CN117083796A - 可展开结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可展开/可缩回结构或其模板。结构包括在峰和谷之间的多个褶皱折叠部，其远离中心毂延伸、朝向中心毂缩回和/或围绕中心毂旋转。具有延伸的连续平面表面的折叠部可以安置诸如太阳能电池面板阵列的物体。在缩回构型中，太阳能电池面板阵列受到保护并折叠起来，占用少得多的空间。经由阵列生成的电力与信号耦合以指示结构在缩回和/或展开的阶段之间转换。该结构设计使得太阳能电池阵列能够以许多角度和方位定位，这使其成为一个总体上非扁平的单元，更少地依赖于太阳光的方向。按比例缩小的单元可以是轻的、便携式的和用手操作的。按比例放大的单元可以固定在地面上或现有充电站的顶部，这样更容易接近和维护。

Description

可展开结构

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年3月13日提交的美国临时申请第63/160,798号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。美国外观设计专利申请第29/774,067号于2021年3月13日提交，其具有本公开中的实施例之一的外部视图。该外观设计申请目前正在USPTO审查，并且在本PCT发明申请的提交日之前尚未公布。

技术领域

本公开在其一些实施例中涉及具有可调节构造的可展开和/或可缩回结构，其用作用于安置诸如太阳能电池阵列的物体的模板。

背景技术

太阳能电池阵列由于其需要最大化暴露于辐射源（例如太阳）的表面而占据大量空间。具有许多面板的太阳能农场通常位于农村地区。住宅平坦面板通常用螺栓固定在屋顶上，以防止它们占据地面上太多的生活空间。本公开提供了一种可展开和/或可缩回结构作为模板以随意地以各种构型安置物体，例如太阳能电池阵列。

在完全展开构型中，太阳能电池阵列对太阳的暴露被最大化。在完全缩回和紧凑构型中，太阳能电池阵列的面板被完全保护，并且占据更少的空间。中间展开/缩回构型之间的转换提供了一种机制以通过相应地调节暴露于太阳的太阳能电池阵列的表面积来连续监测和调节电力输出。该结构允许太阳能电池阵列得以多个方位和取向放置，因此减少了由于阵列和太阳之间的相对运动而引起的电输出的波动。

该可展开结构作为整个单元可以根据需要按比例放大或缩小。因此，较小的单元可以是便携式的，以便在一个人选择的位置处对较小的装置进行充电。较大的单元可以单独设置或以集群设置以为装置提供更高的电力需求。

发明内容

在一个变型中，一种可展开结构包括具有多边形顶表面的中心毂；前部区域和后部区域围绕所述多边形顶表面的每个顶点构造，其中所述前部区域包括第一组平行折叠部，所述第一组平行折叠部以预设角度与所述后部区域中的对应的第二组平行折叠部相交。所述可展开结构在完全缩回构型和展开构型之间分阶段转换。在所述完全缩回构型中，所有折叠部塌缩到彼此上，并且进一步塌缩到所述中心毂的侧表面上，在所述中心毂的一侧上延伸的多余折叠部塌缩到相邻侧上。在所述展开构型中，所有折叠部远离所述中心毂并且远离彼此向外延伸。

在另一变型中，所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部在它们的相交部处连接，并且对应于在峰和谷之间连续交替的多个大致连续的平面表面。

在又一变型中，所述前部区域中的所述第一组平行折叠部平行于所述多边形顶表面的围绕其对应顶点的第一侧，并且所述后部区域中的所述第二组平行折叠部平行于所述多边形顶表面的围绕所述顶点的后续侧。

在再一变型中，所述前部区域和所述后部区域中的所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部包括预设宽度和数量。

在另一变型中，围绕一个顶点的所述前部区域和所述后部区域中的所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部连接到围绕所述多边形顶表面的后续顶点的那些折叠部。

在又一变型中，围绕一个顶点的所述前部区域和所述后部区域中的所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部构造成独立于围绕所述多边形顶表面的其他顶点的那些折叠部。

在再一变型中，缩回构型和展开构型之间的转换阶段经由大致沿着所述中心毂的半径的平移力或经由围绕所述中心毂的中心的离心力和/或其组合来驱动。

在另外的变型中，多个平行折叠部的至少子组包括复合材料。

在一个变型中，一种用于太阳能电池阵列的可展开结构包括可展开结构，所述可展开结构包括具有多边形顶表面的中心毂；前部区域和后部区域围绕所述多边形顶表面的每个顶点构造，其中所述前部区域包括第一组平行折叠部，所述第一组平行折叠部以预设角度与所述后部区域中的对应的第二组平行折叠部相交。所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部对应于在峰和谷之间连续交替的多个大致连续的平面表面。多个太阳能电池阵列可拆卸地联接到所述多边形顶表面，并且位于所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部的平面表面的顶上；所述用于太阳能电池阵列的可展开结构在完全缩回构型和展开构型之间分阶段转换。在所述完全缩回构型中，所有折叠部塌缩到彼此上，并且进一步塌缩到所述中心毂的侧表面上，在所述中心毂的一侧上延伸的多余折叠部塌缩到相邻侧上。在所述展开构型中，所有折叠部远离所述中心毂并且远离彼此向外延伸。

在一个变型中，所述太阳能电池阵列包括多个光伏电池，所述多个光伏电池定制成在沿着所述平行折叠部的平面表面的策略性预设位置处与所述可展开结构可拆卸地联接。

在另一变型中，所述中心毂还在其腔内容纳一系列布线和充电部件。

在另外的变型中，所述平行折叠部和所述中心毂经由附连到支撑架和/或位于充电站的顶上的多个辅助支撑元件来加强。

在又一变型中，所述太阳能电池阵列包括多个附接机构，所述多个附接机构构造成与所述可展开结构可拆卸地联接。

在再一变型中，所述可展开结构包括多个附接机构，所述多个附接机构构造成与所述太阳能电池阵列可拆卸地联接。

在一个变型中，经由所述太阳能电池阵列生成的电力被转换成信号以指示所述可展开结构在完全缩回构型和多个展开构型之间分阶段转换。

在另一变型中，可拆卸的联接装置包括钩和环、攀山扣、夹子、R形夹、弹簧夹、环、销、U形夹销、开口销、车轴销、纽扣、带扣、索环、粘合剂、维可牢尼龙搭扣以及具有凸/凹部件的卡扣紧固件。

在另一变型中，所述太阳能电池阵列以互补方式联接到对应的峰和谷折叠部。

一种用于转换可展开结构的方法包括：施加平移力和/或旋转力以在完全缩回构型和展开构型之间分阶段驱动所述可展开结构。所述可展开结构包括具有多边形顶表面的中心毂；前部区域和后部区域围绕所述多边形顶表面的每个顶点构造，其中所述前部区域包括第一组平行折叠部，所述第一组平行折叠部以预设角度与所述后部区域中的对应的第二组平行折叠部相交。在所述完全缩回构型中，所有折叠部塌缩到彼此上，并且进一步塌缩到所述中心毂的侧表面上，在所述中心毂的一侧上延伸的多余折叠部塌缩到相邻侧上。在所述展开构型中，所有折叠部远离所述中心毂并且远离彼此向外延伸。

一种用于转换用于太阳能电池阵列的可展开结构的方法包括：施加平移力和/或旋转力以在完全缩回构型和展开构型之间分阶段驱动所述用于太阳能电池阵列的可展开结构。用于太阳能电池阵列的所述可展开结构包括具有多边形顶表面的中心毂；前部区域和后部区域围绕所述多边形顶表面的每个顶点构造，其中所述前部区域包括第一组平行折叠部，所述第一组平行折叠部以预设角度与所述后部区域中的对应的第二组平行折叠部相交；所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部对应于在峰和谷之间连续交替的多个大致连续的平面表面。多个太阳能电池阵列可拆卸地联接到所述多边形顶表面，并且在预设位置处位于所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部的平面表面的顶上。在所述完全缩回构型中，所有折叠部塌缩到彼此上，并且进一步塌缩到所述中心毂的侧表面上，在所述中心毂的一侧上延伸的多余折叠部塌缩到相邻侧上。在所述展开构型中，所有折叠部远离所述中心毂并且远离彼此向外延伸。

根据结合附图进行的以下详细描述，本公开的其他特征和方面将变得显而易见，附图通过示例的方式示出了根据本公开的实施例的特征。本发明内容不旨在限制本公开的范围，本公开的范围仅由所附权利要求限定。除非另有定义，否则本文使用的所有技术和/或科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。尽管与本文描述的那些类似或等同的方法和材料可以用于本公开的实施例的实践或测试，但下文描述了示例性方法和/或材料。在冲突的情况下，以本专利说明书（包括定义）为准。此外，材料、方法和实施例仅是说明性的，并不旨在必然是限制性的。

附图说明

参考以下附图详细描述根据一个或多个各种实施例的本公开。提供附图仅用于说明的目的，并且仅描绘本公开的典型或示例实施例。提供这些附图是为了便于读者理解本公开，并且不应被视为限制本公开的广度、范围或适用性。应当注意，为了清楚和便于说明，这些附图不一定按比例绘制。本文包括的一些附图从不同的视角示出了本公开的各种实施例。尽管所附描述性文本可以将这样的视图称为“俯视图”、“仰视图”或“侧视图”，但是这样的参考仅仅是描述性的，并且不暗示或要求本公开以特定的空间取向实现或使用，除非另有明确说明。

图1是处于半展开位置的可展开结构的透视图。

图2是其俯视图。

图3是其前视图。

图4是其后视图。

图5是其左视图。

图6是其右视图。

图7是其仰视图。

图8a是可展开结构的俯视图，其中所有面板都缩回并围绕中心毂紧紧折叠。

图8b是其透视图。

图9a是可展开结构的俯视图，其中所有面板处于略微展开位置。

图9b是其透视图。

图10a是可展开结构的俯视图，其中所有面板都处于进一步展开位置。

图10b是其透视图。

图11a是可展开结构的俯视图，其中所有板都处于进一步展开位置。

图11b是其透视图。

图12a-d是处于展开/缩回的各阶段的具有三角形中心毂ABC的示例性可展开结构的透视图。顶点的字母标记旨在帮助可视化动态展开/缩回过程。

图13a是处于完全打开和展平位置的具有三角形中心毂的可展开结构的二维（2D）折痕图的俯视图。

图13b是图13的镜像

图14a是具有正方形中心毂的可展开结构的示例性2D折痕图。

图14b是处于中间展开阶段的基于图14a中的2D折痕图的三维（3D）结构的俯视图。

图14c是图14b的透视图

图14d是图14a的镜像。

图14e是处于中间展开阶段的基于图14d中的2D折痕图的3D结构的俯视图。

图14f是图14e的透视图。

图15是具有五边形中心毂的可展开结构的示例性2D折痕图。

图16a是具有六边形中心毂的可展开结构的示例性2D折痕图。

图16b是处于中间展开阶段的基于图16a中的2D折痕图的3D结构的透视图。

图16c是处于完全缩回阶段的图16b中的3D结构的俯视图。

图17是具有三角形中心毂和减小宽度的折叠部的可展开结构的2D折痕图。

图18是具有三角形中心毂和增加宽度的折叠部的可展开结构的2D折痕图。

图19示出了示例性按比例缩小的实施例，其中太阳能电池面板仅安置在交替的谷或丘折叠部上。

图20示出了示例性按比例缩小的实施例，其中太阳能电池面板为三角形形状并且以谷和丘折叠部之间的交替和互补图案安置。

图21示出了示例性按比例放大的实施例，其中太阳能电池面板的集体电输出足够大以为车辆供电。

图22示出了按比例放大的实施例，其中在充电站处存在多个单元。

附图并非旨在穷举或将本公开限制于所公开的精确形式。应当理解，本公开可以通过修改和变更来实践，并且本公开仅由权利要求及其等同物限制。

实施方式

以下描述和/或公开包括体现说明性实施例的说明性系统、方法、技术、序列指令和计算机器程序产品。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对本发明主题的各种实施例的理解。本文不时地根据示例环境来描述本公开。提供了关于这些环境的描述以允许在示例性应用的上下文中描绘本公开的各种特征。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，如何在具有或不具有具体细节的情况下在不同和替代环境中实现本公开。通常，没有非常详细地示出众所周知的指令实例、协议、结构和技术。除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。本文提及的所有专利、申请、公开的申请和其他出版物通过引用整体并入。如果本节中阐述的定义与通过引用并入本文的申请、公开的申请和其他出版物中阐述的定义相反或以其他方式不一致，则本文件中阐述的定义优先于通过引用并入本文的定义。

在本公开的一些实施例中，本公开涉及用于安置诸如太阳能电池面板或太阳能电池阵列的物体的可展开/可缩回结构或结构模板。结构包括中心毂和围绕毂的一系列谷和丘折叠部。折叠部可以构造成在它们远离中心毂延伸或朝向中心毂缩回时同时围绕中心毂旋转。当结构处于各种展开位置时，安置在结构上的太阳能电池阵列围绕中心毂360度暴露于阳光或辐射。当结构处于完全缩回位置时，那些面板在毂周围被完全保护。

为了演示的目的，图1-13示出了具有三角形中心毂的实施例，所述三角形中心毂是沿着其顶表面仅具有三个边缘的最简单的多边形之一。图14-18示出了具有更多边缘、复杂形状、尺寸和构造的多边形。

图13a是可展开/可缩回结构或结构的模板的二维（2D）折痕图，当其处于完全展开阶段时，其与其顶表面重合。具有顶点A、B和C的三角形100在中心毂的顶上限定二维表面区域。三角形100的边缘以直线并以逆时针方式向外延伸。相应地，边缘延伸到（仅出于说明的目的，沿着其延伸部的假想点），边缘延伸到，并且边缘延伸到。线，线，并且线。区域被称为顶点A周围的前部区域。第一组平行线以预设间隔构造，并且平行于前部区域中的边缘。区域被称为顶点A周围的后部区域。第二组平行线以预设间隔构造，并且平行于后部区域中的边缘。前部和后部区域中的平行线相遇并共享沿着分割线的终止点，所述终止点被标记为。前部和后部区域中的平行线依次标记折叠部的峰和谷，类似于一套织物褶皱或手风琴中的那些。峰和谷交替之间是大致连续的平面。共享的终止点确保在前部和后部区域中的两条相交的平行线彼此对应。换句话说，前部区域中的峰由于其在沿着分割线的其对应终止点处的连接也是后部区域中的峰，并且对于谷，反之亦然。

以可重复的方式，区域被指定为顶点B周围的前部区域。区域被指定为顶点B周围的后部区域。区域被指定为顶点C周围的前部区域。区域被指定为顶点C周围的后部区域。在这些区域的每一个中相应地构造峰和谷的平行线。

点H、E、I、F、G和D被标记为沿着每条对应线任意设置端点。因此，通过连接这些点，可以划分处于完全展开阶段的可展开结构的顶表面的示例性边界或轮廓。折叠部的宽度或两条平行线之间的距离当然可以变化（如图17和18中所示）。折叠部的数量也可以根据需要而变化。图13a不应被解释为在其折叠部的尺寸及其相对于三角形中心毂（或任何形状的中心毂）的边界方面进行限制。

在图1-11中示出了处于各阶段的可展开结构的放大视图。图12示出了具有如图13a中所示的三角形中心毂的结构（或其模板）的三维（3D）过渡阶段。来自A-I的顶点在它们中的每一个上被标记以帮助可视化结构如何在完全缩回阶段和大部分展开阶段之间来回转换。

经由围绕顶点A、B和C逆时针旋转（或离心力）的缩回可以从前部区域的基部（边缘、和），或者从中心毂本身的旋转启动。由于该设计的连接性，单独的逆时针旋转力可以完全启动和驱动缩回过程。同时在、和（或在、和）处启动的旋转力将提高驱动的速度和效率。顺时针的旋转力将使转换反向并使结构返回到各种展开阶段。

经由平移力的缩回可以通过将顶点E、F和D（单独地或同时地）大致沿着其对应的分割线、和直接朝向中心毂推动来启动。在顶点E、F和D处启动的折叠部的塌缩又将有助于前部和后部区域的逆时针旋转。在远离中心毂的相反方向上施加的平移力将使转换反向并使结构返回到各种展开阶段。

上述旋转和平移机制当然可以组合以驱动结构或其模板的转换过程。图13a 示出了其中两个机制相联地设计的示例。随着结构的缩回，紧邻的峰和谷连续地朝向中心毂移动并塌缩到彼此上。由于连接，前部区域中的折叠部以类似的方式朝向中心毂驱动后部区域中的对应折叠部。延伸超过顶点的多余折叠部简单地围绕顶点卷绕并塌缩到中心毂的相邻侧上。在完全缩回阶段，如图12、8a和b以及16c中的俯视图中所示，所有折叠部塌缩到彼此上并且紧紧地围绕中心毂卷绕。在展开过程中，发生相反的运动，其中峰和谷持续地远离中心毂移动并彼此剥离。在完全展开阶段，顶表面可以与图13a中的2D折痕图一样平坦。中间阶段在图12中在两个方向上示出。

在图13b显示了图13a的镜像，其将产生对应于在缩回期间顺时针旋转的结构的折痕图。

在图13a和13b中，顶点（例如）周围的前部区域沿着线连接到相同顶点周围的后部区域。顶点周围的后部区域又沿着共享边界线连接到后续顶点周围的前部区域。该连接模式重复自身，依此类推，从一个顶点传播到下一个顶点，并且一直返回到第一顶点。对于简单的三角形100，顶点周围的前部区域和后部区域依次连接到后续顶点然后及与之相应的前后部区域，然后返回到。

通过沿着共享边界线连接从一个顶点到下一个顶点的前部和后部区域，可以提高运动速度和转换效率。施加到几个位置的旋转（或离心）和/或平移力可以来回驱动整个结构。可预见的缺点是单个位置处的故障或可阻碍整个结构的转换过程。

替代构造是使相同顶点周围的前部和后部区域独立于相邻顶点周围的那些。在图13a中，例如，顶点周围的后部区域可以构造成与顶点周围的前部区域处于不相连接的状态。因此一个顶点周围的前部和后部区域可以独立于其他顶点周围的其他区域缩回或展开。它们是否共享边界线在该类型的构造中不再是必要的或限制性的。前部和后部区域中的峰和谷折叠部也不需要平行于多边形顶表面的相应侧。

结构的中心毂不需要是三角形的。图14a示出了具有正方形中心毂的示例性2D折痕图。在图14b和14c中示出了基于图14a的展开3D结构的中间阶段的俯视和透视图（逆时针旋转）。图14d是图14a的镜像的2D折痕图，其中展开3D结构的对应中间阶段在图14e和14f中示出（在俯视图和透视图中顺时针旋转）。

图15和16a示出了作为五边形和六边形的中心毂的折痕图。仅出于说明性目的，外边界分别示出为五边形和六边形。外边界不需要与中心毂具有相同的形状。图13a-b、14a和14d示出了作为三角形或立方体的若干中心毂，其中它们的对应2D折痕图的最外边界构造为非常不同的多边形。

图16b是基于具有六边形顶表面的图16a中的2D折痕图的展开3D结构的中间阶段的透视图。图16c是处于完全缩回阶段的相同结构的俯视图。随着多边形顶表面的边缘数量增加，其形状接近圆形。

图1-17示出了各种形状和尺寸的中心毂。然而，共同的特征存在为可以远离中心毂展开或朝向中心毂缩回的褶状谷和峰的序列。旋转性，顺时针或逆时针方向，可以结合到结构的转换过程中。与具有更多数量的褶皱的完全展开的区域相比，这种设计允许中心毂顶部的面积保持相对较小。该特征确保了当结构处于完全缩回位置时，它占据的空间小得多。当所关注空间受限制时，太阳能电池阵列可以通过该类型的模板来安置，太阳能面板在不使用时可缩回并受到保护。

在图16b中可以领会现实世界的示例，其中在半展开阶段中，周围峰和谷的表面积比六边形中心毂的顶表面的表面积大至少10-15倍。图16c示出了完全缩回的六边形中心毂的俯视图，其中其所有褶皱塌缩并卷绕。旋转分量不仅便于褶皱的侧向缩回，还允许褶皱从一个顶点到下一个顶点围绕中心毂连续地卷绕，因此进一步减小总体尺寸。当完全缩回时，与单独的中心毂的顶表面相比，总体尺寸的增加大致小于30%。总之，当结构或其模板完全展开时，它可以包含相对大的表面积。当结构完全缩回时，其可以减小以占据小得多的面积，仅比中心毂本身适度地更大或更宽。

表面积的大比例转换，在完全展开的表面与完全缩回的表面之间的一个数量级，对于承载太阳能电池阵列的结构特别重要。当完全展开时，它确保阵列的最大表面积暴露以将太阳辐射转换成电能。当完全缩回时，它将阵列紧密地包装在中心毂周围的小得多且受保护的空间中。

扁平太阳能电池面板必须朝向太阳定向。如果平坦面板是静止的，例如用螺栓固定在屋顶上的平坦面板，则随着时间的推移，当太阳在其表面上移动时，电力输出会不可避免地改变。图14c和f示出了处于类似中间展开阶段的两个正方形毂结构模板，其中光源来自相反的方向。图14c中的光源从左上角发出。图14f中的光源从右上角发出。在以360度围绕中心毂的褶皱谷和峰的情况下，暴露在光源下和/或阴影中的总表面积在两种构型中是相当的。此特征使按该结构安置的太阳能电池阵列减少对太阳或任何辐射源在方向上的（取向方面更少地）依赖。就像真实的山谷一样，随着地球随时间围绕太阳旋转，山谷的两侧会交替处于阳光或阴影下。与扁平且方向被固定的太阳能电池面板相比，该结构,作为整个单元,实质上提供了一个非扁平太阳能电池阵列单元的替代，由于折叠部份围绕毂360度定位，从而使太阳能面板可以被安置在各个方位和面向上。

图12a-d是示例性可展开结构从完全缩回构型到大部分展开构型的透视图。通过来回驱动该结构，可以改变暴露的表面积。当结构安置多个太阳能电池阵列时，曝光表面积的变化与其电输出直接相关。结构的机械转换过程可以与反馈回路联接，从而以相当直接的方式调节来自太阳能电池阵列的电力输出。如果输出低于预设阈值，则生成并发送信号以指示结构展开更多，以便增加太阳能电池阵列曝光的表面积。相反，如果输出太高并且高于预设阈值，则可以指示结构缩回以便减少曝光表面积。

太阳能电池或面板具有各种样式、子部件和设计。常见的硅基光伏电池是单晶面板、多晶面板和薄膜太阳能电池。碳基有机光伏电池被称为塑料太阳能电池或聚合物太阳能电池。在效率和成本方面，它们中的每一个都存在利弊。本申请中公开的结构不对其可以安置的太阳能电池面板或电池的类型施加任何限制。诸如织物、金属、木材、塑料、尼龙和/或其他材料的片材都是合适的，原因是它们可以容易地定制以提供具有一定量的张力和支撑的扩展表面积。结构本身可以用各种材料组合或复合材料制造，只要其足够坚固以支撑太阳能电池面板和电池以及在转换期间保持其自身的完整性即可。

薄膜电池可以用结构基板直接制造，所述结构基板包括允许展开或缩回的可变形模板的设计。刚性面板可以通过各种附接手段附连到各种材料的网状物或板结构的较强模板上。附接的类型可以包括但不限于：钩和环、攀山扣、夹子、R形夹、弹簧夹、环、销、U形夹销、开口销、车轴销、纽扣、带扣、索环、粘合剂、维可牢尼龙搭扣以及具有凸/凹部件的卡扣紧固件等。

考虑到太阳能电池面板或电池包括一定的厚度和重量，以下示例考虑到其总体尺寸和可塌缩性的若干构造。太阳能电池面板和电池可以经由各种附接手段安置在中心毂的顶表面上和/或围绕其毂的褶皱或折叠部的表面上。电布线和充电部件可以构造到结构的下表面上，沿着峰和谷的脊构造，以及构造到中心毂的内腔中。还可以根据需要采用不同类型的铰链或接头来增强结构。

图19显示了一个按比例缩小的实施例，其中太阳能电池,深灰色阴影,仅安置在交替的谷或丘折叠部上。阵列的集体电输出小到足以为便携式电子设备供电。通过用手拉动和推动折叠部，可以简单地打开和闭合结构本身。在完全缩回位置，如图8a和b中所示，整个结构足够小以适配在人的手掌中、小箱子中或某人的携带包中。图20示出了另一示例性按比例缩小的实施例，其中太阳能电池为三角形形状，并且以交替和互补方式安置在谷和丘折叠部之间。在完全缩回位置，丘折叠部上的面板将适配到由对应谷折叠部上的面板侧夹的空槽中，反之亦然。对于中等尺寸的实施例，作为示例，单元可以具有适合于在车辆的车顶行李架上或在其行李箱空间中运输的尺寸，并且适合于为露营旅行提供相当的充电输出。

考虑到沿着折叠部的表面可用的表面积的连续性，考虑到其折叠图案和厚度，太阳能电池面板和电池可以被定制成单个单元以及群组。对它们必须遵循的特定形状或数量没有限制，只要在折叠部上有足够的表面积供它们附接即可。图20中的三角形单元当然可以改变为正方形单元，或者根据功能以及美学外观的需要改变为任何其他形状。

图21显示了一个按比例放大的实施例，其中太阳能面板的集体电输出足够大以为车辆供电。对于住宅用途，单元可以经由其中心毂固定在地面上的支撑架或充电站的顶上。在完全缩回位置，它不会比支撑架或充电站本身占据任何更多的空间，并且太阳能电池阵列的所有面板都被完全保护免受元件的影响。可以随意地完全展开一个或多个单元以根据需要为房屋或电网提供电力。不需要屋顶安装。由于所有单元都位于地面上并且易于接近，因此可以与其余硬件,例如充电站,一起分立地执行维护。

图22(示出了示例性) 显示了又一个按比例放大的实施例，其中在用于自行车、踏板车或甚至汽车的充电站处存在多个单元。每个单元可以经由其中心毂位于支撑架或充电站上。使用中的单元可以被升高和展开。不使用的那些可以降低并完全缩回。

可展开结构的按比例放大的实施例在支撑和强度两个方面不可避免地需要更多的加强以用于维持自身和安置在顶上的物体的重量。可能需要安装辅助机构，例如支撑梁、框架、轨道，以便驱动和促进安置太阳能电池面板的结构的转换过程。考虑到可展开结构的刚性，辅助机构可以容易地与结构的下侧联接，例如与峰和谷脊联接，以及与设计成用作折叠部的峰或谷的铰链联接。

尽管上面已经描述了本公开的各种实施例，但是应当理解为，它们仅以示例的方式呈现，而不是限制。同样地，各种图可以描绘本公开的示例架构或其他构造，其被完成以帮助理解可以包括在本公开中的特征和功能。本公开不限于所示的示例架构或构造，而是可以使用各种替代架构和构造来实现期望的特征。实际上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以如何实现替代的功能、逻辑或物理分区和构造以实现本公开的期望特征。此外，除了本文描述的那些之外的许多不同的组成模块名称可以应用于各种分区。尽管上面根据各种示例性实施例和实现方式描述了本公开，但是应当理解，在一个或多个单独实施例中描述的各种特征、方面和功能不限于它们对与其一起描述的特定实施例的适用性，而是可以单独或以各种组合应用于本公开的一个或多个其他实施例，无论是否描述了这些实施例以及这样的特征是否被呈现为所描述的实施例的一部分。因此本公开的广度和范围不应受任何上述示例性实施例的限制。除非另有明确说明，否则本文件中使用的术语和短语及其变型应被解释为开放式的，而不是限制性的。作为前述的示例：术语“包括”应被解读为意指“包括但不限于”等；术语“示例”用于提供讨论中的项目的示例性实例，而不是其详尽或限制性列表；术语“一”或“一个”应理解为意指“至少一个”、“一个或多个”等；以及诸如“常规”、“传统”、“正常”、“标准”、“已知”的形容词和类似含义的术语不应被解释为将所描述的项目限制于给定时间段或给定时间内可用的项目，而是应被解读为涵盖现在或将来任何时间可用或已知的常规、传统、正常或标准技术。同样地，在本文件提及本领域普通技术人员显而易见或已知的技术的情况下，这样的技术涵盖现在或将来任何时间本领域技术人员显而易见或已知的技术。除非另有明确说明，否则用连词“和”连接的一组项目不应被解读为要求那些项目中的每一个都存在于分组中，而是应被解读为“和/或”。类似地，除非另有明确说明，否则用连词“或”连接的一组项目不应被解读为要求该组之间的相互排他性，而是还应被解读为“和/或”。此外，尽管可以单数形式描述或主张本发明的项目、元件或部件，但除非明确陈述限于单数形式，否则复数形式预期在其范围内。在一些情况下，诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其他类似短语的扩展词和短语的存在不应被解读为意味着在可能不存在这样的扩展短语的情况下意图或需要较窄的情况。应当领会，为了清楚起见，在单独的实施例的上下文中描述的本公开的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本公开的各种特征也可以单独提供或以任何合适的子组合提供，或者在本公开的任何其他描述的实施例中合适地提供。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不被认为是那些实施例的必要特征，除非该实施例在没有那些元件的情况下不起作用。

Claims (15)

1.一种可展开结构，其包括：

具有多边形顶表面的中心毂；

前部区域和后部区域围绕所述多边形顶表面的每个顶点构造，其中所述前部区域包括第一组平行折叠部，所述第一组平行折叠部以预设角度与所述后部区域中的对应的第二组平行折叠部相交；

其中所述可展开结构在完全缩回构型和多个展开构型之间分阶段转换；

在所述完全缩回构型中，所有折叠部塌缩到彼此上，并且进一步塌缩到所述中心毂的侧表面上，在所述中心毂的一侧上延伸的多余折叠部塌缩到相邻侧上；并且

在所述多个展开构型中，所有折叠部远离所述中心毂并且远离彼此向外延伸。

2.根据权利要求1所述的可展开结构，其中所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部在它们的相交部处连接，并且对应于在峰和谷之间连续交替的多个大致连续的平面表面。

3.根据权利要求1所述的可展开结构，其中所述前部区域中的所述第一组平行折叠部平行于所述多边形顶表面的围绕其对应顶点的第一侧，并且所述后部区域中的所述第二组平行折叠部平行于所述多边形顶表面的围绕所述顶点的后续侧。

4.根据权利要求1所述的可展开结构，其中所述前部区域和所述后部区域中的所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部包括预设宽度和数量。

5.根据权利要求1所述的可展开结构，其中围绕一个顶点的所述前部区域和所述后部区域中的所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部连接到围绕所述多边形顶表面的后续顶点的那些折叠部。

6.根据权利要求1所述的可展开结构，其中围绕一个顶点的所述前部区域和所述后部区域中的所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部构造成独立于围绕所述多边形顶表面的其他顶点的那些折叠部。

7.根据权利要求1所述的可展开结构，其中缩回构型和多个展开构型之间的转换阶段经由大致沿着所述中心毂的半径的平移力或经由围绕所述中心毂的中心的离心力和/或其组合来驱动。

8.根据权利要求1所述的可展开结构，其中多个平行折叠部的至少子组和所述中心毂包括复合材料，并且经由多个辅助支撑元件增强，和/或附连在支撑架的顶上。

9.一种用于太阳能电池阵列的可展开结构，其包括：

可展开结构，所述可展开结构包括：

具有多边形顶表面的中心毂；

前部区域和后部区域围绕所述多边形顶表面的每个顶点构造，其中所述前部区域包括第一组平行折叠部，所述第一组平行折叠部以预设角度与所述后部区域中的对应的第二组平行折叠部相交；

所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部对应于在峰和谷之间连续交替的多个大致连续的平面表面；

多个太阳能电池阵列，所述多个太阳能电池阵列可拆卸地联接到所述多边形顶表面，并且位于所述第一组平行折叠部和所述第二组平行折叠部的平面表面的顶上；

其中所述用于太阳能电池阵列的可展开结构在完全缩回构型和多个展开构型之间分阶段转换；

在所述完全缩回构型中，所有折叠部塌缩到彼此上，并且进一步塌缩到所述中心毂的侧表面上，在所述中心毂的一侧上延伸的多余折叠部塌缩到相邻侧上；并且

在所述多个展开构型中，所有折叠部远离所述中心毂并且远离彼此向外延伸。

10.根据权利要求9所述的用于太阳能电池阵列的可展开结构，其中所述太阳能电池阵列包括多个光伏电池，所述多个光伏电池定制成在沿着所述平行折叠部的平面表面的策略性预设位置处与所述可展开结构可拆卸地联接。

11.根据权利要求9所述的用于太阳能电池阵列的可展开结构，其中所述中心毂还在其腔内容纳一系列布线和充电部件。

12.根据权利要求9所述的用于太阳能电池阵列的可展开结构，其中所述平行折叠部和所述中心毂经由附连到支撑架和/或位于充电站的顶上的多个辅助支撑元件来加强。

13.根据权利要求9所述的用于太阳能电池阵列的可展开结构，其中所述太阳能电池阵列包括多个附接机构，所述多个附接机构构造成与所述可展开结构可拆卸地联接。

14.根据权利要求9所述的用于太阳能电池阵列的可展开结构，其中所述可展开结构包括多个附接机构，所述多个附接机构构造成与所述太阳能电池阵列可拆卸地联接。

15.根据权利要求9所述的用于太阳能电池阵列的可展开结构，其中经由所述太阳能电池阵列生成的电力与信号耦合以指示所述可展开结构在完全缩回构型和多个展开构型之间分阶段转换。