CN112534711A - 带悬挂反射镜组件的自压载定日镜 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于跟踪太阳的定日镜。该定日镜包括：框架(104)，其具有支腿(102)；光学组件(120)，其被配置为经由多根线材(130)悬挂在框架的支腿之间；以及多个致动器(520)，其被配置为经由多根线材改变光学组件的方向。该光学组件可以包括跟踪太阳的反射镜(122)或光伏板以及混凝土背衬(610)。光学组件可以进一步包括：跟踪控制器(150)，其向多个致动器供能；光伏电池(252)，其被配置为向跟踪控制器和致动器供电；清洁组件(1710)；以及储液器(770)，其用于收集光学组件上的雨水。该光学组件可以进一步包括照相机(254)，用于捕获框架的图像并且基于图像来确定光学组件的方向。

Description

带悬挂反射镜组件的自压载定日镜

相关申请的交叉引用

根据37 CFR 1.57，在与本申请一起提交的在申请数据表中确定了国外或国内的优先权要求的任何和所有申请在此通过引用并入。本申请要求2018年6月4日提交的序列号为62/680,499的美国临时专利申请以及2018年6月28日提交的序列号为62/691,489的美国临时专利申请的权益，这些临时专利申请通过引用整体并入本文用于所有目的。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于捕获太阳能的定日镜装置。特别地，本发明涉及一种悬挂于三脚架框架上用于跟踪太阳的反射镜或光伏板，用于将太阳光转换为可用能源。

背景技术

传统的定日镜的建造和安装都非常昂贵。这些传统的定日镜包括反射镜或光伏板，它们可以在有风的条件下经受极端的力量。为了承受风的荷载，传统的定日镜通常由结构钢构造并且利用柱子和混凝土固定在地面上。然而，钢是一种相对昂贵的建筑材料，并且钻孔和设置柱子的人工成本与定日镜本身的价格相当。因此，需要一种具有成本效益的、同时具有自压载和抗风性能的定日镜设计。

发明内容

下面呈现一个或多个方面的简化概述，以便提供对这些方面的基本理解。该概述不是对所有预期方面的广泛综述，并且既不旨在标识所有方面的关键或决定性元素，也不旨在描绘任何或所有方面的范围。其唯一目的是以一种简化的形式呈现一个或多个方面的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

本公开的一方面涉及一种用于跟踪太阳的定日镜。示例性定日镜包括：框架，其具有多个支腿构件；光学组件，其被配置为在框架的支腿构件之间悬挂于该框架上；多根线材，其被配置为将光学组件连接到框架；以及多个致动器，其被配置为经由多根线材改变光学组件的取向。光学组件可选地包括跟踪太阳的反射镜或光伏板，以及提供质量从而使定日镜自压载的沉重背衬(backing)。

在一些实施例中，光学组件靠近光学组件的质心悬挂于多根线材。在其他实施例中，线材连接到光学组件的边缘处，然后连接到光学组件的底面处的致动器。光学组件的方向通过改变线材上的张力而变化。通过改变张力，多个致动器可以使光学组件围绕第一水平轴线和垂直于该第一水平轴线的第二水平轴线转动，从而改变光学组件的俯仰角和滚转角。

在一些实施例中，光学组件可选地进一步包括：跟踪控制器，其向多个致动器供能；光伏电池，其被配置为向跟踪控制器和多个致动器供电；和/或清洁组件。清洁组件可以可选地包括擦拭片和水泵，以将由用于收集雨水的储液器收集的水喷射在光学组件上。

在其他实施例中，光学组件可选地包括照相机，该照相机用于捕获框架例如顶部横杆的底面的图像。跟踪控制器然后可以基于图像确定光学组件相对于框架的方向。

附图说明

在附图的图中以示例而非限制的方式示出本发明，其中：

图1是根据第一实施例的示例性定日镜的透视图；

图2是根据第一实施例的定日镜的俯视图；

图3是根据第一实施例的定日镜的侧视图；

图4是根据第一实施例的定日镜框架的相机视图；

图5是根据第一实施例的定日镜的仰视图；

图6是根据第一实施例的示例性线材引导件的截面图；

图7是根据第二实施例的示例性定日镜的透视图；

图8是根据第二实施例的定日镜的透视图；

图9是根据第二实施例的定日镜的前侧视图；

图10是根据第二实施例的定日镜的右侧视图；

图11是根据第二实施例的定日镜的俯视图；

图12是根据第二实施例的定日镜的主视图；

图13是根据第二实施例的定日镜的侧视图；

图14是根据第二实施例的定日镜的透视图；

图15A和图15B是根据第二实施例的用于改变反射镜俯仰角的示例性控制系统的图解视图；

图16A和图16B是根据第二实施例的用于改变反射镜滚转角的示例性控制系统的图解视图；

图17是根据第二实施例的具有示例性清洁组件的定日镜的俯视图；

图18和图19是根据第三实施例的用于改变反射镜方向的示例性控制系统的图解视图；

图20是根据第四实施例的示例性定日镜的透视图；

图21是根据第四实施例的定日镜的侧视图；并且

图22是根据第四实施例的定日镜的侧视图。

具体实施方式

图1至图6示出示例性定日镜100的第一实施例。定日镜100包括：框架101，其具有多个支腿；光学组件；以及多根线材或缆绳。线材被配置为将光学组件悬挂于框架上，并且还被配置为防止光学组件横向移动。光学组件能够在多个致动器的控制下围绕俯仰轴和滚转轴枢转，该多个致动器确定线材中的张力。尽管其他实施例中的光学组件可以可选地包括光伏(PV)面板，但在优选实施例中，光学组件包括用于将阳光反射到接收塔的反射镜。

框架101包括具有基脚106的多个支腿构件102A、102B、102C，优选地为三脚架的形式。定日镜是自压载的，因此每个支脚106位于地面上，而没有任何锚、桩、螺栓或地基。支腿构件102A、102B、102C也刚性地附着到被配置为形成三角形的顶部横杆104。支腿构件和顶部横杆配合以提供稳定性，同时抵抗移动、弯曲和扭转。

定日镜100包括多根悬挂线材130A、130B、130C或将反射镜组件120悬挂于框架101上的其他柔性构件。线材的布置还被配置为抑制(例如，防止)反射镜组件横向移动或摆动。在示例性实施例中，将反射镜组件120连接到框架101的线材以对角线模式布置，以抑制(例如，防止)反射镜组件的左右移动。

在第一示例性实施例中，线材130A、130B、130C在反射镜边缘的三个接触点与反射镜连接。对于反射镜的每个接触点，有两根线材，每根线材连接到由顶部横杆104形成的三角形的顶点132。在本实施例中，两根线材130A将反射镜组件的最左边的点连接到两个顶点132，支腿102A在该顶点处连接到顶部横杆104。两根线材130B将反射镜组件的最后面的点连接到两个顶点132，支腿102B在该顶点处连接到第二顶部横杆104。两根线材130C将反射镜组件的最右边的点连接到两个顶点132，支腿102C在该顶点处连接到第三顶部横杆104。线材还以下述方式在光学组件下面延伸。

在反射镜122的三个接触点中的每个接触点处，线材引导件140安装到反射镜组件120的边缘。每个线材引导件被配置为捕获反射镜组件上方的两根线材，并以平行于反射镜组件底面的方式重定向那些线材。图5中示出反射镜组件的底面，并且图6中示出线材引导件140。如下所述，反射镜122的方向是由卷入或卷出反射镜组件底面上的线材的端部的致动器改变的，从而分别升高或降低反射镜的侧面，直到达到所需的方向。

如图2的俯视图所示，定日镜100可选地进一步包括自供电跟踪控制器150和光伏电池252。该跟踪控制器可以可选地使用来自PV电池252的电流来计算反射镜122的恰当的方向并且驱动经由线材130物理移动反射镜的致动器。反射镜组件120和/或太阳的位置可以可选地根据由照相机254捕获的图像确定，照相机254也由PV电池252供电。

如图3所示，集成到跟踪控制器150中的照相机254可选地是朝向向上的针孔照相机。照相机254的视野足够大，即使不能看到全部的顶部横杆104，也能看到大部分。在图4中示出由照相机254捕获的示例图像。如图4所示，该图像清楚地示出了顶部横杆104以及固定的附着点404处的线材130A、130B、130C，在该固定的附着点处，线材连接到顶部横杆104的顶点132。基于照相机中的图像，跟踪控制器可以准确地确定反射镜122相对于框架101的位置和方向。此后，跟踪控制器可以改变反射镜122的方向以将太阳光精确地反射到例如太阳能塔(未示出)的接收器。

图5中示出定日镜100的底面，包括反射镜组件120的底面。反射镜组件120可选地包括多个致动器520，该致动器具有至少三个千斤顶螺丝522。每个千斤顶螺丝522包括托架或方螺母524，该托架或方螺母524在引导件(未示出)内线性滑动，而不随千斤顶螺丝522的转动而转动。每个方螺母524依次连接到穿过接触点特别是线材引导件140的两根线材130A、130B、130C。为了改变反射镜的方向，跟踪控制器150向转动一个或多个千斤顶螺丝522的一个或多个致动器520供能，这导致一个或多个方螺母524朝着或远离致动器滑动，从而使得至少一对线材130A、130B、130C的末端卷入或卷出。自由滑动通过线材引导件140的线材130A、130B、130C使反射镜的相关联的边缘升起或下降，该升起或下降的量由跟踪控制器150控制。通常，当改变反射镜122的方向时，跟踪控制器150升起反射镜122的一侧边缘，同时降低反射镜122的另一侧边缘，以保持反射镜122的重心大致固定。

在图6中示出线材引导件140的截面。如图所示，线材引导件附接到反射镜背衬610的底面，并从反射镜组件120的横向边缘向外延伸。线材引导件包括第一对孔640、642，两根线材630中的一根位于该一对孔640、642中。线材引导件还包括第二对孔，不可见的第二根线材630位于该第二对孔。在每种情况下，孔都比线材大，从而允许线材630在致动器卷入或卷出线材时自由地滑过该孔。因此，当致动器520卷入或卷出线材630时，线材引导件140用于将线材630在反射镜122下方的横向移动有效地改变为在反射镜122上方的垂直移动。反过来，反射镜122的相关联的边缘分别上升或下降。在其他实施例中，轮子或滑轮可以可选地用作线材引导件140的替代物。

反射镜背衬610可以可选地包括混凝土或类似的坚固致密材料。混凝土的重量有利地使反射镜组件120能够利用重力抵抗风力，否则将导致反射镜组件120在有风的情况下摆动并且有损坏的风险。如本领域技术人员将理解的，将致动器520和千斤顶螺丝522放置在反射镜组件120的底面上有利地通过保护性地隐藏移动组件，使其免受恶劣天气条件的影响。

第二示例性定日镜实施例

在图7至图15中示出具有悬挂反射镜的示例性定日镜700的第二实施例。定日镜700包括：框架，其具有多个支腿；反射镜组件；以及多根线材或缆绳，其将反射镜组件悬挂于框架上。尽管线材抑制(例如，防止)反射镜组件横向移动，但是反射镜能够在确定反射镜的俯仰角和滚转角的多个致动器的控制下适当地枢转。反射镜组件进一步包括储液器和清洁组件。

框架701为三脚架的形式。三脚架框架701包括多个支腿构件102A、102B、102C，每个支腿构件包括支脚106。定日镜700是自压载的，因此每个支脚106位于地面上，而没有任何锚、桩、螺栓或地基。支腿构件102A、102B、102C也刚性地附着到被配置为刚性三角形的顶部横杆104。由支腿构件102A、102B、102C和顶部横杆104形成的三角形配合以为定日镜700提供稳定性，同时抵抗移动、弯曲和扭动。

反射镜组件720包括：反射镜722；刚性背板824；多个致动器1340(参见图13)，其位于反射镜组件720的底面；以及光伏电池770，其用于为跟踪控制器处理器(未示出)和多个致动器1340供电。多个致动器1340可以可选地包括步进马达，当由跟踪控制器供电时，该步进马达确定反射镜722的方向，以将太阳光反射到例如接收塔(未示出)。

反射镜722可以可选地是平面的或弯曲的，以将光聚焦在接收塔(未示出)上。背板824可选地由重量足以承受高惯性并抵抗风力的混凝土浇铸。该混凝土可以可选地浇铸反射镜附着到的曲面，从而形成凹面镜。由于混凝土和反射镜的热膨胀系数相对接近，因此反射镜的曲率随温度变化而变化很小。

反射镜组件720由多根悬挂线材730或将反射镜组件720悬挂于框架701的其他柔性构件保持。悬挂线材730的布置被设计成形成对角线，该对角线抑制(例如，防止)反射镜组件720随风或其他横向力而横向移动或摆动。与此同时，悬挂线材730被配置为响应于由致动器1340施加到线材730上的张力的变化而改变反射镜组件720的方向。

线材730形成环，并且环被配置为升高反射镜组件720的一侧，同时同步降低反射镜组件720的另一侧。当附着点将反射镜组件720围绕其重心保持时，提升反射镜组件720的一侧的力大约等于由反射镜组件720的与重心相反的另一侧施加的重力。这样，移动环并改变反射镜组件720的方向需要很少的功率。因此，可以在定日镜700中有利地采用便宜的、低功率的步进马达以改变反射镜组件720的方向。

如图15A和图16A所示，一组悬挂线材730包括第一线材1530和第二线材1630，每根线材为闭环形式。线材环中的每一个在三个点处连接到顶部横杆104，在五个点处连接到反射镜组件720，并且联接到多个致动器中的至少一个以控制反射镜组件822的方向。

相对于顶部横杆104，每个环连接到附着到顶部横杆104的多组滑轮840、841、842。滑轮840、841、842中的每一组包括一个或两个滑轮，该一个或两个滑轮包括用于第一线材环1530的一个滑轮以及用于第二线材环1630的一个或两个滑轮。第一线材环1530和第二线材环1630的滑轮彼此独立地操作。然而，多组滑轮840、841、842中的每个单独的滑轮被配置为响应于相关联的线材上的张力的变化而自由转动，从而保持通过顶点的相关联的线材的物理位置，而不改变线材上的张力。

相对于反射镜组件720，线材环1530、1630中的每一个连接到附着到反射镜组件720的边缘的多组滑轮830、831、832。特别地，第一线材环1530联接到第一组滑轮830内的一个滑轮830A，联接到第二组滑轮831内的两个滑轮831A并且联接到第三组滑轮832内的两个滑轮832A。类似地，第二线材环1630联接到第一组滑轮830内的滑轮中的不同的一个滑轮830B，联接到第二组滑轮831内的其他两个滑轮831B并且联接到第三组滑轮832内的其他两个滑轮832B。因此，线材环中的每一个有效地连接到附着到反射镜组件720的五个独特的滑轮。

线材环1530、1630中的每一个还连接到与致动器联接的滑轮组，用于控制反射镜组件的方向。特别地，第一线材环1530借助于驱动滑轮1340A、1340B联接第一致动器。第二线材环1630借助于驱动滑轮1340C、1340D联接第二致动器。

图15A和图15B中示出连接到顶部横杆滑轮、反射镜组件滑轮和驱动滑轮的第一线材环1530的图解表示。出于说明目的，在从上往下看时，顶部横杆和滑轮、反射镜组件和滑轮以及驱动滑轮以重叠的方式示出。

参照图15A和图15B，第一线材环1530经由附着到反射镜组件720的滑轮830A连接到反射镜组件的前边缘(图中左边)，经由一组滑轮831中的两个滑轮831A连接到反射镜组件的左边缘(图示中的顶部)，并且经由一组滑轮832中的两个滑轮832A连接到反射镜组件的右边缘(图中底部)。在反射镜组件上，第一线材环1530在反射镜背衬824的底面连接到滑轮组1340中的两个滑轮1340A、1340B。在顶部横杆104上，第一线材环1530连接到滑轮840、841、842的每一对中的一个滑轮。

参照图15B，控制俯仰角的致动器驱动第一线材环1530以将反射镜组件的方向从前(图示中的左边)改变到后(图示中的右边)。例如，为了降低反射镜组件的前端，跟踪控制器使步进马达供能，以使滑轮1340A顺时针转动并且使滑轮1340B逆时针转动。这有效地将线材从顶部横杆滑轮841卷入，并且将线材朝向反射镜组件滑轮830A卷出。也就是说，在反射镜的前侧上的线材-段1550、1553-的长度增加，而在反射镜的后侧上的线材-段1551、1552-的长度减少。结果，具有滑轮830A的反射镜组件的前侧下降，而临近滑轮841的反射镜组件的后侧升高。这表示俯仰角增加。通过使上述滑轮1340A、1340B的转动方向反转，可以减小或反转俯仰角。

图16A和图16B中示出连接到顶部横杆滑轮、反射镜组件滑轮和驱动滑轮的第二线材环1630的图解表示。出于说明目的，在从上往下看时，具有滑轮的顶部横杆104、具有滑轮的反射镜组件以及驱动滑轮以重叠的方式示出。

如图16A所示，独立于第一环1530操作的第二线材环1630经由附着到反射镜组件720上的滑轮830B连接到反射镜组件的前面(图中左边)，经由一组滑轮831中的两个滑轮831B连接到反射镜组件的左侧(图示中的顶部)，并且经由一组滑轮832中的两个滑轮832B连接到反射镜组件的右侧(图示中的底部)。在顶部横杆104上，第二线材环1630连接到滑轮840、841、842中的每一对中的一个滑轮。在反射镜组件上，第二线材环1630在反射镜背衬824的底面连接到一组滑轮1340中的两个滑轮1340C、1340D。

参照图16B，控制滚转角的致动器驱动第二线材环1630以将反射镜组件的方向从左改变到右。例如，为了提高反射镜组件的左侧(图示中的顶部)和降低右侧(图示中的底部)，跟踪控制器为步进马达供能以使滑轮1340C、1340D逆时针转动。这有效地将线材从反射镜组件滑轮831B卷入，并且将线材朝向反射镜组件滑轮832B卷出。也就是说，在反射镜的左侧上的线材-段1650-的长度减少，而在反射镜的右侧上的线材-段1651-的长度增加。结果，反射镜组件720的左侧升高，而反射镜组件720的右侧下降。这表示滚转角的变化。沿顺时针方向驱动滑轮1340C、1340D可以在相反的方向上改变滚转角。

反射镜722被配置为沿任意方向从水平面转动约75度，反射镜722的长度约1米，并且背板824的重量为大约100千克以便不用任何物理附件以自压载的方式将定日镜保持在地面上。悬挂线材730可以可选地由例如编织线、缆绳、绳索或尼龙制成。

如图17所示，一些实施例中的反射镜组件720进一步包括清洁组件，以使定日镜700能够清洁其自己的反射镜或PV板。清洁组件包括擦拭片1710，其被配置为横越反射镜722并去除灰尘和碎屑。特别地，擦拭片由清洁马达(未示出)经由在反射镜组件720的相对端处安装到滑轮780的缆绳1720驱动。为了启动清洁操作，清洁马达被激活并且擦拭片1710被拉过反射镜组件720。

在一些实施例中，PV电池770凹陷在反射镜722的表面下方，并且反射镜722以凹入的方式弯曲。当朝向基本水平时，雨水于是通过反射镜的弯曲向内汇集，并被收集在PV电池770上方的凹槽中。在本实施例中，反射镜组件720进一步包括内部储液器1790和泵1792，以在擦拭片1710扫过表面之前将收集的水喷射到反射镜/面板表面722上，从而提高反射镜组件的清洁能力。

在一些实施例中，光伏(PV)电池770使定日镜700能够自供电，而无需任何外部电源。例如，当反射镜722需要重新定向时，来自PV电池770的功率可以可选地用于向一个或多个马达供能，以调整反射镜组件720的俯仰角和/或滚转角。

第三示例性定日镜实施例

图18至图19示出光学组件120的底面以及用于相对于框架悬挂和定向光学组件的控制机构的第三示例性实施例。在本实施例中，光学组件由在光学组件下方延伸到框架上的附着点的多根线材-包括线材段1810A、1810B、1812A、1812B、1834、1860A、1860B、1862A、1862B、1884-悬挂。光学组件的俯仰角和滚转角仅通过安装在光学组件的底面122上的两个步进马达-即第一步进马达1802和第二步进马达1852-来控制。这两个马达中的每一个依次通过托架方螺母1806、1856联接到千斤顶螺丝1804、1854。当步进马达转动时，千斤顶螺丝的转动使相关联的方螺母在通道或横杆内线性向上或向下滑动。

两根线材1810A、1810B附着到第一方螺母1806并与滑轮1820接触。线材1810A的部分1812A以及线材1810B的部分1812B穿过线材引导件即孔1822到达光学组件的上侧，在光学组件的上侧，线材1810A的线段1812A和线材1810B的线段1812B附着到顶部横杆104上的两个顶点。类似地，两根线材1860A、1860B附着到第二方螺母1856上并与滑轮1870啮合。线材1860A的部分1862A以及线材1860B的部分1862B穿过线材引导件即穿过孔1872到达光学组件的上侧，在光学组件的上侧，线材1860A的部分1862A以及线材1860B的部分1862B附着到顶部横杆上的两个顶点。

额外的线材1830还附着到第一方螺母1806和第二方螺母1856两者，并且附着到第三滑轮1850，该第三滑轮1850被约束为沿着与图18至图19中的垂直方向一致的直线移动。当线材1830响应于由第一方螺母1806和第二方螺母1856引起的张力而移动时，滑轮1850自由转动。两根额外的线材1834、1884附着到滑轮1850的中心，因此随滑轮上下移动。线材1834、1884分别穿过孔1836、1886从光学组件的顶面出来，然后附接到框架顶部横杆104上的顶点。

在操作中，两个步进马达1802、1852被配置为改变光学组件的俯仰角和滚转角。例如，为了改变俯仰角，步进马达1802、1852一致地移动方螺母1806、1856。为了降低光学组件的顶端，例如，将方螺母1806、1856都朝着步进马达1802、1852(图示中向上)移动，这致使滑轮1850向上移动并且线材1834、1884也向上移动。因此，光学组件中的孔1836、1886与顶部横杆104之间的线材的长度增加。同时，孔1822、1872与顶部横杆104之间的线材的长度减小。

为了升高光学组件120的顶端，将方螺母1806、1856都向下移动，这使得滑轮1850向下移动并且线材1834、1884也向下移动。因此，上边缘即孔1836、1886与顶部横杆104之间的线材的长度减小。同时，底边缘即孔1822、1872与顶部横杆104之间的线材的长度增加。

为了改变光学组件120的滚转角，例如，两个步进马达1802、1852沿相反的方向移动方螺母1806、1856。如图19所示，两个步进马达1802、1852使第一方螺母1806向上移动以通过孔1822卷入线材1812A、1812B，而使第二方螺母1856向下运动以通过开口1872卷出线材1862A、1862B。因此，光学组件的左侧升高而右侧降低，从而相对于垂直穿过图19所示的光学组件的轴在横向上改变反射镜的角度。

第四示例性定日镜实施例

图20至图22示出具有悬挂反射镜的示例性定日镜2000的第四实施例。定日镜2000包括：框架2001，其具有多个支腿；反射镜组件；以及多根线材，其将反射镜组件悬挂于框架2001。尽管线材防止反射镜组件横向移动，但是反射镜能够在确定反射镜的俯仰角和滚转角的多个致动器的控制下适当地枢转。

在第四示例性实施例中，框架2001包括多个支腿构件102A、102B、102C和支脚106。支腿构件102A、102B、102C也刚性地附着到被配置为三角形的刚性顶部横杆104。由刚性构件102A、102B、102C和顶部横杆104形成的三角形提供稳定性，同时抵抗相对于地面、屋顶或其他安装表面2150的移动、挠曲和扭动。

定日镜2000包括至少一根悬挂线材130或其他柔性构件，每根线材附着在由刚性构件104形成的三角形的顶点2032。多根线材130中的每根线材的另一端附接到反射镜组件2020上的枢转点。反射镜组件2020可以围绕枢转点2024转动以改变俯仰角，但是线材的布置被配置为抑制(例如，防止)反射镜组件2020以摆动的动作横向移动。

枢转点2024与反射镜组件2020的重心基本垂直重合，或位于重心的几厘米内。这使得反射镜组件2020能够以非常小的力围绕枢转点2024转动，从而有利地允许使用小型且便宜的致动器。

反射镜组件2020包括反射镜2022、刚性背板2124和多个致动器2126。反射镜2022可以可选地是平面的或弯曲的，以将光聚焦在接收塔(未示出)上。背板2124可选地由具有重量并且表现出高惯性的混凝土浇铸以抵抗风力。该混凝土可以可选地浇铸反射镜所附着到并形成凹面镜的曲面。

多个致动器2126可选地是用于控制反射镜2022的方向的步进马达，但是也可以基于任何数量的电动、气动或液压致动器。每个致动器2126例如联接到附着到刚性构件102A、102B、102C的转向线材2026。然后，三个致动器2126可以协作以拉下反射镜组件120的一个边缘并将反射的光引导到接收塔(未示出)。

为了改变俯仰角，如图22所示，左致动器2126卷入转向线材2026以拉下反射镜组件的左侧，而右致动器2126卷出线材。在示例性实施例中，三根转向线材2026保持相对绷紧，不受反射镜的方向影响，以例如防止反射镜组件2020在风的作用下移动。步进马达2126转而基于太阳和接收塔(未示出)的位置由跟踪控制器(未示出)供电。

反射镜组件2020被配置为在任意方向上相对于水平面转动大约75度，反射镜2022的直径大约为1米，并且背板1214的重量为大约100千克，以便不用任何物理附件以自压载的方式使定日镜保持在地面上。悬挂线材130和转向线材2026可以可选地由例如编织线、缆绳、绳索或尼龙制成。

本发明的一个或多个实施例可以利用一个或多个计算机可读介质来实现，其中每个介质可以被配置为包括其上的数据或用于操纵数据的计算机可执行指令。计算机可执行指令包括可以由处理系统访问的数据结构、对象、程序、例程或其他程序模块，该处理系统为诸如与能够执行各种功能的通用计算机或处理器相关联的处理系统或者与能够执行有限数量的功能的专用计算机相关联的处理系统。计算机可执行指令使处理系统执行特定功能或功能组，并且是用于实施在本文中公开的方法的步骤的程序代码手段的示例。此外，可执行指令的特定序列提供可以用于实施这些步骤的相应动作的示例。计算机可读介质的示例包括随机存取存储器(“RAM”)、只读存储器(“ROM”)、可编程只读存储器(“PROM”)、可擦除可编程只读存储器(“EPROM”)、电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)、光盘只读存储器(“CD-ROM”)或能够提供可以被处理系统访问的数据或可执行指令的任何其他装置或组件。并入计算机可读介质的大量存储装置的示例包括，例如，硬盘驱动器、磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器和固态存储器芯片。如在本文中使用的，术语处理器是指，例如，包括个人计算装置、服务器、通用计算机、专用计算机、专用集成电路(ASIC)以及具有分立组件的数字/模拟电路的一些处理装置。

尽管上面的描述包含许多规格，但是这些规格不应被解释为限制本发明的范围，而应被解释为仅提供本发明的一些示例性实施例的说明。

其他的实施例

在本发明的实施例中，定日镜及其制造方法可以根据以下条款中的任意一条：

条款1.一种用于跟踪太阳的定日镜，该定日镜包括：

框架，其包括多个支腿构件；

光学组件，其被配置为在框架的支腿构件之间悬挂于框架上，其中该光学组件包括混凝土；

多根线材，其被配置为将光学组件连接到框架；以及

多个致动器，其被配置为经由多根线材改变光学组件的方向。

条款2.根据条款1所述的定日镜，其中光学组件进一步包括反射镜或光伏板。

条款3.根据前述任一条款所述的定日镜，其中框架包括水平的顶部横杆和三个支腿构件。

条款4.根据条款3所述的定日镜，其中三个支腿构件中的每一个包括基脚，由此定日镜放置在安装表面上而不附接到该安装表面。

条款5.根据前述任一条款所述的定日镜，其中多根线材被配置为将光学组件悬挂于框架上。

条款6.根据前述任一条款所述的定日镜，其中多根线材连接到光学组件的中心。

条款7.根据前述任一条款所述的定日镜，其中多个致动器安装在光学组件的底面。

条款8.根据前述任一条款所述的定日镜，其中多个致动器被配置为经由光学组件中的至少一个线材引导件卷入和卷出多根线材。

条款9.根据前述任一条款所述的定日镜，其中多个致动器的第一致动器被配置为使光学组件围绕第一水平轴线转动，并且该多个致动器的第二致动器被配置为使光学组件围绕垂直于第一水平轴线的第二水平轴线转动。

条款10.根据前述任一条款所述的定日镜，其中光学组件进一步包括用于向多个致动器供能的跟踪控制器。

条款11.根据条款10所述的定日镜，其中光学组件进一步包括光伏板，该光伏板被配置为向跟踪控制器和多个致动器供电。

条款12.根据前述任一条款所述的定日镜，其中光学组件进一步包括清洁组件。

条款13.根据条款12所述的定日镜，其中该清洁组件包括擦拭片，该擦拭片被配置为擦拭来自光学组件的碎屑。

条款14.根据条款12至条款13中的任一条款所述的定日镜，其中光学组件包括用于收集光学组件上的水的储液器，并且清洁组件包括用于将收集的水喷射在光学组件上的泵。

条款15.根据前述任一条款所述的定日镜，其中光学组件进一步包括跟踪控制器和用于捕获框架的图像的照相机。

条款16.根据条款15所述的定日镜，其中跟踪控制器被配置为根据图像确定光学组件的方向，并且基于图像对准光学组件。

条款17.一种定日镜，该定日镜包括：

三脚架框架；

光学组件，其被悬挂于三脚架框架上，其中该光学组件被配置为相对于三脚架框架转动；

多个致动器，其被配置为改变光学组件的方向以跟踪太阳。

条款18.根据条款17所述的定日镜，其中光学组件包括混凝土。

条款19.根据条款17至条款18中的任一条款所述的定日镜，其中多个致动器安装在光学组件的底面。

条款20.根据条款17至条款19中的任一条款所述的定日镜，其中光学组件进一步包括跟踪控制器和光伏板，该光伏板被配置为向跟踪控制器和多个致动器供电。

虽然已经描述了本发明的某些实施例，但是这些实施例仅通过示例的方式给出，并且不意图限制本公开的范围。实际上，本文描述的新颖的方法和系统可以以多种其他形式实施。此外，在不脱离本公开的精神的情况下，可以对本文所述的系统和方法进行各种删除、替换和改变。所附权利要求及其等同方案旨在覆盖将落入本公开的范围和精神内的这些形式或修改。因此，本发明的范围仅通过参考所附权利要求来限定。

结合特定的方面、实施例或示例描述的特征、材料、特性或组应当理解为适用于本节或本说明书其他地方描述的任何其他的方面、实施例或示例，除非与其不兼容。本说明书中公开的所有特征(包括所附的任何权利要求、摘要和附图)和/或所公开的任何方法或过程的所有步骤可以以任何组合来组合，除了其中至少一些互相排斥的特征和/或步骤的组合。该保护不限于任何前述实施例的细节。该保护可扩展到本说明书(包括任何所附的权利要求、摘要和附图)中所公开特征的任何新颖的一个或任何新颖的组合，或所公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖的一个或任何新颖的组合。

此外，在单独实施方式的上下文中在本公开所描述的某些特征也可以在单个实施方式中以组合的形式实施。相反，在单个实施方式的上下文中所描述的各种特征也可以分别在多个实施方式中实施或以任何合适的子组合实施。此外，尽管这些特征可以被描述为优先以某些组合的形式实施，但是在某些情况下，可以将要求保护的组合中一个或多个特征移出该组合，从而该组合可称为子组合或子组合的变型。

此外，虽然可以以特定的顺序在附图中示出操作或在说明书中描述操作，但是不需要以所示的特定顺序或以先后顺序执行这样的操作，或者不需要执行所有操作来获得期望的结果。未示出或未描述的其他操作可以并入示例性方法和过程中。例如，可以在任一所述操作之前、之后、同时或之间执行一个或多个附加操作。进一步，可以在其他实施方式中重新布置或重新排序这些操作。本领域技术人员将理解的是，在一些实施例中，在示出和/或公开的过程中实际采取的步骤可能与图中所示的那些步骤不同。根据实施例，可以去除上述某些步骤，可以添加其他步骤。此外，以上公开的特定实施例的特征和属性可以以不同的方式组合以形成另外的实施例，所有这些都落入本公开的范围内。另外，上述实施方式中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施方案中都需要这种分离，并且应当理解的是，所描述的组件和系统通常可以一起集成到单个产品中或被包装成多个产品。

出于本公开的目的，本文描述了某些方面、优点以及新颖的特征。根据任何特定的实施例，不一定会实现所有这些优点。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本公开可以以实现本文所教导的一个优点或一组优点，而不必实现本文所教导或提出的其他优点的方式呈现或实施。

除非另有特别说明或在所使用的上下文中另有解释，否则诸如“能够”、“可以”、“可能”或“可”的表条件的语言通常旨在传达某些实施例包括某些特征、元件和/或步骤，而其他实施例不包括。因此，这种表条件的语言通常并不旨在意指一个或多个实施例必需的特征、元素和/或步骤，或者一个或多个实施例必须包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下确定是否包括或将在任何特定实施例中执行这些特征、元件和/或步骤的逻辑。

除非另有特别说明，否则诸如短语“X、Y和Z中的至少一个”的连接用语用于传达项目、术语等可以是X、Y或Z。因此，这种连接用语通常并不旨在意指某些实施例至少一个X、至少一个Y和至少一个Z的存在。

在本文中使用的诸如术语“近似”、“大约”、“通常”和“基本上”的程度用语在本文中使用时表示值、量或特性接近所陈述的仍执行期望的功能或实现期望的结果的值、量或特性。例如，术语“近似”、“大约”、“通常”和“基本上”可以指规定量的小于10％以内的量、小于5％以内的量、小于1％以内的量、小于0.1％以内的量以及小于0.01％以内的量。作为另一示例，在某些实施例中，术语“大致平行”和“基本平行”是指偏离精确平行小于或等于15度、10度、5度、3度、1度或0.1度的值、量或特性。

本公开的范围不旨在受本部分或本说明书中其他地方的优选实施方式的特定公开所限制，并且可以由本部分或本说明书中其他地方或将来提出的权利要求所限定。权利要求的表述将基于权利要求中使用的措词来广泛地解释，并且不限于在本说明书中或在本申请实施期间所描述的示例，这些示例应被解释为非排他性的。

当然，以上描述是对本发明的某些特征、方面和优点的描述，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种改变和修改。此外，定日镜不必以上面讨论的所有目的、优点、特征和方面为特征。因此，例如，本领域技术人员将认识到的是，本发明可以以实现或优化在本文中教导的一个优点或一组优点的方式实现或执行，而不必实现在本文中教导或提出的其他目标或优点。另外，虽然已经详细示出和描述了本发明的许多变型，但是基于本公开，本领域技术人员将容易理解的是，在本发明范围内的其他修改和使用方法将是显而易见的。可以想到的是，可以实现实施例的这些具体的特征和方面的各种组合或子组合，并且这些组合或子组合仍落入本发明的范围内。因此，应当理解的是，所公开的实施例的各种特征和方面可以彼此组合或替代，以便形成所讨论的定日镜的变型。

Claims (20)

1.一种用于跟踪太阳的定日镜，所述定日镜包括：

框架，其包括多个支腿构件；

光学组件，其被配置为在所述框架的所述支腿构件之间悬挂于所述框架上，其中所述光学组件包括混凝土；

多根线材，其被配置为将所述光学组件连接到所述框架；以及

多个致动器，其被配置为经由所述多根线材改变所述光学组件的方向。

2.根据权利要求1所述的定日镜，其中所述光学组件进一步包括反射镜或光伏板。

3.根据权利要求1所述的定日镜，其中所述框架包括水平的顶部横杆和三个支腿构件。

4.根据权利要求3所述的定日镜，其中所述三个支腿构件中的每一个包括基脚，由此所述定日镜放置在安装表面上而不附接到所述安装表面。

5.根据权利要求1所述的定日镜，其中所述多根线材被配置为将所述光学组件悬挂于所述框架上。

6.根据权利要求5所述的定日镜，其中所述多根线材连接到所述光学组件的中心。

7.根据权利要求5所述的定日镜，其中所述多个致动器安装在所述光学组件的底面。

8.根据权利要求7所述的定日镜，其中所述多个致动器被配置为经由所述光学组件中的至少一个线材引导件卷入和卷出所述多根线材。

9.根据权利要求8所述的定日镜，其中所述多个致动器的第一致动器被配置为使所述光学组件围绕第一水平轴线转动，并且所述多个致动器的第二致动器被配置为使所述光学组件围绕垂直于所述第一水平轴线的第二水平轴线转动。

10.根据权利要求1所述的定日镜，其中所述光学组件进一步包括用于向所述多个致动器供能的跟踪控制器。

11.根据权利要求10所述的定日镜，其中所述光学组件进一步包括光伏板，所述光伏板被配置为向所述跟踪控制器和所述多个致动器供电。

12.根据权利要求1所述的定日镜，其中所述光学组件进一步包括清洁组件。

13.根据权利要求12所述的定日镜，其中所述清洁组件包括擦拭片，所述擦拭片被配置为擦拭来自所述光学组件的碎屑。

14.根据权利要求13所述的定日镜，其中所述光学组件包括用于收集所述光学组件上的水的储液器，并且所述清洁组件包括用于将所收集的水喷射在所述光学组件上的泵。

15.根据权利要求1所述的定日镜，其中所述光学组件进一步包括跟踪控制器和用于捕获所述框架的图像的照相机。

16.根据权利要求15所述的定日镜，其中所述跟踪控制器被配置为根据所述图像来确定所述光学组件的方向，并且基于所述图像对准所述光学组件。

17.一种定日镜，所述定日镜包括：

三脚架框架；

光学组件，其被悬挂于所述三脚架框架上，其中所述光学组件被配置为相对于所述三脚架框架转动；

多个致动器，其被配置为改变所述光学组件的方向以跟踪太阳。

18.根据权利要求17所述的定日镜，其中所述光学组件包括混凝土。

19.根据权利要求17所述的定日镜，其中所述多个致动器安装在所述光学组件的底面。

20.根据权利要求17所述的定日镜，其中所述光学组件进一步包括跟踪控制器和光伏板，所述光伏板被配置为向所述跟踪控制器和所述多个致动器供电。

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