所述小齿轮。
附加地或替代地，在一些构造中，可选地，其中当所述弧齿轮处于所述收起位置时，所述反作用表面抵靠所述轴承表面的支承将所述太阳能板上的风载荷经由所述轴承座基本上传递到所述支腿中。
附加地或替代地，在一些构造中，可选地，所述弧齿轮可以包括形成侧壁的第一金属片和形成齿轮齿条的第二金属片，所述齿轮齿条与所述侧壁互锁。
附加地或替代地，在一些构造中，可选地，所述系统耦合到支撑第一多个太阳能板的第一檩条，以及所述弧齿轮到所述收起位置的所述旋转将所述第一多个太阳能板锁定在固定位置。
在另一方面，一种用于可旋转地安装和锁定多个太阳能追踪器的系统可以包括耦合到第一太阳能追踪器的第一机构；以及耦合到第二太阳能追踪器的第二机构。所述第一机构和第二机构各自可以包括驱动机构和锁定机构。所述驱动机构可以包括驱动轴、小齿轮和弧齿轮。所述小齿轮可以耦合到所述驱动轴并且可以包括小齿轮齿。所述弧齿轮可以耦合到相应的太阳能追踪器并且可以包括第一区段，所述第一区段可以包括弧齿轮齿。所述锁定机构可以包括锁定板和驱动销。所述驱动销可以耦合到所述小齿轮。所述锁定板可以耦合到所述弧齿轮，并且可以包括构造成啮合所述驱动销的槽。所述第一机构的所述驱动轴可以柔性地耦合到所述第二机构的所述驱动轴。响应于所述第一驱动轴的第一量的旋转，所述第一机构的所述小齿轮齿与所述第一机构的所述第一区段中的所述弧齿轮齿的啮合使所述第一机构的所述弧齿轮旋转；所述第二驱动轴经由柔性联轴器旋转第一量；以及所述第二机构的所述小齿轮齿与所述第二机构的所述第一区段中的所述弧齿轮齿的啮合使所述第二机构的所述弧齿轮旋转。响应于所述第一驱动轴的第二量的旋转，所述第一机构的所述锁定板的所述槽与所述第一机构的所述驱动销啮合，以及所述第一机构的所述弧齿轮齿与所述第一机构的所述小齿轮齿脱离；所述第二驱动轴经由所述柔性联轴器旋转第二量；以及所述第二机构的所述锁定板的所述槽与所述第二机构的所述驱动销啮合，并且所述第二机构的所述弧齿轮齿与所述第二机构的所述小齿轮齿脱离。
在一些构造中，可选地，所述第一机构和第二机构中的每一个的所述小齿轮可以进一步包括轴承表面，以及所述第一机构和第二机构中的每一个的所述锁定板可以进一步包括反作用表面。响应于所述第一驱动轴的第三量的旋转以及所述第一机构的所述锁定板的所述槽与所述第一机构的所述驱动销之间的啮合，所述第一机构的所述弧齿轮可以旋转到收起位置，在所述收起位置，所述第一机构的所述反作用表面抵靠所述第一机构的所述轴承表面，所述第二驱动轴可以经由所述柔性联轴器旋转所述第三量，以及所述第二机构的所述弧齿轮可以转动到收起位置，在所述收起位置，所述第二机构的所述反作用表面抵靠所述第二机构的轴承表面支承。
附加地或替代地，在一些构造中，可选地，所述第一机构和第二机构中的每一个的所述弧齿轮可以进一步包括缺少弧齿轮齿的第二区段，以及所述锁定板可以邻近所述第二区段耦合。
附加地或替代地，可选地，所述第一机构的所述弧齿轮到所述收起位置的所述旋转与所述第二机构的所述弧齿轮到所述收起位置的所述旋转发生在不同的时间。
在另一方面，一种用于可旋转地安装和锁定太阳能板的方法可以包括提供驱动机构，所述驱动机构可以包括驱动轴、小齿轮和弧齿轮。所述小齿轮可以耦合到所述驱动轴并且可以包括小齿轮齿和轴承表面。所述弧齿轮可以耦合到所述太阳能板以及可以包括第一区段，所述第一区段可以包括弧齿轮齿。所述方法还可以包括提供锁定机构，所述锁定机构可以包括锁定板，所述锁定板耦合到所述弧齿轮并且可以包括反作用表面。所述方法还可以包括使所述驱动轴旋转第一量，使得所述小齿轮齿与所述第一区段中的所述弧齿轮齿的啮合使所述弧齿轮旋转。所述方法还可以包括使所述驱动轴旋转第二量，同时使所述锁定板的所述槽与所述驱动销啮合，使得所述弧齿轮旋转到收起位置，在所述收起位置，所述反作用表面抵靠所述轴承表面支承并将所述弧齿轮锁定在适当的位置。
在一些构造中，可选地，所述锁定机构可以进一步包括耦合到所述小齿轮的驱动销；以及所述锁定板可以进一步包括构造成与所述驱动销啮合的槽。所述方法可以包括使所述驱动轴旋转第三量，使得所述锁定板的所述槽与所述驱动销啮合，响应于此，所述弧齿轮齿与所述小齿轮齿脱离。
附加地或替代地，在一些构造中，可选地，所述弧齿轮可以进一步包括缺少弧齿轮齿的第二区段，以及所述锁定板可以邻近所述第二区段耦合。
附加地或替代地，在一些构造中，可选地，所述方法可以进一步包括提供支腿和耦合到所述支腿的轴承座，所述轴承座支撑所述驱动轴和所述小齿轮。
附加地或替代地，在一些构造中，可选地，所述方法可以进一步包括，当所述弧齿轮处于所述收起位置时，所述反作用表面抵靠所述轴承表面的所述支承将所述太阳能板上的风载荷经由所述轴承座基本上传递到所述支腿中。
附加地或替代地，在一些构造中，可选地，所述弧齿轮可以包括形成侧壁的第一金属片和形成齿轮齿条的第二金属片，所述齿轮齿条与所述侧壁互锁。
附加地或替代地，在一些构造中，可选地，所述机构耦合到支撑第一多个太阳能板的第一檩条，所述弧齿轮到所述收起位置的所述旋转将所述第一多个太阳能板锁定在固定位置。
在又一方面，一种用于可旋转地安装和锁定多个太阳能追踪器的方法可以包括提供耦合到第一太阳能追踪器的第一机构；以及提供耦合到第二太阳能追踪器的第二机构。所述第一机构和第二机构各自可以包括驱动机构和锁定机构。所述驱动机构可以包括驱动轴、小齿轮和弧齿轮。所述小齿轮可以耦合到所述驱动轴并且可以包括小齿轮齿。所述弧齿轮可以耦合到相应的太阳能追踪器并且可以包括第一区段，所述第一区段可以包括弧齿轮齿。所述锁定机构可以包括锁定板和驱动销。所述驱动销可以耦合到所述小齿轮，以及所述锁定板可以耦合到所述弧齿轮并且可以包括构造成啮合所述驱动销的槽。所述第一机构的所述驱动轴可以柔性地耦合到所述第二机构的所述驱动轴。所述方法可以包括使所述第一驱动轴旋转第一量，使得所述第一机构的所述小齿轮齿与所述第一机构的所述第一区段中的所述弧齿轮齿的啮合使所述第一机构的所述弧齿轮旋转。所述方法可以包括经由柔性联轴器使所述第二驱动轴旋转所述第一量，使得所述第二机构的所述小齿轮齿与所述第二机构的所述第一区段中的所述弧齿轮齿的啮合使所述第二机构的所述弧齿轮旋转。所述方法可以包括使所述第一驱动轴旋转第二量，使得所述第一机构的所述锁定板的所述槽与所述第一机构的所述驱动销啮合，以及所述第一机构的所述弧齿轮齿与所述第一机构的所述小齿轮齿脱离。所述方法可以包括经由所述柔性联轴器使所述第二驱动轴旋转所述第二量，使得所述第二机构的所述锁定板的所述槽与所述第二机构的所述驱动销啮合，以及所述第二机构的所述弧齿轮齿与所述第二机构的所述小齿轮齿脱离。
在一些构造中，可选地，所述第一机构和第二机构中的每一个的所述小齿轮可以进一步包括轴承表面，以及所述第一机构和第二机构中的每一个的所述锁定板可以进一步包括反作用表面。所述方法可以进一步包括使所述第一驱动轴旋转第三量，同时使所述第一机构的所述锁定板的所述槽与所述第一机构的所述驱动销啮合，使得所述第一机构的所述弧齿轮旋转到收起位置，在所述收起位置，所述第一机构的所述反作用表面抵靠所述第一机构的所述轴承表面支承。所述方法还可以包括经由所述柔性联轴器使所述第二驱动轴旋转所述第三量，使得所述第二机构的所述弧齿轮旋转到收起位置，在所述收起位置，所述第二机构的所述反作用表面抵靠所述第二机构的所述轴承表面支承。
附加地或替代地，在一些构造中，可选地，所述第一机构和第二机构中的每一个的所述弧齿轮可以进一步包括缺少弧齿轮齿的第二区段，并且所述锁定板可以邻近第二区段耦合。
附加地或替代地，可选地，所述第一机构的所述弧齿轮到所述收起位置的所述旋转与所述第二机构的所述弧齿轮到所述收起位置的所述旋转发生在不同的时间。
在又一方面，一种组装太阳能追踪器的方法可以包括形成混凝土轨道；以及在所述混凝土轨道的一端建立分段区域(staging area)。所述方法还可以包括在所述分段区域处在推车上构建追踪器结构；以及将所述推车沿着所述混凝土轨道移动到要安装所述追踪器结构的位置。所述方法还可以包括从所述推车移除所述追踪器结构并将所述追踪结构放置在所述混凝土轨道上；以及将所述追踪器结构的联轴器连接到相邻追踪器结构的联轴器。所述方法还可以包括将所述追踪器结构固定在所述混凝土轨道上的适当位置；以及将一个或多个太阳能板紧固到所述追踪器结构上。
在一些构造中，可选地，将所述追踪器结构紧固在所述混凝土轨道上的适当位置可以包括将粘合剂施加到追踪结构的脚部。
附图说明
图1示意性地示出了太阳能追踪器的示例性构造的透视图。
图2A和2B示意性地示出了图1中所示的示例性太阳能追踪器的某些部件的透视图。
图3示意性地示出了图1的太阳能追踪器的另一视图，其中为清楚起见省略了某些元件。
图4示意性地示出了太阳能追踪器的替代示例性构造的透视图。
图5示意性地示出了图4中所示的示例性太阳能追踪器的某些部件的示例性构造的详细视图。
图6示意性地示出了图4中所示的示例性太阳能追踪器的部件的示例性构造的详细视图。
图7A-7C分别示意性地示出了三个不同的示例性太阳能追踪器位置中的锁定机构的示例性构造的详细视图。
图8示出了旋转太阳能追踪器(例如，从东到西追踪太阳或在一天结束时将太阳追踪器返回到其起始位置)的示例性方法中的步骤流程。
图9示出了将太阳能追踪器定位在收起位置的示例性方法中的步骤流程。
图10A示意性地示出了弧齿轮的示例性构造。
图10B示意性地示出了弧齿轮的另一示例性构造。
图11示意性地示出了例如在图2到6中所示的太阳能追踪器锁定机构的替代示例性构造。
图12示意性地示出了滑动锁定机构的示例性构造。
图13示意性地示出了替代锁定机构的示例性构造的透视图。
图14示意性地示出了太阳能追踪器锁定机构的另一可选示例性构造的透视图。
图15示意性地示出了太阳能追踪器锁定机构的另一示例性构造的透视图。
图16示意性地示出了太阳能追踪器锁定机构的又一示例性构造的透视图。
图17示意性地示出了包括太阳能追踪器的耦合在一起的多个区段的示例性构造。
图18示意性地示出了示例性耦合接头，例如与图17中所示的构造兼容的耦合接头。
图19示意性地示出了图18中所示的示例性耦合接头的横截面视图。
图20示意性地示出了用于沿着轨道的长度运送追踪器框架的示例性推车。
图21A和21B示意性地示出了太阳能追踪器的替代示例性构造的透视图。
图22示意性地示出了处于收起位置的太阳能追踪器锁定机构的示例性构造的透视图。
图23A示意性地示出了太阳能追踪器的替代示例性构造的透视图。
图23B示意性地示出了与图23A的太阳能追踪器兼容的示例性太阳能板组件的平面图。
图24示意性地示出了在用于组装太阳能追踪器的示例性方法期间的某些部件。
图25示意性地示出了用于组装太阳能追踪器的示例性方法中的步骤流程。
图26A-26B示意性地示出了太阳能追踪器的示例性布局的平面图。
图27A-27D示意性地示出了基于推车的组件的其他示例性构造。
图28A-28C示意性地示出了弧齿轮的其他示例性构造。
图29示意性地示出了具有锥形形状的小齿轮，所述小齿轮可以以如图29所示的方式将齿轮移回对准。
发明详述
提供了用于可旋转地安装和锁定太阳能板(例如光伏板)的系统和方法。例如，太阳能板可以安装成可绕轴旋转，以便在一天的过程中追踪太阳，并且可以在高风条件下锁定在合适的位置。
图1示意性地示出了太阳能追踪器100的示例性构造的透视图。多个这样的太阳能追踪器100可以端对端地连接，以便提供更大的太阳能收集器系统。在图1中示出的示例性太阳能追踪器100中，一排太阳能板，例如光伏板102，安装在两个檩条104上。在这个示例中，示出了六个太阳能板102和两个檩条104，但应该理解，太阳能追踪器100适当地可以包括比图示的更多或更少的太阳能板102，以及更多或更少的檩条104。檩条104可以安装在任何合适数量的枢轴臂106上，例如，安装在如图1所示的两个枢轴臂106上。在每个枢转臂106的中点或大致中点处，可以提供孔，所述孔形成具有与该排板对准的旋转轴的轴承。这些轴承中的每一个可以安装在相应的轮轴108上，所述轮轴108可以位于用作支撑结构的一组支腿110的顶部。这种轴承-轮轴组件可以允许枢转臂106围绕与该排板对准的轴线旋转，由于檩条104附接到枢转臂106，因而允许附接到檩条104的太阳能板102也围绕与该排板对准的轴线旋转。
在图1中所示的非限制性构造中，每一组支腿110包括两个脚部112。在图1的构造中，脚部112安装在混凝土轨道114上并通过粘合剂固定在其上。混凝土轨道114包括安装表面并且用作整个结构的压载地基(ballast foundation)。轨道还可以用作用于诸如太阳能板维护和诊断机器等车辆的引导件。注意，太阳能追踪器脚部112可以站立在单个滑模混凝土压载物上或在两个单独的滑模混凝土压载物上，如图1所示。每个脚部112可以替代地站在可以预制或浇注到适当位置的各个混凝土块上。一组支腿110的每组俩脚部112可以替代地使用普通的混凝土地基。替代地，一组支腿110的每个脚部112或每组脚部可以使用一个或多个突出到地面中作为地基(例如桩、地钉、地脚螺钉或桩基)的元件。
太阳能板102的旋转可以由马达提供动力，马达在图1中没有具体示出。说明性地，马达可以驱动驱动轴116。小齿轮118可以将旋转动力和扭矩从驱动轴116传递到弧齿轮120。支腿、枢轴臂和弧齿轮一起可选地提供A形框架组件。尽管图1中示出的非限制性构造包括两个A形框架组件，但应该理解，每个太阳能追踪器可以有两个以上的A形框架组件。弧齿轮120分别可以连接到枢轴臂106并使枢轴臂围绕它们各自的轮轴108旋转。以这种方式，太阳能板102可以可旋转地耦合到驱动轴116(并因此耦合到马达)。可选地，联轴器122可以耦合到驱动轴116并且耦合到另一个太阳能追踪器100的驱动轴，例如，以便将太阳能追踪器区段连接在一起，使得第一太阳能追踪器的驱动轴的旋转经由联轴器122驱动第二太阳能追踪器的驱动轴的旋转。任何合适数量的太阳能追踪器可以经由这种联轴器122彼此耦合。在本文提供的构造中，驱动轴适当地可以是中空的或实心的。
图2A和2B示意性地示出了图1中所示的示例性太阳能追踪器的某些部件的详细透视图。例如，图2A和2B示意性地示出了图1中所示的示例性太阳能追踪器100的弧齿轮120和小齿轮118的详细透视图。图2B是图2A的放大视图。在图2A-2B中所示的非限制性构造中，小齿轮118可以包括与弧齿轮120的齿相互啮合的一系列齿。此外，驱动销202可以安装到并可旋转地耦合到小齿轮118，以及锁定板204可以安装到并可旋转地耦合到弧齿轮120。小齿轮118和锁定板204一起可以提供锁定机构200，例如本文中更详细描述的。
图3示意性地示出了图1的太阳能追踪器的另一视图，其中为清楚起见省略了某些元件。例如，图3示意性地示出了图1的太阳能追踪器100的另一视图，其中为清楚起见省略了驱动轴116、小齿轮118和驱动销202。
图3示意性地示出了弧齿轮120的齿302不一定需要围绕弧齿轮120的整个圆弧延伸。例如，弧齿轮120可以包括在锁定板204的位置处的齿302之间的间隙304。在间隙304内，小齿轮118的齿，如图2所示，不与弧齿轮120的齿302啮合，使得驱动轴116可以旋转而不旋转弧齿轮120，因此不旋转太阳能板102。因此，当许多追踪器端对端连接时(例如，经由联轴器122连接)，即使在系统中，例如由于联轴器122间隙和驱动轴116扭转而存在旋转偏移，这样的追踪器也可以彼此对准。图3还示意性地示出了驱动轴116可以由轴承座306支撑，所述轴承座306可以安装在系带308中，所述系带308由支撑支腿110支撑并增加刚度。替代地，以下文参考图21A-21B所述的方式，轴承座可以以支撑驱动轴和小齿轮的方式耦合到支腿。
图4示意性地示出了太阳能追踪器的替代示例性构造的透视图。图4中的示例性构造可以包括与图1中的示例性构造相同的弧齿轮120，并且它还包括锁定机构400。驱动销404可以集成到小齿轮402中，并且可以从小齿轮的一侧延伸到另一侧。与图2A和2B中类似，锁定板406可以安装在弧齿轮120上。然而，在图4的示例性构造中，锁定板406可以包括安装在弧齿轮120的任一侧上的两个板。锁定板406的两个部分可以由驱动销404驱动。驱动轴408可以将未详细示出的马达连接到小齿轮402和驱动销404。驱动轴408的横截面在图4所示的示例中是圆柱形的，但是适当地可以是矩形或其他形状的横截面。在图4的非限制性构造中，弧齿轮120可以在适当的位置包括切口410，以便避免驱动销404和弧齿轮120之间的干扰。
图5示意性地示出了图4中所示的示例性太阳能追踪器的某些部件的示例性构造的详细视图。例如，图5示意性地示出了小齿轮402和驱动销404的示例性构造的详细视图。小齿轮402可以包括沿其轴线的通孔502，并构造成接收并与驱动轴116啮合，如图1和2所示。小齿轮402可以进一步包括小齿轮齿504、与锁定板406上的弯曲表面的形状对应的圆形轴承表面508，以及构造成允许锁定板406上的突起在没有干扰的情况下围绕驱动销404移动的凹槽506。在一些实施方式中，小齿轮402可以是锥形的。例如，在小齿轮402的锥形区段处，每个齿504的基部可以比该齿的尖端宽。根据一些实施方式，锥形小齿轮可以减小或最小化小齿轮和弧齿轮之间的结合或分离的可能性。例如，如果齿轮未对准，则小齿轮的锥形形状和齿轮的运动可以以如图29所示的方式将它们移回对准状态。
图6示意性地示出了图4中所示的示例性太阳能追踪器的部件的示例性构造的详细视图。例如，图6示意性地示出了锁定板406的示例性构造的详细视图。锁定板406包括任何合适数量的销槽602，例如，在所示构造中的两个销槽602，以及为圆弧形状的反作用表面604，其与小齿轮402上的轴承表面508的曲率相匹配，如图5所示。销槽602构造成接收驱动销404，使弧齿轮120前进到收起位置，并允许附加驱动轴408旋转而不旋转太阳能板102。反应表面604被构造成通过抵靠小齿轮轴承表面508支承来锁定弧齿轮120的旋转。锁定齿轮406还包括一系列安装孔606，例如四个安装孔606，其构造成经由相应的机械紧固件将锁定齿轮安装到弧齿轮120上。
图7A-7C分别示意性地示出了三个不同的示例性太阳能追踪器位置中的锁定机构的示例性构造的详细视图，例如其表示追踪器如何旋转以追踪太阳。在图7A所示的位置，小齿轮402与弧齿轮齿302啮合，而锁定板406不与驱动销404啮合，从而允许弧齿轮120基于驱动轴408的旋转而旋转。当追踪器基于驱动轴408的进一步旋转从图7A所示的位置变到图7B所示的位置，小齿轮402进一步旋转，从而使得弧齿轮120旋转，从而沿着弧齿轮120的弧线移动。每个锁定板406包括驱动销槽602，例如两个驱动销槽602，并且驱动销404构造成配合在每个槽内。图7B示意性地示出了驱动销404啮合在锁定板406的槽602中的位置，并且小齿轮402的齿118不再与弧齿轮120的齿302啮合，因为在弧齿轮的齿中的间隙304以如图3所示的方式与锁定板对准。在锁定板406中驱动销404和槽602的相互作用和啮合可以使得弧齿轮120通过旋转小齿轮402旋转。类似地，当驱动销404啮合在槽602中时，小齿轮402抵抗由弧齿轮120，例如由风力施加到其上的扭矩。经由驱动轴408的旋转进一步旋转小齿轮402可以使系统前进到图7C所示的位置，其中驱动销404不再与锁定板406啮合。小齿轮402和驱动轴408现在可以在不旋转弧齿轮120的情况下旋转，并且这可以称为停留阶段或风载位置。在该阶段或位置，由于锁定板406的弯曲部分604与小齿轮402的圆柱形肩部508之间的啮合和径向配合，弧齿轮120不能旋转。例如，如果施加扭矩(例如，通过太阳能板102上的风力施加扭矩)到图7C所示位置中的枢轴臂106，即，处于收起模式，该扭矩可以产生力，所述力径向向内指向小齿轮402并且因此进入驱动轴408、系带308、追踪器支腿110和轨道114。然而，在图7A或7B示出的位置，向枢转臂106施加(例如，通过吹向太阳能板102的风施加)的扭矩可以作为扭矩传递到驱动轴116、联轴器122和驱动马达(未具体示出)。继续图7C，在该位置，太阳能追踪器100被锁定在适当的位置，并且板上的风载荷基本上传递到追踪器的框架和基座中，而不是传递到驱动轴和马达中。为了继续追踪，驱动轴408可以使小齿轮402和驱动销404再次旋转到图7B所示的销402与锁定板406的一个槽啮合的位置。在该位置，驱动销404的旋转使得弧齿轮120旋转，直到小齿轮402的齿与弧齿轮302的齿啮合。
设计太阳能追踪器的一个考虑因素是风荷载。例如，在一些构造中，风可以在太阳能板上施加力，这又可以在驱动轴上施加扭矩，这可能不期望地将扭矩传递到马达。在这样的构造中，马达和驱动轴系统可以构造成抵抗由于马达和驱动轴系统所连接的所有追踪器区段上的风载荷而产生的扭矩。设计风荷载被指定为设想系统能够面对的最高风速，所述风速可以预期很少发生。例如，也许一年一次，站点可能受到50英里/小时的风速，并且该站点的设计点可能是100英里/小时，这可能每两个世纪发生一次。相比之下，在太阳能发电厂的大部分运行时间内，风速可能保持在每小时10英里以下。
解决这种情况的一种示例性方法是将追踪器构造成在截断值(cutoff)风速(例如40英里/小时)下正常操作，并且基于超过截断值的风速定位在“收起位置”。通过将追踪器构造成处于不同的模式、阶段或位置，马达和驱动轴系统适当地可以具有比必须将马达构造成承受更高的设计点风速的情况明显更低的扭矩额定值。这种较低的扭矩额定值可以节省可观的成本。在收起位置，追踪器可以更好地忍受高风速。
此外，由与锁定机构集成的弧齿轮提供的齿轮减速可以减轻对马达、驱动轴和锁定机构的要求。
如图2A-7所示的集成锁定机构200和400的有用特征包括以下中的一个或多个：追踪器区段构造成可旋转到收起位置，风力可以通过追踪器结构和基座传递，而不是作为扭矩通过驱动轴传递，和/或运行中的扭矩需求可以减少。
用于驱动太阳能追踪器的示例性构造包括一个马达以利用经由驱动轴116传递的扭矩和动力驱动多个追踪器区段，所述驱动轴116经由联轴器122连接，例如，如上文参考图1所述的。由于耦合公差和扭转，在马达轴角度和耦合到马达的追踪器区段的小齿轮118角度之间肯定存在角度偏差。一个或多个追踪器区段可以耦合到第一追踪器区段，并且小齿轮的角度偏差可以随着沿追踪器区段线的驱动轴中的机械连接数量的增加而增加。所有追踪器区段都可以旋转到收起位置。在一些构造中，将所有追踪器区段旋转到收起位置可以包括每个区段基本上处于彼此相同的预定角度。
在一些构造中，锁定机构，如图2中的200和图4中的400，可以校正角度偏差并且可以使得，耦合到马达的所有追踪器区段对于收起位置基本上彼此成相同的角度并且锁定机构啮合在收起位置中的所有区段中。在一个非限制性示例中，图7A-7C中所示的追踪器区段是直接耦合到驱动马达的第一区段，并且向东成角度并且从图7A到7B到7C，从东旋转到西。在马达相对的端部上耦合到第一区段的下一个追踪器区段可以稍微朝向地平线倾斜并且，例如由于角度偏差而相对于第一区段滞后，因为两个区段都是从东向西旋转。由于增量角度偏差一次将一个区段加在一起，因此附加的追踪器区段可能滞后于第一和第二追踪器区段。在第一追踪器区段上，驱动销404啮合锁定板406，如图6B所示，然后与其脱离，如图7C所示，然后小齿轮402开始旋转而不旋转弧齿轮120。第一追踪器区段现在处于收起位置，并且弧齿轮120以此角度停留，同时驱动轴408继续旋转。因为远离马达的其他耦合的追踪器区段可以在旋转中滞后于第一区段，所以这些区段可能不一定已经进入收起位置。当驱动轴408继续旋转时，第一追踪器区段停留在收起位置，同时耦合的追踪器区段进入收起位置，例如一个接一个进入。在所有追踪器到达收起位置后，可以停止马达。以这种方式，尽管驱动轴中的任何偏差误差由联轴器公差和驱动轴扭转导致，但所有耦合的追踪器区段基本上以正确的收起位置角度对准所啮合的它们的锁定机构中的每一个。
附加地或替代地，当追踪器处于收起位置时，锁定机构，例如图2中的200和如4中的400，可以构造成抑制或防止扭矩从弧齿轮120传递到驱动轴116，如图1所示，反而在锁定板的位置处将风力从弧齿轮径向向内朝向驱动轴的中心传递。例如，如上文参考图1所述，锁定板406的弯曲区段可以构造成紧密配合在小齿轮402的肩部508周围，同时驱动销404和齿轮齿504都脱开。在这样的位置，从风施加到枢转臂306的任何扭矩可以使锁定板406支承在小齿轮402的肩部508上。然后，轴承力可以通过图3中的驱动轴轴承306径向地传递到图1中的支腿结构110和混凝土基座114中。当锁定机构未啮合时(例如，如上文参考图7A所述)，所有追踪器区段上的风力可以将由弧齿轮减小的扭矩施加到驱动轴和马达。当锁定机构被啮合时(例如，如上文参考图7C所述)，每个追踪器区段上的风载荷可以被传递到那些单独区段的安装结构中，从而减少或消除由高风荷载导致的系统中的应力和扭转。
在一些情况下，风可以激发太阳能追踪器中的振荡振动。在如本文中提供的构造中(例如参考图1-7C的构造)，弧齿轮的齿轮齿与小齿轮的弧齿的相互啮合可以抑制这种振荡振动。另外，可以适当地选择弧齿轮和小齿轮中的一个或两个的材料，以便增强这种阻尼，例如通过适当地增加弧齿轮和小齿轮之间的摩擦来增强这种阻尼。
图8示出了旋转太阳能追踪器(例如，从东到西追踪太阳或在一天结束时将太阳追踪器返回到其起始位置)的示例性方法中的步骤流程。方法800包括使用小齿轮齿和弧齿轮齿旋转驱动轴以使弧齿轮旋转(802)，其方式例如本文中参考图7A所述的方式。方法800还包括使用驱动销和锁定板槽旋转驱动轴以使弧齿轮旋转(804)，其方式例如本文中参考图7B所述的方式。方法800还包括旋转驱动轴以将驱动销从一个锁定齿轮槽移动到另一个锁定齿轮槽而不旋转弧齿轮(806)，其方式例如本文中参考图7C所述的方式。方法800还包括使用驱动销和锁定齿轮槽旋转驱动轴以使弧齿轮旋转(808)，其方式例如本文中参考图7B所述的方式。方法800还包括使用小齿轮齿和弧齿轮齿旋转驱动轴以使弧齿轮旋转(810)，其方式例如本文中参考图7A所述的方式。
图9示出了将太阳能追踪器定位在收起位置的示例性方法中的步骤流程。方法900包括使用小齿轮齿和弧齿轮齿旋转驱动轴以使弧齿轮旋转(902)，其方式例如本文中参考图7A所述的方式。方法900还包括使用驱动销和锁定齿轮槽旋转驱动轴以使弧齿轮旋转(904)，例如以本文中参考图7B所述的方式。方法900还包括旋转驱动轴以移动驱动销以使驱动销从锁定齿轮槽脱离并进入停留阶段(906)，其方式例如本文中参考图7C所述的方式。方法900还包括旋转驱动轴直到所有其他追踪器区段已进入停留阶段和收起位置(908)，其方式例如本文其他地方所述的方式。方法900还包括在所有追踪器已经到达收起位置之后停止马达(910)，其方式例如本文其他地方所述的方式。
根据一些实施方式，弧形追踪器弧齿轮可以包括侧壁件和一个或多个齿条件或由其构成。侧壁可以用铆钉彼此紧固。图10A示意性地示出了弧齿轮120的第一示例性构造。如图10A所示的构造，弧齿轮120可以包括以下部件或可以由其制成：结构件1002，所述结构件1002可以是或包括形成为箱形横截面的金属(例如，限定侧壁)；以及轴承表面件1004，所述轴承表面件1004可以是或包括金属，例如金属板，并且其构造成形成弧齿轮120的齿302(例如，限定齿轮齿条)。金属成形结构件1002和/或轴承表面件1004各自独立地可以包括例如折叠金属板、辊轧金属、铸造金属、塑料(例如注塑塑料)或其他合适的材料或材料的组合或基本上由其构成。在一些构造中，结构件1002可以折叠成使得弧齿轮120的端部横截面被构造为闭合的矩形，并且紧固件(如铆钉1008)可以在矩形的顶部使用以便增加刚性。在某些构造中，通过从折叠片材(例如折叠的金属片)制造结构件1002和/或轴承表面件1004，与由实心件制成的齿轮相比，可以显著降低成本和重量。
继续图10A中所示的示例性构造，轴承表面件1004可以构造成包括凸片1006，所述凸片1006可以插入结构件1002中的齿开口内。例如，向内折叠的凸片1006可以提供相对光滑的轴承表面，小齿轮118的齿可以抵靠所述轴承表面按压和滑动。将第二轴承件用于轴承表面的有用特征是节省成本。具有良好磨损性能的中等成本的材料可以按有限量用于轴承表面，而更便宜的材料可以更广泛地用于弧齿轮120的结构刚度。非限制性示例包括将不锈钢用于轴承表面件1004并且将镀锌钢用于结构件1002。从弧齿轮侧壁(对应于结构件1002)形成的凸片可以用于支撑弧齿轮齿(对应于轴承表面件1004)。这种布置可以使得组装相对容易。例如，当齿轮齿片围绕弧齿轮伸展时，齿轮齿片可以附接到侧壁上。
图10B示意性地示出了弧齿轮的另一示例性构造，例如，其可用于本文提供的太阳能追踪器机构中。在图10B所示的非限制性构造中，弧齿轮1014具有三角形横截面的形状。弧齿轮1014的底部包括齿轮齿1012，并且侧壁1014可以增加弧齿轮的结构强度。
图28A-28C示意性地示出了弧齿轮的其他示例性构造。例如，图28A示出了根据一些实施方式支撑齿轮齿条的示例性侧壁凸片，例如齿轮齿条2800，其构造类似于上文参考图10A所述的轴承表面件1004。所述条包括第一和第二侧壁2801、提供结构强度的侧壁弯曲凸片2802，以及提供结构强度的齿轮齿条弯曲凸片2803。例如，互锁特征提供了组装强度。图28B示出了四件式弧齿轮的示例性实施方式，其包括两个侧壁半弧区段2810、侧壁区段之间的接缝2811，以及可以与参考图28A所述的齿轮齿条2800类似地构造的齿轮齿条2812。根据一些实施方式，在图28B中所示的构造中：(1)弧齿轮侧壁由一部分构成，使用四次并铆接在一起，这种布置可以降低模具和材料耗费的成本；(2)弧齿轮齿由一个较短的齿条制成，使用三次，这种布置可以降低模具成本。图28C示出了四件式弧齿轮(根据一些实施方式的包括四个侧壁件或由四个侧壁件构成的弧齿轮)的示例性实施方式，其包括前半弧区段2820、后半弧区段2821、弧齿轮区段之间的接缝2822和附接区段的铆钉2823。
图11示意性地示出了例如图2至6中所示的太阳能追踪器锁定机构的替代示例性构造。在图11示出的示例性构造中，除了锁定机构，太阳能追踪器可以与图1中类似地构造。例如，两组支腿110可以通过系带308加固，并且可以支撑承载太阳能板(图11中未具体示出)的多组枢轴臂106。驱动轴116可以构造成从马达传递扭矩(未在图11中具体示出)。小齿轮1102可以耦合到驱动轴116，以便将扭矩从驱动轴116传递到弧齿轮1104。如在先前的示例性构造中，弧齿轮1104可以在高风事件期间锁定在适当的位置，使得为驱动轴和马达指定比以下构造更低的额定扭矩，在所述构造中，驱动轴和马达反而配置成承受更高的设计点风速；因此，与这样的构造相比，可以节省大量成本。
继续图11中所示的示例性构造，可以提供电动滑动锁定机构1106并将其构造成将弧齿轮1104锁定在适当的位置。弧齿轮1104可以与图1中的弧齿轮120类似地构造，不同之处在于，在图11的构造中，齿轮齿302可以构造成沿弧形延伸；附加地或替代地，弧齿轮1104可以包括设置在齿轮侧面上的一个或多个孔1108。这些孔可以位于与枢转臂106的旋转轴同心的圆上。孔可以是圆形、矩形或其他合适的形状。
在图12中详细示意性地示出了滑动锁定机构1106的示例性构造的进一步细节。如图12所示，滑动锁定机构1106可以包括齿轮箱1202和锁定螺栓1204。锁定螺栓1204的横截面形状可以在形状上对应于弧齿轮1104中的孔1108，并且可以为例如圆形、矩形或其他合适的形状。齿轮箱1202可以包括配置成提供旋转动力的电动马达并驱动齿轮，所述齿轮以相对于马达轴速度和扭矩而减小的旋转速度和增加的扭矩提供输出轴动力。齿轮箱1202还可以包括齿条和小齿轮组(未具体示出)，其可以将旋转运动转换为线性运动并且可以将锁定螺栓1204从齿轮箱1202向外或向内平移。滑动锁定机构1106适当地可以包括电动线性致动器、气动缸、液压缸或其他合适类型的致动器，其构造成使锁定螺栓1204从齿轮箱1202向外或向内平移。
再次参见图11，滑动锁定机构1106可以对准成使得锁定螺栓1204可以滑动到弧齿轮1104上的一个或多个孔1108中，并且可以安装在太阳能追踪器的支腿组110上或另一个合适的位置。基于锁定螺栓1204缩回到齿轮箱1202中，弧齿轮1104可以经由小齿轮308通过驱动轴116旋转。基于锁定螺栓1204延伸到弧齿轮1004上的一个孔1108中，弧齿轮可以锁定在适当的位置，从而太阳能追踪器可以锁定在适当的位置。因此，太阳能板上的风力可以转移到锁定机构1106中并进入太阳能追踪器的支腿组110和结构而不是转移到驱动轴116中。
图13示意性地示出了替代锁定机构的示例性构造的透视图。在该示例性构造中，驱动轴116可旋转地耦合到小齿轮1002，所述小齿轮1002经由齿轮齿302与弧齿轮1302啮合并且可旋转地耦合到弧齿轮1302。与图1类似，弧齿轮1302构造成支撑和旋转太阳能板(图13中未具体示出)，并且由系带308加固的支腿组110构造成支撑这些元件。在该示例性构造中，滑动锁定机构1106可以如图12所示构造，可以定位和定向成使得锁定螺栓1204(图13中未具体示出)可以通过齿轮箱1202平移，以便延伸以与弧齿轮1202的齿302啮合。可选地，锁定机构1106可以安装在系带308或组件的其他结构构件(例如支腿组110)上。基于锁定螺栓1204缩回到锁定机构1106中，弧齿轮1302可以经由小齿轮1102，通过驱动轴116驱动而旋转。基于锁定螺栓1204平移以便延伸到弧齿轮的齿302中，然后可以将弧齿轮1302锁定在适当的位置。在该位置，来自太阳能板上的风力的扭矩可以通过锁定机构1106和太阳能追踪器的结构而不是通过驱动轴116和驱动马达来抵抗。
图14示意性地示出了太阳能追踪器锁定机构的另一替代示例性构造的透视图。在图14所示的构造中，驱动轴116可以可旋转地耦合到小齿轮1102，所述小齿轮1102啮合并可旋转地耦合到弧齿轮1402。与图1类似，弧齿轮1402可以构造成支撑和旋转太阳能板(图14中未具体示出)，并且由系带308加固的支腿组110可以构造成支撑这些元件。在图14所示的示例性构造中，弧齿轮1402可以包括在齿轮的内表面上的一个或多个孔1404。如图12所示的滑动锁定机构1106可以定位和定向成锁定螺栓1204可以延伸到弧齿轮的孔1404中的一个中。滑动锁定机构1106可选地可以安装在支腿110中的一个上或太阳能追踪器的另一个结构部件上。与图11和图13所示的示例性构造类似，锁定机构1106可以构造成将弧齿轮1402锁定在适当的位置以抵抗由太阳能板上的风力引起的扭矩。
图15示意性地示出了太阳能追踪器锁定机构的另一示例性构造的透视图。在图15所示的示例中，驱动轴116可以可旋转地耦合到小齿轮1102，所述小齿轮1102啮合并可旋转地耦合到弧齿轮1302。如图1所示，弧齿轮1302可以构造成支撑和旋转太阳能板(图15中未具体示出)，并且由系带308加固的支腿组110可以构造成支撑这些元件。在图15所示的示例性构造中，鼓式制动系统1500构造成将太阳能追踪器锁定在适当的位置。鼓式制动系统1500可以包括制动蹄1502、致动器1504和安装支架1506。制动蹄1502可以在一端安装在一个追踪器支腿110上或另一个结构部件上。制动蹄1502可以构造成围绕这样的安装点旋转，使得根据制动蹄的位置，制动蹄可以不接触弧齿轮1302的内部或者可以压靠在弧齿轮1302的内部。制动蹄1502可以弯曲成使得其曲率与弧齿轮1302的曲率相匹配。制动蹄1502可以构造成使得当压靠在弧齿轮1302上时，制动蹄施加足够的法向力以产生摩擦而将弧齿轮锁定到适当位置。制动蹄1502可以构造成通过致动器1504旋转，所述致动器1504在一些构造中可以以线性方式移动。致动器1504可以是或包括例如线性马达、具有齿轮箱的旋转马达、气动活塞、液压活塞和/或构造成选择性地将鼓形蹄1502压靠在弧齿轮1302上的另一元件。在一个示例中，致动器1504的一端可以耦合到制动蹄1502，并且致动器的另一端可以耦合到安装支架1506或其他合适的结构。在一个或两个安装点处，致动器可以构造成自由地旋转，以便在其与制动蹄1502啮合或脱离时允许其改变角度。
图16示意性地示出了太阳能追踪器锁定机构的又一示例性构造的透视图。在图16所示的构造中，驱动轴116可以可旋转地耦合到小齿轮1102，所述小齿轮1102啮合并可旋转地耦合到弧齿轮1302。与图1类似，弧齿轮1302可以构造成支撑和旋转太阳能板(图16中未具体示出)，并且由系带308加固的支腿组110可以构造成支撑这些元件。在图16所示的示例性构造中，卡钳制动系统1600可以构造成将太阳能追踪器锁定在适当的位置。卡钳制动系统1600可以包括按压在弧齿轮1302的相应侧上的两个卡钳1602、1604。卡钳1602、1604可以构造成可选择地施加足够的法向力以经由摩擦将弧齿轮1302锁定在适当的位置。卡钳制动系统1600可以包括外卡钳1602、内卡钳1604、致动器1606和安装托架1608。外卡钳1602可以包括第一垫以压靠弧齿轮1302和一个或多个杆，例如两个杆，所述杆构造成将第一垫耦合到致动器1606。内卡钳1604可以包括第二垫和一个或多个杆，例如一个杆，所述杆构造成将第二垫连接到致动器1606。致动器1606可以构造成同时并可选择地将内卡钳1604和外卡钳1602两者朝向并压靠弧齿轮1302或远离弧齿轮1302移动。致动器1606可以是或包括液压系统、气动系统、一组俩直线马达、经传动以同时移动两个卡钳的单个线性马达、具有齿轮箱和齿条和小齿轮系统以移动两个卡钳的旋转马达，或另一种合适类型的致动器。致动器1606可以安装在安装支架1608上，安装支架1608可以安装在支腿组110或太阳能追踪器的另一个结构构件上。
图17示意性地示出了包括耦合在一起的多个太阳能追踪器区段的示例性构造。联轴器1702连接相邻追踪器区段的驱动轴116。可定向的耦合接头1704可以相对于彼此成一定角度安装，使得追踪器排可以放置在不平坦的地形上并且可以遵循轮廓而无需大量的现场准备。
图18示意性地示出了示例性耦合接头，例如与图17中所示的构造兼容的耦合接头。图19示意性地示出了图18中所示的示例性耦合接头的横截面视图。例如，图18是示例性耦合接头1704的详细视图，而图19示意性地示出了与图18所示相同的示例性构造的剖视图。图18-19中所示的耦合接头1704可以包括联轴器1702、销组件1800和驱动轴116，所述驱动轴116可选地可以对应于上文参考图1和图11所述的驱动轴116。联轴器1702和驱动轴116的横截面可以各自独立地为圆柱形、矩形或其他形状。驱动轴116可以构造成在联轴器1702内部分地滑动。联轴器1702和驱动轴116各自可以包括穿过其中切割的矩形槽，并且衬套1810可以插入这些槽中。销组件1800可以构造成穿过相应的槽并且将联轴器1702可旋转地耦合到驱动轴116。销组件1800和矩形衬套1810可以构造成在联轴器1702和联轴器1702之间提供平移运动。销组件1800和矩形衬套1810还可以围绕销组件1800的轴线和/或围绕垂直于销组件1800的轴线和联轴器116的轴线的轴线提供有限的旋转运动。
继续图18和19，销组件1800可以包括两个端部件1802、螺栓1804和螺母1806。螺栓1804和螺母1806可以构造成将两个端部件1802保持在一起。可选地，端部件1802可以包括轴承表面1808，所述轴承表面1808可选地基本上为三角形，其构造成当联轴器1702和驱动轴116彼此不对准时允许它们与衬套1810之间的滑动接触支承。该示例性构造中的联轴器可以适应热运动、安装公差和不平坦的地形。在一些构造中，如图18-19所示的柔性联轴器设计成与圆管一起使用，可以由金属板制成或包括金属板，和/或可以包括销组件，所述销组件包括通过螺栓连接的两个部件或者所述两个部件构成。例如，减少或最小化部件的数量可以降低系统成本。
图21A和21B示意性地示出了太阳能追踪器的替代示例性构造的透视图。图21A示意性地示出了透视图，而图21B示意性地示出了详细的透视图。该示例性构造包括围绕追踪轴旋转的太阳能板，所述追踪轴平行于地球表面并在南北方向上对准。太阳能板2102可以沿着追踪轴对准，并且可以安装在旋转梁2104上。图21A和21B包括方形横截面，但形状可以是圆形或其他形状。旋转梁2104可以与追踪轴对准。板后面的加强件可以在横向于追踪轴线的方向上增加结构刚度。太阳能板2102、加强件和旋转梁2104的组件可以由轴承2106支撑在支柱2108上。轴承2106可以构造成允许旋转梁围绕追踪轴旋转。弧齿轮和偏移驱动轴可以构造成减少或消除来自旋转梁的扭矩，使得旋转梁可以按比以下构造降低的强度、材料和/或成本制造，在所述构造中，旋转梁反而支承这种扭矩的部分或全部。支柱2108可以安装在地脚螺钉、地钉、混凝土压载物、混凝土地基或任何其他类型的地基或支撑结构上。
继续图21A和21B，太阳能追踪器可以由驱动驱动轴2010的马达(未具体示出)驱动，所述驱动轴2010可以经由驱动轴轴承2112安装在支柱上，所述驱动轴轴承2112也可以称为轴承支座。驱动轴2110可以耦合到小齿轮2114，所述小齿轮2114可以与图7或图2中的示例性构造类似地构造，以将扭矩和动力传递到弧齿轮2116。可以将弧齿轮2116安装在加强件2118上，所述加强件2118可以构造成将扭矩和动力从弧齿轮2116传递到扭矩管2104。图21A和21B中的示例性构造包括在每个太阳能追踪器区段中的两个弧齿轮2116，但是在其他构造中，每个区段2116可以仅设置一个弧齿轮2116，或者可以设置少于一个弧齿轮。作为示例，旋转梁2104可以延伸通过多个区段，并且可以为每个第三区段提供一个弧齿轮2116。太阳能追踪器可以利用锁定机构锁定用于高风事件，所述锁定机构包括小齿轮2114、锁定板2120和弧齿轮2116，其可以如图1-7C中的示例性构造类似地构造。
太阳能追踪器的“收起位置”可以被认为是这样一个位置，其中追踪器移动到这样的位置以至于它能够抵抗具有特殊强度的风力或者风力显著减小。追踪器可以包括一个或多个收起位置。图22示意性地示出了处于收起位置的太阳能追踪器锁定机构的示例性构造的透视图。例如，图22示意性地示出了处于收起位置的图1的示例性太阳能追踪器锁定机构构造。该收起位置的特征在于追踪器使太阳能板102旋转远离盛行风(由大箭头表示的风向)。例如，追踪器可以旋转板直到背风檩条104接触支腿，例如两组支腿110，并且变得支撑在这些支腿上。在该位置，抵靠太阳能板背面的风力可以导致力从背风檩条104传递到支腿110并进入地面。这可以减小、抑制或避免太阳能板102上的风力将扭矩传递到驱动轴116中(并因此传递到驱动马达中)。此外，一组太阳能收集器区段100中的太阳能板102上的风力可以分布到所有支腿结构110中，而不是集中到任何一个机械元件中。太阳能追踪器可以在任一方向上旋转以将檩条104支撑在支腿组110上，并且追踪器控制系统(未示出)可选地可以例如，根据盛行风向选择收起哪个方向。收起位置的示例性角度是相对于东部或西部60度。可选地，檩条或其他可移动部分可以与诸如A形框架(支腿组)或支腿之类的固定结构接触。例如，在如图22所示的收起位置，根据一些实施方式，檩条与A形框架接触。例如，可以存在缓冲元件、弹簧、减震器、阻尼器或其他机构以抵抗檩条撞击A形框架的潜在冲击。在另一示例中，檩条和A形框架之间的接触为结构提供了额外的强度，以抵抗风力或其他力。弧形追踪器的约束装载(stow)可以减少或消除舞动，可以减少或消除/最小化驱动系统上的装载扭矩，和/或结构的模块/旋转部分被钉在(即压靠)框架上，而没有负载反转效应。减震器弹簧可选地可以设置在檩条104和A形框架支腿组110之间，以便减小冲击。根据一些实施方式，各种构造包括：弹簧、减震器或阻尼器。在装载静力学(结构的旋转部分上的负载)的示例中，抵靠太阳能板102的背面产生的风导致对枢轴销作出反作用的力(Fr)，所述力(Fr)压靠(静止的)支腿/框架。
图23A示意性地示出了太阳能追踪器的替代示例性构造的透视图，并且图23B示意性地示出了与图23A的太阳能追踪器兼容的示例性太阳能板组件的平面图。例如，图23A-23B示出了图1中的太阳能追踪器区段的替代构造。在图23A-23B中所示的非限制性示例中，三个太阳能板2302横跨追踪器的宽度安装。图23B示出了檩条2304的示例性子组件，其中一系列框架元件2306交叉地紧固在檩条上(例如，垂直于檩条紧固)。太阳能板2302可选地可以经由粘合剂安装在框架元件2306上。替代地或附加地，可以使用夹子或紧固件将板2302安装到框架元件2306上。在图23A-23B中所示的构造中，三个板安装在一起，但板的数量可以是两个或者可以多于三个。另外，在图23A-23B中所示的构造中，沿着追踪器纵向安装五个板；在追踪器上可以安装任何其他数量的板。根据一些实施方式，使用加强件(框架元件2306)将一定数量的模块分组为一个结构单元。例如，在图23A-23B中所示的构造中，组可以包括三个模块或由三个模块组成，但是该组可以包含任何合适数量的模块。在另一示例中，支撑模块组的加强件(框架元件2306)附接到弧形追踪器檩条(例如，檩条2304)。在又一个示例中，模块可以用粘合材料附接到加强件。
图20示意性地示出了用于沿着轨道的长度运送追踪器框架的示例性推车。例如，这里提供的太阳能追踪器100的示例性特征在于它们可以相对快速且容易地组装。其一个方面是推车2000，例如图20所示，可以用于沿着混凝土压载物114的长度运送追踪器框架100，可选地，其可以以如图17所示的方式构造。在制备太阳能追踪器的一个示例性方法中，可以形成混凝土压载轨道114。可以在组装空间中准备追踪器框架100，所述空间可选地可以位于混凝土压载轨道114的末端。准备好的追踪器框架100可以放置在推车2000上，如图20所示，然后，推车沿着混凝土轨道114纵向向下移动到将要部署追踪器框架的位置。这种推车系统可以便于安装，因为例如混凝土轨道可以相对较长。
在一个示例性构造中，图20中所示的推车2000可以包括框架2002和两组轮子2002和2004，其可以构造成使得推车框架可以沿着混凝土轨道滚动并保持与轨道对准。推车2000可以包括四个脚部支撑件2006，其设计成接收和支撑追踪器的脚部112。推车可以通过用手推动或拉动来移动，或者可以构造成由电动马达或其他致动系统提供动力。
图24示意性地示出了在组装太阳能追踪器的示例性方法期间的某些部件。例如，图24包括步骤(1)-(3)的图，在一些构造中所述步骤对应于下文参考图25所述的方法2500的某些步骤。示例性过程包括在导轨的端部组装弧形追踪器区段并使用轨上推车(on-railcart)运送。步骤可以包括(1)在轨道一端组装工作台；(2)用推车将工作台移动到适当位置；以及(3)从推车上移除工作台并放在轨道上。工作台可以是或包括用于一组太阳能模块(例如PV模块)的托架组件。图24中的图示意性地示出了在施工期间太阳能发电厂场地的某些元件，所述场地可以包括轨道，例如混凝土轨道114。在混凝土轨道114的端部处或附近可以提供分段区域2402，所述分段区域2402可选地可以包括在工作台组装区域上方的遮蔽结构，例如帐篷2403。在分段区域2402处，可以组装太阳能追踪器结构。例如，部分组装的结构2404被示出为在步骤(1)处组装在推车2000上，可选地，所述推车可以与图20中类似地构造，以及所述推车可以用于移动组装好的工作台。例如，所得到的组装结构2400在步骤(2)(对应于推车移动)处可以通过推车2000沿着轨道114移动到合适的位置，例如与先前安装好的组装式工作台100相邻。组装结构2400可以在步骤(3)处从推车2000移动到轨道114上。
图25示意性地示出了用于组装太阳能追踪器的示例性方法2500中的步骤流程。方法2500可以包括形成混凝土轨道(2502)。例如，如上文参考图1所述的轨道114可以使用滑膜或挤出法形成，并且可以包括单个混凝土压载物(轨道)，其提供构造成用于推车滚动的第一和第二表面，或者可以包括两个单独的混凝土压载物(轨道)，例如提供构造成用于推车滚动的第一表面的第一压载物和提供构造成用于推车滚动的第二表面的第二压载物。可以在轨道的一端建立分段区域(2504)，例如，如上文参考图24所述的分段区域2402。在方法2500中，追踪器结构(例如，工作台)可以在分段区域处构建在推车上(2506)，例如，结构2400可以部分地组装，然后以某种方式在分段区域2402处完全地组装在推车2000上，如上文参考图1的步骤(1)所述。方法2500还可以包括沿着轨道将推车移动到要安装追踪器结构的位置(2508)，例如，其上设置有组装结构(工作台)2400的推车2000可以沿着轨道114的第一和第二表面滚动到合适的位置,例如，与先前安装好的组装式工作台100相邻的位置，其方式如上文参考图2的步骤(2)所述的方式。例如，在一种非限制性构造中，工人将推车沿着轨道推到要安装追踪器结构的位置。方法2500还可以包括从推车上移除追踪器结构并将该结构放置在轨道上(2510)，例如，组装式工作台2400可以从推车2000上移除并适当地放置在轨道114上，如上文参考图24的步骤(3)所述。例如，在一个非限制性构造中，工人可以拿起结构(工作台)并将其放在轨道上。在一些构造中，追踪器结构的脚部112插入轨道114的凹槽中。方法2500还可以包括将追踪器结构的联轴器连接到相邻追踪器结构的联轴器(2512)，例如，组装式工作台2400的联轴器可以连接图24中所示的先前安装好的组装式工作台100的联轴器。这里参考图18和19描述示例性联轴器。这种连接可选地由工人执行。方法2500还包括将粘合剂施加到追踪器脚部以将追踪器结构紧固在轨道上的适当位置(2514)。例如，在追踪器结构的脚部112插入轨道114的凹槽中的一些构造中，粘合剂可以施加在凹槽内，例如由工人施加，以便将追踪器紧固在适当的位置。方法2500还可以包括将太阳能板紧固到追踪器结构(2516)，例如在追踪器已经放置在轨道上和/或用粘合剂固定在适当的位置之前或之后。替代地，太阳能板可以在分段区域处紧固到追踪器结构上，并且附接有太阳能板的追踪器结构可以随着推车移动到安装位置并在那里安装。对于任何合适数量的追踪器结构(工作台)，可以将方法2500重复任何合适的次数，以便准备细长的太阳能追踪器阵列(排)。
根据某些实施方式，弧形追踪器分布式地基可以允许弧形追踪器系统部件上的机械负载减小或最小化。例如，支撑件(支腿)可以以较小的间隔放置，使得每个支撑件不承受与较大间隔的情况一样多的应力。在另一示例中，在具有较高风载荷的外部排上，可以安装更多支撑件而不增加支撑件的尺寸和/或强度。各种非限制性示例，如图26A-26B中所示，可以包括(1)外排—每个工作台4个A形框架(支腿组)，每排2个回转驱动器，以及驱动轴；(2)边缘工作台—每个工作台三个A形框架；和/或(3)内排—每个工作台两个A形框架，每排1个回转驱动器，以及选定的驱动轴壁厚。
图26A-26B示意性地示出了太阳能追踪器的示例性布局的平面图，可选地，其可以以如本文中参考图24和25所述的方式安装。图26A中所示的布局包括位于太阳能场外侧的两个外排2602和位于外排之间的任何合适数量的内排2604(为清楚起见，图26中示出了两个内排2604)。太阳能追踪器可以构造成承受风力。在大型太阳能场中，外排倾向于保护内排免受风力的影响，因此这些内排可以经历与外排明显不同的力。如本文所提供的，降低安装太阳能追踪器的资金成本的一种可选方式是将外排和内排设计成彼此不同，因为它们面对不同的风力。例如，在图26所示的非限制性构造中，追踪器区段可以不同地设计，并且内排2604中的每个马达的区段的数量可以与外排2602不同。在图26A中，每个小矩形表示追踪器区段，其可以与上文参考图1所述的追踪器100类似地构造。在一个示例性构造中，外排2602中标记为“A”的矩形2606可以包括三个支腿组110/区段，并且内排2604中标记为“B”的矩形2608可以包括两个支腿组110/区段。以这种方式，外排2602可以具有比内排2604更大的结构强度，而内排2604可以以比外排2602更低的成本制备，同时考虑到内排2604经受的较低的风力而具有足够的强度。附加地或替代地，放置在外排2602上的排马达2610可以比内排2604上的量高，从而减少了外排上每个马达的追踪器区段的数量。减少每个马达的区段数量会增加耦合到马达的机械系统的整体刚度。图26B中的布局图包括外排，每个外排具有两个回转驱动器，其中外排的每个工作台可以包括四个A形框架；以及内排，每个内排具有一个回转驱动器，其中内排的边缘处的工作台各自可以包括三个A形框架以及内排内部的工作台可以包括两个A形框架。应当理解，可以使用任何合适数量的A形框架(或其他支腿组)和回转驱动器(或其他排马达)。
排马达(例如，回转驱动器)和用于旋转追踪器区段的追踪器区段排之间的示例性连接被描述于2016年11月24日公布的标题为“Systems and Methods for RotatingPhotovoltaic Modules”的国际专利公开号WO2016/187044，其全部内容通过引用并入本文中。
在示例性构造中，基于推车的组件的元件可以包括与组装托架组件的位置相对应的组装区域，以及与用于在项目站点周围运送材料或用于其他目的的推车相对应的运送推车。组装区域可以包括轨道端部或指定区域。例如，组装区域可以位于导轨的端部或项目现场的另一指定位置。组装区域处的活动可以包括将加强件附接到模块，组装弧形追踪器区段(例如，工作台)，以及将材料装载到运送推车上。组装区域也可以或替代地在制造设施场外或其他位置。可以远离组装区域执行一些组装，并且可以在组装区域执行一些组装。运送推车可以是轨上或离轨的。例如，推车可以设计成在混凝土轨道上移动，离开轨道或两者的组合。推车运动路径可以包括推车可以以各种模式在作业现场周围行进，例如沿着轨道的交替方向或前后行进到指定的组装区域。
在附加的示例性构造中，根据某些构造，本追踪器可以利用弧齿轮和小齿轮之间的齿轮减速。例如，两个齿轮之间的齿轮减速和抵抗它们的旋转的摩擦可以具有抵消来自风载荷的动力学和振动的效果。动力学的一些示例包括颤动和舞动。根据某些实施方式，高阻尼可用于抑制风引起的振荡。例如，对于传动装置，扭矩和驱动刚度较低，这使得难以引入高阻尼(例如，>30％)而不会对成本或马达尺寸产生大的影响。在另一示例中，通过材料相互作用(例如，金属滑动上的金属)在每个工作台(和局部齿轮减速)处实现能量耗散。
在附加的示例性构造中，用于阻尼和加强局部可移动部件的分布式齿轮致动可以提供对旨在指向太阳方向的装置阵列的主动定位，以及同时定位并且可能需要低成本的任何其他装置阵列。这种致动构造的一种应用是在太阳能追踪结构上。这种结构可以包括为了发电而附着的太阳能光伏板。投资者和发电公司通常建造大型太阳能板阵列，其可以输出与通常由煤、气或核源供电的公用电厂一样多的电力。太阳能公用电厂的规模可以从几百千瓦的可用输出到超过500兆瓦。推动这种发电厂的市场和规模的一个因素是在其运行寿命期间产生的能量的成本，因为能源是免费的，主要包括建造和维护该厂的成本。如果支撑PV板的结构每天将板朝向太阳方向指向，则与固定的板相比，每个板的功率输出增加。如果建造和维护太阳能追踪结构的额外成本被发电厂寿命期间功率输出的更大增加所抵消，则这降低了计划产生的能量成本。
公用规模太阳能追踪器技术的最新进展集中在通过增加由单个微控制器和马达致动的太阳能收集区域来降低追踪致动硬件的成本。通过减少特定功率输出的可能故障点数，可以降低追踪致动系统的总成本。用于该策略的致动器和追踪结构的示例性构造是将所有太阳能收集板放置在单个部件上，所述单个部件可以围绕一个或多个轴旋转以追踪太阳。围绕固定地基旋转以追踪太阳的该单个部件可被称为移动框架。一旦单个移动框架携带任何更多的太阳能收集区域变得不切实际，便在相邻的移动框架之间放置各种力传递方法。以这种方式，当由单个马达和微控制器致动时，超过100kW的太阳能PV可以追踪太阳。
当实现相对于其单个控制器和致动器具有大的太阳能收集区域的太阳能追踪器架构时，系统的刚度可以成为重要的设计和成本因素。对于其位置由单个致动器控制的装置阵列，单个装置或装置上的点离致动器越远，其相对于致动器命令的致动位置就越灵活。这种现象可能发生，因为每种材料都具有弹性模量(其是应力比应变的单位)，因此部件离固定点越远(在致动器处)，产生等效偏转所需的力越小。这个问题可以通过简单地加固可移动框架部件来解决，但是在不牺牲结构效率和增加不必要的费用的情况下这样做是困难的。如果通过使相同的梁元件变厚来加固结构，则其将变得更强，将具有高强度与要求比，并且将使用比应用所需更多的材料。另一种加固结构的方法是通过增加其惯性矩，对于具有相同重量的梁元件，该惯性矩将产生更大的外部尺寸和更薄的材料区段。两种加强方法都可能增加移动阵列结构的成本。因此，一些有源定位阵列的设计在每个执行器的收集区域的尺寸(或任何需要位置控制的元件)与材料的额外成本之间进行了仔细的折衷，这实现了坚固且足够强劲的结构以满足被追踪设备的性能要求。
尽管可以利用现代数据和工程实践来计算结构的风荷载和挠度，但是在PV追踪市场中常见的情况是结构在某些风速下经历弹性偏转共振，这在结构的设计阶段未得到很好的预测。其中大部分是由于阵列的重复模式，其中阵列的一段的一个弹性移动平面在阵列的相同弹性构件的上风。阵列的相同相邻弹性构件的这种模式导致从一个构件传递到下一个构件的振荡反馈，并且导致反馈继续穿过相同阵列的许多相邻构件。因此，具有在风载荷下经受显著偏转的长弹性构件的许多太阳能追踪结构利用油阻尼器支柱，其可以消除阵列的这种弹性构件的共振运动。同样，添加油阻尼器增加了成本、复杂性，并且进一步降低了对成本敏感的这种机构的可靠性。
用于阻尼和加固局部可移动部件的分布式齿轮致动可以增加与致动器相距很远的距离的定位元件的刚度，这为其各种位置提供反作用力。分布式齿轮致动架构的示例性构造可以通过小驱动轴提供位置致动力，所述小驱动轴可以从中央致动器引导到待定位的阵列的每个元件。在驱动轴和待定位的每个元件之间存在齿轮箱、轴承和传动装置中的减速比。齿轮减速使得驱动轴必须通过较大的偏转角度，以便待定位元件的相应的角度变化。目前利用这种分布式致动结构的示例性太阳能PV追踪器在驱动轴和追踪PV板之间具有9至14：1的齿轮减速比。如果扭转元件(例如驱动轴)在比较系统之间具有相同的刚度，则输出元件(PV板)和固定元件(致动马达)的刚度可以随着传动比的平方而变化。除了通过齿轮减速系统传递到驱动轴的偏转扭矩之外，在齿轮箱轴承处存在局部反作用力，其将偏转扭矩反作用力直接传递到靠近被定位的元件的局部轴承。定位元件的这种局部反作用力是独特的，因为它允许施加到定位元件的一些力在该元件的支撑件中局部地反作用。在其定位元件没有局部齿轮减速的系统中，施加到该元件上的非平移的(可围绕支承支撑件的元件旋转的)全部外力必须通过直接连接到致动马达的控制构件进行反作用。以这种方式，通过齿轮箱驱动阵列的各个元件的分布式驱动轴可以具有增加的刚度并且通过局部支撑构件将反作用力分配给外力。
除了增加刚度和对局部支撑构件的负载分布之外，分布式齿轮致动还具有在每个致动齿轮处提供局部能量消耗的方便手段的优点。能量耗散的方式是通过驱动轴和其支撑轴承之间的摩擦。可以注意到，当没有分布式齿轮致动架构时也会发生这种摩擦能量耗散，但是已经表明，利用分布式齿轮致动架构，可以更容易地控制摩擦能量耗散，实际上依赖于摩擦能量耗散并且成本更低。
与阻尼和局部齿轮减速相关的示例包括弧形追踪器：金属表面上的金属比没有局部齿轮减速的追踪器更多，因此可能有更多的摩擦阻尼；和/或弧形追踪器上驱动轴的位移更高：齿轮系中的摩擦损失发生在具有最高位移的位置，并且在低位移位置处也存在摩擦损失但这些摩擦损失的幅度较小。
图27A-27D示意性地示出了基于推车的组件的其他示例性构造。图27A中所示的非限制性构造包括指定的组装区域、离轨行进的推车，以及在排之间交替方向的推车。图27B中所示的非限制性构造包括指定的组装区域、离轨行进的推车，以及在组装区域和排之间来回行进的推车。图27C中所示的非限制性构造包括导轨端的组装区域和轨上行进的推车。在图27C中，(1)推车在导轨端部的组装区域装载，(2)推车移动到导轨上的安装区域，以及(3)从推车卸载材料并安装在导轨上。在图27D中，推车沿轨道之间的区域滚动并由轨道支撑。
在一个非限制性构造中，用于可旋转地安装和锁定太阳能板的系统包括驱动机构和锁定机构。驱动机构可以包括驱动轴、小齿轮和弧齿轮。小齿轮可以耦合到驱动轴并且可以包括小齿轮齿和轴承表面。弧齿轮可以耦合到太阳能板并且可以包括第一区段。第一区段可以包括弧齿轮齿。锁定机构可以包括锁定板，所述锁定板耦合到弧齿轮并且可以包括反作用表面。响应于驱动轴的第一量旋转，小齿轮齿与第一区段中的弧齿轮齿的啮合可以使弧齿轮旋转。响应于驱动轴的第二量的旋转，弧齿轮可以旋转到收起位置，在所述收起位置，反作用表面抵靠轴承表面支承并将弧齿轮锁定在适当的位置。这里参考图1-7C、10A-10B、17、21A-21B、22、28A-28C和29提供了这种系统的非限制性示例。
在一个非限制性构造中，用于可旋转地安装和锁定多个太阳能追踪器的系统可以包括耦合到第一太阳能追踪器的第一机构；以及耦合到第二太阳能追踪器的第二机构。第一机构和第二机构各自可以包括驱动机构和锁定机构。驱动机构可以包括驱动轴、小齿轮和弧齿轮。小齿轮可以耦合到驱动轴并且可以包括小齿轮齿。弧齿轮可以耦合到相应的太阳能追踪器并且可以包括第一区段，所述第一区段可以包括弧齿轮齿。锁定机构可以包括锁定板和驱动销。驱动销可以耦合到小齿轮。锁定板可以耦合到弧齿轮，并且可以包括构造成啮合驱动销的槽。第一机构的驱动轴可以柔性地耦合到第二机构的驱动轴。响应于第一驱动轴的第一量的旋转，第一机构的小齿轮齿与第一机构的第一区段中的弧齿轮齿的啮合使第一机构的弧齿轮旋转；第二驱动轴经由柔性联轴器旋转第一量；以及第二机构的小齿轮齿与第二机构的第一区段中的弧齿轮齿的啮合使第二机构的弧齿轮旋转。响应于第一驱动轴的第二量的旋转，第一机构的锁定板的槽与第一机构的驱动销啮合，并且第一机构的弧齿轮齿与第一机构的小齿轮齿脱离；第二驱动轴经由柔性联轴器旋转第二量；以及第二机构的锁定板的槽与第二机构的驱动销啮合，以及第二机构的弧齿轮齿与第二机构的小齿轮齿脱离。这里参考图1-7C、10A-10B、17、18、19、21A-21B、22、28A-28C和29提供了这种系统的非限制性示例。
在一个非限制性构造中，用于可旋转地安装和锁定太阳能板的方法可以包括提供驱动机构，所述驱动机构可以包括驱动轴、小齿轮和弧齿轮。小齿轮可以耦合到驱动轴并且可以包括小齿轮齿和轴承表面。弧齿轮可以耦合到太阳能板并且可以包括第一区段，所述第一区段可以包括弧齿轮齿。所述方法可以进一步包括提供锁定机构，所述锁定机构可以包括耦合到弧齿轮的锁定板并且可以包括反作用表面。所述方法可以进一步包括使驱动轴旋转第一量，使得小齿轮齿与第一区段中的弧齿轮齿的啮合使弧齿轮旋转。所述方法可以进一步包括使驱动轴旋转第二量，同时使锁定板的槽与驱动销啮合，使得弧齿轮旋转到收起位置，在所述收起位置，反作用表面抵靠轴承表面支承并将弧齿轮锁定到适当位置。这里参考图1-7C、8、9、10A-10B、17、21A-21B、22、28A-28C和29提供了这种方法的非限制性示例。
在一个非限制性构造中，用于可旋转地安装和锁定多个太阳能追踪器的方法可以包括提供耦合到第一太阳能追踪器的第一机构；以及提供耦合到第二太阳能追踪器的第二机构。第一机构和第二机构各自可以包括驱动机构和锁定机构。驱动机构可以包括驱动轴、小齿轮和弧齿轮。小齿轮可以耦合到驱动轴并且可以包括小齿轮齿。弧齿轮可以耦合到相应的太阳能追踪器并且可以包括第一区段，所述第一区段可以包括弧齿轮齿。锁定机构可以包括锁定板和驱动销。驱动销可以耦合到小齿轮，并且锁定板可以耦合到弧齿轮并可以包括构造成啮合驱动销的槽。第一机构的驱动轴可以柔性地耦合到第二机构的驱动轴。所述方法可以包括使第一驱动轴旋转第一量，使得第一机构的小齿轮齿与第一机构的第一区段中的弧齿轮齿的啮合使第一机构的弧齿轮旋转。所述方法可以包括经由柔性联轴器使第二驱动轴旋转第一量，使得第二机构的小齿轮齿与第二机构的第一区段中的弧齿轮齿的啮合使第二机构的弧齿轮旋转。所述方法可以包括使第一驱动轴旋转第二量，使得第一机构的锁定板的槽与第一机构的驱动销啮合，并且第一机构的弧齿轮齿与第一机构的小齿轮齿脱离。所述方法可以包括经由柔性联轴器使第二驱动轴旋转第二量，使得第二机构的锁定板的槽与第二机构的驱动销啮合，并且第二机构的弧齿轮齿与第二机构的小齿轮齿脱离。这里参考图1-7C、8、9、10A-10B、17、18、19、21A-21B、22、28A-28C和29提供了这种方法的非限制性示例。
在一种非限制性构造中，组装太阳能追踪器的方法可以包括形成混凝土轨道；以及在混凝土轨道的一端建立分段区域。所述方法还可以包括在分段区域处在推车上构建追踪器结构；以及将推车沿着混凝土轨道移动到要安装追踪器结构的位置。所述方法还可以包括从推车上移除追踪器结构并将追踪结构放置在混凝土轨道上；以及将追踪器结构的联轴器耦合到相邻追踪器结构的联轴器。所述方法还可以包括将追踪器结构固定在混凝土轨道上的适当位置；以及将一个或多个太阳能板紧固到追踪器结构上。这里参考图20、24、25和27A-27D提供了这种方法的非限制性示例。
虽然本文描述了本发明的各种说明性实施方式，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的情况下，可以在其中进行各种改变和修改。例如，本系统和方法不限于与光伏模块一起使用，而是可以应用于包括任何类型的太阳能模块的太阳能收集器(例如，如与聚光太阳能系统一起使用的模块，例如抛物线型槽或定日镜)，或旋转和锁定任何其他类型的结构。落入本发明的真实精神和范围内的所有这些变化和修改都包含在以下权利要求中。

Claims (24)

1.一种用于可旋转地安装和锁定太阳能板的系统，所述系统包括：
驱动机构，所述驱动机构包括驱动轴、小齿轮和弧齿轮，
所述小齿轮耦合到所述驱动轴并且包括小齿轮齿和轴承表面，
所述弧齿轮耦合到所述太阳能板并且包括第一区段，所述第一区段包括弧齿轮齿；以及
锁定机构，所述锁定机构包括锁定板，所述锁定板耦合到所述弧齿轮并且包括反作用表面；
其中，响应于所述驱动轴的第一量的旋转，所述小齿轮齿与所述第一区段中的所述弧齿轮齿的啮合使所述弧齿轮旋转；以及
其中，响应于所述驱动轴的第二量的旋转，所述弧齿轮旋转到收起位置，在所述收起位置，所述反作用表面抵靠所述轴承表面支承并将所述弧齿轮锁定在适当的位置。
2.如权利要求1所述的系统，其中：
所述锁定机构进一步包括耦合到所述小齿轮的驱动销；
所述锁定板进一步包括槽，所述槽构造成与所述驱动销啮合；以及
响应于所述驱动轴的第三量的旋转，所述锁定板的所述槽与所述驱动销啮合，响应于此，所述弧齿轮齿与所述小齿轮齿脱离。
3.如权利要求1或权利要求2所述的系统，其中所述弧齿轮进一步包括缺少弧齿轮齿的第二区段，所述锁定板邻近所述第二区段耦合。
4.如权利要求2或权利要求3所述的系统，其进一步包括支腿和耦合到所述支腿的轴承座，所述轴承座支撑所述驱动轴和所述小齿轮。
5.如权利要求4所述的系统，其中当所述弧齿轮处于所述收起位置时，所述反作用表面抵靠所述轴承表面的支承将所述太阳能板上的风载荷基本上经由所述轴承座传递到所述支腿中。
6.如权利要求1-5中任一项所述的系统，其中所述弧齿轮包括形成侧壁的第一金属片和形成齿轮齿条的第二金属片，所述齿轮齿条与所述侧壁互锁。
7.如权利要求3所述的系统，其中所述系统耦合到支撑第一多个太阳能板的第一檩条，所述弧齿轮到所述收起位置的所述旋转将所述第一多个太阳能板锁定在固定位置。
8.一种用于可旋转地安装和锁定多个太阳能追踪器的系统，所述系统包括：
耦合到第一太阳能追踪器的第一机构；以及
耦合到第二太阳能追踪器的第二机构；
所述第一机构和第二机构各自包括：
驱动机构，所述驱动机构包括驱动轴、小齿轮和弧齿轮，
所述小齿轮耦合到所述驱动轴并包括小齿轮齿，以及
所述弧齿轮耦合到相应的太阳能追踪器并包括第一区段，所述第一区段包括弧齿轮齿；以及
锁定机构，所述锁定机构包括锁定板和驱动销，
所述驱动销耦合到所述小齿轮，以及
所述锁定板耦合到所述弧齿轮并且包括构造成啮合所述驱动销的槽；
其中所述第一机构的所述驱动轴柔性地耦合到第二机构的所述驱动轴；
其中，响应于所述第一驱动轴的第一量的旋转：
所述第一机构的所述小齿轮齿与所述第一机构的所述第一区段中的所述弧齿轮齿的啮合使所述第一机构的所述弧齿轮旋转；
所述第二驱动轴经由所述柔性联轴器旋转所述第一量；以及
所述第二机构的所述小齿轮齿与所述第二机构的所述第一区段中的所述弧齿轮齿的啮合使所述第二机构的所述弧齿轮旋转；以及
其中，响应于所述第一驱动轴的第二量的旋转：
所述第一机构的所述锁定板的所述槽与所述第一机构的所述驱动销啮合，以及所述第一机构的所述弧齿轮齿与所述第一机构的所述小齿轮齿脱离；
所述第二驱动轴经由所述柔性联轴器旋转第二量；以及
所述第二机构的所述锁定板的所述槽与所述第二机构的所述驱动销啮合，并且所述第二机构的所述弧齿轮齿与所述第二机构的所述小齿轮齿脱离。
9.如权利要求8所述的系统，其中：
所述第一机构和第二机构中的每一个的所述小齿轮进一步包括轴承表面，
所述第一机构和第二机构中的每一个的所述锁定板进一步包括反作用表面，
响应于所述第一驱动轴的第三量的旋转以及所述第一机构的所述锁定板的所述槽与所述第一机构的所述驱动销之间的啮合：
所述第一机构的所述弧齿轮旋转到收起位置，在所述收起位置，所述第一机构的所述反作用表面抵靠所述第一机构的所述轴承表面，
所述第二驱动轴经由所述柔性联轴器旋转所述第三量，以及
所述第二机构的所述弧齿轮转动到收起位置，在所述收起位置，所述第二机构的所述反作用表面抵靠所述第二机构的轴承表面支承。
10.如权利要求8或权利要求9所述的系统，其中所述第一机构和第二机构中的每一个的所述弧齿轮进一步包括缺少弧齿轮齿的第二区段，所述锁定板邻近所述第二区段耦合。
11.如权利要求8-10中任一项所述的系统，其中所述第一机构的所述弧齿轮到所述收起位置的所述旋转与所述第二机构的所述弧齿轮到所述收起位置的所述旋转发生在不同的时间。
12.一种用于可旋转地安装和锁定太阳能板的方法，该方法包括：
提供驱动机构，所述驱动机构包括驱动轴、小齿轮和弧齿轮，
所述小齿轮耦合到所述驱动轴并且包括小齿轮齿和轴承表面，
所述弧齿轮耦合到所述太阳能板以及包括第一区段，所述第一区段包括弧齿轮齿；
提供锁定机构，所述锁定机构包括锁定板，所述锁定板耦合到所述弧齿轮并且包括反作用表面；
使所述驱动轴旋转第一量，使得所述小齿轮齿与所述弧齿轮齿在所述第一区段中的啮合使所述弧齿轮旋转；以及
使所述驱动轴旋转第二量，同时使所述锁定板的所述槽与所述驱动销啮合，使得所述弧齿轮旋转到收起位置，在所述收起位置，所述反作用表面抵靠所述轴承表面支承并将所述弧齿轮锁定在适当的位置。
13.如权利要求12所述的方法，其中：
所述锁定机构进一步包括耦合到所述小齿轮的驱动销；
所述锁定板进一步包括构造成与所述驱动销啮合的槽；以及
所述方法包括使所述驱动轴旋转第三量，使得所述锁定板的所述槽与所述驱动销啮合，响应于此，所述弧齿轮齿与所述小齿轮齿脱离。
14.如权利要求12或权利要求13所述的方法，其中所述弧齿轮进一步包括缺少弧齿轮齿的第二区段，所述锁定板邻近所述第二区段耦合。
15.如权利要求13或权利要求14所述的方法，其中所述方法进一步包括提供支腿和耦合到所述支腿的轴承座，所述轴承座支撑所述驱动轴和所述小齿轮。
16.如权利要求15所述的方法，所述方法进一步包括，当所述弧齿轮处于所述收起位置时，所述反作用表面抵靠所述轴承表面的所述支承将所述太阳能板上的风载荷经由所述轴承座基本上传递到所述支腿中。
17.如权利要求12-16中任一项所述的方法，其中所述弧齿轮包括形成侧壁的第一金属片和形成齿轮齿条的第二金属片，所述齿轮齿条与所述侧壁互锁。
18.如权利要求14所述的方法，其中所述机构耦合到支撑第一多个太阳能板的第一檩条，所述弧齿轮到所述收起位置的所述旋转将所述第一多个太阳能板锁定在固定位置。
19.一种用于可旋转地安装和锁定多个太阳能追踪器的方法，所述方法包括：
提供耦合到第一太阳能追踪器的第一机构；
提供耦合到第二太阳能追踪器的第二机构，
其中所述第一机构和第二机构各自包括：
驱动机构，所述驱动机构包括驱动轴、小齿轮和弧齿轮，
所述小齿轮耦合到所述驱动轴并且包括小齿轮齿，以及
所述弧齿轮耦合到相应的太阳能追踪器并且包括第一区段，所述第一区段包括弧齿轮齿；以及
锁定机构，所述锁定机构包括锁定板和驱动销，
所述驱动销耦合到所述小齿轮，以及
所述锁定板耦合到所述弧齿轮并且包括构造成啮合所述驱动销的槽；
其中所述第一机构的所述驱动轴柔性地耦合到所述第二机构的所述驱动轴；
使所述第一驱动轴旋转第一量，使得所述第一机构的所述小齿轮齿与所述第一机构的所述第一区段中的所述弧齿轮齿的啮合使所述第一机构的所述弧齿轮旋转；
经由柔性联轴器使所述第二驱动轴旋转所述第一量，使得所述第二机构的所述小齿轮齿与所述第二机构的所述第一区段中的所述弧齿轮齿的啮合使所述第二机构的所述弧齿轮旋转；以及
使所述第一驱动轴旋转第二量，使得所述第一机构的所述锁定板的所述槽与所述第一机构的所述驱动销啮合，以及所述第一机构的所述弧齿轮齿与所述第一机构的所述小齿轮齿脱离；
经由所述柔性联轴器使所述第二驱动轴旋转所述第二量，使得所述第二机构的所述锁定板的所述槽与所述第二机构的所述驱动销啮合，以及所述第二机构的所述弧齿轮齿与所述第二机构的所述小齿轮齿脱离。
20.如权利要求19所述的方法，其中：
所述第一机构和第二机构中的每一个的所述小齿轮进一步包括轴承表面，
所述第一机构和第二机构中的每一个的所述锁定板进一步包括反作用表面，
所述方法进一步包括：
使所述第一驱动轴旋转第三量，同时使所述第一机构的所述锁定板的所述槽与所述第一机构的所述驱动销啮合，使得所述第一机构的所述弧齿轮旋转到收起位置，在所述收起位置，所述第一机构的所述反作用表面抵靠所述第一机构的所述轴承表面支承；以及
经由所述柔性联轴器使所述第二驱动轴旋转所述第三量，使得所述第二机构的所述弧齿轮旋转到收起位置，在所述收起位置，所述第二机构的所述反作用表面抵靠所述第二机构的所述轴承表面支承。
21.如权利要求19或权利要求20所述的方法，其中所述第一机构和第二机构中的每一个的所述弧齿轮进一步包括缺少弧齿轮齿的第二区段，所述锁定板邻近第二区段耦合。
22.如权利要求19-21中任一项所述的系统，其中所述第一机构的所述弧齿轮到所述收起位置的所述旋转与所述第二机构的所述弧齿轮到所述收起位置的所述旋转发生在不同的时间。
23.一种组装太阳能追踪器的方法，所述方法包括：
形成混凝土轨道；
在所述混凝土轨道的一端建立分段区域；
在所述分段区域处在推车上构建追踪器结构；
将所述推车沿着所述混凝土轨道移动到要安装所述追踪器结构的位置；
从所述推车移除所述追踪器结构并将所述追踪结构放置在所述混凝土轨道上；
将所述追踪器结构的联轴器连接到相邻追踪器结构的联轴器；
将所述追踪器结构固定在所述混凝土轨道上的适当位置；以及
将一个或多个太阳能板紧固到所述追踪器结构上。
24.如权利要求23所述的方法，其中将所述追踪器结构紧固在所述混凝土轨道上的适当位置包括将粘合剂施加到所述追踪结构的脚部上。
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