CN1926719A - 模块化充气式多功能野外可配置的装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了优选实施方式中的一种模块化、可充气的、多功能、配置于野外的装置600，其具有一个充气的反射装置610，该反射装置包括至少一个由充气圆环的可由压力改变形状的反射涂层做成的成形的抛物面镜，用于聚焦从射频辐射(RF)到包括太阳能的紫外辐射的电磁能，用来(1)加热和烹饪，(2)发电，(3)增强无线电信号的传输和接收，(4)增强低照度环境下的可见度，和/或(5)投影光学信号或图像。该器件还具有非电磁用途，诸如收集和存储水，利用液流的能量，和/或利用波能提供能量。该充气反射器装置610的第一个主要实施方式一般使用一反射薄膜和一透明薄膜。除了该反射器装置610外，模块化装置600通常还包括多个模块化组件用来增加多功能性，易于使用，和/或提高安全性诸如，举例来说，一个模块化支撑和定向组件612，一个独立的支撑圆环614，一个安全的挡板或罩616，一个焦点支撑组件618，一个安全盖620，一个安全网或网格622，和一个固定组件624。便携性通过该充气装置完全折叠得到提高。

Description

模块化充气式多功能野外可配置的装置及其制造方法

                          背景技术

1.技术领域

本发明主要涉及模块化多功能可野外配置式工具或装置，通常设置其用作方便携带的太阳能炊具、加热器、和/或提供能量装置，然而通常也可由用户在野外对其重组和/或重新调整从而利用周围环境的其他资源提供能量和/或提供(也就是说提供一种实行的方法)各种其他改善生存或者维持生命的功能。尤其是，本发明涉及改进的充气式(和/或其他可折叠式)多功能太阳能会聚器件，其通常可选择性地设置和或者重组从而通过从聚焦的电磁、非聚焦的电磁、和/或非电磁功能中选择的一个波段而有效并可靠地实现一种或者多种功能，从而使本发明高度适用于宽范围的地球(例如，陆地、地下、海洋、海底、空中)上或者地球外(例如基于太空或者外星球)环境中的广泛实际应用。

2.现有技术

a.描述

现有技术描述了多种利用电磁能的器件，其包括多种会聚太阳能的装置，但没有任何本发明公开的技术。因此，需要有一种经济的野外可配置式装置，其除了能够用于会聚太阳能用来加热，做饭，和/或提供能量外，还提供实现改善生存或维持生命的多种其他功能的装置，以及能够完全可折叠(例如：可放气)从而非常便于携带和存放。现有技术的评述说明它有诸多局限性和缺点，从而清楚表明还没有满足一种便于便携，多功能，适用于野外配置的装置需求，因此强调了本发明的价值，其全面并唯一地满足了该需求。

特别地，1967年6月20日授权的美国专利No.3,326,624中，Wladimir vonMaydell等人描述了一种能够在外部空间形成为永久坚固的配置为空间站和飞行物收集太阳能的充气式抛物面镜。该镜子具有阀门式环形圈，径向分段的覆盖或者带状的弹簧，径向加热线，以及由聚酯泡沫形成的有阀门的双壁型镜面并覆盖有反射镜材料。该环形圈和镜子内部具有刚性衬垫。然而，因为在它的起始配置后，不能对它折叠和改装，因此该装置不适宜用作野外可配置的工具，它不是多功能的，从而不能在地球环境中提供用于支持和定向该装置使其方便使用的装置，也不能提供防止使用者意外暴露于高密度的电磁辐射的装置，以及它的机械结构和它的配置方式通常很复杂而使该装置不能低成本形成而被大众广泛使用。

其他现有技术表现的多种局限性和缺点包括：

在1999年7月6日授权的美国专利No.5,920,294中，Bibb B.Allen描述了一个具有内部受拉的多根钢丝连接于气球里的空间天线，其在第一实施方式中对电磁和太阳能装置使用聚酯薄膜。第二个实施方式使用外部受拉的钢丝连接于具有镀金的钼反射器天线的航天器，或者充气的环形支撑气球里的石墨线网格，对第二实施方式的电磁和太阳能装置使用聚酯薄膜。注意到用于配置反射器的机械连接(受拉的钢丝结)通常非常复杂而且数量很多以致不能获得适用于大众的使用的成本低的装置结构。而且，没有提供用于在地球环境中支持和定向该装置的方式。

在1982年9月28日授权的美国专利No.4,352,112，Fritz Leonhardt等人描述了一个具有抛光的铝板或者塑料板内表面的大反射器，该铝板或者塑料板由坚硬的泡沫垫板的每个膜片部分支撑，该泡沫垫板具有弯曲的凹面以及在中心有一个开口。两个形成为凹形或者凸形的反射器的膜片用于向热吸收器、热交换器等反射和会聚太阳光线。注意该专利主要为由平面的材料板生成抛物面反射器的方法，以及示出了多个用于支撑和操作上述反射膜片的固定方法。此外，它不代表一种便携式的装置。

在1961年3月28日授权的美国专利No.2,977,596中，Harold D.Justice描述了一种在发射和接收基座上的充气式的圆形天线碟。注意该装置的固定支撑架对于携带和存放来讲不是完全可折叠式的，并且反射器结构包含不必须的内部网状物，不利于低成本生产。

在1961年10月24日授权的美国专利No.3,005,987中，Kent M.Mack等人描述了一种充气式的天线组件，该组件包含一个覆盖于充气式的椭圆形管状薄膜支架上的天线屏蔽器，该支架具有结构拉线和两个凹面的柔性的不导电板，其中一个板用蒸发的铝涂覆。注意该装置在携带和存放方面不是完全可折叠的，反射器结构包含拉紧线，对于用作为太阳会聚器没有必要，并且天线屏蔽器通常限制或者阻止了用作宽光谱的太阳能会聚器。

在1962年9月25日授权的美国专利No.3,056,131中，Ralph L.McCreary描述了一种充气式的电磁辐射的反射器，其包含两个凹面柔性的塑料材料的薄板，其中至少一个板为抛物面形状。注意该装置的刚性支架对于携带和存放来讲不是完全可折叠的。而且，在地球环境中没有提供用于模块化整支持和定向该装置的方式。

在1965年11月30日授权的美国专利No.3,221,333中，Desmond M.Brown描述了一种由扁圆形袋状天线组成的充气式的无线电天线，该袋状天线包括与媒介部分相连的一对彼此间隔平行的绝缘平面表面，并具有两个平行安装以形成一个电容平板天线的天线元件。注意该装置主要是形成电容平板天线的装置。它不含有会聚太阳能的装置，诸如抛物面的反射器，除了用作电容平板天线外，它也不具有其它实现其它功能的任何的方法。

在1968年11月26日授权的美国专利No.3,413,645，Richard J.Koehler描述了一种加长的充气式抛物面雷达天线环形装置，其在一个平面上设置了一个小的波能量开口，并在垂直平面上设置了一个较大的波能量开口。注意该装置对于携带和存放来说不是完全可折叠的，并且反射器支架结构通常限制或阻止了用作宽光谱的太阳能会聚器。

在1969年10月7日授权的美国专利No.3,471,860，Floyd D.Amburgey描述了一种具有一个可变的或者柔性表面的反射器天线，其几何形状可以根据空气压力或者柔性薄膜后的局部真空改变，从而从该天线的形状得到最好的接收。注意该发明主要为一种由平面材料板形成焦距长度模块化抛物面反射器的方式。它不代表一种完全可折叠的便携式装置。

在1987年6月9日授权的美国专利No.4,672,389中，David N.Ulry描述了一种充气式的反射器装置及其制造方法。在通过加压构件保持的气囊里维持过环境气压。注意该装置刚性支架对于携带和存放来说不是完全可折叠的，并且当用作太阳能会聚器时，过环境反射器结构的透明薄膜限制了它的效率。

在1988年5月3日授权的美国专利No.4,741,609中，Daniel V.Sallis描述了一种拉伸的薄膜日光反射装置，其在圆形框上设置有薄膜，薄膜的双壁部分在靠近薄膜的外围延伸为圆形形成一个气囊，该气囊可以充气拉紧薄膜。注意该装置刚性支架对于携带和存放来说不是完全可折叠的。

在1988年7月5日授权的美国专利No.4,755,819，Marco C.Bernasconi等人描述了一种用于航天器应用的抛物面形状的反射器天线。该装置通过太空中的空气充气形成天线反射器以及用硬化的环形面固定的天线屏蔽器。涂覆材料为树脂浸制的纤维，当被太阳加热时，它将发生聚合从而使反射器天线稳固并且不需要气压可保持其形状。注意该装置不是完全可折叠的因此不便于携带和存放，它非常复杂而不能足够低成本生产作为大众适用于野外可配置的工具，并且该天线屏蔽器通常限制或者阻止了作为宽光谱太阳能会聚器的使用。

在1994年1月4日授权的美国专利No.5,276,600中，Takese Mitsuo等人描述了一种由底座和柔性聚合物塑料基板构成的平面反射器，该塑料基板上具有高反射性的银层36并且平放于所述底座上，在两层之间设置由粘合层。注意本发明主要是用于通过多层平面材料层制造具有小曲率半径的反射器的装置。其并不代表功能性可折叠反射器装置。

在1999年4月13日授权的美国专利No.5,893,360中，O’Malley O.Stoumen等人描述了一种充气式的太阳炉，其包括两层边缘密封的柔性材料。上层为透明的，并且下层具有一反射层。注意该装置表现为一种相当笨拙或者笨重的烹饪方法，并且该装置的功能容易被蒸汽损坏，物体在该装置内加热或烹饪产生的蒸汽然后可能凝聚到该装置的透明薄膜上，从而散射入射的太阳辐射，因此妨碍了有效会聚。而且，该装置不是多功能。

在2000年11月21日授权的美国专利No.6,150,995中，L.Dwigt Gilger描述了一种组合的光生伏打阵列和一种设置于外周的构架射频(RF)反射器。注意从它的两个简单功能来看该结构非常复杂，并且它不适宜用作地球上野外可配置的工具。

在2001年4月17日授权的美国专利No.6,129,009，John Shipley等人描述了一种与充气式的径向构架支撑结构相接的可折叠的天线反射器的受拉线和拉杆。再次注意，用于配置该反射器的该机械连接(受拉的拉杆线)通常非常复杂而不能得到成本低的装置结构为大众使用。而且，在地球环境中没有提供支持和定位该装置的方法。

在2002年12月5日公布的PCT专利申请PCT/US02/16918中，JohnRessig Jr和James M.Essig描述了一种充气式的反射器装置，其为一般地但可选地形成本发明的一个模块。

在1956年9月26日公布的英国专利申请No.758,090中，Charles T.Suchy等人描述了一种具有内置的无线电天线的充气式气球。注意该装置没有会聚反射器。

在1953年12月23日公布的法国专利申请No.1,048,681中，Adan Tarcici描述了一种用于野营时烹饪的会聚太阳能的反射器。注意该装置不能完全可折叠因此不便于携带和存放并且不适宜会聚太阳能。

在1984年6月5日公布的日本专利申请No.59-97205中，Yasuo Nagazumi描述了一种腔内充有氮气并通过辐射铝罩和绝热镜面划分的抛物线天线。注意该装置不能完全可折叠因此不便于携带和存放并且不适宜会聚太阳能。

b.现有技术缺陷概述

简要地，现有技术的缺陷通常包括，以下为其中的一个或多个局限性：

(a)该设备或装置通常本身不具有多功能，也就是说，它通常限于单一功能或者可能两个或多个紧密相关的功能；

(b)该装置不适合或者完全可折叠可以方便野外来回运输，或者在不用的时候方便存放；

(c)该装置不能重复使用或者改装，也就是说，该装置在它最初配置后不能折叠而便于携带到另一个地方或者压紧存放以便以后使用。

(d)该装置没有在地球环境中支持和定向该装置以方便使用的轻便折叠的装置，和/或不能利用其它特征，诸如公知的充气阀，便于经验和知识有限的人使用；

(e)该装置没有防止使用者意外暴露于高密度的电磁辐射下的装置，因而导致安全隐患；

(f)由于在光学路径中有一个或者多个中间层诸如透明薄膜或者天线屏蔽器，会聚宽光谱的太阳辐射时，该装置表现出有限的效率；

(g)该装置表现没有必要的结构复杂性，从而导致该装置不能低成本生产而被大众广泛使用；和/或

(h)该装置通常不是非常结实和耐用而适宜快速下落到地面上，诸如空投，也不提供在野外使用损坏的情况下利用整体快速修补材料易于修理装置的方法；

(i)该装置通常不是模块化的并且不能根据使用者需要进行选择性配置以实现其他的功能。

相反，本发明将克服现有技术的每个缺点和局限性。

发明内容

a.概述

本发明的优选实施例里，为能选择性配置或者改装模块化、可充气的、多功能、野外可配置的装置，其主要提供了一种利用周围环境资源产生能量的低成本方法(例如：在地球环境中会聚太阳能用于加热、烹饪、和/或能量供给)，但其一般也提供用于实现其它改善生存或者维持生命功能的多种方法(例如，利用周围环境的物质资源诸如沉淀获得可饮用的水)，以及其通常完全可折叠(例如：放气)而非常易于携带和存放。简要地，本发明模块化、充气式的、多功能、野外可配置的装置通常具有基本的充气式、多功能、抛物面反射器装置作为主要的功能模块，诸如我们以前的申请所公开的发明。本发明通常进一步包括一个或多个可选，更适宜拆装的连接的附属模块和/或元件，诸如一种用于支持和定向基本充气式反射器装置的充气(或者可折叠)装置，一种用于以防使用者在靠近底部发射器装置的焦点时，意外暴露于高密度的电磁辐射(例如太阳)中的可充气式(或者可折叠)装置，一种用于支撑靠近焦点的材料或者附属元件的充气式(或者可折叠)的装置，以及一种充气式(或者可折叠)保护性覆盖。

关于功能性，简要说明该基本发明(也就是说本发明的发明者的相关发明)的基本充气式反射器装置的优选实施例，以及，本发明的模块化野外可配置的装置的优选实施例主要设置为用作非常便于携带的太阳能烹饪、加热、和/或能量供给装置。然而，基本的反射器装置和模块化野外可配置的装置通常(但不是必须)特别设置为单独或者与多个其它可选的附属元件结合，有效并可靠地实现选自聚焦电磁、非聚焦电磁、以及非电磁功能广泛领域中的一个或者多个其它功能。因此，基本反射器装置和模块化野外可配置的装置可以用作非常便于携带的工具，其中每个装置均具有广泛的实际应用价值；然而，本发明模块化装置可选择性改装的特点具有更大的灵活性，安全性，和/或相对于基本反射器装置便于使用。

更具体地描述，本发明通常在功能上优化(如基本发明所述)用于会聚、聚焦、和/或集束辐射电磁能并且有效覆盖从射频(RF)辐射到包括宽光谱的太阳能的紫外辐射的宽范围电磁频谱。然而，如上所述，本发明(以及基本发明)还能有效地并可靠地实现多种与会聚、聚焦以及集束辐射电磁能无关的其它功能。本发明的聚焦电磁应用通常包括1)会聚用来加热、烹饪、杀菌、蒸馏、加工材料、能量供给，和/或等诸如此类的宽光谱(如太阳)的辐射，2)处理用来增强无线信号的传播和接收和/或其它电磁通讯的射频和/或微波频率辐射，和/或(3)处理用于增强低照度环境中的可见度的可见光谱辐射，投影光学信号或者图像，和/或其它光学目的，诸如为监视和/或安全考虑使用该装置作为凸面镜而扩大使用者的视野范围。非聚焦的电磁应用通常包括1)用作为应急发热毯、庇护所、孵化器、温室等，2)用作为电磁能屏蔽板，和/或，3)用作为静电绝缘器。非电磁应用通常包括(1)收集、存储，和/或处理水或者其它基本流体材料，(2)用作用来在恶劣的天气和/或其它环境条件中保护人、装置、材料、和/或其它物体的庇护所，(3)用作软和的或者适宜的支架诸如床、摇篮，充气的铸件(用于固定折断的肢体)，等类似，(4)用作水上漂浮装置或者供水船，(5)用作生产燃料、药物、饮料，和/或其它材料的便携的发酵装置，(6)用作用于产生电能或者机械能的充气式风力涡轮机或者水车，(7)用作充气式波能利用装置，该装置用于产生电能和/或机械能，抽水，和/或淡化海或者海洋水，和/或(8)用作定向声音放大器。本发明认为在以下描述的多种其它用途对于该装置的使用者是显而易见的。然而，应该强调的是本发明的任何特定实施例或者说明不需要执行所有这些功能，也就是说，可以在不偏离本发明的实质的情况下设置一个特定实施例来实现这些功能的有限个数的子功能。此外，如以下所示，应当注意到虽然基本发射器装置通常为模块化野外可配置的装置的主要功能模块，在野外(或者工厂)的使用者可以在不脱离本发明实质的情况下将本发明(也就是说，模块化野外可配置的装置)可选地改装为不带基本反射器装置，从而实现多种非聚焦电磁和/或非电磁功能，例如，用作为水上漂浮装置或者用作为风力涡轮装置的部件。

关于物理结构，首先注意将本发明的每个模块化结构的重量、不可配置量和制造成本降低到最小程度，同时将使操作性能，多功能性，以及安全性最大化。为了实现这些优化，本发明的主要模块通常由一个或者多个轻质充气结构(诸如充气环)，薄柔性(例如可由气压配置的)薄膜，和/或其它容易折叠的、轻质的结构组成。一个这种结构最优化的最好实例为优选的第一主要实施方式结构中的基本可充气式反射器装置，其中两个由气压可变形的(也就是说，由气压配置的)薄膜，至少一个具有反射性，与充气式的支撑环的内部结合使用形成一个高效的中心反射器室，其通常可以充气至低于周围气压(为多数装置所需)或者高于周围气压配置反射薄膜。注意利用支撑环的内部形成高效的低于周围环境可增压反射器室的整体部分，基本反射器装置的第一实施例可以由最少的零件低成本的生产得到，并同时最大化重量比功率输出。

作为另一个实例，基本反射器装置的第二主实施例使用至少一个反射薄膜和至少一个透明薄膜形成中心反射器室，其通常只可充气至大于周围的气压配置反射薄膜。当它用于会聚宽频谱的电磁能时，虽然效率通常要低于第一实施例，但是可以由少到两块材料极低成本制造该基本反射器装置的第二实施例的主要结构。另外，两个基本反射器装置的实施例通常使用一个或多个发射薄膜，该薄膜为基本上预先形成为抛物面形状从而增强安全性，便于操作，并减少了支撑环上薄膜的结构负载。(注意“预先形成的”可气压形变薄膜是将薄膜制造为表现为或者具有它由气压改变的形状，也就是说，在对薄膜上施加巨大气压差前它有配置好的表面形状。)如上所述，本发明的其它模块通常也由相似的轻质的充气结构和/或气压配置的薄膜组成从而实现结构优化；然而，应当进一步注意到特定的模块(或其元件)在大小上也基本匹配，尽可能地，本发明的其它模块和/或元件，都要进一步通过最小化构造模块化装置所需不同元件的数量降低制造成本，并使类似大小的模块容易互换以提供模块化装置的多功能性和/或在损坏的情况下，便于一个或者多个模块的快速替换。

为了使本发明的多个模块作为一个整体操作，每个模块通常包含用于连接到该装置的其他模块上的、用于连接附属元件，和/或稳固和固定该装置以提供安全操作的一个或多个其它模块。另外，装置的每个充气和/或气压配置模块需要至少一个充气装置或者调整气压装置诸如，公知的简单旋塞阀、手动的或者自动的泵、气罐等。

为了提高性能，进一步增强安全性，方便使用，降低生产成本，和/或使模块化野外可配置的装置实现附加的功能，本发明设计多个替代结构，可选的形状，和/或附属元件其通常可替代、合并、和/或结合本发明的多个模块一起使用。

关于替代结构，注意认为使用没有预先成型的(也就是平面的)塑料反射薄膜可以使基本反射器装置具有可变的焦距。此外，认为使用预先成型的，非抛物面的反射薄膜(例如：表面为球形、波浪形，一组圆锥截面、多面体等)限制了使进一步增强安全性的最大化聚焦。另外，本发明还设计多个模块的多种新型制造方法。更具体地，诸如我们以前申请(交叉引用)所公开的多种制造方法，可以主要地用于低成本生产本发明多个薄的、柔性(例如由气压改变形状的)薄膜。

关于可选的形状和/或附属元件，注意该元件可以整体合并入或者可拆装的连接到本发明的多个模块上。另外注意该装置的多个模块可以为整体的，诸如允许对整体的互相连接的模块同时充气。

以下所示为非常方便或者能够有效地广泛应用的特定便携式装置。然而，本发明认为可通过灵活地将该模块化野外可配置的装置(或者其替代的结构)的一个或多个模块与本发明和/或基本发明的任意多个可选的形状和/或附属元件结合可以提供用于多种用途的其它多个便携式装置，也就是说，本发明不限于此处所示和描述的特定实施例。

最终地，本发明作为一种非常便于携带的、野外可配置的、多功能、多用途的装置或者工具，其能在野外(或者其它部分或者非常缺乏基础设施的环境)快捷地并低成本地提供改善生存或者维持生命的至少一种功能或用途。更具体地，本发明能够执行许多维持生命的功能和/或常规利用质量更大的，半轻便的装置和/或通常基本设施丰富的环境中可以找到的完全固定的基本设置元件。因此，本发明的非常便携的多功能装置能快速地、有效地并低成本地，暂时或永久地取代和/或补充多个维持生命的装置和/或基本设施的元件，其实例包括多个家用的(也就是家庭用的)器具和/或其他家用器皿；研究、商用、工业、娱乐、和/或军事设备；市政能源、水、和/或通讯设备防范恶劣气候或者其他环境因素的基本遮蔽物。因此，本发明理想地并唯一地适合用于广泛的场合包括，例如，偏远的野外工作，应急反应、救灾、户外娱乐(诸如野营、远足、野餐、划船等)，教育和/或其它地球上的(例如陆地、地下、海上、海底、空中)和/或非地球的(例如空间站或外行星)环境。

b.优于现有技术的典型优势

因此，由模块化充气多功能装置组成的本发明通常至少在7个明显的方面优于现有技术。

第一，本发明优于现有技术原因在于本发明可通过选择性地设置或者改装本发明的模块化特性大大提高它的高度多功能、多用途性。注意到本发明的优选和替代实施例具有多个电磁和非电磁应用，其中许多可以只通过选择性地改装本发明结构即可实现。相反地，所有现有技术基本为固定结构(也就是说：不可重新改装)，因此其实用性和应用非常受限。更详细地，需强调的是现有技术一般不涉及，或者不提供实现非电磁的功能，诸如当该装置野外可配置作为多功能地球上的救生工具时，利用流体或者收集并储存的水的能量，而其为本发明多个重要方面之中的两个。另外，本发明模块化特点可以使该装置的多个模块同时用于相似的和/或根本不同的功能；然而现有技术不包含这些设备。

第二，本发明优于现有技术因为它具有非常轻质而且紧凑的可折叠结构使其非常便于携带和存放。举例来说，注意到基本空气反射器装置的口袋大小型号(作为本发明的其它元件或者模块具有轻质和可压缩存放特性的的实施例)的质量大约为100克左右，以及当完全折叠时测量三维大小仅为8.5cm×12.0cm×1.0cm，它能充气为完全展开的装置，其具有直径为120cm的主反射器，当用作地球上太阳能会聚装置时，该装置能够提供1000瓦的高度会聚的宽光谱的辐射能量。注意到根据该装置能够由此提供前所未有的功率输出质量比，即每千克大约10000瓦的，其取决于具体厚度和结构材料(例如：13微米厚的尼龙/聚乙烯互相挤压的薄膜)，以及非展开的，紧密折叠的，功率输出量体积比(也就是说，非展开的功率密度)接近每立方米10兆瓦。因此，例如单个的气动升降货箱能在单个加载过程中空投足够多的设备以收集并会聚超过100兆瓦的太阳能量。虽然包括多个充气元件结合的模块化装置和基本的充气反射器装置比，通常具有较低的功率输出质量比和功率输出体积比，但是应当注意该模块化装置的充气附属模块可以任选地由一个或多个改进的基本反射器装置组成，从而该改进的模块化装置可以重装为多个基本的充气反射器装置，其基本上可以达到与主基本充气反射器装置同样大的功率输出质量比和功率输出体积比。

第三，在一个或多个优选实施例中，本发明通常优于现有技术的原因在于其具有精确的预先成形的反射薄膜和其它可选的特征，其大大增强了该装置的操作安全性。更具体地，使用改进的基本上预先成形的抛物面反射薄膜(取代现有技术通常使用的平面薄膜)使该装置具有(并且可以限制该设备具有)相对缩短并基本上固定的焦距，从而能使使用者保持更好地控制任何潜在危险和高密度的辐射能量的位置。另外，新型的、预先成形的、非抛物面的反射薄膜可以用于限制会聚能量的最大值达到较低从而更安全的水平。此外，使用任选的整体安全罩、安全盖，和/或其它安全物体将显著减少意外暴露于高密度的电磁辐射中的危险。另外，在现有技术中通常没有提到上述特征和它们的相关优点。

第四，在一个或多个优选实施例中，本发明通常优于现有技术的原因在于它更易于展开(如充气)和操作。注意利用预先成形的反射薄膜(或者装置的其它预先成形的元件)，该反射薄膜能够通过利用薄膜上相差非常小的气压完全展开，从而有助于全面充气。另外，多种任选的元件(通常为模块化)可以并入该装置，其能在展开和/或使用中进一步提高使用的方便性。例如，这些元件包括(1)用于支撑和/或定向该装置的多种新装置；(2)用于固定靠近焦点的材料或者附属元件的多种新装置；(3)使用、公知的、简单的充气阀，即使对于受过有限教育的人或者已有使用太阳会聚装置经验的人来说，其非常便于展开。相反，除了偶尔使用公知的焦点支撑，现有技术通常既没考虑也没有预见这些元件及其优点。

第五，当应用基本反射器装置第一实施例的结构时，本发明的模块化装置效率一般更高因为它消除了所有相关现有技术包含在光路里的所有引起损失的中间层，也就是说利用通过充气环支撑由气压变形的反射薄膜的技术。注意通过利用次环境压力反射器室，如第一实施例中使用的基本反射器装置，日光或者其它电磁辐射能够自由地从能量源无阻挡地传输到反射器并然后传给目标。因此，当能量在反射器之间来回传输时第一实施例的基本反射器装置不会引起电磁能辐射损失。相反地，很多现有技术需要日光或者其它电磁辐射在反射器来回的过程中通过过环境压力反射器室的透明薄膜，从而导致多种能量损失。其它现有技术，虽然使用次环境气压反射器室，仍需要电磁能通过至少一个中间层，诸如天线屏蔽器，再次导致多种损失。一般而言，这些损失包括当辐射在反射器之间来回传播时由插入层引起的电磁辐射反射、吸收和散射。因此，现有技术的插入层通常导致该装置效率降低20％，甚至更多，其取决于入射辐射的波长和组成插入层的一种或者多种材料的透过率特性。

第六，本发明通常优于现有技术因为本发明的多个模块化元件一般每个具有非常简单的和可选地完全一体的结构，其特意设置为易于快速地大规模生产，从而使该装置低成本生产。注意现有技术的具体设计通常不具有高度集成度和此处所述的本发明模块所具有的结构简单性。此外，注意本发明的相对简单性部分归因于只利用周围环境(例如：大气)压力和简单的手动式操作(可选地用口操作的)阀它的基本反射器装置的反射薄膜可以变形为基本上抛物面的表面。相反，现有技术通常依赖复杂的机械装置，复杂的静电系统，或者复杂的压力调整系统使反射薄膜变形为基本抛物面的表面。

第七，本发明通常优于现有技术由于它具有优越的坚固度，尤其在通过空投或者其它可能产生大的加速度投放方式安放于野外时。注意这种坚固的设计由于基本上专门使用薄的柔韧性的薄膜(而不是坚固的结构)制造该装置的多个模块。此外，在损坏的情况下，该装置还优于现有技术因为它具有优越的可维护性，其通过装入用于在野外快速修理该装置的整体修理组件或者装置实现这一点。相反地，现有技术没有提供方便地在野外维修装置的方法。

应当注意到本发明以上分别所述的每个方面，表明为现有技术明显的改进。然而，本发明的这些优越方面相结合表明为对现有技术巨大的改进，其重要性不应低估。更具体地，由于本发明具有可选地拥有所有提到的优于现有技术的改进，因此本发明可有效地作为高度多功能、便携式、一般操作安全、容易使用、高性能和非常经济的工具，该工具具有显著增强人在多种艰苦或者挑战体能的环境中，即由于多种原因只有极少的为人体当时极其需要的通常用来维持生命的工具或者基础设施部件，适应和生存能力的功能。特别地，当人突然或者意外地不得已停留在世界上一个地方。不管是由于战争，自然灾害或者其它危机造成，其基本的准备食物的工具，饮用水的系统，或者其它当地的基础设施关键的部件被破坏或者不可使用，该装置给人提供最大的利益。应当注意，在这些环境下，应该注意到应急供应品和临时的基础设施在灾区重建的效率直接影响生活质量以及，更重要地，会影响到受影响地区的人的幸存率。最终地，为了最大可能地减轻痛苦，并减少死亡率，整个受影响区域需要以最短时间、最少工时和花费，重建大量的临时使用的替代设施。由于此处公开的低成本、容易使用和高度便携性和多功能装置理想地并唯一地适合用于这种应急或者救灾工作。因此，该方便的发明提供了非常有效地方式满足全球不断的需要-现有技术没有设想并预见到本发明的该方面。

本发明还可对在世界上不发达或者不为人知的地方个人生活、工作或者旅游非常有用。对于户外运动者或者探险者，模块化野外可配置的装置可以当作一个非常有价值的多功能救生工具。此外，如上所述，对于参加多种户外休闲运动的人，该装置可提供很多方便，其为便携的准备食物的工具和/或需要或者想要的本发明其它功能。此外，应当注意到该非常经济的装置理想地适用于作为向学生或者其它兴趣小组讲授关于太阳能的辅助教学。考虑到世界日渐减少的石油燃料和其它通用燃料的供给-尤其结合目前全球不断增长的能源需求-关于太阳能的全球教育来保护环境、稳定全球经济、以及保证居住在地球上生物的应有的生活质量变得越来越必需。再次地，现有技术没有设想并预见这些额外的目的和优点。

当读到本文以下的部分时，明显可见模块化野外可配置的装置在其它许多方面包括其它元件、多种该模块化装置新型的制造、展开和使用方法也优于现有技术。

C.本发明的具体目的和优点：

因此，本发明的典型的主要实例(优选实施例)为提供一种高度便携式(也就是：充气的或者折叠的)，模块化，可选择性配置的、多功能、多用途、野外可配置的装置及其制造方法，一般对其优化用作基本抛物面的反射器从射频辐射(RF)到包括太阳辐射(或者其预设的子集)的紫外辐射(UV)会聚电磁能，但其一般也可用作多个其它电磁和/或非电磁设备。考虑到该发明的多功能性，本发明的具体(但可选的)实例为：

(a)提供一种非常便携模块化多功能装置，该装置用于会聚宽光谱(例如太阳)辐射来烹饪、加热、杀菌、蒸馏、材料加工，和/或其它所需的目的或者受益于辐射热的应用，其可选地使用多种结构专门设置用来吸收会聚的太阳辐射包括，例如太阳炉或者具有高发射(通常涂黑的)吸收能量的外表面的热压罐；

(b)提供一种用于利用涡轮机能量发电、热电的、和/或光电的装置产生电能的便携模块化多功能装置；

(c)提供一种便携模块化多功能装置，其能用于会聚从相对暗的源诸如路灯发出的光，来操作(和/或充电)一种否则无法运行的、低功率的光伏器件，诸如掌上计算器。

(d)提供一种便携模块化多功能装置，其可以用于增强或者应用无线电、微波和/或卫星通信(包括使用一个或者多个作为中继站)，和/或用于应用射电望远镜；

(e)提供一种便携模块化多功能装置，该装置通过将暗光源，诸如新月，发出的可见光会聚到所观察的物体上提高在黑暗环境中的可见度；

(f)提供一种便携模块化多功能装置，该装置通过将诸如蜡烛的非准直光源的光照射到黑暗环境中，增强黑暗环境中的可见度；

(g)提供一种非常便携的模块化多功能装置，该装置用于应用或者增强光信号通信，诸如当和放置在焦点的非准直光源一起使用形成信标信号，并可选地进一步包括彩色的、网纹的、偏振的，和/或包含透明的和/或反射薄膜的图像，来增强信号和/或提供艺术灯光或者图像。

(h)提供一种便携模块化多功能装置，该装置应用波导系统对全色可见光(或者其他有用的辐射光谱范围)捕获和分散到内部、地下、和/或水下环境增强可见度和/或操作诸如光学成像投影仪的仪器。

(i)提供一种便携模块化多功能装置，其能作为一种多层应急热毯，静电绝缘体，和/或保护人或物的电磁能屏蔽，但其也可使人或物隐蔽于红外(IR)照相机或者屏蔽其它电磁成像或者侦查设备；

(j)提供一种便携模块化多功能装置其能用作一种给人或者物提供柔软的、随意的支撑，包括用作床、摇篮、椅子、可充气的铸件(用来固定折断的肢或翼)等；

(k)提供一种便携模块化多功能装置其能用作水上漂浮装置，小船，或雪橇；

(l)提供一种便携模块化多功能装置其能用于获取、存放、加工、和/或分配水，其它液体，和/或某些固体物质，对于其多种可选结构(诸如集水环、水槽、漏斗、过滤器、管子、阀门，泵等)可为一体地或者可拆卸方式和该装置相结合；

(m)提供一种便携模块化多功能装置其装入一个高反射率表面，诸如不光滑的黑色表面，可用来通过辐射凝结过程在晚上收集水；

(n)提供一种便携模块化多功能装置其可用作发酵器，与以上所述的蒸馏功能结合使用，该装置可生产用作燃料、医用，和其它用途的高纯度的酒精；

(o)提供一种便携模块化多功能装置用于定向扩音；

(p)提供一种便携模块化多功能装置可选地装入一个或者多个由气压可变形的、平面的反射薄膜从而使该装置具有可变的焦距；

(q)提供一种便携模块化多功能装置其可以用作热的庇护所、孵化器、溶液培养的生长室、温室、霜冻防护罩，和/或用于严寒天气或者其它自然环境(例如：蚊子、其它叮咬昆虫、尘土、碎片、阳光等)的一般防护物；

(r)提供一种便携模块化多功能装置其用作脱水器、烘干机、养护室，和/或密封的或通风的工作室；

(s)提供一种便携模块化多功能装置其可选地用作伪装的观察/(huntingblind)捕猎野生动物的笼，陆地动物饲养所、水族馆和/或水生生长室；

(t)提供一种便携模块化多功能装置其可用作风力和或水力涡轮产生电能和/或机械能；

(u)提供一种便携模块化多功能装置其可用作利用液体表面波能装置以产生机械能和/或电能；和/或

(v)提供一种便携模块化多功能装置可选地装入一个或多个止回阀有助于使用或者应用该装置用作流体泵；

本发明第二个主要的典型实例为提供一种模块化多功能装置其可选地质量非常轻、完全可拆装，以及紧密折叠从而非常易于携带和存放，因此提供的一种高性能的装置其理想地适合用于野营、远足、野餐、划船、应急使用、救灾，和/或(地球或基于太空)对高质量比和/或体积比要求严格的情况。考虑到携带和存放，本发明的具体(但可选)实例为：

(a)提供一种便携模块化多功能装置，其具有由完全薄的和/或超薄的高强度薄膜组成以最小化其质量的主要结构；

(b)提供一种可充气式(也就是说可固化和/或可展开)的便携模块化多功能装置，其通过使用压缩空气进行充气，该压缩空气一般不需要(但可能)由该装置携带的；

(c)提供一种模块化多功能装置其当不使用时能完全拆装和紧密折叠成最小体积；

(d)提供一种便携模块化多功能装置其由于它非常轻的质量和存放(不展开)体积，当在地球上用作宽光谱的太阳能会聚器时，产生非常大的功率输出质量比和功率输出体积比，接近每千克10000瓦和每立方米10兆瓦；

(e)提供一种模块化多功能装置，该装置具有非常轻的质量和小型的充气阀，例如，由薄膜材料制成的阀，并包括一种互锁的舌榫(也就是：“Ziploc”-型)，夹紧或者系紧，或者自封型的闭合机制。

本发明的第三个典型的(但可选定的)目的是为提供一种模块化多功能装置其可选地更安全操作、运输，和/或存储。关于安全性，本发明的具体(但可选的)目的为：

(a)提供一种具有一整体的安全罩(优选为充气式或完全可折叠的)的便携模块化多功能装置，其在焦点周围形成物理屏障，从而防止意外暴露于潜在危险密度的电磁辐射下；

(b)提供一种具有一个整体的安全盖的便携模块化多功能装置，当不使用该装置时，阻挡辐射击穿反射薄膜，从而防止形成并因此产生的意外暴露于位于或靠近焦点处潜在危险密度的电磁辐射下；

(c)提供一种具有用于在不被完全展开(压缩的)时使反射薄膜变形的整体反射器皱缩机制的便携模块化多功能装置，从而又一次基本上防止形成任何无意的、潜在的危险密度电磁能量；

(d)提供一种具有一个或者多个预定形状的抛物面薄膜的便携模块化多功能装置，其将该装置限定为基本上具有固定的短焦距，从而通过使操作者提供更灵活地控制焦点处高度会聚的能量的位置而增强安全性；

(e)提供一种具有一个或者多个预定形状的非抛物面的反射薄膜的便携模块化多功能装置以使能量会聚的最大值限定为较低因而达到更安全的水平；

(f)提供一种具有一个或者多个偏离轴心的光衰减装置的便携模块化多功能装置，诸如，举例来说，当该装置在偏离轴心的位置时，该装置为一个衰减功率的偏离轴心的光衰减光栅，和/或当从基本上偏离轴心的位置观察时，该装置为用于衰减反射光的变暗透明薄膜；

(g)提供一种具有一个或者多个阻挡靠近焦点处的能量和/或改变其方向的便携模块化多功能装置，从而提供一个能量快速切断装置和/或捕获和转向偏离的电磁射线(其也可提高性能)；

(h)提供一种具有多余的充气(或可折叠)支撑结构(例如，独立的气压袋)的便携模块化多功能装置，从而降低突发破损或者其它失效的可能风险；和/或

(i)提供一种具有一个状态指示器设备和/或报警器的便携模块化多功能反射器装置，用来向所述装置使用者或者操作者报警出现的任何危险情况诸如过热、起火等

本发明的第四个主要典型的(但可选的)目的为提供一种便携模块化多功能装置其可选地更易于展开和/或操作。关于易于使用方面，本发明的特定的(但可选的)目的为：

(a)提供一种模块化装置其具有多个一体的固定和存放形状诸如：手柄、有孔的耳柄，带子，增重袋和存放袋(尤其为轻质量、小型的，以及可由组成该装置的拉长的薄膜形成的这些袋子)；

(b)提供一种模块化装置其具有多个一体的附属硬件连接设备诸如马蹄铁、夹子、托架、插孔，搭扣转接，以及其它常用的固定结构(尤其为便于携带和存储的可拆卸设备)；

(c)提供一种模块化装置具有多种用于支撑和定向该装置的质量轻、便携的结构包括，例如，一种充气可调的双足支架，多个充气的锥形支撑/水准测量环，和/或具有独立的，可选充气的(漂浮)，支撑环的球形可充气的(或者折叠的)固定元件；

(d)提供一种模块化的装置，该装置具有用来固定多个位于或靠近焦点处的元件和/或配件的轻质、便携式装置，该便携式装置包括，例如：可折叠的、多用途烤肉架/壶支架、可充气的焦点支架，和/或用拉线式缆绳焦点支架；

(e)提供一种具有一个或多个预制的、压力可变形的反射膜的模块化的装置，其可利用和采用平面反射膜设备相比，明显低得多的膜上压差完全展开，因此有助于正常充气。

(f)提供一种具有集成的或可移除式连接的定向和对准装置的模块化的装置，该对准装置诸如视像校正导向器、倾角计、水准仪和/或磁罗盘，从而便于对准电磁源和/或目标，和/或为其他目的定向该设备；

(g)提供一种具有一个光/热强度控制器的模块化的装置该控制器诸如一种可手动地或者自动控制的天窗或光圈结构。

(h)提供一种模块化的装置具有多个集成的或独立连接的电子和/或机械元件来实现多种应用包括但不限于光复电池、电力电池、电泵、扇、传动器、计时器、自动调温器、控制器和/或其它有用的设备；和/或

(i)提供一种具有一种用来自动跟踪太阳的轻质量设备的模块化装置。

本发明的第五个主典型的(但可选的)目的为提供一种便携的模块化多功能装置其可选地效率更高，其中采用两个压力可变形膜形成一个次环境凹-凹反射器室结构，从而减少在光路中具有一个或多个中间层的器件本身固有的多种损失，诸如一种过环境反射器的透明薄膜，光必须在焦点来回过程中经过该薄膜至少一次。

本发明的第六个主要典型的(但可选的)目的为提供一种便携模块化多功能装置，由于其具有非常简单、高度整体化的结构，因此可选地非常经济，并且因此其可广泛应用于日常使用和教学目的。关于经济性，本发明的特定的(但可选的)目的为：

(a)提供一种模块化装置具有由多个(通常四个或更多)反射器装置(第一和/或第二个主要实施例)其由薄的、高强度的、高弹性模量的(优选地)，可买到的材料，以及必需的阀组成，并使用一种基本上平面构图的制造方法，该方法极大简化了制造加工和工艺，从而降低了制作成本；

(b)提供一种具有一个基本的反射器装置(第二实施例)的模块化装置，该反射器装置可通过采用简单的成熟的制造工艺由只有两片薄的、可买到的、高强度的材料，以及必需的阀制造而成；和/或

(c)提供一种模块化配置于野外的装置，其中它的一个或多个模块(或其元件)基本上与其它模块(或其元件)尺寸匹配(也就是具有同样尺寸)，从而通过使生产所需的元件数量最小而降低制造成本(而且提高多功能性和易于修理)。

本发明的第七个主要典型的(但可选的)目的为提供一个便携模块化多功能装置其可选地抗高空坠落，或者耐损坏，并且在损坏的情况下容易修理。关于抗损坏和可修复性，本发明的特定(但可选的)目的为：

(a)提供一个模块化装置具有一个或多个多余的反射器室从而如果一个反射器室被损坏，该装置仍然可使用；

(b)提供一个模块化装置主要由非常柔性的材料(可选地包括多层和/的或其耐冲击、耐撕裂，和/或耐磨损的加固纤维的合成材料)组成，因而该装置可以故意(例如空投)，或者无意(也就是意外)坠落，和/或处于恶劣的操作条件下仍然不受到任何明显损坏；和/或

(c)提供一种模块化装置具有一体的快速修补材料(例如：自粘的补丁等)。

本发明的第八个主要的典型(可选的)目的为提供一个便携模块化多功能装置由于该装置通常不需要任何燃料运行，其对环境非常环保。取代地，当用来加热、烹饪等时，本发明一般只依赖于辐射的太阳能，从而对空气、水和地面污染降低到最小程度。这和其它常用的便携炊具和加热器具形成鲜明对比，它们通常依赖于碳氢化合物燃料的燃烧，因而通过燃烧过程和无意的燃料排放(例如溢出、泄露、气体挥发等)不可避免地引起污染。

本发明的再一个目的在于提供了实现所述用途的改进的元件和配置，其为价格便宜、可靠的，并非常有效地实现所需要的目的。

本发明的这些和其它实施例通过查看以下说明书和附图将更容易理解。然而，需要再次强调的是本发明的任意具体实施例或说明不需要实现在此提到所有本发明的这些功能或者满足所有实施例的目的，因此当参照前面几段中本发明的多个实施例时，较多地使用词语“可选的”和/或“可选地”。特别地，在不偏离本发明的基本特点的情况可以设计本发明任意特定实施例使其实现和/或满足只有几个有限的(或者子集)功能和/或目的。

附图说明

图1A-D分别示出了一种典型的模块化、便携的、多功能、配置于野外的装置的局部剖面透视图、侧视截面图、分解截面图、对比透视图；

图2A-B分别示出了现有优选第一实施例结构中的基本可充气反射器装置的俯视图和侧视图；

图2C-D分别示出了基本可充气反射器装置的透视图和侧视图，该装置示出了多种用于连接其它模块、连接其它附属元件、和/或固定该装置的各种可选连接装置作为各种连接装置的实例，同时该连接装置也可包含在其它模块和/或者附属元件中；

图3A-B示出了第一实施例基本反射器装置的截面示意图，该装置利用它的配置于次环境模式的反射器室分别用来会聚和投射辐射的电磁能；

图3C-F示出了第一实施例的基本反射器装置的截面示意图，该装置利用它配置于过环境模式的反射器室用来用于处理辐射电磁能；

图4A-B分别示出了第二实施例结构中的基本可充气反射器装置的俯视图和侧视图；

图4C-I为第二实施例结构中的基本充气反射器装置的径向截面图，其示出了多种优选的和替代的反射器室结构的操作；

图5A-C分别示出了改进的基本第一实施例反射器装置的透视图、径向截面图，和部分截面图，该装置具有一以可移除式连接的中心压力变形薄膜；

图6A-B分别示出了替代第一和第二实施例反射器装置的径向截面示意图，其具有可移除式连接的反射器室；

图6C-D示出了一种用于将可移除式连接的反射器室固定在支撑环上的典型的连接装置的部分径向截面示意图；

图7A-B示出了替代第一实施例反射器装置的径向截面图，该装置具有分别预先形成为球面的和非球面的回转面的失谐的(也就是非抛物面的)反射薄膜；

图8A-B分别示出了替代第一实施例反射器装置的俯视图和径向截面示意图，该装置具有其预先形成为径向波浪形(或者径向阶梯状)的回转面的形状的失谐的反射薄膜；

图9A-D示出了替代第一实施例的基本反射器装置的俯视图和径向截面示意图，该装置具有预先形成为径向波浪形(或者径向阶梯状)的回转面的形状的失谐薄膜；

图10A-B示出了替代第一实施例的基本反射器装置的俯视图和径向截面示意图，该装置具有由多个(例如：十二)预定形状的、楔形的凹陷组成的失谐反射薄膜，可选地，通过下面的径向支撑网格(也就是：多个径向钢丝、电线、钢索等)支撑该楔形的凹陷；

图11A-H示出了替代第一实施例的基本反射器装置的多个俯视图和径向截面图(图11B)，该装置具有一失谐的反射薄膜其由多个以基本上六边形的、圆形的、环形的或者长方形排列的预定形状的凹陷组成，可选地由下面的支撑网格支撑；

图12A-D示出了替代第一实施例的基本反射器装置的俯视图和径向截面示意图，该装置具有由多个一般为楔形的面组成的失谐反射薄膜；

图13A-D示出了替代第一实施例的基本反射器装置的俯视图和径向截面图，该装置具有由多个圆锥面组成的失谐合成反射薄膜；

图14A-F示出了替代第一实施例的基本反射器装置的多个俯视图和径向截面图，该装置具有由基本上以圆形、环形或者三角形排列的多个平面组成的失谐合成反射薄膜；

图15A-B示出了替代第一实施例的基本反射器装置的俯视图和径向截面图，该装置具有一失谐的多面反射薄膜，其通过与正对薄膜相连的多个内部的肋材或者片交替设置；

图16A-B示出了替代第一实施例的基本反射器装置的俯视示意图和径向截面示意图，该装置具有一失谐的反射膜，其中中心的充气压力袋设置于可气压变形的上薄膜和下薄膜之间用来使反射薄膜产生轻微改变；

图17A-B示出了替代第一实施例的基本反射器装置的俯视图和径向截面图，该装置具有双焦点的、失谐反射薄膜从而产生一具有两个可用的焦点装置；

图18A-D示出了模块化多功能装置的截面示意图，该装置用作一种用于烹饪、蒸馏、加热、提供能量等宽光谱电磁(如太阳)能会聚器；

图19A-D示出了模块化多功能装置的截面示意图，该装置用作一种高增益天线以促进或者实现电子通信；

图20A-C示出了模块化多功能装置的截面示意图，该装置用于调节可见光谱辐射(也就是光)来增大视野，利用光信号通信等；

图21A-D示出了模块化多功能装置的截面示意图，该装置用作舒适的支架、庇护所等；

图22A-C示出了模块化多功能装置的截面示意图，该装置用作收集、储存、处理水的装置；

图23A-M示出了模块化多功能装置(或其模块)的多个截面示意图、前视图，和侧视图，该装置用作产生机械和/或电能的风力涡轮机的部件；

图23N-P示出了模块化多功能装置(或其模块)的截面示意图、前视图、和侧视图，该装置设置为并用作产生机械和/或电能的水轮、风力涡轮机的部件；

图24A-D示出了模块化多功能装置(或其模块)的截面示意图，其设置并用于多个功能，分别包括用作一种高增益的定向扩音器，用作一种发酵设备，用作滤网或过滤器，以及用作水上漂浮船舱；

图24E-G示出了模块化多功能装置的截面示意图，设置该装置用于利用机械能或者来自波浪形流体表面的波能(例如：海浪)产生动力；

图25A-D示出了模块化多功能装置的截面示意图，描述了替代的形成充气球形支架、充气安全罩和充气支撑环的方法；

图26A-B示出了替代的模块化充气多功能装置的截面示意图，该装置包括由小充气量的组合球形支架和焦点支架一体的反射薄膜；

图27A-D示出了描述多种替代安全罩(也就是：具有可选的安全网的捆绑式安全罩)的透视图；

图28A-D示出了由多个充气的锥形支架和水准测量环支撑的基本充气反射器装置的截面示意图；

图29A-D示出了描述多个替代组合/两用的安全罩和器件支架的透视示意图；

图30A-B示出描述多个替代组合/两用的安全罩和器件支架的透视示意图；

图31A-D分别示出了描述多种替代折叠组合安全罩和支撑可卸的反射器装置的器件支架的透视示意图和三个截面示意图；

图32A-H示出了描述多种替代的拉线式缆绳焦点支架的透视示意图；

图33A-B示出了结合过环境增压第一实施例基本反射器装置使用波导的截面示意图；

图34A-D示出了描述使用第一实施例的基本反射器装置作为流体泵的截面示意图；

图35A-E示出了描述使用附加附属薄膜用来既增大水量采集又用作掩蔽物的透视示意图和截面示意图。

图35F-K示出了描述组成附加的多层绝热附属薄膜的部分透视示意图，其用于改进的水收集器、遮蔽物或者绝热器，以及流体加热器；

图36示出了改进的第一实施例的反射器装置的透视示意图，该装置还包括可选的附属元件，诸如外围槽，有助于水的收集和储存；

图37示出了将改进的第一实施例反射器装置设置为便携的密封的工作室的透视示意图；

图38A-B示出了改进的第一实施例反射器装置的透视示意图，该装置还包括用来跟踪太阳的自支撑式的单轴和双轴装置；

图39A-C示出了改进的第一实施例反射器装置的透视示意图还包括用于跟踪太阳的悬挂式单轴和双轴装置。

图40A-D示出了构成该装置的典型的、基本上聚合体的、多层的复合材料的透视示意图。

具体实施方式

图1A-D：模块化可充气多功能装置

图1A描述了一种典型的可选择性展开的、模块化、充气的、野外可配置的多功能装置600，包括第一优选实施例结构中的一个基本的充气的多功能反射器装置610作为它的主要功能元件，该装置通过一个以可移除式连接的充气球形支架612支撑，该支架可移动地放置于分离的圆形环614中，以及该装置在上部支撑一个以可移除式连接的充气安全挡板616(部分剖视图所示)或者罩其进一步支撑以可移除式连接的拉线式缆绳支架618用来固定靠近基本反射器装置的焦点26的多种材料和/或附属元件(未示出)。

除安全挡板616外，描述了其它两个用来保护使用者不意外暴露于位于或者靠近焦点的潜在危险性的、高密度的电磁能的安全装置。首先，示出了了一种以可移除式连接的充气保护性的安全盖620，以展开的(充气的)方式粘接于安全罩616的上部。当使用装置600时，该保护性安全罩可以快速的展开从而减少辐射到反射器14上的电磁能数量，或者当该装置在不使用时完全阻挡这些电磁辐射。第二，示出了粘接于安全挡板616的上部的保护性安全网或者网格622(部分剖视图所示)用来限制意外物质进入焦点26。注意安全网622也可用于为部分或者完全展开的安全盖提供一个方便的支架，从而在结构上稳定或者加固安全挡板616的上端。

此外，通过多根加固线624或者绳进一步增强安全性，如图所示所述加固线将模块化装置的可移动上部与装置600的下部支撑环所在的表面(例如地面)连接。

关于物理结构，简单地注意该装置600的每个模块610-624通常主要由一个或者多个薄的柔韧的(例如：可用压力改变形状的)薄膜、一个或者多个轻质的充气结构，和/或其它柔韧的结构元件，例如线、绳、网等组成。另外，每个充气的和/或其它用压力改变形状的模块610，612，616，620包含一个或者多个充气或者调节压力的装置诸如所示的简单的插塞式阀门18；然而，可以利用其它多种公知的充气或者调节压力装置，包括，例如：手动或者自动泵，压缩气体罐等。注意可以通过与包括用口充气的装置的周围环境交换的空气来充气该装置的充气结构。此外，为了使模块化装置的多种模块能够作为一个整体运行，每个模块通常包括如上所述的用于将该模块连接于另一个模块上，连接附属元件，和/或固定和稳定该装置的一个或者多个连接模块34。

图1B描述了模块化配置于野外的装置600，其以截面图方式示出了会聚电磁射线辐射28(例如太阳辐射)，用于加热吸收能量的附属元件(未示出)，例如壶、罐、炉子等，通过拉线式缆绳支架618悬挂于靠近焦点26的位置。注意该模块化装置的活动的上部分位于或者安放于下部支撑环里，从而基本上使基本反射器模块610的焦点轴与进入的太阳辐射28对准。安全盖620部分展开并用绳或者其它连接装置(未示出)固定，从而提供了一种用来降低(也就是减少)照射位于靠近焦点处的元件的会聚的太阳辐射能数量的调节方法。

图1C示出了模块化配置于野外装置600的截面分解图，其更清楚地描述了它的主要模块和它们的基本物理结构。如以下所示，该模块化结构可使装置600能选择性地设置，因此可由使用者在野外方便地改装实现其它使用者所选的功能。此外，该模块化结构通过提供多余的结构提高安全性，从而有效地减少该装置受到毁灭性破坏的风险。

应当注意装置600的每个主要模块可以选性地包含多个使用者所选的，可拆卸的子模块。例如，以下所示，基本反射器装置610可替代地具有一个或者多个可拆卸的中心薄膜和/或一个可卸的反射器室以增加基本反射器装置610和/或模块化装置600的多功能性。举另一个实例来说，充气安全罩模块616所示具有多个(例如，3个)可移除式连接的，分别充气的圆环625，625，626。多环结构还有助于多功能性原因在于该环可以分离和/或选择性地与该装置的其它元件结合实现其它功能，例如，作为水上漂浮装置。注意对安全挡板使用多个分立的充气环还可以提供用于降低急速破坏性坍塌的风险的有效装置。

图1D描述了其盖子处于闭合状态的装置600。

应当进一步注意到优选地制造多个模块和/或其多种元件(也就是子模块)的尺寸尽可能地基本上与本发明装置的一个或者多个模块和/或元件的大小匹配，从而降低了生产成本，以及允许大小相似的模块或者元件易于相互替换，从而提高了功能多样性和/或便于维修。

本发明还考虑到整体连接整个模块化装置的一个或者多个主要模块，可选择地通过在连成一体的模块之间提供的互联的气孔对整个模块装置同时充气。虽然所述的一体性和互联性可以减少结构冗余，但仍然可提高安全性，例如，使安全挡板和反射器装置同时展开。本发明还设计每个主要模块的多个替代结构，以下将描述其中几个实例。

图2A-D基本反射器装置的描述——第一实施例

图2A和2B描述了现有的基本充气反射器装置610的第一优选实施例结构，其所示为具有一个圆形截面的充气环形室或者环形支撑元件12，并支撑上部的前反射薄膜14和底部透明反射薄膜17。当充气至次环境压力，也就是以次环境模式展开时，与圆环支撑元件12的内部结合的两个中心反射薄膜14，17提供一具有一双抛物线的凹面-凹面结构的中心反射器室(也就是：气压室)。薄膜14，17均具有中心充气阀18作为用来对反射器室20充气的气压调节或者充气的方式的一个实例。充气圆环支撑元件12也具有一个阀18作为对圆环支撑元件充气形成坚固的圆环的充气装置的一个实例。应当注意到通过利用圆环支撑元件的内部作为反射器室的主要部分，可以由最少的元件经济的制造得第一实施例装置610。

圆环支撑元件12由两块板13组成，充气前其基本上为平面和环形，并且沿着它们的内围和外围的连续接缝22，以粘附方式地或者遇热互相连接以在充气时形成环形室，其为形成环形室的实例。构成环形室12的两片板13由高应变能力材料，即具有高强度和低弹性模量的材料组成，诸如乙烯基，其必须使环形室的内部由平面环形的板组成而足够耐拉(也就是拉伸)从而不会妨碍圆环支撑元件的完全充气。

中心的由压力改变形的薄膜14，17由高强度的、柔韧材料的薄的圆形板组成，诸如尼龙或者聚酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料合成物。反射表面24优选地由用蒸发沉积的铝、金等反射材料涂覆在薄膜14的外侧。该反射薄膜14在形成抛物面的过程中热成形或者以其他方式预定成形为安全性考虑设置为短的、固定的焦距长度，并减小了用于完全使反射薄膜14改变形状和光滑的压力差，从而有助于配置和减少通过反射薄膜(机械负重)和反射器室(压力负重)施加在支撑环的负重。还可以选择性预先形成透明薄膜17以减少它施加在支撑环上的负重。在中心薄膜14，17和充气的圆环支撑元件12之间将形成圆形相切线的位置或者靠近的位置，示出了接缝22以粘接方式地或加热方式将中心薄膜14，17的外围与环形12连接。

多个替代的环形结构可以结合(也就是代替)以上所述的第一实施例的基本装置610。图2A示出了圆环支撑元件12具有圆形的平面图；然而，应当注意本发明可以利用其它类型的支架实施本发明，该其他类型支架包括具有六边形、五边形、八角形、正方形、长方形、椭圆形和其它平面图。(注意该平面图具有至少一个基本上线性的外边用来有效地定向和/或固定装置。)此外，以上所述的由简单的两块板组成的环形室可由两多个能够提供更好的性能和稳定性的替代圆形支撑元件取代，但是一般以更大的复杂性为代价。例如，环形12可选地由多个(例如，一般四个或更多)高弹性模量材料的平面环形板组成，诸如我们以前的(交叉引用)申请所述，其还描述了多种替代的设置。此外，应当注意本发明不希望限于以上所述用于环形的特定材料和/或结构。根据结构，该环形可以由任何适宜的柔韧性材料构成，基本上包括多种其它聚合的材料，包括整体的、多层的、和/或加固纤维的复合材料。

同样地，可以将多种替代的中心压力可变形膜结构装配(即带入)到如上所述的基本第一实施方式的设备中。例如，可以采用平面(即非预先形成的)压力可变形反射膜实施本发明以产生可以提供可变焦距作为施加在反射膜14上压差的函数的设备。而且，人们认为采用预先形成、非抛物面反射膜(例如，具有球形、波状起伏、表面浅凹、多面的表面，或者包括一系列圆锥截面的反射膜等)限定了最大聚焦值从而进一步提高和/或进一步提供加热均匀性。本发明还可以采用诸如在所述交叉引用申请中描述的冗余反射膜(例如，可以通过反射膜替代透明膜17以提供具有选择性类似或者完全不同的光学特性的反射器，该光学特性诸如焦距)。应该注意到本发明不希望限定具体材料和/或以上对于中心压力可变形膜所指定的结构。类似于环面体，根据结构，该中心膜还可以由任意适用的柔性材料构成，例如，主要是单层或者多层的聚合材料和/或加固纤维复合材料。此外，可以通过塑料反射膜设置该反射表面，该塑料反射膜可选地具有均匀注入的反射颗粒，或者包含完整导线或者网孔，所有这些都可以选择性反射或者过滤撞击辐射。此外，该设备还可以选择性装配具有其他专门但是有实用光学特性的膜，该光学特性诸如选择透明度、半透明度、不透明性、颜色、质地、图案和或实用和/或美感实用性的极性。

关于阀门，应该注意所示的预先形成的压力可配置的中心膜具有环绕中心充气阀18以便于流体收集的漏斗型区域。还可以采用膜状阀，该膜状阀包括具有诸如用在玩具气球中的自密封装置或者Ziploc型企口接合密封装置的阀门。

为了以图2A和2B中所示的次环境模式充分配置所述基本第一实施方式设备610，首先打开为了运输和存储而压缩折叠的设备从而可以使用充气阀18。随后，对环形支撑元件充气超过环境压力以加固该环形支撑元件，这对于适当支撑并拉紧该中心膜14和17来说是必不可少的。然后将反射器室20充气到低于环境压力(这对于大多数应用来说是必须的)使得反射膜14变形为大致凹抛物面反射器。最后，该抛物面反射膜的聚焦轴适当对目标源和/或目标定向，这在具体应用或者操作模式中是必须的。如前所述，还可以通过该文本以下要提到的过环境压力的模式配置该第一主实施方式设备610。

图2C示出当前基本可充气多功能反射器设备610的优选第一实施方式的结构，该多功能反射器装置610还包括用于连接其他模块、用于连接其他附属元件，和/或用于固定和稳定装置610的各种可选辅助元件。在环形室12的侧面相对地设置一对把手32。在把手32之间等距的位置设置一有孔的凸出部34用于在存放或者其他情况时将该环形室12挂起。在有孔的凸出部34两侧连接一对结子或者悬挂带36。提供用于存储放气以及折叠装置610的存储袋38。设置用于填充密集材料以稳定垂直装置610的一对低袋40。应该注意到可以以任何实用的数量、位置及其组合将这些附属物装配到设备中。还应该注意所有这些附属物最好由薄膜材料构成从而将尺寸和重量降低到最小程度以便于携带和存储，并且为了简化制造工艺，可以通过部分或者完全拉伸该中心膜14、17和/或包括环形室支撑组件12的膜来制造各个部件。

图2D也示出通常为刚性或者半刚性的各种可选附属设备，但是为了方便携带和存储其优选为折叠式的。实施例包括用于连接各种附属元件的u形夹、束缚物、夹子或者支架54，该附属元件包括支撑杆56或者线。设置用于连接各种附属元件的搭扣加固片58和装配螺柱60。在正面反射膜14的上部示出用于支撑其他附属元件的中心槽62，其他该附属元件包括天线64。

应该注意到可以以任意实用的数量、位置及其组合将任意所述附属设备装配到该基本反射器装置610中(或者本发明的任意其他模块、子模块、和或附属元件，包括任意替代实施方式及其结构)。而且，为了便于制造或者其他目的，可以合并所述一个或者多个附属元件或者集成本发明的其它各种特征。例如，充气阀18可以和装配支架54、搭扣加固片58、槽62等相结合。

图3A-F基本可充气反射器装置的操作——第一实施方式

图3A所示为以次环境模式将第一基本主实施方式设备610配置为电磁辐射束集中器，该集中器具有朝向太阳预先形成抛物面反射膜14的聚焦轴30(未示出)。通过预先形成抛物面反射膜14反射该辐射的太阳光28以聚焦位于焦点26处的能量吸收物体(未示出)。

关于即时设备所具有的捕捉以及聚焦电磁辐射的能力，首先应该注意以次环境模式配置的设备允许电磁束无障碍地对该反射器来回传输，因此相对于现有技术以及本发明的第二主实施方式具有更高级的捕捉性能(这里将捕捉性能定义为传输给焦点和本地环境区域的入射能量的份额)。例如，在次环境模式操作如图3A所示的陆地太阳集中器时，第一主实施方式设备的有效捕捉效率超过90％，该捕捉效率仅受到膜反射效率和周围大气的传输和散射特性的限制。其次，尽管对于相焦点反射所有入射的平行光来说，抛物面反射表面是理想的几何形状，并且因此理论上可以产生非常高的能量会聚，但是该即时设备聚焦能量的能力受到如下几个因素的限制，包括但不限于该反射膜的几何精度以及，其支撑的环形支撑组件、上面提到的设备的捕捉效率、源(例如太阳)的有限角直径以及辐射相对于反射器直径的辐射波长。尽管存在所述和其他限定因素，用作陆地太阳收集器的精确构造第一实施方式设备聚焦太阳光的能力受到不下10,000个因素的限制。

关于安全性，作为具有预先形成反射膜14的结果，该设备具有固定的焦距，即，焦点沿反射器14的聚焦轴30与反射膜具有基本固定的距离。该固定焦距通过允许用户对于焦点处任何具有潜在危险的高密度电磁辐射的位置保持更多的控制使得安全性得到大大提高。采用加热或者其他预先形成反射膜的第二个结果为由于平面膜伸缩变形的能力有限导致和采用非预先形成反射膜相比，预先形成反射膜允许该反射器实现更小的焦距。通过深度预先形成反射膜实现的超短焦距还可以通过给用户对高密度电磁辐射位置提供更多控制来提高安全性。

图3B示出以次环境模式将第一主实施方式设备610配置为具有和如3A所示的同一反射器结构20的辐射光透射器，从诸如电灯泡、灯、或者位于焦点26的蜡烛的非准直光源(未示出)向远处的目标(未示出)投射电磁光28的准直射束，应该注意聚焦或者投影模式的选择依赖于光或者其他电磁源相对于设备焦点的位置。

还应该注意到如3A和3B所示的预先形成抛物面反射膜14的聚焦轴与环形支撑元件的旋转轴重合，从而使得该设备的焦点与环形室的旋转轴对准，因此，使得焦点直接位于反射膜中心的上部，该反射膜14可以通过设备610的焦点偏离支撑环12旋转轴的方式预先形成和/或连接到环形室。注意该“偏轴”反射器在某些应用中可以便于相对于能量源和/或目标定向设备。

图3C示出用于聚焦辐射电磁能量28的基本第一实施方式反射器装置610，以过环境模式(将反射器室充气至超过环境压力使得反射膜向外凸出)选择性配置其反射器室20。注意预先形成中心膜14、17使得焦点26基本位于过环境压力反射器室20的透明膜17的表面，从而允许该透明膜17直接支撑焦点附近的适用电磁附属设备。

图3D示出以过环境模式将第一主实施方式设备610配置为辐射射线散射体，该散射体具有和图3C所示一样的反射器结构20，只是可选择地使用凸镜面，诸如为了监视或者安全用于扩大用户的观察区域。具体地，该装置可以用作经济型现场可配置凸面镜，该凸面镜可以用于车辆司机观察盲区拐角。

图3E示出用于会聚辐射电磁能量的改装后基本第一实施方式的反射器装置630，以过环境模式配置器反射器室20，其中预先形成该中心14、17使得焦点26基本位于过环境压力反射器室20的外部。

图3F示出用于会聚辐射电磁能量的一种改进的基本第一实施方式的反射器装置632，具有以过环境模式配置的反射器室20，其中预先形成该中心14、17使得焦点26基本位于过环境压力反射器室20的内部。

图4A-I基本可充气反射器装置的描述和操作——第二实施方式

在图4A和4B中，第二主实施方式设备386为支撑上透明膜388和下反射膜390的充气环形室或者环形支撑元件400。该在充气到过环境压力时透明膜388和反射膜390提供具有双抛物面凸-凸透镜结构的中心反射器室392(即，压力封套)，透明膜388具有用于对该反射器室392充气的中心充气阀18；但是，应该注意该充气阀18可选择性地位于任意其他有用的位置，诸如位于反射膜390中。该可充气环形室支撑元件400用来充气形成刚性环的阀18。示出该两个阀分别用来对环支撑400和反射器室392充气。但是，应该注意所述两个压力封套(环形室400和反射器室392)可以互连，从而允许两个过环境压力封套可以由单独阀18进行充气。

该环形室支撑元件400由两薄层材料401制成，将每个薄层完全预制成半圆环室形状并沿位于其内部以及外部边缘处的接缝22以粘合或者加热的方式彼此结合，形成所述圆环室。该包括圆环室400的两个薄层401由诸如乙烯基、尼龙等柔性、高强度材料构成，可以通过加热方式或者其他方式预先形成该材料。

透明膜388由通过诸如聚脂薄膜或者尼龙的透明、高强度、柔性材料构成的薄圆形片制成。该反射膜390也由诸如聚脂薄膜或者尼龙的高强度、柔性材料构成的薄圆形片制成。但是，通过在膜390的内表面(如果未涂敷的膜材料为透明的，该方案为优选方案但不是必须的)涂敷气相沉积铝和其他反射材料提供反射表面24。在制造过程中基本上将反射膜390预先形成为抛物线面状从而为了安全目的提供基本上固定、短焦距，并且减少完全变形以及平滑该反射膜390所需的压差从而便于配置。还可以选择性配置该透明膜388以减少施加在支撑环上的负荷。但是，如下所示，还可以出于其他目的预先形成该透明膜388，诸如为了便于支撑靠近所述焦点的附属元件。然而并非必须要预先形成该透明膜(或者和反射膜相比可以预先形成为不同程度)，因此产生非对称反射器室。接缝22用于通过粘合或者加热方式将反射膜和透明膜388和390的外部边缘粘合到该环形室400的内边缘上。该基本的、四层、完全预先形成的结构代表了第二主实施方式设备386的第一种试样398。

类似于该第一实施方式，应该注意到可以将几个替代环形室、中心膜和阀结构引入(即替代)如上所述的基本第二实施方式中。处理具有替代设计形式以外，可以通过能够提供更好性能和/或稳定性的替代支撑环代替如上所述的简单双层环形支撑元件400，但是通常以增加复杂性为代价。然而，将第二实施方式的替代支撑环结构限定为具体结构，其中与反射器室连接的支撑环部分在充气时不会在径向方向上发生明显移动。否则，或者该反射器室通常会限制环形室的正常充气而产生弯曲环结构，或者该充气环不能适当拉伸该反射膜的周界。可以将各种替代膜结构引入(即替代)如上所述的基本第二实施方式设备，其中该膜可以具有任意替代形状、功能特性、光学特性、结构以及第一实施方式中替代的材料。在第一实施方式中用到的许多可选阀或者其他充气装置也可以用于第二实施方式。注意以前(交叉引用)的申请对于环形室、膜、阀和其他元件描述了几个有用的替代结构，所有这些通常均可以用于本发明。

图4C示出以电磁辐射射线聚焦模式的第二主实施方式设备386，该设备386的透明膜388面向阳光(未示出)。如图所示该辐射太阳光28经过透明膜388到达反射膜390，然后反射回来经过该透明膜388聚焦到位于设备的焦点26处的能量吸收对象(未示出)。尽管图中示出焦点位于反射器室的外部，但是应该注意到可以预先形成所述反射膜和透明膜或者将其变形为预定形状或者程度(例如，深度预制、适当预制或者非预制等)使得所述焦点有选择性地位于反射室的内部(如图4D所示)，或者位于该透明膜的表面(如图4E所示)。但是，应该提醒读者的是后一种情况应该限制在低功率(例如，射频)应用中以防止受热或者以其他方式破坏透明膜和/或位于或者靠近焦点的透明膜表面连接的任何整体或者可去除元件的可能性。另外，通过不同程度预先形成反射膜和透明膜，提供非对称反射器室。例如，图4F示出具有深度预制的反射膜390和轻度预制的透明膜388的改进装置642，产生具有极短焦距的非对称反射器室。相反，图4G示出具有轻度预制的反射膜390和深度预制的透明膜388的改进装置644，产生具有相对较长焦距的非对称反射器室392。

图4H示出基本第二实施方式反射器装置646，其中用于连接中心反射器室392的连接装置647与环形支撑环400的内部边缘具有一定偏差或者位移，从而可以容纳更大反射膜390。

图4I示出改进的基本第二实施方式反射器装置648，其中所述反射器室392的中心膜388、390的连接装置22在相反方向上与环形支撑环400的内部边缘具有一定偏差或者移位，从而可以容纳更大反射膜390。注意该结构除了高度预制所述透明膜使得某种程度上图4I的装置不能在次环境模式下工作(例如中心膜要受到很大干扰)以外与第一实施方式的结构类似。

图5A-C可移除式中心膜

图5A-C示出了具有可移除式上部中心膜652的改进的第一实施方式基本反射器装置650，该反射器装置650通过诸如搭扣固定机械装置656的快速连接和密封装置654可移除式地连接到环形室12上。图5C示出将固定集成的多舌状物元件658插入到固定在环形室12上的多槽状元件660中的可移除膜652。采用多个舌状物662和槽664会产生结构和密封冗余，但是，可以使用单个搭扣来提高其经济性。还可以通过这些方式选择性地可移除式地连接下部中心膜。注意以可移除式连接该中心膜的装置允许用户移除和替换该膜从而使得该装置可以执行其他功能，或者在出现损伤情况时替代膜。为了方便替换，可移除中心膜和环形室还可以选择性包括补充可视的和/或机械定向特征(未示出)，诸如标记、定位标签、螺柱、定向孔、快照(snaps)等。

图6A-6D可移除式的反射器室

图6A示出具有可移除式地连接的次环境/过环境可压缩反射器室672的替代基本第一实施方式反射器装置670，该装置670采用夹钳型连接装置677与支撑环12连接。将附加膜674装配到可移除式的反射器室672中从而提供可密封的室。

图6B示出具有可移除式地连接的过环境可压缩反射器室682的替代基本第二实施方式反射器装置680，该装置680采用夹钳型连接装置687与支撑环400连接。

图6C示出典型的钩状或者夹钳型连接装置676(包括夹钳676和678)，该连接装置用于快速将可移除式连接的第一实施方式类型672的反射器室固定到环形支撑环12上。图6D示出类似钩状或者夹钳型连接装置687(包括夹钳686和688)，该连接装置用于将以可移除式连接的第二实施方式类型682的反射器室固定到环形支撑环400上。应该注意可以采用其他公共装置其包括一个或者多个类似图2C所示的装置的连接装置(例如，搭扣片、多个具有相应孔的单独固定螺柱)连接可移除式的反射器室。

图7A-17B替代失谐反射膜

图7A示出具有失谐(例如非抛物线)反射膜701(第一类、第一子类)的替代基本第一实施方式反射器装置700，预制该反射膜使其具有球形表面轮廓。注意光线28不会会聚于一点，从而限制了会聚程度以提高安全性。

图7B示出具有失谐(即非抛物面)反射膜705(第一类、第二子类)的替代基本第一实施方式反射器装置704，其中预制该反射膜705使其具有包括非恒定半径的旋转表面的表面轮廓。图7B显示光线28没有会聚于一点。

图8A和8B示出具有失谐(即非抛物面)反射膜709(第一类、第三子类)的替代基本第一实施方式反射器装置708，预制该反射膜709使其具有径向波动(径向阶梯)的旋转表面的形状。而且，图8B显示光线28没有会聚于一点。

图9A和9B示出具有失谐反射膜711(第二类、第一子类)的替代基本第一实施方式反射器装置710，其中预制该反射膜711使其具有沿圆周呈波浪形或者偶数(例如2个)圆周尖峰712和槽713的圆齿形状。同样，图9C和9D示出具有失谐反射膜717(第二类、第二子类)的替代基本第一实施方式反射器装置716，其中将反射膜717预制为具有沿圆周呈波浪形或者奇数个(例如3个)圆周尖峰712和槽713的圆齿形状。在图9B和9D中，点线28所示的电磁光表示位于横截面的平面上的光，而点线29代表横截面平面以外的光。注意图9B的反射器倾向于产生垂直散射光会聚图案，而图9D的反射器倾向于产生水平散射或者环形光会聚图案。注意任意数量的尖峰和凹槽均可以装配到该沿圆周呈波浪形或者圆齿膜中。

图10A-B示出具有失谐反射膜722(第三类、第一子类)的替代基本第一实施方式反射器装置720，其中该反射膜包括多个(例如12个)由下面的径向支撑栅格725(即多个径向绳、线、缆绳等)支撑的预制楔型压窝724。图10B示出在靠近所述反射器722的主聚焦轴30广泛会聚前由各压窝724反射的电磁光28形成发散的、基本上为线性的聚焦轨迹728。

图11A和11B示出具有失谐反射膜732(第三类、第二子类)的替代基本第一实施方式反射器装置730，其中该反射膜732包括多个(例如18个)预制为基本圆环形和/或椭圆形大压窝734，通常以交错图案或者阵列形式设置，诸如基本为六角形栅格，为了最大化包装密度，还可以选择性包括多个(例如12个)设置于较大压窝734周围的较小压窝以进一步最小化失谐反射膜的非压窝区域。可以使用可选的下部网孔735支撑和/或加固该微凹的反射膜，但是，如下所示，具有压窝的膜需要支撑栅格或者网孔，该压窝基本上包括所述膜的整个表面。

图11C-11H对于凹化的失谐反射器示出各种其他压窝图案。具体地，图11C示出具有压窝图案742(第三类、第三子类)的设备740，该压窝图案742包括多个(例如18个)预制的基本为圆环形和/或椭圆形压窝，其通常以交错的同心圆图案或者阵列形式排列，其中多个(例如6个)中型尺寸压窝746由多个(例如12个)替代较小压窝744以及较大压窝748围绕从而对于给定数量的圆环形和/或椭圆形压窝最大化包装密度。图11D示出具有压窝图案752(第三类、第四子类)的设备750，该压窝图案752包括大压窝754和可选地预制圆环形小压窝(未示出)的交错阵列，该交错阵列以该种方式排列从而允许通过多个线性绳、线、缆绳或者其他756(虚线)在三个方向上加固该反射膜。图11E示出具有压窝图案762(第三类、第五子类)的设备760，该压窝图案762包括由大压窝和可选地预制圆环形小压窝764(未示出)构成的基本为矩形的阵列，该阵列以该种方式排列从而允许通过多个线性绳、线、缆绳或者其他766(虚线)在两个方向上加固该反射膜。图11F示出具有压窝图案772(第三类、第六子类)的设备770，该压窝图案772包括由六边形支撑栅格735支撑的预制压窝774构成的大致为六边形阵列，其中每个压窝基本上包括位于所述六边形支撑栅格内相关单元的整个区域。图11G示出具有压窝图案782(第三类、第七子类)的设备780，该压窝图案782包括由矩形支撑栅格766支撑的预制压窝784构成的大致为矩形的阵列，其中每个压窝基本上包括位于所述矩形支撑栅格内相关单元788的整个区域。类似地，图11H示出具有压窝图案792(第三类、第八子类)的设备790，该压窝图案792包括由锥形四边支撑栅格796支撑的锥形四边压窝794构成的同心圆锥阵列，其中每个压窝基本上包括位于所述支撑栅格796内相关单元798的整个区域。应该注意到可以采用任何预定尺寸量级、形状和或其组合的压窝以制作光会聚图案使其具有预定强度和分布，即本发明不限于所示的具体实施例。

图12A-B示出具有合成失谐反射膜801(第四类、第一子类)的替代基本第一实施方式反射器装置800，其中该合成反射膜801包括可机械形变的反射膜801，该反射膜801沿多个(例如12个)径向线或者接缝22选择性粘结到可压力形变的膜状基板803上以提供同等数量的楔型片804，每个楔型片在径向方向上为曲面而在圆周方向上基本为平面。需要设置一个或者多个孔806以允许气体(例如空气)自由进出位于反射膜802和基板膜803之间的室或者腔807。图12B示出通过各片反射的电磁光28在靠近反射器801的主聚焦轴30处形成发散的、基本线性的焦点轨迹808(虚线表示)。

类似地，12C-D示出具有合成失谐反射膜811(第四类、第二子类)的替代基本第一实施方式反射器装置810，其中该合成反射膜811包括可机械形变的反射膜812，该反射膜812沿径向接缝22和平行于径向的接缝22的组合选择性粘结到可压力形变的膜状基板813上以提供多个(例如24个)替代楔型片814和圆周缺顶楔型片815，每个楔型片在径向方向上为曲面而在圆周方向上基本为平面。图12D示出通过各片反射的电磁光28在靠近反射器811的主聚焦轴形成发散的、基本线性的焦点轨迹818(虚线表示)。然而，该图案与图12B的分块反射器801所提供的能量会聚图案相比，可以产生更均匀以及更高的能量会聚。

图13A-B示出具有合成失谐反射膜821(第五类、第一子类)的替代基本第一实施方式反射器装置820，其中该合成反射膜821包括可机械形变的反射膜822，该反射膜822沿多个(例如5个)等间距圆周线或者接缝22选择性粘结到可压力形变的膜状基板823上以提供多个(例如4个)等径向宽度的同心片824，每个同心片在圆周方向上为曲面而在径向上基本为平面。需要设置一个或者多个孔826以允许气体(例如空气)自由进出位于反射膜822和基板膜823之间的室或者腔827。图13B示出通过各片反射的电磁光28在靠近反射器的主聚焦轴30处会聚提供基本为球状的会聚光图案828。

类似地，图13C-D示出具有合成失谐反射膜831(第五类、第二子类)的替代基本第一实施方式反射器装置830，其中该合成反射膜831包括可机械形变的反射膜832，该反射膜832沿多个径向间距递减的(例如5个)圆周线或者接缝22粘结到可压力形变的膜状基板833上以提供多个(例如4个)径向宽度减少的同心片834，每个同心片在圆周方向上为曲面而在径向上基本为平面。需要设置一个或者多个孔836以允许气体(例如空气)自由进出位于反射膜832和基板膜833之间的室或者腔837。图13D示出通过各片834反射的电磁光28在靠近反射器的主聚焦轴30处会聚提供基本为平面的会聚光图案838。

图14A-B示出具有合成失谐反射膜841(第六类、第一子类)的替代基本第一实施方式反射器装置840，其中该合成反射膜841包括可机械形变的反射膜842，该反射膜842在环形图案或者阵列(即定向同心圆阵列)中的多个离散点23处选择性粘结到可压力形变的膜状基板843上以形成多个(例如96个)具有等径向宽度基本为平面的四边形片844。图14B示出通过各片844反射的电磁光28形成了相关非会聚光柱，所有这些光柱均会聚于反射器的主聚焦轴30附近以提供基本为球状的会聚光图案848。应该注意和图13A-B的同心片反射器提供的会聚能量相比，该平面片状结构形成会聚能量更加均匀的球状图案848。

图14C-F对于片状失谐合成反射器示出各种其他片状图案。具体地，图14C示出具有片状合成失谐反射膜851(第六类、第二子类)的装置850，其中该合成反射膜851包括可机械形变的反射膜852，该反射膜852在环形图案或者阵列中的多个离散点23处选择性粘结到可压力形变的膜状基板853上以形成多个(例如96个)具有在径向上径向宽度减小的基本为平面的四边形片854。该平面片状结构形成基本上类似于图13C-D的同心片状反射器提供的会聚能量的平面图案，但是该会聚能量的平面图案明显更加均匀。类似地，图14D示出具有片状合成失谐反射膜861(第六类、第三子类)的装置860，其中该合成反射膜861包括可机械形变的反射膜862，该反射膜862在同心圆环阵列的交错图案中的多个离散点23处粘结到可压力形变的膜状基板863上以形成多个(例如168个)可选择地在径向上具有恒定径向宽度的平面三角形片864。图14E示出具有片状合成失谐反射膜871(第六类、第四子类)的装置870，其中该合成反射膜871包括可机械形变的反射膜872，该反射膜872在通常位于三角形图案或者阵列中的多个离散点23处粘结到可压力形变的膜状基板873上以形成多个(例如96个)平面、基本为等边的三角形片764。图14F示出具有片状合成失谐反射膜881(第六类、第五子类)的装置880，其中该合成反射膜881包括可机械形变的反射膜882，该反射膜882在通常位于圆环图案或者阵列中的多个离散点23处粘结到可压力形变的膜状基板883上以形成多个(例如96个)混和平面四边形884和在径向方向上基本具有同样宽度的三角形片885。

应该注意采用平面片可以最大程度上对聚焦的光进行有效控制。具体地，光聚焦要素不能超出平面片的数量。此外，可以采用任意预定尺寸、数量、形状和或其组合的片以将该光会聚图案制作为预定强度和分布，即本发明不限于所示的具体实施例。

图15A和15B示出具有失谐反射膜892(第七类)的替代基本第一实施方式反射器装置890，其中该合成反射膜892包括可机械形变的反射膜892，该反射膜892通过多个内部线性径向肋材895和线性(即弦)圆周肋材899或者层与相对膜893粘结从而以圆环图案形成多个基本在径向方向具有恒定宽度的平面四边形，从而在不对反射膜施加压差的情况下也可以配置该反射器892。但是，需要设置一个或者多个孔(未示出)以允许气体(例如，空气)在反射膜892和相对膜893之间的室897中自由出入。该孔可以包含于所述反射膜892和/或相对膜893中(和/或位于其边缘周围)并且还可以包含在内部肋材899中以允许位于中心室20内的隔间互连。注意可以通过灵活使用径向、圆周、和/或其他取向内部肋材制造诸如任意前述片状图案的其他片状图案。此外，可以对该结构的中心反射器室20施加压力以调整能量会聚程度。

图16A和16B示出具有失谐反射膜892(第八类)的替代基本第一实施方式反射器装置990，其中在上、下可压力形变膜902、903(即，位于反射器室20中心)之间设置次级中心可充气压力袋907以适度扭曲所述反射膜902从而提供环形聚焦908。该结构使得可以通过改变次级中心可充气压力袋907的压力来调整光的会聚和分配。

图17A和17B示出具有双焦点、失谐反射膜912的替代基本第一实施方式反射器装置910，其中径直连接所述环形室12的下部绳、线或者缆绳915扭曲反射膜912以提供两个分立的失谐焦点918，从而该装置可以同时容纳两个不同的、分别位于每个焦点918处的附属元件(未示出)。

最后，注意本发明并不意味着失谐反射器仅限于上述和图7A-17B所示的类型和结构。

图18A-D广谱电磁能量会聚器的操作

图18A示出用于会聚太阳能28的模块化多功能装置600，采用该太阳能加热或者烹饪由位于焦点附近的拉线式缆绳焦点支架618支撑的容器922内包含的材料。注意某些用于制作食品的烹饪附件包括但不限于双面烹饪附件、一体的或者可移除式连接的平底锅、华夫饼干模子以及对流式和传导式绝热烹调容器。

图18B示出用于会聚太阳能28的模块化多功能装置600，采用该太阳能蒸馏由位于焦点附近的拉线式缆绳焦点支架618支撑的蒸馏装置924的容器260内包含的液体258。导管84在附属容器86中沉积冷凝物78。

图18C示出用于通过在热交换器926上会聚太阳光28提供热能的模块化多功能装置600，其中位于焦点附近的拉线式缆绳焦点支架618支撑该热交换器926，循环加热液体流出物927并通过导管928在隔热能量存储容器929或者热储存器中来回输送该液体流出物927。

图18D示出用于通过在冷却液光电电池930上会聚太阳光28以产生电能的模块化多功能装置600，其中位于焦点附近的拉线式缆绳焦点支架618支撑该冷却液光电电池930。电导线932向需要电能的设备传送电能。注意这里也可以采用热电电池。还应该注意用于冷却光电电池设备的任选热交换器926可以有效用来提供如图18C中的热量。

图19A-D高增益射频天线的操作：

图19A示出用作高增益天线934来启动地球同步卫星935和诸如便携式计算机的地面通信设备936之间电子通信的模块化多功能装置600，其中通过拉线式缆绳焦点支架618支撑位于次环境压力反射器室20的焦点处的基本天线938。图中示出电导线932连接基本天线938和地面通信设备936。

图19B示出用作高增益天线940以增强远距离无线传输塔941和便携式收发设备942之间的电子通信的模块化多功能装置600，其中过环境压力反射器室20的透明膜17可以选择性用于支撑焦点附近的基本天线938。注意可以将该基本天线设备整体装配到透明膜17上作为整体导线、网孔或者其他导体元件(未示出)。还应该注意到对于所述和其他应用，该透明膜只需要对由所述装置控制的电磁辐射(例如，RF)的具体光谱透明即可。因此，本发明假设透明膜17可以是不透明物、半透明物或者其他在较高能量谱(例如广谱太阳能、可见光、红外等)下破裂的膜以防止在所述装置不经意与诸如太阳的高能量电磁源对准时损害支撑于其上的透明膜和/或附属元件(诸如便携式收发设备、蜂窝式电话等)。

图19C示出用于交替设置的高增益天线945以通过将所述收发器设备其中之一直接连接到球面支撑元件612上扩展两个便携式收发器设备之间的电子通信范围的模块化多功能装置600。该结构允许所述装置在诸如用作高增益天线和用作广谱会聚器的各种操作模式之间进行快速转换。

图19D示出位于山区948上的两个电子互连模块化多功能装置600，并且该装置600用作高增益天线装置934(类似于如上图19A-C所示内容)以提供一通信传播装置950从而在低地传输塔941和位于所述山区另一侧的第三模块化装置934之间的中继电子通信。应该注意可以由用户重新配置单个模块化多功能装置以提供两个或者多个反射器模块(诸如通过将可去除式反射器室连接到独立环形支撑环614或者安全防护环616上)，因此启动单个装置以用作非定向远程站之间的中继站。但是，根据选择用于支撑附加的可移除式反射器室的元件，可以采用支撑该装置的替代装置。

图20A-C可见光谱会聚器和投射器

图20A示出通过将非平行光源954定位于次环境压力反射器室20的焦点处从而用于投射用来增强视线、信号等的平行光束952的模块化多功能装置600。该应用可以采用各种光源，包括气或者油灯、电灯、蜡烛、火把、磷光棒等。注意所述设备可以选择性包括反射器、透明覆盖物、和/或具有各种颜色的透明膜(如果在过环境模式下使用)使得该设备能够投射较宽范围的信号或者为了艺术效果投射彩色照射。

图20B示出用于通过过环境压力发射器室20的透明膜17新月204发出的月光202会聚到在夜晚要查看的诸如地图或者罗盘的部件955上，该部件955位于靠近焦点的位置。注意本申请中也可以应用其他昏暗或者远距离的光源，诸如远距离的路灯，或者来自远距离城市地平线的发光发射源。而且还应该注意对于这里公开的本应用或者其他应用中还可以以次环境模式替代地配置所述装置。

图20C示出结合附属波导设备166使用以通过波导164向水下灯192会聚并传播会聚的太阳或者月光照射28的模块化多功能装置600，该装置可以提供潜水者(未示出)要使用的全彩色照明。注意该结构还可以为室内、地下和/或其他昏暗环境提供照明，或者为诸如图像投射设备、加热工具或者手术设备的光学部件提供能量。

图21A-D作为支架或者掩蔽物的操作

图21A示出在垂直位置上用于支撑婴儿956的婴儿床、摇篮或者温床的模块化多功能装置600。除了反射膜14以外，本发明考虑到许多其他装置元件，诸如安全防护616的内壁和/或外壁可以具有反射表面24以提供所述装置的热绝缘特性。图21B示出水平方向设置用作人们座位、椅子和防阳光、防风和/或恶劣天气957的模块化多功能装置600。图21C示出以倒转方式设置用来保护人们不受恶劣天气或者其他环境因素影响的模块化多功能装置600。通过进一步装配任选的伪装外表面960，该装置可以有效用作野外生活掩体或者狩猎掩体。图21D示出局部分解并重新配置的容器962中的模块化多功能装置600，其中环形底座环614用作开放式漂浮设备从而支撑人958浮在水面上961，而其他装置可以用作封闭式漂浮设备963或者防止气候变化的齿轮箱从而保护齿轮959。该装置还可以用作便携式笼、陆地动物饲养器、养鱼池、温室、防霜护板等。通过包含整体或者可移除连接的覆盖物可以让所述应用更加方便，诸如用于温室的透明覆盖物(未示出)，或者用于小动物或者昆虫笼的细网孔覆盖物。注意在所述设备用作掩蔽物、温床等时，在昆虫防护罩(例如蚊帐)中也可以采用该细网孔覆盖物。

还应该注意到上述和图22A-D所示的装置可以选择性具有诸如环、反射器室、半球形支架等的膜状空腔，在空腔中填充诸如干燥物质、揉皱纸张、布料等绝缘材料。

图22A-C水量采集、存储和处理装置的操作

图22A示出用于通过获得、纯化和/或存储降水74(或者其他水源)提供饮用水78的模块化多功能装置600，其中通过向外扩展的安全覆盖620选择性设置附加收集区域。

图22B示出结合透明覆盖964和液体收集容器966一起使用的模块化多功能装置600通过在透明膜964上冷凝从位于装置内的潮湿材料970释放的水蒸汽968并通过太阳辐射28被动加热，然后在收集容器966收集产生的冷却水972从而产生饮用水。如图所示通过拉线式缆绳焦点支架618支撑所述收集容器966。但是，可替代地通过将该容器966连接到透明覆盖964上来支撑该容器。当通过焦点处的会聚能量选择性加热潮湿材料时这种连接方式是非常有用的。注意图22B所示的装置还可以通过提供用来耗尽来自室内水蒸气的装置用作脱水器、干燥器、或者固化炉，其中所述室为局部开口的该964或者开式阀或者加载口。

图22C示出用于通过收集雨水74和/或露珠提供饮用水的可分解以及可重新配置模块化多功能装置600，由于分开了所述装置的基本模块化元件因此大大增加了该装置的收集面积。注意诸如可移除盖、可移除反射膜，和/或可移除反射器室的附属膜与所述可分解模块化装置600的各种环形室环614、625、626连接从而提供水量收集表面。

图23A-P风轮机或者水轮的操作

图23A示出用于利用风能产生动力的一种改装的多功能装置980，通过位于可充气安全罩616内的拉线式缆绳焦点支架618固定轻质附属风轮机产生器设备982，通过所述装置的其他模块在水平方向上与风向相对支撑该安全壳体616。设置用于箱其他附属装置(未示出)发送电和/或机械能的导线932。

图23B示出用于利用风能产生动力的改装多功能装置984，其中采用下部可充气环形支撑环614作为轻质可充气风轮机986的一部分从而在结构上稳定轻质可拆卸的(膜状)附属风轮机刀刃996，该风轮机刀刃996固定在水平附属杆988的可充气安全壳体616的尾部以促进产生风尖(wind-pointing)

图23C示出用于利用风能产生动力的改装多功能装置990，在可充气环形支撑环614支撑(通过具有任选中心固定轮轴1022的结构安全网622和/或通过拉线式缆绳支架618)附属风轮机设备982，可充气环形支撑环614与风向相对一侧与垂直线支架992可移动连接以启动风尖，并且该可充气环形支撑环614还采用可充气环626既提高经过涡轮的气流又进一步提高风尖，其中所述可充气环626来自与其尾部连接的安全罩616。

图23D示出用于以和图23C所示的类似方式的利用风能产生动力的改装多功能装置994，但是进一步包括选择性来自安全罩616的附加的可充气环626，该安全罩616位于线支架992和环形支撑环614的与风向相对侧之间，从而增大经过风轮机的文丘里管流量并且进一步提高风尖。

图23E示出通过以某种方式通过将多个柔性膜状叶片996连接到可充气环形支撑环614其中之一从而在每个叶片996提供扭曲(例如，叶片角度随着半径增加而降低)而形成可拆卸的轻质风轮机986的面向风向示图。这样既可以提高空气动力学性能又便于与中心轴轮轴998连接。

图23F示出用于产生电能的图23E所示轻质风轮机986，其中该风轮机与固定在水平轴1002上的产生器1000连接，所述水平轴1002可移动连接到垂直缆绳支架1004上以启动风尖，并且允许该装置提升到高速迎面气流。

图23G示出通过将多个通常为非扭曲且为柔性的膜状叶片1010的尖端连接到可充气环形支撑环614其中之一形成可拆卸的轻质风轮机1006与风向相对的示图，其中多个叶片主要由单个柔性膜制造而成。

图23H示出图23G所示的轻质风轮机1006，其中该风轮机1006与固定在水平轴1002上的产生器1000连接，所述水平轴1002可移动连接部分由垂直定向的附加杆1014形成的架1012上，其中该附加杆1014与基本可充气反射器装置610连接并通过多个缆绳固定该杆。

图23I示出通过将槽形、具有中心固定轮轴1020的预制膜1018连接到可充气环形支撑环614的前端，并通过进一步将具有中心轮轴1020的结构安全网1022连接到可充气环形支撑环614的后端形成轻质风轮机1016的面向风向示图，其中所述两个中心轮轴1020用于稳定地将风轮机固定到产生器(未示出)的轴上。

图23J示出图23I所示的槽形膜风轮机1016，其中通过局部切割以及预先形成基本为同心膜1026形成所述涡轮叶片1024。

图23K示出类似于图23I的槽形膜风轮机1028，其中通过局部切割以及使基本为平面膜1032变形形成所述涡轮叶片1030。

图23L示出类似于图23I的槽形膜风轮机1034，其中通过局部切割以及使浅的、凹的、基本为球面膜1038变形形成所述涡轮叶片1038。

图23M示出类似于图23I的槽形膜风轮机1040，其中通过局部切割以及使深度凹入、基本为球面膜1044变形形成所述涡轮叶片1038，所述球面膜1044可选择地与环形支撑环614的后端连接从而不会和固定于所述环形支撑环614前端和后端的稳定结构安全网1022产生干扰。

图23N-P为所配置的模块化多功能装置(或者其模块)的示意截面图、主视图和侧视图，该装置用作水轮或者风轮机装置用于产生机械和/或电能的部分。

图23N示出改装为位于缆绳支架1604上河流1608上部的水轮组件1600的模块化装置。支架环12、614、626、626支撑用于和水流1609反作用的膜状储水元件1602。产生器1000采用重量可填充的袋状物反作用于由所述产生器1000上的水轮组件1600产生的负载(扭距)。通过导线932和电连接集电环组件1606将电能传输给任意需要能量的设备(未示出)。

图23O示出改装为水轮组件1610的模块化装置的元件，其中叶片1612与所述支撑环614的外部边缘连接，根据叶片1612与所述环614的连接点利用来自切向流(用箭头表示)和/或轴向流的水流能量产生动力。

图23P示出改装为轴流涡轮1620的模块化装置的元件，其中叶片1614与所述支撑环614的外部边缘连接从而利用来自轴向水流683的能量产生动力。

本发明还可以考虑采用水、填充空气、和/或填充到装置中的比空气轻的气体提供消极地、中性地或者积极地救生器材，在水下、水上和陆地和/或空中均可以使用该器材以促进最大程度获得流体能量。通过风筝、气球、飞船等可以选择性地将风轮机提升到大气中。

图24A-D多种应用操作

图24A示出用于高增益定向音频放大设备1050的模块化多功能装置600，其中在焦点处通过拉线式缆绳支架618连接附属麦克风140并通过导线932将麦克风连接到用来听鸟138喳喳声的扩声耳机1052上。注意也可以将裸耳(未示出)靠近焦点从而听到远距离和/或微弱的声音。

图24B示出用作发酵装置1054的模块化多功能装置600，该发酵装置通过将厌氧菌气塞/减压阀连接到上部中心膜14上发酵位于室20内的材料从而利用化学物质产生的化学能。注意可选择在水中配置(即漂浮)便携式发酵装置从而提供稳定温度。还应该注意根据所使用的填充材料，可以使用该装置制造各种酒精、乙酸溶液或者诸如氢气、甲烷、丙烷、乙烷等的可燃气体。

图24C示出用作过滤装置1056从而通过将适合的附属网孔1058和/或其他过滤媒介连接到装置600中筛选或过滤液体和/或固体材料的模块化多功能装置600。注意所述装置还可以用作生物材料生长室以通过从有生命植物中收集蒸发的水气过滤不可饮用水。

图24D示出用作容纳活鱼的浮动水生室1060的模块化多功能装置600。如图所示，注意安全罩616的环中充有水。

图24E-G示出经过改装的并用于利用来自波动流体表面的机械能或者波能提供动力的模块化多功能装置。

图24E示出利用波能提供动力的装置1700，其中两个可旋转连接(通过未示出的连接装置)的充气支撑环614(和/或12)支撑位于下部可填充重量的环625以及位于上部的可充气覆盖620(和/或球形支架612)。所述覆盖620还在标称位置支撑利用机械能提供动力的组件1702。

图24F示出利用波能提供动力的装置1700，其中在压缩位置具有利用机械能提供动力的组件1702。

图24G示出在拉伸的位置具有利用机械能提供动力的组件1702的利用波能提供动力的装置1700。注意利用机械能提供动力的组件1702包括产生器、泵、过滤器、脱盐单元(例如反渗透单元)、和/或任何其他适用的产生机械能设备。也可以将其他附属元件装配到装置1700中，诸如用于将电能、抽运流体、脱盐水或者所述装置的其他产品传输到装置1700内部或者外部的选定位置用于存储或者使用的导管。

图25A-D构造球面支架、安全罩和支撑环的替代方法

图25A示出具有具有低充气量替代球面支架1071和简化替代可充气安全罩或者壳体1072的替代模块化可充气多功能装置1070，其中通过连接多个外径不断减小的可充气环形环1073、1074形成低充气量替代球面支架1071，并且通过连接多个外径和内径基本相等的充气环形环1078形成简化的可充气安全罩1072。而且还示出安全罩1072侧壁内的间隙和窗口1079以提供用于接近位于安全罩1072内的元件(未示出)的替代装置。图25A还示出用于分别支撑中心膜14、17和所述球面支架1071的低充气量替代可充气支撑环1075、7076。除了降低充其量以方便配置外，注意所述替代支撑环1075对于给定的外径的环提供较大的反射器14，并且所述替代安全罩对于给定外径的安全罩提供较大主空隙(即，内径)。

图25B示出具有替代可充气球面支架1081、替代可充气安全罩1082和用于分别支撑中心膜14、17以及球面支架1081的替代可充气支撑环1083和1084的替代模块化可充气多功能装置1080，其中每个所述替代结构包括通过一个或者多个间隔、连续圆周的膜肋材1088(即，圆柱的、同心的或者圆环膜)连接的内膜1086和外膜1087从而在每个结构内形成多个可选地互连可充气隔间1089。

图25C示出具有替代可充气球面支架1091、替代可充气安全罩1092和用于分别支撑中心膜14、17以及球面支架1091的替代可充气支撑环1093和1094的替代模块化可充气多功能装置1090，其中每个所述替代结构通常包括内膜1086和外膜1087，二者在其外围边缘彼此连接以形成可充气压力袋1095，并且二者还通过多个内部、有限的、沿环形间隔的膜肋材1096连接(即，基本上平面径向膜位于不连续的环形位置)从而以预定形状支持内膜1086和外膜1087，并且从而在每个结构中形成多个通常(仅选择性地)互连的隔间1098。注意所述肋材1096在每个所述结构将通常会导致局部圆周变形；但是，在用支撑环1093支持中心膜14、17的情况，可以利用局部圆周的变形在所述反射器14的外围边缘形成圆周波纹或者圆齿图案，从而有效将该反射膜失谐为图9A-D中所提到的安全装置。

图25D示出替代模块化可充气多功能装置1100，其中该球面支架1102包括以过环境模式配置的较小型的基本反射器装置610(类似于以上图3所示装置)，用于支撑球面之间1102的支撑环1104包括以次环境模式配置的第二基本反射器装置610，而安全罩1106包括多个(例如，两个)具有可移除的反射膜和/或可移除的反射器室1109(点线所示)的层叠替代基本反射器装置1108(类似于图5A-B和/或6B所示的装置650、670)，移除以及安装该层叠替代基本反射器装置1108从而允许光到达主反射器14上。替代装置1100的主要优点在于可以将设备选择性配置为图25D所示从而便于应用，或者可以对其分解并改装以提供多个基本设备从而使能量利用、水量采集，和/或所述装置的其他功能最大化。

图26A-B集成替代结构

图26A示出替代模块化可充气多功能装置1110，该装置包括与低充气量组合球面支架结合的反射膜14和焦点支架1112，其中在球面支架1112的上部以压力可配置的结构支撑反射膜14的内部，并且反射膜14的外部间断地与球面支架1112以机械可配置的结构连接。图中还示出横跨在装置1110上作为用于支撑焦点26附近的附属元件的装置的杆1115。

图26B示出替代模块化可充气多功能装置1116，该装置包括与低充气量组合球面支架结合的反射膜14和焦点支架1118，其中通过球面支架1118支撑整个反射膜并且整个反射膜间断地与球面支架1118以机械可配置的结构连接。图中还示出横跨在装置1116上作为用于支撑焦点26附近的附属元件的装置的杆1115。所示低充气量安全罩1119与球面支架连接并位于其上部。

图27A-D替代安全罩

图27A示出具有整体替代可充气安全罩1121的替代模块化多功能装置1120，其中多个(例如6个)基本为线性的可充气管整体连接到所述基本反射器装置610的环形支撑环并且连接到上部可充气环形环1123上以形成轻质管状结构1124，并且其中通过柔性网孔或者网1126覆盖位于轻质管状结构内的多个开口1125，既可以提供围绕焦点的物理栅栏，又可以提高整体安全罩的结构稳定性。注意通过安全罩1121与环形室12一体制造，通过在所述结构之间设置一个或者多个互连的气口可以同时对两个结构进行充气。这种结构通过防止在没有完全配置安全罩1121的情况下使用装置1120明显提高了设备的安全性。

图27B示出具有可移除式连接的替代可充气安全罩1132的替代模块化多功能装置1130，其中多个线性(但是可选弯曲)可充气管1122与上、下可充气环形环1123一体连接从而形成可移除式轻质管状结构1134，并且其中通过柔性网孔或者网1126覆盖位于轻质管状结构1126内的多个开口1125，这样既可以提供围绕焦点的物理栅栏，又可以提高可移除式安全罩的结构稳定性。

图27C示出具有可移除式连接的替代可充气安全罩1142的替代模块化多功能装置1140，其中多个连接的线性可充气管1122形成轻质捆绑结构1144，并且其中通过柔性网孔或者网1126覆盖位于轻质捆绑结构1144内的多个开口1125，这样既可以提供围绕焦点的物理栅栏，又可以提高可移除式安全罩的结构稳定性。

图27D示出具有可移除式连接的替代可充气安全罩1152的替代模块化多功能装置1150，所述替代可充气安全罩1152包括多个一体连接到上、下可充气环形环1123从而形成可移除式轻质管状结构1154的线性可充气管1122，其中通过光衰减柔性透明膜1156覆盖位于所述管状结构1154侧面的多个开口1152，并且通过膜状栅格或者栅栏1158覆盖所述管状结构的上部开口以提供偏轴光衰减。

图28A-D锥形支架和水准测量环

图28A示出由多个可充气锥形支架和水准测量环水准测量环512支撑的基本可充气反射器装置610，其中所述重叠锥形环512最薄的部分位于圆周位置，从而通过对所述锥形环逐渐充气可以让所述装置逐渐倾斜到几乎垂直方向。或者，通过如图28B所示对环512放气将设备定向为近似水平位置。注意可以通过在所示的环之间提供互连的气口利用阀18同时对所述锥形环充气，或者通过单独气阀18分别对各个锥形环充气。

图28C示出由多个可充气锥形支架和水准测量水准测量环512支撑的基本可充气反射器装置610，其中通过替代地在所示的反向圆周位置定位相邻层叠环512的最薄部分将所述基本反射器装置的倾斜度降低到最小程度，但是可以通过在一个圆周位置定位层叠环的最薄部分将所述基本反射器装置的倾斜度最大化。注意如图28D所示，当反射器装置位于诸的山坡或者屋顶的倾斜表面1164上时该环还可以用于调平所述装置。

图29A-D替代组合/两用安全罩和设备支架

图29A示出具有替代整体可充气安全罩1172和基本类似的替代整体可充气球面支架1174的替代模块化多功能装置1170，二者包括两个选择性整体连接到基本反射器装置的正交连接的半圆形管1175。图中还示出替代可充气焦点支架1176，其包括两个分区的或者分立的可充气压力容器1178，所述容器可移除式连接基本反射器装置610用来通过支架54支撑沿直径横跨在基本反射器装置610的杆520。

图29B示出具有替代可移除式连接的可充气安全罩1182和基本类似的替代可移除式连接的可充气球面支架1184的替代模块化多功能装置1180，二者包括两个整体连接到可充气环形环1186上的正交连接的半圆形管1185。图中还示出用于支撑沿直径横跨在基本反射器装置610的杆520的装置，其中通过支架54或者其他固定装置以可移除式地将杆520连接到安全罩1182的可充气环形环1186上。

图29C示出具有用于支撑装置1192的替代可充气装置和基本类似于替代可充气焦点支架1194的替代模块化多功能装置1190，替代可充气装置和焦点支架1194包括以可移除式连接的可调捆绑，其包括多个(例如4个)线性可充气管126，其中每个可充气管126具有多个独立可充气隔间128，该隔间128通过单独充气阀(未示出)作为用于调节其长度的装置。

图29D示出具有用于支撑装置1200的替代可充气装置1202和类似于替代可充气焦点支架1204的替代模块化多功能装置1200，可充气装置1202和焦点支架1204包括通过多个拉伸线或者缆绳拉线固定的可移除式连接的可充气管126。注意可以使用两个或者多个可充气管提高稳定性或者提供结构冗余。

图30A-B替代非充气可拆卸式组合安全罩和设备支架

图30A示出具有替代可拆卸刚性安全罩274和基本类似的替代可拆卸刚性球面支架1212的替代模块化多功能装置1210，二者均在直径相对的枢接278处包括多个(例如5个)可与基本反射器装置610的可充气环形支撑环12的一侧以可旋转的方式连接(即钉住)的半圆形刚性元件276，而还包括与半圆形刚性元件276和基本反射器装置610连接以稳定所述可拆卸结构274的多个绳索或者缆绳拉线280。

图30B示出具有替代球形组合可拆卸刚性安全罩和包括多个(例如12个)半球形刚性元件276的球面支架1222的替代模块化多功能装置1220，半球形刚性元件276通过位于所述基本反射器装置610上部和下部的枢接278沿所述设备的聚焦轴30以可旋转的方式彼此连接(即钉住)，并且所述半球形刚性元件276还与基本反射器装置610的可充气环形支撑环12连接，这样既可以支撑反射器装置610又可以稳定所述可拆卸结构1220。

图31A-D替代“球形”可拆卸刚性元件组合安全罩和设备支架

图31A和31B示出模块化多功能装置1230的结构，该结构包括通过钩1232、夹钳等以可移除方式和赤道环1234以及平放于可充气环形支撑环614内的可选择性拆卸、球形、类似构架的支撑结构1238的底孔1236连接的次环境压力可移除式的反射器室1231(第三类)。

图31C示出替代模块化多功能装置1240的结构，该结构包括可移除式反射器室1241(第一类)，其中该反射器室1242具有通过钩1232、夹钳等以可移除方式和赤道环1234连接的上部，以及以可移除方式和平放于可充气环形支撑环614内的可选择性拆卸、球形、类似构架的支撑结构的底部平行边缘1244连接的下部。

图31D示出模块化多功能装置1250的替代结构，该结构包括过环境压力、可移除式反射器室682(第二类)，其中该反射器室682通过钩1232、夹钳等以可移除方式和球形、类似于构架的支撑结构1238的赤道环1234连接，其中该支撑结构1238可选择地平放于地表以下1239，诸如可以埋在沙土中。

图32A-H替代拉线式缆绳焦点支架

图32A示出替代可拆卸、拉线式缆绳焦点支架1260(第二类)，该焦点支架1260包括采用四对缆绳、线或者缆绳拉线1264以可移除的方式连接到可充气安全罩1263的上下表面的方形、刚性结构，从而支撑靠近焦点的各种附属元件。

图32B示出替代可拆卸焦点支架1270(第三类)，该焦点支架1270包括通过枢接1273以可移动方式连接到圆形刚性结构1274上的圆形万向接头(即，自水准测量枢轴结构)，所述圆形刚性结构1274利用四对缆绳、线或者缆绳拉线1264以可移除的方式连接到可充气安全罩1263的上下表面，其中如图所示位于焦点附近通过万用接头1272支撑的附属元件可以进行自水准测量，或者采用诸如位于环枢关节1273其中之一处的摩擦制动装置的任选调整和固定装置(未示出)以预定方向调整以及支撑所述附属元件。

图32C示出替代可拆卸焦点支架1280(第四类)，该焦点支架1280包括通过两个枢接1273以可移动方式连接到四对缆绳、线或者缆绳拉线1264的圆形万向接头(即，自水准测量枢轴结构)，所述四对缆绳、线或者缆绳拉线1264以可移除的方式连接于可充气安全罩1263的上下表面，其中位于焦点附近通过万用接头支撑的附属元件可以进行自水准测量。

图32D示出替代可拆卸焦点支架1290(第五类)，该焦点支架1290包括采用四对缆绳、线或者缆绳拉线1264以可移除的方式连接到可充气安全罩1263的上下表面的方形、刚性结构，并且还包括于所述刚性结构1262连接的整体反射、铰接结构1292，从而可以在水平(即水平面)或者其他预定方向支撑附属元件，并且可以将进入反射铰接结构1292下端的辐射能量改变方向给附属元件(未示出)诸如平底锅的底部以提高性能。

图32E示出替代可拆卸焦点支架1300(第六类)，该焦点支架1300包括采用四对缆绳、线或者缆绳拉线1264连接到可充气安全罩1263的上下表面的小支架或者环，从而可以支撑靠近焦点处的各种附属元件(未示出)。

图32F示出替代可拆卸焦点支架1310(第七类)，该焦点支架1310包括采用四对缆绳、线或者缆绳拉线1264连接到可充气安全罩1263的上下表面的短杆、管或者链长1312，从而在焦点附近可以悬挂或者支撑诸如壶的各种附属元件(未示出)。

图32G示出替代可拆卸焦点支架1320(第八类)，该焦点支架1320包括两个基本固定的小支架或者环1322，其中每个采用三对(或者其他数量)缆绳、线或者缆绳拉线1264连接到可充气安全罩1263的上下表面，并且还包括连接在两个支架或者环1322之间的可调节线环1324，从而在焦点附近可以以自水准测量的方式支撑诸如烹饪或者加热容器的各种附属元件。注意所述线环可选择地具有用于固定较小尺寸的附属元件周围缆绳的紧固装置(未示出)。

图32H示出替代可拆卸焦点支架1330(第九类)，该焦点支架1330包括采用六对缆绳、线或者缆绳拉线1264以可移除的方式连接到可充气安全罩1263的上下表面的柔性线或者缆绳篮1332，从而在焦点附近可以在任意或者预定方向安全支撑各种附属元件和/或要加热的材料(未示出)，诸如烹饪器具、预先包装的食品，和/或某些固体食物。

图33A-B波导和次级反射器

图33A示出在过环境压力模式下工作的基本第一实施方式反射器装置610，该装置在装置610焦点附近将光线28聚焦到连接于上部透明膜17的附属波导设备1342上。

图33B示出具有位于过环境压力反射器室20的透明膜17中心的压力可配置凸面次级反射膜1352的替代基本第一实施方式反射器装置1350，其中通过主、次级反射器14、1352逐渐将进入装置1350的光线28会聚到附属波导设备1342上，所述附属波导设备1342在改装的(复合)反射器装置1350的焦点附近与主反射器14的中心连接。注意这里所示的波导可选地为轻质充有流体的管，而非传统涂敷玻璃或者聚合光纤。

图34A-D流体泵的操作

图34A示出改装为具有单向流体阀1362(即止回阀)的基本第一实施方式反射器装置610从而便于充气、防止偶然放气，并且便于用作为手动液压泵1364的装置。

图34B示出配置有显示流体进气冲程的手动液压泵1364的改装的基本第一实施方式反射器装置610，其中手动分离所述中心膜14、17(即向外延伸)使流体1370(通常为空气)经过上部阀1362进入中心反射器室20。

图34C示出配置有显示流体排气冲程的手动液压泵1364的改装的基本第一实施方式反射器装置610，其中手动地将所述中心膜14、17合为一体(即向内用力)迫使流体1370(通常为空气)经过下部阀1362排出中心反射器室20。

图34D示出配置有显示流体排气冲程的手动液压泵1364的改装后基本第一实施方式反射器装置610，其中手动将所述中心膜14、17合为一体(即向内用力)以迫使流体1370(通常为空气)经过下部阀1362排出中心反射器室20进入所连接的附属管1372，该管可以连接到需要充气的任意适用附属设备(未示出)上。

图35A-35E改进水量采集和/或掩蔽物的附属膜

图35A示出装置1374，其中基本第一实施方式反射器装置610还包括多个(例如6个)连接膜或者覆盖106，如图所示其以类似花瓣状的排列方式延伸以通过增大装置610的有效面积的方式改善液体收集效果，但是其还具有各种光学特性(诸如色彩、透明度、不透明性、发射率、反射率、选择反射率等)，因此，其可以用于改进或者实现所述装置的多种光学功能。

图35B示出装置1380，其中基本第一实施方式反射器装置610还包括连接到所述多功能反射器装置610的上表面的延伸的大矩形(或者其他形状)多层绝缘膜或者层1384从而明显提高雨水、露珠或者霜形式的液体收集。所示的带36用于支撑或者提升所述膜1384的边缘。但是，可以使用一个或者多个可充气管来支撑杯式结构的膜，以下将对此进行说明。注意所述膜1384的上表面(和/或本发明模块的许多其他表面)可以具有较高发射率以改善在夜晚通过辐射冷凝方法对露珠和霜的收集量。此外，注意所述多层绝缘膜还可以用作紧急情况隔热层、绝缘铺地帆布、防护油布或者覆盖等。还可以采用其他膜1384和/或任意其他实用形状的膜。

图35C示出基本第一实施方式反射器装置610，该基本第一实施方式反射器装置610还包括在其边缘处通过多个诸如图29C以上所述的可充气管126支撑的大的、延伸的、可选多层绝缘膜或者层1390从而提供具有杯式结构的改进装置1392以方便水量采集。类似地还可以将设计的装置1392用作如图35D所示的自支撑掩蔽物，或者悬挂形成如图35E所示的伞1398。

图35F-K为表示用于提供改进型水量采集、作为掩蔽物或者绝缘体使用、以及作为流体加热器使用的附加多层绝缘附属膜的局部透视示意图。图35F为由具有高发射率的上部膜和具有低发射率的底部膜构成以改善夜间空气的水气采集或者加热位于两个膜之间流体的多层绝缘层1800。图35G示出三层复合层1810，该复合层1810具有高发射率的上部膜、低发射率的中部膜和低发射率的底部膜用于改善夜间空气的水气的辐射凝结并且当辐射的广谱电磁能施加到上部膜上时可以有效加热包含在复合层上半部分流体。

图35H示出四层复合层1820，其中上层为透明膜、相邻下层膜为高发射率膜，而底部两个膜为低发射率膜，由于高发射率层对于辐射热的吸附度同时受到上两层之间的空气间隙和下两层之间的空气间隙的相邻环境对绝缘传导和对流，因此可以有效加热位于复合层中部的流体。低发射率底层降低了位于所述设备中部内所包含流体的辐射热量损失。注意整个四层在同一位置线性结合。图35I示出三层复合层1830，所述多重层的底部包括底部由下部低发射率膜和上部高发射率膜构成并且所述复合层顶部由高发射率膜构成，其中当对所述设备的上层表面或者最上层膜施加广谱电磁辐射时，可以有效加热最上层膜和中间低发射率膜之间含有的流体。注意所述最上层和所述设备的下部之间结合部分位于两个下层结合处之间的中间。

图35J示出四层复合层1840，其中上两层为高发射率膜而下两层为低发射率膜，由于上两层膜对于辐射热的吸收度同时受到上两层膜之间的空气间隙和下两层膜之间的空气间隙的相邻环境绝缘传导和对流，因此可以有效加热位于复合层中部的流体。低发射率底膜降低了位于所述设备中部内所包含流体的向下辐射的热量损失。注意最上层膜和中上层膜之间的结合处位于每隔两个位于两个中间膜之间的结合处之间的中间位置，最下层膜和中下层膜之间的结合处也一样。

图35K示出四层复合层1850，其中上两层为高发射率膜而下两层为低发射率膜，由于上两层膜对于辐射热的吸收度同时受到上两层膜之间的空气间隙和下两层膜之间的空气间隙的相邻环境绝缘传导和对流，因此可以有效加热位于复合层中部的流体。低发射率底膜降低了位于所述设备中部内所包含流体的向下辐射的热量损失。注意两中间膜沿有限平面间隔交替结合，其中包含流体的间隙位于处于有限平面结合处之间位置上的两中间膜之间。所述复合层的最上层膜和最下层膜在两中间膜之间的间隙之间中部位置线性结合。

图36-37综合装置

图36示出改装后的第一实施方式反射器装置1400，该反射器装置还包括用于便于采集和存储水的任选附属装置，包括外围水槽96，其具有和导管84连接的排放口85，如图所示，导管84还与下部阀连接从而允许将所述水槽96收集的排出水94转移给用于存储的反射器室20。延伸经过环形室12的任选瓣膜式导管1402也可以用于将排出水94输送到用来存储的反射器室20。

图37示出配置为便携式密封工作室1412的改装后第一实施方式反射器装置1410，所述工作室1412具有一双连接手套1414以及装配到选择性以可移除方式连接的上部透明膜17上的顶部进口70。

图38A-B自立式自动太阳跟踪设备

图38A示出模块化多功能装置1420(为了清楚在图中省略了可充气安全罩和拉线式缆绳焦点支架)，该模块化多功能装置1420具有用于跟踪太阳垂直运动或者上升的任选的自动装置1421(即，单轴太阳跟踪装置)，其中该多功能装置1420还包括连接于所述装置1420上部和其支撑环形底座圈614之间的动力驱动缆绳1422、至少一个通常与所述环形底座圈614连接的动力驱动滑轮1423，以及通过电导线1425电连接到动力驱动滑轮1423和电源1426上的太阳感应控制器装置1424，该电源诸如为可充电电池和/或光生伏打板。注意设计该环形底座圈614装有水94，从而在装满水时，其可以对于浮在装有水的底座环614上的可充气球形支撑模块612提供基本无摩擦支撑。注意该基本反射器装置610的环形支撑环12的另一侧通过柔性线或者缆绳1427与所述环形底座环614连接使得相对于下部环形支撑环614稳定所述装置1420的上部，可以通过缆绳和树桩或者通过其他固定装置将下部环形支撑环614固定到地面上。注意可以选择性地通过杆(未示出)替代用于稳定装置610的柔性线或者缆绳1427以形成与支撑环(或者地)连接的刚性类似捆绑的结构从而支撑所述反射器装置610，因此没必要向支撑环614填充水。或者，可以通过连接到支撑环614上的可充气支架替代缆绳1427从而形成用于支撑所述反射器装置610的可充气轭状结构。

图38B示出模块化多功能装置1430(为了清楚在图中省略了可充气安全罩和拉线式缆绳焦点支架)，该模块化多功能装置1430具有用于跟踪太阳垂直运动和水平运动的任选的自动装置1431(即，双轴太阳跟踪装置)，其中具有单轴太阳跟踪装置1421的图38A所示多功能装置1420还包括所述第一底座环614浮于其上的附加较大的充有水的底座圈1434、连接于主底座圈614和更大次底座圈1434之间的附加动力驱动缆绳1432，以及一个非驱动滑轮1436和一驱动滑轮1423，其中驱动滑轮1423通过电导线1425连接到所述太阳感应控制器装置1424和电源1426上。

注意可以通过以可旋转方式连接到改装后的支撑环614下部的替代可充气环(类似于支撑环614)替代该较大充有水的底座圈1434以及启动围绕垂直轴旋转的相关定位设备，其中通过任意适用的驱动机械装置(例如，跟踪和滚筒定位组件、缆绳定位组件等)相对于下部环旋转上部环。

图39A-C悬挂式自动太阳跟踪装置

图39A示出模块化多功能装置1440(为了清楚在图中省略了可充气安全罩和拉线式缆绳焦点支架)，该模块化多功能装置1440具有用于跟踪太阳垂直运动和水平运动的光学自动化装置1441(即，双轴太阳跟踪装置)，其中通过位于诸如树枝的上部支架1443和树桩式地面支撑1429之间的缆绳系统1442以旋转方式悬挂具有单轴太阳跟踪装置1421的图38A所示多功能装置1420从而使其能够围绕垂直轴1445无摩擦运动，并且所述多功能装置1420还包括连接于该环形底座圈614和一非驱动滑轮1438和一动力驱动滑轮1423之间的附加动力驱动缆绳1432，通过地面树桩1429支撑两个滑轮，并且其中驱动滑轮1423通过电导线1425连接到所述太阳感应控制器1424和电源1426上。

图39B示出具有双轴(即垂直和水平)太阳跟踪机械装置1451的基本第一实施方式反射器装置1450，其中通过位于诸如树枝的上部支架1443和树桩式地面支撑1429之间的缆绳系统1452悬挂基本反射器装置610从而使其能够围绕垂直轴1445和水平轴1454无摩擦运动，并且所述基本反射器装置1450还包括两个驱动缆绳1422、1422(分别用于各旋转轴)，以及两个动力驱动滑轮1423、1423(分别用于各旋转轴)，通过地面树桩1429支撑两个滑轮，并且通过电导线1425将所述两个滑轮连接到所述太阳感应控制器1424和电源1426上。

图39C示出具有极性对准、单轴太阳跟踪机械装置1461的基本第一实施方式反射器装置1460(即，所述跟踪机械装置的轴选择性与地球两极或者旋转轴对准)，其中通过位于诸如树枝的上部支架1443和树桩式地面支撑1429之间的缆绳系统1462悬挂基本反射器装置610从而使其能够围绕平行于地球旋转轴的轴1463无摩擦运动，并且所述基本反射器装置1460还包括一动力驱动缆绳1422和一动力驱动滑轮1423，后者通过地面树桩1429支撑，并且通过电导线1425将所述该滑轮连接到所述太阳感应控制器1424和电源1426上。

图40A-40D结构材料

图40A示出构造装置600所用的典型的、基本为聚合体的多层复合材料1470，从底部到顶部包括：可加热密封层材料1472(诸如聚乙烯等)、负载承担结构膜1474(诸如尼龙、聚脂薄膜等)、光滑反射层1476(通过气相沉积铝等方式形成)，以及选择性可加热密封的上部保护涂层(诸如漆、聚乙烯等)。

图40B示出构造装置600所用的替代、基本为聚合体的多层复合材料1480，从底部到顶部包括：可加热密封层聚合体材料1472、纵向定向的负载承担结构聚合体膜1482、中间聚合结合或者接触材料1484、横向定向的负载结构聚合体膜1486、金属反射层1476，以及同样可用作加热密封层的聚合体保护涂层1478。从而两种交叉层叠、方向定向的膜1482、1486提高了复合膜的强度和抗拉特性。

图40C示出构造装置600所用的光纤加固多层复合材料1490，从底部到顶部包括：可加热密封聚合体材料1472、双轴定向的负载承担结构聚合体膜1492、中间聚合结合或者接触材料1484、以双轴编法形成的光纤加固层1494、第二中间聚合结合或者接触材料1484、第二双轴定向的负载承担结构聚合体膜1492、金属反射层1476，以及同样可用作加热密封层的聚合体保护涂层1478。从而该光纤加固明显提高了多层复合膜的强度和抗拉特性。

图40D示出构造所述装置非反射部分所用的加固纤维复合材料1500，其包括以例如双轴编法形成并整体嵌入到可加热密封聚合体矩阵材料1472中的加固纤维层1494，从而使得所述装置的非反射部分具有经济、高强度、高抗拉特性的复合膜。注意该材料还可以选择性包括反射表面。

最后，为了便于广法应用在此所述的本发明的模块化可充气的现场可配置装置，应该注意可以将各种常用的电子和/或机械附属设备以任意有用的数量、位置及其组合通过整体或者可移除的方式装配到本发明的任意装置中。该可选的电子和/或机械附属设备包括但不限于泵、风扇、驱动发动机、计时器、自动调温器、流量控制器、光电电池、可移动天窗或者虹膜(iris)装置(用于控制流量或者辐射)，以及其他有用的元件。为了进一步提高对于水或者其他流体的采集、存储、处理和分配能力，应该注意也可以将各种常用的液体操作和处理设备以任意有用的数量、位置及其组合通过整体或者可移除的方式装配到本发明的任意装置中，其包括但不限于液体泵、导管、管、漏斗、阀、压力计、流量计、流量控制器、过滤器以及其他有用的装置。此外，还可以将诸如温度计、光度计、GPS接收器、电流电压测量和控制设备、化学分析指示设备等控制和状态知识设备装配到所述装置中。

因此，这里已经公开了基本模块化可充气多功能现场可配置装置的广泛应用。

Claims (19)

1.一种模块化多功能的配置于野外的装置，主要利用其所在的周围地球环境的资源提供能量，所述装置包括：

至少一个限定或具有至少部分空置中心的支撑元件；

至少一种资源利用组件，所述组件用来利用该装置所处的周围地球环境的至少一种资源提供能量，至少一个所述资源利用组件以可移除式与所述装置连接；

所述模块化多功能装置可由所述装置的使用者或操作者选择性地设置通过选择性地以用户可选择的关系对所述装置的至少另一元件设置至少一所述资源利用组件，从而利用周围地球环境具有的至少一种使用者可选的资源提供能量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个所述的利用资源组件为用于利用来自所述环境能量的至少一个能量利用组件，所述的能量利用组件选自于组，所述组包括：

电磁能利用组件，用于利用电磁能源发出的辐射电磁能提供能量；

热能利用组件，用于利用热能源发出的热能提供能量；

液流能利用组件，用于利用液流的机械能提供能量；

波能利用组件，用于利用波形流体产生的机械波能提供能量；

声能利用组件，用于括大或者集中声能或声音；以及

化学能利用组件，用于利用化学物质产生的化学能提供能量。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个所述的资源利用组件为至少一种物质利用组件，所述组件可用于利用所述周围环境的物质或者材料提供能量，所述物质利用组件选自组，所述组包括：

材料收集组件，用于捕获或收集的材料；

材料容纳组件，用于放置或者存放材料；

材料处理组件，用于加工、过滤或者蒸馏材料；以及

物料输送组件，用于装卸、运输或分发材料。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个所资源述的利用组件包括至少一个用于利用所述周围环境的能量的能量利用组件以及至少一个用于利用所述周围环境的物质或材料的物质利用组件。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个支撑元件包括至少一个基本上管状并可充气的圆环，所述支撑圆环具有至少一个用于对所述支撑环充气的充气组件。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述至少一个充气组件包括至少一个充气器件其选自由阀和泵构成的组，所述充气组件可通过将液体从周围环境输送到支撑环内部对所述圆环充气，或者，可选地，通过将液体从支撑圆环内部排出到周围环境对所述支撑环放气。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一种资源利用组件包括至少两个延伸至所述支撑环的中心的压力可改变形状的或者压力展开的薄膜，所述薄膜限定至少一个充气的反射器室的至少一部分，至少一个所述薄膜具有至少一种用于反射辐射的电磁能的反射材料；以及

至少一个气压调节或者充气组件，用于调节所述反射器室里的气压。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，至少一个气压调节或者充气组件包括至少一个选自由阀和泵组成的组的充气器件，所述充气组件可用于通过将液体从周围环境输送到反射器室的内部对所述反射器室充气，或者，可选地，通过将反射器室内部的液体排出到周围环境中，对反射器室放气。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括至少一个便于使用者或操作者在地球环境中使用的附属元件，所述至少一个附属元件选自组，所述组包括：

连接或者加固组件，用于可移除地方式将至少一个附属模块或元件连接到所述装置上；

稳定组件，用于固定或稳固所述装置；

支撑和定向组件，用于支撑和定向所述装置；

焦点支撑组件，用于支撑由所述装置限定的至少一个焦点附近的至少一个元件或附属器件；

充气组件，用于对至少一个充气的或增压的附属元件充气；

整体存储组件，用于存放所述装置的至少一个元件；以及

整体修理组件，用于修理所述装置的至少一个元件。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括至少一个用于保护使用者不被意外或者无意暴露于会聚的电磁辐射中的安全组件。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述安全组件包括选自组的至少一个组件，所述组包括：

安全挡板；

可充气的安全挡板；

具有至少一个用于减少毁灭性损坏的风险的多余的、分立的充气元件或圆环的安全挡板；

安全罩；

可充气的安全罩；

安全盖；

可充气的安全盖；

安全网格、网、屏或栏；

偏轴衰减光栅；

位于靠近所述装置的焦点处的快速电源切断器件用来捕获离散的电磁射线和/或改变其方向；

预先形成的反射薄膜；

非抛物面的预先形成的反射薄膜；

多面的非抛物面的预先形成的反射器装置；

用于降低无意的或者意外的漏气风险的安全阀；

用作皱缩装置的条形或带状的拉伸的弹性材料。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括至少一个用于控制所述装置的至少一个功能的控制元件，该控制元件包括至少一个选自一个组的元件，所述组包括：

用于感应至少一个电磁能量源位置的感应组件；

用于感应所述装置的至少一个元件的方向或位置的感应组件；

用于指示至少一个元件的方向或位置的方向或者位置指示器组件；

用于确定所述装置的至少一个元件的位置的定位组件；

用于指示所述装置的至少一个元件的状态的状态指示器组件。

13.一种使用便携的、可选择性设置的、模块化多功能、在野外可配置的装置利用地球环境现有的至少一种资源的方法，所述方法包括步骤：

i.提供至少一个限定或具有一个至少部分空置的中心的支撑元件；

ii.提供至少一种资源利用组件，该组件用于利用设置该装置的周围环境中的至少一种资源；至少一个所述的资源利用组件以可移除地方式连接所述装置，其中所述模块化多功能装置可由所述装置的使用者或操作者选择性地设置，通过以用户可选择的关系选择性地对于所述装置的至少一种其他元件设置至少一个所述资源利用组件；

iii.在地球环境里以有效的方式展开所述装置利用地球环境的至少一个资源；以及

iv.应用所述的装置利用地球环境现有的至少一种使用者可选的资源。

14.根据权利要求13所述的一种方法，其特征在于，所述利用资源的组件的第二步包括：

至少两个延伸到所述支撑装置的中心的可压力改变形状的薄膜，所述薄膜限定至少一个充气反射器室的至少一部分，至少一个所述的可压力改变形状的薄膜具有至少一个反射辐射太阳能的装置；所述反射器室具有至少一个用于调节所述反射器室内压力的调压或充气装置；

其中展开步骤或第三步包括以下步骤：

展开所述支撑环以支撑和拉紧所述由压力改变形状的薄膜的外围；

调节所述反射器室内的压力改变至少一个所述的薄膜，所述薄膜具有至少一种将辐射的电磁能反射到功能性凹面反射器的装置；以及

确定反射薄膜的位置从而允许辐射电磁能在源点和目标物之间以有效的方式传输；以及

其中操作步骤中使用地球环境的资源是由电磁源发出的电磁辐射，并且所述电磁辐射通过反射薄膜反射会聚。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述资源利用组件的第二步包括：

至少两个薄膜延伸到所述支撑元件中心，所述薄膜限定至少一个中心室的至少一部分，所述薄膜基本上不被流体物质渗透，所述室具有至少一个端口可用于在周围地球环境和中心室基本上传输流体物质；

其中，所述展开的步骤或第三步包括以下步骤：

展开所述的支撑圆环以支撑所述薄膜的外围；

展开所述室以将至少一个所述薄膜形变为基本上为凹面；以及

以基本上水平的方向定位所述装置，并且所述的凹面基本上朝上；以及

其中操作步骤中从地球环境利用的资源为通过朝上的凹面薄膜收集的降水，降水可选地通过所述的储存端口传输到所述的室。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述资源利用组件的第二步包括：

连接于所述支撑元件的多个膜状的涡轮叶片，所述膜状的涡轮叶片对流体作用从而使得涡轮叶片围绕中心固定中枢旋转，所述中枢与轴连接；

其中展开步骤或第三步包括以下步骤：

展开所述支撑圆环以支撑和拉紧所述膜状涡轮叶片的外围；

以适合从液流获取能量的方位定位使所述装置；以及

其中从地球环境利用的资源为来自液流的能量。

17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述资源利用组件的第二步包括：

第一个充气的支撑环可旋转地连接于第二个充气支撑圆环上，所述第一个和第二个支撑圆环具有一个可填充材料的室或者与每个所述的充气支撑环连接用来填充致密物质的袋，所述的第一和第二支撑圆环还具有个机械能利用组件，该组件连接在离连接所述的第一或第二支撑圆环的可旋转的连接预定的距离处，通过波动引起第一和第二支撑圆环的相对旋转为所述机械能利用组件提供动力；

其中展开步骤或第三步包括以下步骤：

使所述的第一和第二支撑圆环充气以提供浮力；

用致密的材料填充所述可填充材料的室以提供压载物；

在波浪形的液体表面漂浮所述装置以及

其中在操作步骤中从地球环境中利用的资源是来自波浪形液体表面的机械波能。

18.一种主要利用液流能量提供能量的可充气的配置于野外的装置，所述装置包括：

至少一种限定或具有一个至少部分空置的中心的可充气式支撑元件；

至少一个用于利用来自于流体的能量的资源利用组件；所述资源利用组件与所述支撑元件连接；所述资源利用组件包括多个与所述支撑组件连接的基本上膜状的涡轮叶片，所述膜状的涡轮叶片与液流作用产生涡轮叶片关于中心固定中枢旋转，所述中枢和轴连接。

19.一种可充气的配置于野外的装置，所述装置主要用于利用来自流体表面的波能提供能量，所述装置包括以旋转方式连接到第二个充气支撑圆环的第一充气支撑圆环，所述第一和第二支撑圆环具有可填充物质的室或袋，所述室或者袋连接于每个所述的充气支撑圆环，用来填充致密的物质，所述第一和第二支撑圆环还具有一个利用机械能的组件，其连接于距连接所述第一和第二支撑圆环的的可旋转的连接装置预定距离处，通过波动引起第一和第二支撑圆环的相对旋转为所述机械能利用组件提供动力。

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