专利名称：太阳能热收集器的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及碟形结构，并且更特别地涉及用于抛物型镜子类型太阳能热收集器的 碟形结构。然而，本发明不限于抛物型镜子类型太阳能热收集器。
背景技术：
太阳光是可使用各种技术被俘获以便人类使用的“可再生”能量的源。一种聚集 方法是使用许多大的抛物型碟形件，每个碟形件支撑镜像表面，该镜像表面将光聚集到相 对于镜像表面固定的其自身的热收集器上。当在白天期间地球运动时，操纵每个碟形件使 得太阳光保持聚焦在收集点上。每个碟形件通常具有大约10到30米的半径。镜像表面需要顺着希望的抛物型表 面达到相对高的精度，使得聚焦区域相对小且效率高。形成碟形件的结构的现有技术已经使用空间框架，该空间框架具有结点，单个支 柱在结点之间延伸。单个结点连接和支柱被制造成达到高的尺寸精度，使得当组装时，得到 的碟形件结构具有高程度的尺寸精度。现有技术空间框架设计的问题是，单个部件制造相对昂贵，并且因此碟形件的成 本通常是高的。对于诸如原型或无线电望远镜碟形件的单件设计，这可能是可接受的，但 对于可能需要数百或数千单个收集器碟形件的太阳能热电厂中的使用，成本太高。另外的 问题是，镜子不能容易地直接安装到空间框架并且必须通过它们自身的单个支撑结构被安 装。这增加总体结构的质量和成本。

发明内容
在试图克服常规空间框架设计中至少一个缺点中，本发明以一种广泛的形式提供 一种碟形件结构，该碟形件结构具有假想前表面，所述前表面具有周边；和多个间隔开的 不重叠长形前梁，每个前梁在周边上的两个点之间延伸，每个前梁具有用来接纳反射面板 的至少一个安装区域，所述至少一个安装区域沿前梁的纵向方向基本上符合假想前表面。每个前梁可具有表面并且所述至少一个安装区域可以是该表面的一部分、与该表 面齐平、从该表面突出或相对于该表面凹入。每个前梁的至少一个安装区域可包括单个安装区域。每个前梁可具有沿前梁的纵 向方向基本上符合假想前表面的表面。在优选形式中，该表面是每个梁的前表面。碟形件可包括安装在前梁的所述至少一个安装区域上的多个片状反射面板，该面 板具有后表面，与安装区域重叠的后表面的那个区域沿前梁的纵向方向基本上符合相应安 装区域的曲率。当每个面板安装到至少一个安装区域时，面板优选地各具有反射电磁辐射的表 面，该反射电磁辐射的表面当被安装在前梁上时基本上包括第二假想表面的一部分，该第 二假想表面优选地是旋转抛物面，每个面板可粘接到前梁的前表面。每个面板可具有一对间隔开的不相交的侧边缘，每个侧边缘沿前梁延伸。优选地，
5基本上每个侧边缘均被粘接到前梁的前表面。前梁可以沿一个或多个方向弯曲。因此，当垂直于前表面观察时，该表面可以是直 的或弯曲的。每个梁的前表面可以横跨其宽度弯曲，但在优选形式中是跨越其宽度平坦的。前梁优选地为弯曲的且间隔开以符合基本上为旋转抛物面的假想前表面(通常 称为抛物型表面的表面)。碟形件也可以包括一系列间隔开的不重叠的长形后梁，每个后梁跨越至少两个前 梁的后部横向地延伸并且连接到至少两个前梁的后部。为了清楚起见，后梁重叠前梁之处将称为结点。优选地，每个后梁在周边上或附近的两个点之间延伸。后梁优选地在每个结点处相对于相应前梁以基本上90度与每个前梁交叉，并且 在那个点优选地基本上在平行于与抛物面相切的平面的平面中。将理解，由于前梁的深度， 后梁实际上不能与假想表面相切。然而，考虑到碟形件的直径将近似10米并且前梁大约 IOcm深，后梁实际上在与抛物面相切的平面中。前梁和后梁分别优选地为连续的且整体的物体，但可以由以端部在端部上的方式 连接的两个或更多个较短的部分构成。前梁和后梁优选地为具有基部和两个侧壁的U形轮廓。每个前梁的基部限定其前 表面。前梁和后梁优选地由连续的滚轧钢带形成。前梁和后梁优选地具有从每个侧壁的自由端部横向延伸的凸缘。优选地，后梁跨 越前梁延伸，前梁和后梁的凸缘在结点处相接触。前梁和后梁可以通过各种方法在结点处彼此连接，所述各种方法包括焊接、铆钉、 螺栓和螺母、胶和粘合剂。碟形件也可包括优选地连接到后梁的后部结构。后部结构优选地包括多个棱锥状 结构。每个棱锥包括至少三个、优选地四个连接在顶点处的支柱，每个支柱延伸到后梁。优 选地，支柱延伸到结点，但可以延伸到结点之间的部位。在优选实施例中，支柱不延伸到每个结点，而是仅延伸到每个第三后梁，两个后梁 之间。在优选实施例中，对于一个或更多个支柱延伸到它的那些结点，具有支柱的鞍座放置 在后梁上方，支柱穿过前梁和后梁的重叠部分中的对齐的孔。支柱优选地是带螺纹的并且 螺母固定到其上以将部件牢固地夹紧在一起。对于未连接有支柱的那些结点，优选地不使用鞍座并且前梁和后梁优选地使用铆 钉固定在一起。优选地，这些是自冲铆钉。可以使用在这些结点处将梁固定在一起的其它 手段。支柱可以直接连接到后梁，或者在使用诸如鞍座的连接部件的情况下，连接到这 些连接部件。其中每个棱锥具有四个支柱，优选地，支柱彼此成90度从顶点延伸。在碟形件的 周边处的棱锥可以仅需要三个支柱。这些实际上是四支柱棱锥，其中一个支柱缺失，三个支 柱布置成彼此成90度。支柱优选地由优选地为圆形截面管材的空心管材形成。可以使用非圆形截面。更 优选地，支柱的端部在一个或两个端部被弄平。所有棱锥的顶点优选地位于假想球形表面上。
弦构件优选地在棱锥的顶点之间延伸。在棱锥的顶点位于假想球形表面上的情况 下，弦构件全部相对于球体的切线以基本上相同的角度延伸。在优选实施例中，棱锥(除了 靠近周边的那些棱锥外)各具有延伸到四个分离的棱锥的四个弦构件。本发明也提供一种构造具有假想前表面的碟形件结构的方法，该假想前表面具有 周边和多个间隔开的不重叠的长形前梁，其中每个梁具有用来接纳反射面板的至少一个 安装区域，所述至少一个安装区域沿前梁的纵向方向基本上符合假想前表面，所述方法包 括提供夹具，该夹具在对应于所述表面上的部位的已知部位具有多个支撑点；提供多个长形前梁，每个梁具有至少一个安装区域；以间隔开的不重叠的布置将所述梁的每一个放置在至少两个支撑点上，至少所述 至少一个安装区域停靠在至少两个支撑点上；保证每个安装区域接触它延伸经过的所有支撑点，从而以预定的空间关系放置前 梁；和将支撑构件固定到前梁以形成碟形件结构并且以预定空间关系维持前梁。本发明也提供一种构造具有多个间隔开的不重叠的长形前梁的碟形件结构的方 法，每个前梁具有用来接纳反射面板的至少一个安装区域，所述至少一个安装区域基本上 符合非恒定曲率半径的假想前表面，所述方法包括形成、产生或修改每个前梁使得前梁的所述至少一部分沿其长度具有曲率；提供夹具，该夹具在对应于假想表面上的部位的已知部位具有多个支撑点；以间隔开的不重叠的布置将所述前梁的每一个放置在至少两个支撑点上，至少所 述至少一个安装区域停靠在至少两个支撑点上；和保证每个安装区域接触它延伸经过的所有支撑点，从而以预定的空间关系放置前 M
TTC。在另一广泛形式中，本发明提供一种电磁辐射的弯曲反射器，所述反射器包括框架，所述框架具有多个前梁，每个前梁具有至少一个弯曲的安装区域；多个弯曲的镜子面板，其中镜子面板直接安装到前梁的所述至少一个安装区域。镜子面板优选地为载荷承受件并且安装成向反射器提供结构贡献。在另一广泛形式中，本发明提供一种具有多个间隔开的不重叠的长形前梁的碟形 件结构，每个前梁具有用来接纳反射面板的至少一个安装区域，所述至少一个安装区域基 本上符合假想前表面，所述多个前梁连接到支撑构件，其中所述支撑构件包括多个棱锥，其 中每个棱锥具有至少三个支柱，所述支柱相对于至少一个相邻支柱以90度从顶点延伸。大多数棱锥可包括四个支柱，该四个支柱彼此成90度从顶点延伸。在另一广泛形式中，本发明提供一种具有多个间隔开的不重叠的长形前梁的碟形 件结构，每个前梁具有用来接纳反射面板的至少一个安装区域，所述至少一个安装区域基 本上符合假想前表面，其中支撑构件包括多个棱锥，每个棱锥包括从顶点延伸的支柱，棱锥 的顶点位于假想球形表面上。棱锥的顶点优选地通过从一个顶点延伸到另一顶点的构件彼此连结或连接。在另一广泛形式中，本发明提供一种具有多个间隔开的不重叠的长形前梁的碟形件结构，每个前梁具有用来接纳反射面板的至少一个安装区域，所述至少一个安装区域基 本上符合假想前表面，所述多个前梁连接到支撑构件，其中支撑构件包括以基本上90度跨 越前梁延伸的多个后梁。除非上下文以其它方式明确要求，贯穿描述部分和任何权利要求，词语“包括”， “包含”和类似的词语将被解释为包括性含义而不是排他性或穷尽性含义；就是说，“包括， 但不限于”的含义。


图1是从根据本发明的实施例的碟形件结构的后部的透视图。图2是从图1的碟形件前部结构的一部分的前部的透视图。图3是从前部的透视图，示出图1的碟形件的重叠的前部结构构件的连接处。图4是从用于构造图1的碟形件结构的夹具的上方的透视图。图5是沿图4的线AA截取的夹具的截面的侧视图。为了清楚起见，仅仅示出线AA 和BB之间的夹具的那部分。图6是沿图4的线CC截取的夹具的截面的侧视图。为了清楚起见，仅仅示出线CC 和DD之间的夹具的那部分。图7是从夹具的部分的上方的透视图，示出安装在夹具的轨M上的定位装置。图8是图7中示出的夹具的那部分和定位装置的端视图。图9是图7中示出的夹具的那部分和定位装置的侧视图。图10是从用于连接前部结构的重叠构件的鞍座的下方的透视图。图11是从碟形件的棱锥状后部结构的一部分的前部的透视图。图12是从图11中示出的结构的前部的平面图。图13是从图11中示出的结构的后部的透视图。图14是从后部的透视图，示出棱锥支柱与碟形件的前部结构的连接处。图15是从后部的平面图，示出棱锥支柱与碟形件的前部结构的连接处。图16是剖视图，示出图10的鞍座与前部结构的重叠构件的连接。图17是从前部的平面图，示出镜子在碟形件的前部结构上的安装布置。图18是剖视图，示出镜子在碟形件的前部结构上的安装布置。图19a是具有用于镜子的替代安装布置的前梁的侧视图。图19b是图19a的前梁的端视图。图20是图19a和19b中示出的前梁的替代前梁的侧视图。图21是具有用于镜子的替代安装布置的替代前梁的侧视图。
具体实施例方式参考图1到15，图中示出根据本发明的实施例的用来与镜子一起使用的抛物型碟 形件10的结构和用于其构造的夹具。为了清楚起见，在这些图中不示出镜子，但在图17和 18中示出镜子。碟形件结构可以分成前部结构12和后部结构14。前部结构12由布置成并排且间隔开的一系列长形前梁16形成。一系列长形后梁18跨越前梁16的后部基本上横向地延伸并且也间隔开且并排布置。在这个实施例中，每个 梁的前表面20提供单个安装区域，镜子可以安装在该单个安装区域上。前梁16是弯曲的，因此每一个前梁16的一个或多个安装区域顺着沿前梁长度的 假想弯曲表面。在这种情况下，前表面20顺着沿前梁长度的假想弯曲表面。前梁16彼此横 向地布置使得前表面20 (忽略前梁的宽度)作为整体顺着抛物型假想表面(旋转抛物面)。 而前梁和后梁16、18可以在图中看起来在单个平面中弯曲，每个梁可以绕两个或更多点或 相对于梁的侧部和/或前部偏移的点弯曲。因此，相邻的梁不必是直的且/或彼此平行，并 且不是抛物型的，除非当从垂直于前表面观察时它们是直的。这不排除抛物型的前梁的使 用，但非抛物型的前梁的使用具有显著优点。每个后梁18与前梁16交叉的区域可被认为是结点。每个前梁16延伸跨越多个结 点，并且优选地单个连续前梁16从碟形件的一侧跨越多个结点延伸到另一侧。后梁18延 伸跨越多个结点，并且优选地单个连续后梁从碟形件的一侧跨越多个结点延伸到另一侧。每一个前梁和后梁16、18优选地是连续的整体梁并且不由端部在端部上连接的 一系列分离的部件制造。然而，由端部在端部上连接的多个部件制造的梁的使用在本发明 的范围中。前梁和后梁16、18优选地在每个结点22以90度彼此交叉，并且在平面图中，前梁 和后梁18不是直的或平行的，而是弯曲的。参考图3，看到每个前梁16具有带平坦基部M的基本上U形的横截面。基部M 形成碟形件结构的前表面20。侧壁沈以发散的方式从基部M向上延伸。顶壁观从侧壁 26的顶部横向延伸并且基本上平行于基部M延伸。侧凸缘30从顶壁28的外边缘向着基 部延伸。这种轮廓在基部M的平面中和以与其成90度提供对抗弯曲的刚性。选择的轮廓 对于本发明来说不是关键的，并且可以使用其它合适轮廓。作为例子，侧壁26不需要是发 散的。后梁18基本上为相同设计，具有基部32、侧壁34、后壁36和侧凸缘38。在优选实 施例中，前梁和后梁16、18具有类似的轮廓，但这不是必要的。前梁和后梁16、18由钢带形成，并且通过使用钢带滚轧机可以容易地形成，该钢 带滚轧机从成卷的平坦钢带形成轮廓。如此形成的每个前梁或后梁16、18的长度在理论上 是不受限制的，但实际上受钢带的厚度和重力作用的限制。通过使用合适的厚度，单个前梁 16可横跨预期的碟形件，并且可以在构造期间被操纵而在组装之前不损坏或永久扭曲。前梁16在它们在滚轧机中的产生期间弯曲，并且因此前表面20顺着凹入的弯曲 表面。此外，侧壁不必是直的，并且也可以顺着曲线。当组装时，碟形件的前表面上的镜子理想地顺着理想表面。这个理想表面具有不 断改变的半径并且接近旋转的抛物线。在使用中，碟形件受到重力，该重力将使碟形件扭 曲。照这样，碟形件的前表面可以被设计成顺着不同于理想表面的预定表面，使得在使用中 重力使该表面朝着理想表面向后弯曲。梁16的前表面20的弯曲优选地具有它将定位在碟形件中的预定表面的形状，使 得在组装期间每个前梁16仅仅放置在适当位置中而不需要使前梁16显著挠曲以便正确对 齐。
典型的带滚轧机通常用于生产轻重量轮廓，诸如连续排水系统或屋顶檩条。这些 典型的用途不要求高的精度，并且因此施加到单个梁的任何弯曲的精度可以不在完工的假 想前表面的公差内。然而，这不是关键的，并且组装方法适应在形成梁中的这种不精确，以 达到具有在希望公差内的假想前表面的碟形件。通过使用另外说明的组装技术，可以结合相对简单的且廉价的组装系统使用相对 廉价的、弱的且不精确的滚轧轮廓以生产相对高地精确的且刚性的碟形件前表面。当然，这 不排除使用较高精度地制造的较厚且较刚性的梁。也不排除使用不由滚轧的带钢形成的 梁。可以使用使用其它技术或材料形成的梁。然而，在目前，对于希望的精度，滚轧钢带的 使用提供最好的总体成本。实际上，可接受的是，形成具有前表面20的每个前梁16，该前表面具有不变的半 径而不是沿其长度可变的半径。这可导致每个梁的端部位于希望预定表面的一侧且中心部 分位于另一侧上。这也适用于后梁。然而，如以后说明的，这不是关键的，这是由于前梁和 后梁18由相对薄的钢片材形成并且在组装期间可弹性地变形到正确位置。在优选实施例中，每个第三后梁和每个第三前梁(此后称为主前梁和主后梁)由 比两个中间梁(此后称为次前梁和次后梁)厚的带制成。在导致直径为大约M米的碟形件结构的优选实施例中，从大约1. 2mm变动到大约 1. 5mm厚的钢带用于主前梁和主后梁，并且大约0. 75mm厚的钢带用于次前梁和次后梁。这 些厚度仅仅是象征性的并且取决于所用的钢的类型。在优选实施例中，所有主前梁和主后 梁16、18由相同厚度的钢形成。类似地，所有次前梁和次后梁优选地由相同厚度的钢形成。 这不排除将不同轮廓和/或厚度用于前梁和后梁。如果希望，较短的主梁和/或次梁可以 由比较长的梁更薄的钢形成。可以使用其它材料和/或厚度。虽然完成的前部结构可具有高的尺寸精度，但目标是提供重量轻的结构并且因此 单个前梁和后梁18可在它们自身的重量下挠曲直到连接到其它部件。为克服挠性和精度问题，本发明使用“模板”构造方法，其中单个模板或夹具被设 置或构造成很高的精度，并且随后用于顺序地生产多个抛物型碟形件结构。目标是具有碟形件结构，该碟形件结构具有前表面，该前表面提供镜子可安装到 其上的希望的表面并且相对高精度地组装到那个希望的表面。因为前表面精确地对应于希 望的反射表面，因此弯曲的镜子面板可以直接安装到碟形件的前表面并且它们将被准确对 齐。因此，镜子面板在它们自身和碟形件之间不需要任何可调节的安装并且可以被安装而 在安装阶段期间或之后不需要任何对齐或调节。这也允许镜子被安装、粘接胶合或以其它 方式相对刚性地粘附到该结构并且因此提供一些结构贡献，因此允许碟形件结构被制成比 原本弱。图4示出用来构造碟形件结构的根据一个实施例的夹具50。夹具50的目的是使 前梁的前表面能够被精确地布置。虽然描述了一个合适的夹具和定位装置，但碟形件构造 的方法不限于使用所描述的夹具或定位装置。夹具50由支撑结构52形成，该支撑结构支撑一系列基本上平行但弯曲的轨54。 每个轨M是弯曲的，并且优选地顺着类似于希望的预定碟形件前表面的抛物线的抛物线。 在组装期间，前梁的前表面与轨间隔开，因此弯曲是不相同的。参考图5到9，安装在每个轨M上的是具有支撑板82的一系列定位装置56，在组装期间前梁16停靠在该支撑板上。这些定位装置56是高度可调节的，使得它们的接触表 面可位于正确的部位。每个前梁16跨越多个轨横向延伸，如图5中所示，并且每个轨M支撑一系列间隔 开的前梁16，如图6中所示。参考图7到9，图中示出定位装置56安装在其上的轨M的一部分。轨M是其敞 开端部58向上的U形的。侧壁62的上边缘60向内弯曲以便提供两个支撑表面64，定位装 置56停靠在该两个支撑表面上。弯曲的部分也减小开口 58的宽度。定位装置56包括基板70。基板70安装在两个间隔件72上，而该两个间隔件停靠 在轨M的顶表面64上。间隔件72是正方形截面管材的短的部分，但这不是关键的。两个 螺栓74穿过基板70和间隔件72中的相应的孔并且进入位于轨内的相应保持器76中的螺 纹孔。保持器76具有接合向下弯曲的侧壁62的下边缘的上轮廓。通过上紧螺栓74，保持 器72和间隔件74紧紧地抓住轨M (基板牢固地夹在螺栓头部和间隔件之间)，并且因此防 止沿轨的纵向运动。当螺栓松开时，定位装置56可以沿轨M滑动到希望位置。所用的轨M的轮廓不是关键的，并且将定位装置56安装到轨M的方法也不是关 键的。在本发明的这个实施例中，重要的是，沿轨M滑动定位装置56并且将定位装置固定 在希望部位的能力。基板72具有螺纹孔，螺纹杆80拧到该螺纹孔中。杆80的顶部具有连接到其上的 支撑板82。在优选形式中，支撑板82由平坦金属板形成并且安装在设置在杆80的顶端部 中的狭槽中。支撑板82通过焊接、胶合或其它适当的固定方法固定到杆。通过相对于基板72旋转杆80，支撑板82相对于轨M上升或下降。设置锁定螺母 86使得一旦支撑板82处于希望的高度，就可以将锁定螺母86上紧在基板上，防止杆80的 意外旋转和支撑板82的高度的改变。支撑板82在其上边缘中具有U形凹槽84。这个凹槽具有与前梁16的前表面20 和侧壁沈的下部相同的轮廓。在优选形式中，支撑板82固定到杆80并且因此与杆一起旋 转。凹槽84关于杆80的轴线对称，因此每半圈旋转将使支撑板与它将支撑的前梁的预期 方向对齐。因此，杆必须旋转到最近的半圈以使支撑板82位于正确的取向中。在优选实施 例中，杆可以布置在希望高度的大约士0.5mm(l/4圈)内。对于本发明来说，这是足够精确 的。如果较高的精度是必要的或希望的，则可以使用其它配件。作为例子，杆可以在两个端部是带螺纹的部分，上端部容纳在具有不同方向的螺 纹的支撑板的带螺纹的延伸部分中。沿一个方向的旋转将引起上升，而沿相反方向的旋转 将引起下降。以类似的方式，螺丝扣的使用将实现相同的结果。支撑板可以安装在杆上使得 它绕杆的轴线相对于杆自由旋转。替代地，支撑板可以设置有前梁16停靠在其上的平坦表 面，使得其旋转取向无关紧要。当然，具有平坦表面要求一些其它装置来横向定位前梁16。夹具50优选地组装在混凝土厚板上。虽然在帮助尽可能精确地布置支撑件、并且 更具体地布置轨中这是优选的，但它对本发明来说不是关键的。每个定位装置56可以沿其 轨M移动到准确位于它将支撑的前梁的预期路径下方。如果轨M相对于其预期位置横向 偏移，则这个不是关键的，因为定位装置仍然可以位于前梁的下方。如果定位装置56横向 偏移，则由支撑板支撑的前梁16的前表面20的部位与轨不偏移的情况相比将处于基准平 面上方的不同高度。通过确定沿前梁的何处将布置支撑板，计算基准平面上方的对应高度
11并且调节相对于新的希望高度的杆的高度，这可以被容易地适应。因此，如果在实际位置上 计算高度而不是在预期位置上计算高度，则定位装置的初始预期部位有点不重要。因此，定位装置56可以首先沿轨布置在将定位前梁的部位。可以观察基板和/或 支撑板的部位以确定在三维空间中的它们的位置。计算或调节支撑板的计算希望高度以允 许基板的实际位置。然后，将支撑板调节到对应于基板在空间中的实际部位的高度。使用这些技术，支撑板可以布置在预定表面的大约士0. 5mm内。这使得完工的碟 形件的前表面能够被定位到类似的精度。可以使用其它定位装置。类似地，不必使用定位装置沿其滑动的轨。重要的是，在希望的公差内将前梁停靠在其上的接触表面(在这个实施例中是凹 槽84)布置在三维空间中的要求的或希望的部位的能力。一旦所有支撑板已经被调节到必要高度，前梁16以前表面20停靠在支撑板82上 的凹槽84中而颠倒地放置在定位装置56上。理想地，每个前梁16的弯曲是如希望的，并 且每个梁的前表面20将停靠在所有支撑板82上。取决于材料的厚度和类型，仅重力就可 能足以使梁弯曲到停靠在所有支撑板上。实际上，梁的曲率可以使得在一些部位不存在接 触。因此，可以设置夹紧机构(未示出)，该夹紧机构将每个前梁16牢固地夹紧到相应的支 撑板。前梁16由相对薄的金属形成并且因此在未连接到其它部件时的这个阶段相对柔性。 如果前表面20的弯曲不对应于所希望的，将前梁16夹紧到定位点的动作将把前表面20拉 到正确的弯曲。因此，可以故意地将前梁16滚轧有例如具有固定半径弯曲的前表面，并且当将前 梁16安装在支撑板上时“校正”曲率。在优选形式中，梁滚轧有不变的曲率半径，该曲率半 径近似与碟形件的边缘处的局部曲率半径相同。当每个梁放置在夹具上时，其端部将在定 位装置上方的空气中(忽略重力)。如果重力不将它们拉下，它们可被接联在边缘附近的各 个点以使它们与定位装置接触。一旦所有前梁16已经安装在支撑板上，后梁18就放置成横跨前梁16。如图3中看到的，后梁18以相反的取向被放置，它们的顶壁36停靠在前梁16的 顶壁观上。每个结点22的部位(每个后梁18与前梁16交叉之处)对于前表面20的形状来 说不是关键的，但这些部位的优选布置对于制造过程来说确实具有优点，如以后论述的。在每个结点处相对于前梁的后梁的连接和部位取决于结点的性质。后部结构优选 地连接在一些结点但不是连接在全部结点。具有连接的后部结构的结点称为主结点。其它 结点称为次结点。主结点定位在主前梁和主后梁重叠的地方。主前梁和主后梁重叠之处的结点不一定是主结点。对于主结点，前梁和后梁16、18在每个主结点处在它们的顶壁观、36中具有在组 装之前预先形成的孔90。这些孔90优选地由滚轧机形成并且可以沿梁16、18的长度以相 对高的精度被布置。因此，对齐前梁和后梁18的顶壁观、36中的孔90以使后梁18相对于 前梁16精确对齐是相对简单的程序。对于所有主结点，这些孔90优选地具有相对彼此的 相同空间关系。参考图10和16，设置鞍座92，该鞍座在主结点处放置在后梁的后部的上方。鞍座92具有对应于后梁18的外部形状的U形轮廓并且具有基部94、侧壁96和顶壁98。顶壁 98足够窄以安置在后梁18的侧壁34和凸缘36之间的槽中。支柱100从顶壁延伸。套圈 102布置在这些支柱的每一个的周围。套圈102帮助载荷传递。支柱100和套圈102被布 置且设计成合适尺寸以穿过前梁和后梁16、18中的孔90。因此，一旦鞍座92已经以支柱 100和套圈102穿过孔而安装在后梁18上，前梁和后梁16、18就不能在那个结点相对彼此 移动。在优选实施例中，鞍座92是碟形件结构的永久部分并且保持在结点处。支柱100 优选地是带螺纹的，并且鞍座92通过安装在支柱100上的螺母104和垫圈106被固定。优 选地，条材108在螺母和壁观之间安装在沿前梁的每一侧延伸(并且交叉后梁)的支柱 100上以分散载荷。如图IOb中看到的，条材108具有过大尺寸的孔109，套圈102延伸到 该过大尺寸的孔中。如果希望，前梁和后梁16、18也可以通过点焊或类似方法被固定。鞍 座92优选地为永久部件，这是由于它可以由可以被容易地焊接的相对厚壁的材料制成，如 以后论述的。如果希望，鞍座92可以仅仅用作定位工具，前梁和后梁18相对彼此焊接或以其它 方式固定并且然后移除鞍座92。在优选实施例中，次结点在前梁或后梁中不设置有孔。而是每个次结点的部位优 选地被标记在前和/或后梁上。这些标记可以由滚轧机设置在梁上。这些标记可以是被压 到梁中的小的表面凹痕或表面标记，诸如油漆或墨水。梁使用该标记被布置并且随后使用 合适的紧固件或紧固装置(诸如自冲铆钉)被一起固定在正确位置中。如上所述，部分地选择每个结点22的发明性部位以简化制造并且也为了结构原 因。在优选形式中，后梁18在与预期抛物面相切的平面中以90度与前梁交叉。连接到前部结构12的后部的是由多个棱锥结构110组成的后部结构14。每个棱 锥Iio包括“结点盖” 112和前部支柱114，每个前部支柱从结点盖112向着前部结构12的 后部向外且向下延伸。在优选实施例中，对于延伸且连接在四个分离的结点22的大多数棱 锥110，存在四个前部支柱114。在碟形件的周边处的棱锥通常仅具有三个支柱。支柱114 优选地在结点处焊接到鞍座92，但在不使用鞍座的情况下可以连接到后梁。如果希望，支柱 114可在结点22之间的部位延伸到且连接到后梁。在优选的实施例中，结点盖112布置成位于假想球体表面上。由于碟形件的前表 面20与前梁和后梁16、18顺着基本上抛物型表面，因此从每个结点盖112到每个结点22 的距离发生变化。因此，每个前支柱114的长度随着它相对于其结点盖112、其结点22和后 梁18延伸的角度发生变化。在优选实施例中，当沿垂直于结点盖的直线(即相对于假想球体成径向的直线) 观察时，如图12中示出的，相邻的支柱彼此垂直或基本上垂直，即所有棱锥的相邻支柱之 间的角度120基本上为90度。理想地，所有角度是90度，但实际上这是不可能的。在优选 实施例中，支柱可以处于90度士 1.5度。可以使用较大的公差。相对于结点盖112的径向 线的单个棱锥110的支柱的倾斜角度将发生变化，这是因为从结点盖到四个相应结点的距 离是不相同的。类似地，由于结点盖到结点的距离在棱锥之间不一定相同，支柱114的倾斜 角度将在棱锥110之间改变。在优选实施例中，每个支柱114由一定长度的圆形截面的管材形成。每个支柱的
13端部122、IM被弄平。后端部122也被切割到具有两个会聚边缘126、128的程度。每个边 缘相对于支柱的纵向轴线的角度改变以适应支柱对结点盖112的角度，使得四个支柱的内 边缘1 在结点盖112的中心彼此相邻并且沿相对于假想球体的中心成径向的共同直线延 伸离开结点盖112，而外边缘1 沿结点盖112的下表面130延伸。在优选实施例中，结点 盖112不是平坦的板，而是四边锥体，外边缘28沿相邻锥体面的脊线132延伸。内边缘1 优选地沿锥体的中心线延伸。通过布置支柱114使得它们相对彼此以90度或近似90度延伸并且内边缘沈沿 共同直线延伸，相对简单的是，夹具被制成对于所有棱锥使支柱彼此以90度或近似90度对 齐。应当理解，支柱相对于结点盖112的角度将改变，但这被可调节的夹具容易地适应。一 旦被正确布置，支柱114就可以焊接到彼此且焊接到结点盖112的下侧130。每个棱锥110的支柱114延伸到四个分离的结点，并且在优选实施例中，在每个结 点焊接到鞍座92，如图14中所示。因此，每个结点22具有四个支柱，每个支柱连接到不同 的结点盖。通过使用鞍座92，后梁18的厚度不是与固定支柱114有关的因素。每个支柱的前端部分124也被弄平且切割以与鞍座92对齐。弄平的端部124被 切割以与鞍座92的表面对齐并且清除后梁18的凸缘38。由于支柱114已经连接到结点盖，因此它们相对彼此固定，并且仅仅是将每一个 棱锥放置在适当位置中并且将支柱114保持在鞍座92上的问题。弄平的部分不需要全部 相对彼此以90度延伸且基本上以大约45度士大约10度向着后梁延伸。不需要调节角度 以将支柱保持在希望的角度。当被正确布置时，支柱114随后被焊接到鞍座92。如果不使 用鞍座，则支柱114可以直接焊接到后梁18。每个支柱的两个弄平的端部122、1M将不对齐并且将绕纵向轴线相对彼此旋转。 虽然因为在弄平之前的支柱的开始旋转是不相关的，圆形截面的管材是优选的，但可以使 用非圆形轮廓的管材，诸如卵形或正方形截面的管材。在这些情况下，在弄平和切割步骤之 前，将需要确定管绕其轴线的旋转。一旦棱锥110已经连接到鞍座92，弦构件140就在相邻结点盖112之间焊接到结 点盖的后表面，如图13中看到的。在优选实施例中，这些弦构件也由具有弄平的端部的圆 形截面的管材形成。因此，可以使用相同的技术制造(如果不是相同的机器)前支柱和弦 构件114、140。优选地，这些弦构件140与前支柱114使用相同的管。在优选的实施例中，结点盖112全部基本上位于假想球体的表面上。弦构件140全 部以相对于所述球体的切线的基本上相同的角度延伸，并且弦构件的两个端部将对齐。弦 构件的长度改变，并且因此相对于所述球体的切线的角度将改变。在优选实施例中，它们在 设定角的大约士 0.5度内。因为结点盖是棱锥状的，因此应当理解，弄平的端部142将成角 度以与结点盖的顶表面对齐。一旦弦构件已经被固定到结点盖112，碟形件结构10就完成并且可以从夹具移 除，以便随后连接镜子到前表面且安装碟形件到合适的支撑/转向结构。碟形件10的前表面因此包括限定基本上抛物型表面的一系列间隔开的前梁。每 个前梁16的前表面20提供一表面，镜子可直接安装到该表面上而不需要重要的安装结构 或调节。在碟形件的构造中夹具的使用导致相对高精度地布置前表面。镜子面板可以直接 安装到前表面并且将正确对齐。
图17和18示出部分地覆盖有镜子面板150的碟形件10的一部分。这些镜子面 板150成形为与前梁基本上对齐并且可以沿相邻的梁以端部在端部上的方式被放置。这些 面板通常是“矩形的”，虽然表面是抛物型的使得边缘不顺着直线。前梁16被布置且成形使 得相邻面板的纵向边缘在前表面上方延伸并且可直接连接到前梁。这也实现以面板之间的 相对小的敞开空间(由于几何形状)在前梁16上的放置。因此，可用的总碟形件面积的百 分比增加。“矩形的”镜子的使用也在这些镜子的制造中导致玻璃的高效率使用。在优选实施例中，镜子使用合适的粘合剂、胶、胶粘剂或类似物被粘接或以其它方 式直接连接到前梁。优选地，使用的化合物提供载荷承受连接，使得镜子向该结构提供一些 交叉撑条，因此使该结构的停靠能够比原本低强度且低质量。优选实施例利用弯曲的前梁，每一个弯曲的前梁具有基本上连续的前表面限定的 单一安装区域，并且其中那个前表面的基本上全部位于假想前表面上。然而，在本发明的范 围内的是，具有不连续的前表面或镜子可安装到其上的分离的安装区域。图19示出第一变型，在该变型中，弯曲的前梁160在它们的前表面164上设置有 混凝土安装区域162。安装区域的前表面166在至少沿前梁160的长度中位于假想前表面 168上且基本上顺着假想前表面168。镜子170在每个镜子的四个角部被粘接或以其它方 式安装到安装区域164。四个镜子可以被粘接在每个安装区域164。安装区域164可以是连接到前表面的分离的部件，如图19中所示，或者可以通过 压紧前表面164的一部分172而形成，如图20中所示。前梁不需要连续地弯曲并且可以由一系列线性的或弯曲的段形成，如图21中所 示，其中前梁由成角度的支柱180形成，该成角度的支柱具有沿其长度间隔开的安装区域 182。此外，安装区域182位于假想前表面184上并且镜子186被粘接或以其它方式安装在 安装区域上。在所有变体中，安装区域不需要是前梁的中心部分，并且例如，安装区域可以布置 在前梁的侧部上而不是中心前表面上。此外，安装区域不需要是梁的最前部分。前述夹具和制造方法可以与这些变体一起使用。仅仅必要的是，安装区域位于支 撑点上或上方，使得当加载梁并且使其与所有支撑点接触时，接触支撑点的是安装区域。对于本领域技术人员来说将显然的是，可以对这里描述的实施例作出许多明显的 修改和改变而不偏离本发明的精神或范围。
权利要求
1.一种碟形件结构，具有第一假想前表面，所述前表面具有周边；以及多个间隔开的不重叠的长形前梁，每个前梁在所述周边上的两个点之间延伸，每个前梁具有用来接纳反射面板的至少一个安装区域，所述至少一个安装区域沿所述 前梁的纵向方向基本上符合所述假想前表面。
2.权利要求1所述的碟形件，其中每个前梁具有表面并且所述至少一个安装区域是所 述表面的一部分、与所述表面齐平、从所述表面突出或相对于所述表面凹入。
3.权利要求1或权利要求2所述的碟形件，其中每个前梁的所述至少一个安装区域包 括单一安装区域。
4.前述权利要求的任何一项所述的碟形件，其中每个前梁具有沿所述前梁的纵向方向 基本上符合所述假想前表面的表面。
5.前述权利要求的任何一项所述的碟形件，包括安装在所述前梁的所述至少一个安装 区域上的多个片状反射面板，所述面板具有后表面，后表面的与安装区域重叠的那个区域 沿所述前梁的纵向方向基本上符合相应安装区域的曲率。
6.权利要求5所述的碟形件，其中当每个面板安装到至少一个安装区域时，所述面板 各具有反射电磁辐射的表面，所述反射电磁辐射的表面当安装在所述前梁上时基本上包括 第二假想表面的一部分。
7.权利要求5所述的碟形件，其中所述第二假想表面是旋转抛物面。
8.权利要求5到7的任何一项所述的碟形件，其中每个面板粘接到所述前梁的前表面。
9.权利要求5到8的任何一项所述的碟形件，其中每个面板具有一对间隔开的不相交 的侧边缘，其中每个侧边缘沿前梁延伸。
10.权利要求5到9的任何一项所述的碟形件，其中基本上每个侧边缘均被粘接到所述 前梁的前表面。
11.前述权利要求的任何一项所述的碟形件，包括一系列间隔开的不重叠的长形后梁， 所述后梁中的每一个跨越至少两个前梁的后部横向地延伸并且连接到所述至少两个前梁 的后部。
12.权利要求11所述的碟形件，其中后梁与前梁的相交相对于相应前梁基本上成90度。
13.权利要求11或权利要求12所述的碟形件，其中在后梁与前梁的相交处，所述后 梁的一部分基本上在一平面中，该平面平行于与那个部位处的所述第一假想表面相切的平
14.权利要求11到13的任何一项所述的碟形件，其中每个后梁在所述周边上或所述周 边附近的两个点之间延伸。
15.前述权利要求的任何一项所述的碟形件，包括多个棱锥状结构，所述棱锥状结构具 有在顶点处被连接的支柱，所述棱锥为所述前梁提供支撑结构。
16.权利要求15所述的碟形件，其中每个棱锥具有至少三个支柱，所述至少三个支柱 相对于至少一个相邻支柱以基本上90度从所述顶点延伸。
17.权利要求15或权利要求16所述的碟形件，其中所述顶点位于一假想球形表面上。
18.权利要求15到17的任何一项所述的碟形件，当从属于权利要求11时，其中每个支柱延伸到后梁。
19.前述权利要求的任何一项所述的碟形件，其中每个前梁沿两个方向弯曲。
20.一种构造具有假想前表面的碟形件结构的方法，所述假想前表面具有周边和多个 间隔开的不重叠的长形前梁，其中每个前梁具有用来接纳反射面板的至少一个安装区域， 所述至少一个安装区域沿所述前梁的纵向方向基本上符合所述假想前表面，所述方法包 括提供夹具，所述夹具在对应于所述表面上的部位的已知部位具有多个支撑点； 提供多个长形前梁，每个前梁具有至少一个安装区域；以间隔开的不重叠的布置将所述前梁中的每一个放置在至少两个支撑点上，至少所述 至少一个安装区域停靠在至少两个支撑点上；保证每个安装区域与该安装区域延伸经过的所有支撑点相接触，从而以预定的空间关 系放置所述前梁；以及将支撑构件固定到所述前梁以形成所述碟形件结构并且以预定空间关系维持所述前MTTC。
21.权利要求20所述的方法，其中，在组装之前，所述前梁的至少一部分具有沿其长度 的曲率。
22.权利要求20或权利要求21所述的方法，包括将一系列间隔开的不重叠的长形后梁 连接到至少两个前梁，所述后梁中的每一个跨越所述至少两个前梁的后部横向地延伸。
23.权利要求22所述的方法，其中后梁与前梁的相交相对于相应前梁基本上成90度。
24.权利要求22或权利要求23所述的方法，其中所述假想前表面是旋转抛物面，并且 在后梁与前梁的相交处，所述后梁的那部分基本上在一平面中，该平面平行于与那个部位 处的旋转抛物面相切的平面。
25.权利要求20到25的任何一项所述的方法，包括连接多个棱锥状结构，所述多个棱 锥状结构具有连接在顶点处的支柱，每个支柱延伸到后梁。
26.权利要求20到25的任何一项所述的方法，包括在所述前梁的安装区域上安装多个 片状反射面板，所述面板具有后表面，后表面的与安装区域重叠的那个部分沿相应前梁的 纵向方向基本上符合相应安装区域的曲率。
27.权利要求26所述的方法，包括将每个面板粘接到至少一个安装区域。
28.权利要求26或权利要求27所述的方法，包括将每个面板粘接到所述前梁的前表
29.权利要求26到28的任何一项所述的方法，其中每个面板具有一对间隔开的不相交 的侧边缘，并且每个侧边缘沿前梁延伸。
30.权利要求26到29的任何一项所述的方法，包括基本上将每个侧边缘均粘接到所述 前梁。
31.权利要求20到30所述的方法，其中所述假想前表面是旋转抛物面的一部分。
32.权利要求20到30的任何一项所述的方法，其中每个前梁在所述周边上的两个点之 间或附近延伸。
33.一种弯曲的电磁辐射反射器，所述反射器包括框架，所述框架具有多个前梁，每个前梁具有至少一个弯曲的安装区域；多个弯曲的镜子面板，其中所述镜子面板安装在所述前梁的所述至少一个安装区域上。
34.权利要求34所述的反射器，具有假想前表面，其中每个前梁在所述假想前表面的 周边上或周边附近的两个点之间延伸，并且其中每个弯曲的安装区域沿所述前梁的纵向方 向基本上符合所述假想前表面。
35.权利要求33或权利要求34所述的反射器，其中每个弯曲的镜子面板基本上符合所 述假想前表面。
36.权利要求33到35的任何一项所述的反射器，其中每个弯曲的镜子面板具有两个侧 边缘，并且面板的每个侧边缘沿一对前梁中的相应一个前梁延伸。
37.一种碟形件结构，所述碟形件结构具有间隔开的不重叠的多个长形前梁，所述前梁 中的每一个具有用来接纳反射面板的至少一个安装区域，所述至少一个安装区域沿所述前 梁的纵向方向基本上符合所述假想前表面，所述多个长形前梁连接到支撑构件，其中所述 支撑构件包括多个棱锥，每个棱锥包括至少三个支柱，所述支柱相对于至少一个相邻支柱 以基本上90度从顶点延伸。
38.权利要求37所述的碟形件结构，其中至少一个棱锥具有四个支柱，所述四个支柱 彼此基本上以90度从顶点延伸。
39.权利要求38或权利要求39所述的碟形件结构，其中所述棱锥的顶点位于假想球形 表面上。
40.权利要求37到39的任何一项所述的碟形件结构，其中所述棱锥的各顶点通过从一 个顶点延伸到另一顶点的构件彼此连结或连接。
41.一种碟形件结构，所述碟形件结构具有间隔开的不重叠的多个长形前梁，所述前梁 中的每一个具有基本上符合假想前表面的前表面，所述多个长形前梁连接到支撑结构，其 中所述支撑构件包括多个棱锥，每个棱锥包括从顶点延伸的支柱，其中所述多个棱锥的各 顶点位于一假想球形表面上。
42.权利要求41所述的碟形件结构，其中每个棱锥包括至少三个支柱，所述至少三个 支柱相对于至少一个相邻支柱基本上以90度从所述顶点延伸。
43.一种碟形件结构，所述碟形件结构具有假想前表面和间隔开的不重叠的多个长形 前梁，所述前梁中的每一个具有用来接纳反射面板的至少一个安装区域，所述至少一个安 装区域沿所述前梁的纵向方向基本上符合所述假想前表面，所述多个长形前梁连接到支撑 结构，其中所述支撑结构包括以基本上90度跨越所述前梁延伸的多个后梁，并且其中在后 梁与前梁的相交处，所述后梁的那部分基本上在一平面中，该平面平行于与那个部位处的 所述假想前表面相切的平面。
全文摘要
一种碟形件结构(10)具有假想前表面，该前表面具有周边和多个间隔开的不重叠长形前梁(16)，每一个前梁在周边上的两个点之间延伸。每个前梁(16)具有用来接纳反射面板(150)的至少一个安装区域(20)，该至少一个安装区域(20)沿前梁(16)的纵向方向基本上符合假想前表面。
文档编号G01S1/00GK102099637SQ200980128315
公开日2011年6月15日 申请日期2009年6月9日 优先权日2008年6月6日
发明者G·J·伯吉斯, J·D·派, J·N·普雷斯顿, J·S·考文垂, K·M·洛夫格罗夫, R·布鲁恩斯威克, W·S·乔 申请人:威萨尔德动力股份有限公司