安装支架组件和方法与流程

本申请要求2016年3月7日提交的美国专利申请No.15/063,098的优先权和权益，该申请是2013年10月2日提交的美国专利申请No.14/044,704的部分继续申请并要求其优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及安装支架组件及相关系统和方法。

背景技术：

大多数光伏(“PV”)模块非常重，因为它们使用玻璃来包封PV电池。因此，太阳能安装系统必须能够承受一个或多个PV模块的阵列的重量以及可能作用于其上的自然力。除了支持重型太阳能阵列和相关的自然力之外，太阳能跟踪设备还必须能够移动太阳能阵列，使得其能跟踪太阳。这可能需要具有显着马力的电动机。因此，用于PV模块的安装和跟踪系统通常是相对较大，较复杂的组件，包括大而重的部件。

由于至少两个原因，这些部件可能增加太阳能系统的显着成本。首先，部件本身制造、运输和安装都很昂贵。其次，安装和操作可能是昂贵的，因为它们需要时间和熟练的操作员在现场执行质量控制措施。因此，需要使材料的总体使用最小化以减轻重量并降低成本的PV安装系统部件。此外，需要可以减少在现场施工期间安装和质量控制所需时间的PV安装系统部件。

此外，今天许多PV系统使用具有定制框架的模块或无框架模块。根据PV模块是使用标准框架还是使用其他变型，安装和跟踪系统需要不同的部件和设计。因此，需要一种PV安装系统，其具有能够使用标准框架、定制框架甚至无框架模块安装PV模块的基座设计。

在风、雪和其他恶劣条件下具有高环境负载的区域中对太阳能跟踪器的需求不断增长。其中一些环境位于沿海地区和岛屿国家，这些地区易受大风暴和其他恶劣天气的影响。这些位置的环境也可能是非常腐蚀性的。因此，需要能够承受极高负载并且耐腐蚀的PV安装系统。

因此，需要仅在需要时有效地使用结构材料的PV安装系统部件。还需要一种PV安装系统，其具有提供更容易和更快速的安装和质量控制能力的部件。最后，需要一种能够使用标准框架、定制框架甚至无框架模块来安装模块的PV安装系统。

技术实现要素：

本公开的实施例通过提供包括柔性主体的安装支架组件在很大程度上减轻了已知安装系统和太阳能跟踪器及相关部件的缺点，其中柔性主体具有系统上的应力形式的材料以及通过单个螺栓有助于PV模块与圆形或其他中空形状的扭力梁之间的牢固连接的配置。还可以在安装支架组件上提供整体接地装置，其配置为固定金属框架PV模块并使其电接地。

安装支架组件的示例性实施例包括柔性主体，该柔性主体包括至少一个顶部构件和连接至该顶部构件的柔性成角度的底部构件。柔性主体在顶部构件和底部构件之间限定了梁插入孔。至少一个夹具连接至顶部构件。在示例性实施例中，整体接地装置邻近顶部构件布置，并且配置为将发电装置电接地。在示例性实施例中，发电装置是光伏模块。安装支架组件可以进一步包括螺纹杆或帽螺钉和将螺纹杆固定至顶部构件的夹紧螺母。

在示例性实施例中，螺纹杆穿过至少一个顶部构件和至少一个夹具并将夹具固定至顶部构件。整体接地装置可以是布置在顶部构件中间部分中的接地块。在这种实施例中，旋转夹紧螺母压缩顶部构件，从而移动接地块，使得其接地发电装置。在示例性实施例中，整体接地装置可包括定位销，该定位销位于顶部构件的端部处或附近。夹紧螺母可以是断开式部件，当光伏模块由至少一个夹具以预定的扭矩水平固定时，该断开式部件断开。在示例性实施例中，夹紧螺母以预定的扭矩断开，在接地块接地发电装置的情况下，发电装置牢固地夹紧，并且安装支架组件围绕扭力梁牢固地夹紧。

在示例性实施例中，至少一个夹具具有成角度的配合表面，该成角度的配合表面对应于顶部构件的成角度的端部，使得夹具与顶部构件以限定的配合角度配合。改变至少一个夹具相对于顶部构件的限定的配合角度改变了安装支架组件在穿过梁插入孔的梁上的夹持力和/或改变至少一个夹具相对于顶部构件的限定的配合角度改变了安装支架组件在发电装置上的夹紧力。

安装支架组件的示例性实施例包括柔性主体，该柔性主体包括至少一个顶部构件和连接至该顶部构件的柔性成角度的底部构件。柔性主体在顶部构件和底部构件之间限定了梁插入孔。至少一个夹具连接至顶部构件。在示例性实施例中，整体接地装置邻近顶部构件布置，并且配置为将发电装置电接地。安装支架组件可以进一步包括穿过至少一个顶部构件和夹具的螺纹杆，并且将夹具固定至顶部构件。在示例性实施例中，夹紧螺母将螺纹杆固定至顶部构件。

在示例性实施例中，夹具具有成角度的配合表面，该配合表面对应于顶部构件的成角度的端部，使得夹具与顶部构件以限定的配合角度配合。旋转夹紧螺母可以将安装支架组件固定至任何形状的扭力梁上，包括具有至少部分圆形表面的梁。在示例性实施例中，改变至少一个夹具相对于顶部构件的限定的配合角度改变安装支架组件在穿过梁插入孔的梁上的夹持力和/或改变安装支架组件在发电装置上的夹紧力。

示例性实施例包括安装组件，该安装组件包括至少一个支撑柱，连接至该支撑柱的扭力梁，附接至该扭力梁的安装架，以及将该安装架安装至该扭力梁的安装支架组件。安装支架组件包括柔性主体，该柔性主体包括至少一个顶部构件和连接至顶部构件的柔性成角度的底部构件，以及附接至顶部构件的至少一个夹具。柔性主体在顶部构件和底部构件之间限定了梁插入孔，并且扭力梁穿过梁插入孔。

在示例性实施例中，安装支架组件可以进一步包括邻近顶部构件布置的整体接地装置。整体接地装置配置为固定光伏模块并使其电接地。安装支架组件可以进一步包括穿过至少一个顶部构件和至少一个夹具并将夹具固定至顶部构件的螺纹杆和将螺纹杆固定到顶部构件的夹紧螺母。在示例性实施例中，旋转夹紧螺母将安装支架组件固定至扭力梁。扭力梁可以是任何形状，并且可以包括至少部分圆形的表面。

在示例性实施例中，整体接地装置包括定位销，该定位销位于顶部构件的端部处或附近。在示例性实施例中，整体接地装置是布置在顶部构件的中间部分中的接地块，使得旋转夹紧螺母压缩顶部构件，从而移动接地块使得其接地发电装置。

示例性实施例可包括固定和接地发电装置的方法，包括提供安装支架组件，其中该安装支架组件包括柔性主体，该柔性主体具有至少一个顶部构件，连接至顶部构件的柔性成角度的底部构件，以及将至少一个夹具附接至顶部构件。柔性主体在顶部构件和底部构件之间限定了梁插入孔，并且可以穿过其插入扭力梁。

示例性方法进一步包括配置整体接地装置以使发电装置电接地，并将发电装置连接至扭力梁，以及将整体接地装置布置在顶部构件附近。整体接地装置可以是位于顶部构件的端部处或附近的定位销。在示例性实施例中，整体接地装置是布置在顶部构件的中间部分中的接地块，使得旋转夹紧螺母压缩顶部构件，从而压缩接地块，使得其接地发电装置。其他示例性实施例包括接地夹，该接地夹位于顶部构件的端部处或附近，与顶部构件和夹具的“耳状物”相邻。

可以布置螺纹杆，使得螺纹杆穿过顶部构件和夹具。在示例性实施例中，杆穿过两个夹具、两个顶部构件和接地块，将所有这些部件保持在一起。示例性方法可包括以下步骤：通过夹紧螺母将螺纹杆固定至顶部构件，以及旋转夹紧螺母以压缩顶部构件，从而移动整体接地装置使其接地发电装置。示例性方法还可以包括以下步骤：改变夹具相对于顶部构件的限定的配合角度，以改变安装支架组件在穿过梁插入孔的梁上的夹持力和/或改变安装支架组件在诸如光伏模块的发电装置上的夹紧力。

示例性实施例有助于分离施加在PV模块上的向下力和施加在扭力梁上的夹持力。将夹具拧紧至物理止动件，使得将夹紧螺钉中的剩余力引导至管上的夹紧力中。在示例性实施例中，夹具包括弹簧设计特征，即使存在模块框架的厚度变化或在温度波动期间，也允许施加在PV模块上的向下夹紧力保持恒定。

示例性安装组件设计成承受高负载。在示例性实施例中，安装支架组件包括安装支架，该安装支架包括第一可附接支架件和第二可附接支架件、两个夹具和三个紧固件。每个可附接支架件具有顶部构件和底部构件，并且两个支架件可以通过铰链接头连接。两件式安装支架组件在顶部构件和底部构件之间限定了梁插入孔。梁插入孔可以具有八边形形状。第一夹具通过第一紧固件附接至第一可附接支架件的顶部构件。第二夹具通过第二紧固件附接到第二可附接支架件的顶部构件。第三紧固件将第一可附接支架件的底部构件固定至第二可附接支架件的底部构件，并且围绕扭力梁收紧梁插入孔。示例性实施例还可以由一件式安装支架主体构成，该安装支架主体由半柔性材料制成并且使用三个紧固件。

示例性安装支架组件可以进一步包括第一整体接地装置，该第一整体接地装置配置为将发电装置的框架电结合至安装支架组件并且位于第一可附接支架件的顶部构件邻近或第二可附接支架件的顶部构件邻近。在示例性实施例中，第一整体接地装置是接地条，其附接至第一可附接支架件的顶部构件的端部或第二可附接支架件的顶部构件的端部。第一或第二紧固件可包括夹紧螺母，使得夹紧螺母的旋转压缩第一可附接支架件或第二可附接支架件的顶部构件的端部，从而压缩接地条并使发电装置电接地。

安装支架的示例性实施例设计用于腐蚀性环境。在示例性实施例中，在安装支架由金属材料构成的情况下，可以将表面处理成耐腐蚀的。安装支架可包括至少一个位于安装支架组件上的第二整体接地装置。第二整体接地装置可以配置为将发电装置的框架电结合至安装支架组件，并且可以位于第一可附接支架件的顶部构件邻近或者第二可附接支架件的顶部构件邻近。可选地，第二整体接地装置可以位于安装支架上的另一位置，并且配置为将扭矩管电结合至安装支架组件。安装支架可以包括在安装支架上的另一位置处的第三整体接地装置，并且配置为将扭矩管电结合至安装支架组件。在示例性实施例中，安装支架是阳极氧化的，并且第一整体接地装置可以是双面的。

安装组件的示例性实施例包括至少一个支撑柱，连接至支撑柱的扭力梁，附接至扭力梁的安装架，以及将安装架安装至扭力梁的安装支架组件。安装支架组件可包括安装支架，安装支架包括第一可附接支架件和第二可附接支架件、两个夹具和三个紧固件。每个可附接支架件具有顶部构件和底部构件，底部构件以一定角度连接至顶部构件。安装支架在顶部构件和底部构件之间限定了梁插入孔。在示例性实施例中，扭力梁具有八边形横截面，并且梁插入孔具有对应的八边形形状。第一夹具通过第一紧固件附接至第一可附接支架件的顶部构件。第二夹具通过第二紧固件附接到第二可附接支架件的顶部构件。第三紧固件将第一可附接支架件的底部构件固定至第二可附接支架件的底部构件，并将梁插入孔围绕扭力梁夹紧。

该安装组件可以进一步包括接地条，该接地条配置为将发电装置的框架电结合至安装支架组件并附接至第一可附接支架件的顶部构件的端部或第二可附接支架件的顶部构件的端部。第一或第二紧固件可包括夹紧螺母，使得旋转夹紧螺母压缩第一可附接支架件或第二可附接支架件的顶部构件的端部，压缩接地条，从而刺穿任何非导电涂层并且将发电装置电接地。在示例性实施例中，发电装置是光伏模块。

在示例性实施例中，安装支架组件的第一和第二夹具中的每一个具有成角度的配合表面，该配合表面对应于相应顶部构件的成角度的端部，使得每个夹具与顶部构件以限定的配合角度配合。改变第一或第二夹具相对于相应顶部构件的限定的配合角度可以改变安装支架组件在发电装置上的夹持力。可选地或另外地，改变第一或第二夹具相对于相应顶部构件的限定的配合角度可以改变安装支架组件在发电装置上的夹紧力以获得固定的紧固件扭矩。

用于普通负载应用的示例性安装支架组件包括安装支架、至少一个夹具、将夹具固定至安装支架的螺纹杆，以及将螺纹杆固定至夹具和安装支架的夹紧螺母。安装支架包括至少一个顶部构件和底部构件，该底部构件以一定角度连接至顶部构件。安装支架在顶部构件和底部构件之间限定了梁插入孔。夹具附接至顶部构件并具有与顶部构件的成角度的端部对应的成角度的配合表面，使得夹具与顶部构件以限定的配合角度配合。螺纹杆穿过至少一个夹具并平行于至少一个顶部构件。旋转夹紧螺母将安装支架组件固定至扭力梁。在示例性实施例中，夹具进一步包括向上延伸的臂和位于臂远端的凸缘。安装支架组件可以进一步包括附接至至少一个顶部构件的端部的接地条。

因此，可以看出，提供了安装支架组件、安装组件和相关方法。所公开的组件和方法通过使用具有接地块的柔性结构件来有效地使用结构材料，该接地块配置为固定和电接地发电装置。所公开的组件和方法通过单个夹紧螺母提供更容易的质量控制能力以控制固定和接地，以及分离紧固件，其指示组件何时施加适当水平的扭矩负载。通过阅读以下详细描述以及附图，将理解这些和其他特征和优点，其中相同的附图标记始终表示相同的部件。

附图说明

通过结合附图考虑以下详细描述，本公开的前述和其他目的将是显而易见的，其中：

图1是根据本公开的安装系统和安装支架组件的示例性实施例的正视立体图；

图2是根据本公开的安装系统和安装支架组件的示例性实施例的正视立体图；

图3是根据本公开的安装系统和安装支架组件的示例性实施例的详细立体图；

图4A是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的立体图；

图4B是图4A的安装支架组件的正视图；

图4C是图4A的安装支架组件的正视横截面图；

图5A是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的立体图；

图5B是图5A的安装支架组件的正视图；

图5C是图5A的安装支架组件的正视横截面图；

图6是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的详细立体图；

图7是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的分解图；

图8是根据本公开的安装支架组件的夹具的示例性实施例的横截面图；

图9A是根据本公开的安装支架组件的夹具的示例性实施例的正视立体图；

图9B是图9A的夹具的后视立体图；

图9C是图9A的夹具的侧视图；

图10是根据本公开的具有断开式螺母的安装支架组件的示例性实施例的分解图；

图11A是根据本公开的安装支架组件的夹紧螺母的示例性实施例的立体图；

图11B是图11A的夹紧螺母的分解图；

图11C是根据本公开的安装支架组件的夹紧螺母的示例性实施例的立体图；

图11D是根据本公开的安装支架组件的夹紧螺母的示例性实施例的立体图；

图12是根据本公开的安装支架组件的夹具的示例性实施例的详细视图；

图13A是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的正视图；

图13B是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的正视图；

图14是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的侧视图；

图15是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的侧视图；

图16是根据本公开的安装系统和安装支架组件的示例性实施例的后视立体图；

图17是根据本公开的安装支架组件的夹具的示例性实施例的详细视图；以及

图18是根据本公开的安装支架组件的夹具的示例性实施例的详细视图；

图19是根据本公开的安装支架和安装组件的示例性实施例的立体图；

图20A是根据本公开的安装支架主体的示例性实施例的立体图；

图20B是根据本公开的安装支架主体的示例性实施例的立体图；

图21A是根据本公开的安装支架主体的示例性实施例的立体图；

图21B是根据本公开的安装支架主体的示例性实施例的立体图；

图22是根据本公开的安装支架组件的夹具的示例性实施例的详细视图；

图23A是根据本公开的可翻转装置的示例性实施例的立体图；

图23B是根据本公开的可翻转装置的示例性实施例的立体图；

图24A是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的立体图；

图24B是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的正视图；

图24C是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的侧视图；

图24D是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的俯视图；

图24E是根据本公开的安装支架组件的夹具和整体接地装置的示例性实施例的横截面图；

图24F是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的立体图；

图24G是根据本公开的安装系统和安装支架组件的示例性实施例的正视立体图；

图25A是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的立体图；

图25B是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的正视图；

图25C是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的俯视图；

图25D是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的立体图；

图26A是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的立体图；

图26B是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的正视图；

图26C是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的侧视图；

图26D是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的俯视图；

图26E是根据本公开的安装支架组件的夹具和整体接地装置的示例性实施例的横截面图；

图26F是根据本公开的安装支架组件的示例性实施例的示例性锁定机构的详细视图；

图27是根据本公开的接地条的示例性实施例的立体图；以及

图28是根据本公开的接地条的示例性实施例的立体图。

具体实施方式

在以下段落中，将参照附图通过实例的方式详细描述实施例，附图未按比例绘制，并且所示出的部件不一定彼此成比例地绘制。在整个说明书中，所示的实施例和实例应视为示例性，而不是作为本公开的限制。如本文所用，“本公开”是指本文描述的任何一个实施例，以及任何等同物。此外，贯穿本文对本公开的各个方面的参考并不意味着所有要求保护的实施例或方法必须包括所参考的方面。

通常，本公开的实施例涉及安装支架组件、安装组件部件、系统和相关方法。示例性实施例通过使用具有整体接地装置的柔性结构件来有效地使用结构材料，该整体接地装置配置为固定和电接地发电装置。发电装置可以是任何类型的装置，其直接或间接地将太阳辐射转换成电，或收集、反射或聚集太阳辐射，包括光伏电池或模块、太阳热装置、太阳能收集器或其部件。有利地，本公开的实施例提供整体接地，其使用单个螺栓将PV模块框架结合至安装支架组件的夹具以及结合至扭力梁。所公开的组件和方法还提供更容易的质量控制能力。更具体地，旋转单个夹紧螺母将诸如光伏(“PV”)模块的发电装置固定至圆形扭力梁并使发电装置接地，以及断开式紧固件指示组件何时施加适当水平的扭矩负载。以下更详细地解释这些和其他优点。

参考图2-5C，将描述安装支架组件的示例性实施例。所公开的安装支架组件和方法可用于许多不同的环境中。一种这样的应用是在太阳能安装和/或跟踪系统中。图1示出了示例性太阳能安装系统1，其包括至少一个支撑柱2、通过轴承6连接至支撑柱2的扭力梁3、附接至扭力梁3的安装架(未示出)、以及安装至安装系统的至少一个光伏模块5。示例性安装支架组件10可用于将安装架4安装至扭力梁3。扭力梁3可以是任何形状，包括但不限于圆形、方形、六边形或任何混合形状，例如在一侧或多侧上具有平面的圆形。所公开的实施例的优点之一是安装支架使用单个螺栓(本文所讨论的螺纹杆)牢固地连接至圆形或成圆形管的能力。在示例性实施例中，扭力梁可以是具有卷边接缝特征54的管，如图15所示。如本文更详细讨论的，安装支架组件限定了梁插入孔28，使得扭力梁3可以布置在其中并穿过该孔。

示例性安装支架组件10包括主体12或结构件，其可以全部或部分地由柔性或半柔性材料制成。柔性主体12包括至少一个顶部构件14和成角度的底部构件16，该底部构件16在其相对端部18、20处连接至顶部构件14。顶部构件14和/或底部构件16可以由柔性或半柔性材料制成。成角度的底部构件16可以固定地连接至顶部构件14，或者主体12可以是通过机械加工、挤压、铸造、模制、铸铝、挤压铝、注塑成型塑料制成的整体结构，或者可以是由钢、玻璃纤维、复合材料或任何其他坚固的柔性或半柔性材料制成。底部构件16的角度可以如图4A-4C和5A-5C的实施例中所见的那样变化。加强构件17的网络可以设置在顶部构件14和成角度的底部构件16之间。

主体12包括环44，环44限定顶部构件14和底部构件16之间的梁插入孔28。基于穿过其插入的扭力梁3的尺寸和形状，梁插入孔可以是任何尺寸或形状，包括但不限于圆形、方形、六边形或任何混合形状，例如在一侧或多侧上具有平面的圆形。环44和梁插入孔28的尺寸可以基于应用而变化，如在图4A-4C和5A-5C的实施例中所见。安装支架组件10有利地设计成仅在必要时具有结构材料并且具有组件上的应力的形状和形式。

在示例性实施例中，安装支架组件10的主体12可以具有两件式构造。图20、20A-20B和21A-21B示出了其中主体12包括两个可附接主体件12a和12b的实施例。这有利地便于将安装支架组件10附接至扭力梁3。主体件可以通过可滑动的锁定机构13连接，该锁定机构13包括配合凸缘15和凹槽17，如20A和20B所示。可选地，如图21A和21B所示，可以提供包括铰链销21的铰接连接19。

如图6和图7中最佳所示，至少一个夹具22附接至顶部构件14的端部18、20，以及在示例性实施例中，第一夹具22a附接至顶部构件14的第一端18，第二夹具22b附接至顶部构件14的第二端20。示例性夹具22具有臂24和凸缘26。如本文详细讨论的，夹具22a、22b的臂24和凸缘26用于附接至PV模块5的框架23的顶部或侧面，以将模块保持就位。夹具22也可以是压缩式，通过压缩固定PV模块或使用钩子以附接至PV模块的侧面。对于不同的模块设计和负载要求，安装支架组件10和夹具22的长度可以变化。夹具22还可以限定用于驱动螺钉或其他紧固件穿过夹具和模块框架中的切口的附加孔，以进一步固定PV模块。

对于无框架PV模块，夹具222可包括用于夹紧无框架PV模块的基本平坦的硬止动件227。如图8所示，用于无框架模块的示例性夹具222可具有基本平坦的硬止动件227，用于将无框架PV模块固定在压配合件中。这有利地提供了在扭力管3而不是模块5上更多地收紧的能力。可选地，如图9A-9C所示，夹具322可包括具有锯齿状齿331的柔性插入部件329，用于夹持和固定无框架PV模块的玻璃或其他基板。

在示例性实施例中，安装支架组件10包括能够将发电装置固定和接地的整体接地装置30。示例性的整体接地装置是接地块30，其可以采用多种形式，例如具有十字形或U形横截面的块。接地块30的示例性实施例是不锈钢或其他导电材料的部件，其强度足以刺穿PV模块的框架和扭力梁以形成接地连接。

图4B、5B和6-7中示出了安装支架组件10中的接地块30的示例性布置。如图所示，主体12的顶部构件14可包括两个顶部构件14a、14b，其排列以形成安装支架组件10的主体12的完整顶部构件14。接地块30，这里示出为导电金属部件，邻近每个顶部构件14a、14b布置。更特别地，接地块布置在顶部构件14a和14b之间的完整顶部构件14的中心。该配置有利地在其可以在诸如PV模块的安装的发电设备和诸如安装组件的扭力梁的结构部件之间产生接地连接的位置处提供接地块30。

转到图10，更详细地示出了整体接地装置430的示例性实施例。有利地，接地装置的实施例根据设计者的需要提供用于接地PV模块的若干选项。例如，整体接地装置430可包括定位销429以引导PV模块。安装支架组件10的示例性实施例包括至少一个模块定位销429和接地块30，接地块30布置在顶部构件14a和14b之间的顶部构件14的中心。另一示例性实施例使用至少一个具有接地垫圈433的模块定位销429(例如，第一和第二定位销429a和429b)以将定位销429固定至顶部构件14并向PV模块5提供接地连接。在第三实施例中，至少一个脊形接地倒钩431(例如，第一和第二倒钩431a和431b)附接至柔性主体12的顶部构件14。脊形接地倒钩431用于固定和接地PV模块5，并且消除了对接地垫圈或接地块的需要。

在每个上述实施例中，接地块30、接地垫圈433或接地倒钩431a、431b分别用于在诸如PV模块5的发电装置和安装支架组件10附接至其上的扭力梁3之间提供安全的接地连接。定位销429a、429b还使PV模块5能够附接和锁定至安装组件。特别地，定位销429对于在模块中定位和锁定是有利的，并且可以是锯齿状的，以凿入模块中。定位销也可以是引导脱离接缝的钩形部件。

如图4B-4C、5B-5C和6-7中最佳所示，安装支架组件10进一步包括穿过顶部构件14的螺纹杆32。更特别地，杆32穿过第一夹具22a、第一顶部构件14a、接地块30、第二顶部构件14b和第二夹具22b。如图7中最佳所示，示例性接地块30可以限定通孔34以便于杆32通过。还提供了夹紧螺母36。杆32与夹紧螺母36一起用于将夹具、顶部构件和接地块保持在一起。如图17和18所示，螺栓头43可以设计成能够转动或旋转螺纹杆32，以调节夹具22a、22b在顶部构件14a的第一端18上的配合角度，如本文所述，或者成形为使它不能旋转。

夹紧螺母36有利地促进诸如PV模块的发电装置的附接和接地。更特别地，夹紧螺母36向内在杆32上的旋转压缩顶部构件12a、12b并移动接地块30，使得其通过接触或刺穿发电装置和扭力梁来固定和接地发电装置。在示例性实施例中，如图11A、11B、11D和12所示，夹紧螺母36可包括断开式部件37，该断开式部件37在适当的扭矩水平下从永久连接的部件39断开。

更特别地，断开式部件37可以设计成在满足以下一个或多个条件时断开：PV模块5由夹具22固定，模块压力在其接地点上具有足够的压力以获得良好的接地，和/或安装支架组件10具有足够的夹持力以固定至扭力梁3，使得它在负载下不会在梁上旋转或滑动。断开特征可以用作扭矩质量保证机构以及具有用于防盗系统的安全硬件，其包括适于可移除的防盗形状的螺母41。如图11C所示，夹紧螺母136的可选实施例可具有可移除部件137，其可从永久连接的部件139移除(而不会断裂)。

参见图22、23A和23B，另一示例性实施例在螺纹杆32的端部采用可翻转装置52以提供快速释放机构。可翻转装置52具有脱离位置和接合位置，在脱离位置手柄部分54直线延伸，以及在接合位置手柄部分54垂直于螺纹杆32向下折叠。在脱离位置，可翻转装置52可以旋转以将其固定至螺纹杆32的端部和固定至安装支架组件10的夹具22。然后，可以向下折叠可翻转装置52的手柄部分54以接合快速释放机构。一旦接合，将可翻转装置52的手柄部分54切换进直的脱离位置可以快速地将装置从螺纹杆32释放。

转到图24A-24G，现在将描述用于高负载应用的安装支架组件的示例性实施例。安装支架设计使其能够承受高负载。更特别地，它由两个可附接支架或框架件和两个由三个紧固件连接的夹具形成，因此负载力可以在各个连接点处从安装支架分散和释放。一种这样的应用是用于高负载的太阳能安装和/或跟踪系统。图24G示出了示例性太阳能安装系统101，其包括至少一个支撑柱102，通过轴承106连接至支撑柱102的扭力梁103，以及安装至安装系统的至少一个光伏模块105。示例性安装支架组件110可用于将光伏模块105安装至扭力梁103。扭力梁103可以是任何形状，包括但不限于圆形、方形、六边形、八边形或任何混合形状，例如在一侧或多侧上带有平面或凹槽的圆形。如本文更详细讨论的，安装支架组件110限定了梁插入孔128，使得扭力梁103可以布置在其中并穿过该孔。

示例性安装支架组件110包括安装支架112，其可以至少部分地由刚性材料、柔性材料或半柔性材料制成。安装支架112由两个可附接的支架件113a、113b组成，每个件具有顶部构件114a、114b，底部构件116a、116b，以及半环144，其与另一半环连接，形成梁插入孔128。如图24B最佳所示，第一可附接支架件113a的底部构件116a以角度A连接顶部构件114a。类似地，第二可附接支架件113b的底部构件116b以相同的角度A连接顶部构件114b。底部构件116a、116b可以固定地附接至顶部构件114a、114b，或者支架件112可以是通过机械加工、挤压、铸造、铸造铝、挤压铝、注塑成型塑料制成的整体结构，或者可以是由钢、玻璃纤维、复合材料或任何其他坚固的刚性、柔性或半柔性材料制成。一个或多个加强构件111可以设置在顶部构件114a、114b和底部构件116a、116b之间。当完全组装时，顶部构件114a、114b一起延伸约22-24mm，以及整个安装支架组件110延伸约24-27mm。

两个支架件113a、113b可以通过任何合适的紧固机构连接和固定在一起。在示例性实施例中，紧固件125c将第一可附接支架件113a的底部构件116a固定至第二可附接支架件113b的底部构件116b。第一支架件113a的顶部构件114a可以通过锁定机构107附接至第二支架件113b的顶部构件114b，锁定机构107由限定空心圆柱体117的弯曲配合凸缘115组成，空心圆柱体117接收第二支架件113b的滑动配合部分，从而其由盲铆钉和垫圈121阻止滑动分开，图26F中详细示出的一种机构。可选地，可以使用可滑动的锁定机构，如图20A和20B所示，或者与铰链销铰接连接，如图21A和21B所示。

当两个支架件113a、113b连接并固定在一起时，它们形成安装支架组件的完整安装支架112，包括环144。环144在安装支架112的顶部构件114a、114b和底部构件116a、116b之间限定了梁插入孔128。在示例性实施例中，梁插入孔128可以具有八边形形状，使得具有八边形横截面的扭力梁可以穿过孔128插入。应当注意，基于扭力梁的尺寸和形状，梁插入孔128可具有任何尺寸或形状，包括但不限于，圆形、方形、六边形、八边形或任何混合形状，例如在一侧或多侧上具有平面的圆形。此外，环144和梁插入孔128的尺寸可以基于应用而变化。

如图24E中详细示出的那样，夹具122附接至支架件113a、113b的每个顶部构件114a、114b的端部118、120。更特别地，第一夹具122a通过第一紧固件125a附接至第一可附接支架件113a的顶部构件114a，第二夹具122b通过第二紧固件125b附接至第二可附接支架件113b的顶部构件114b。如上所讨论的，第三紧固件125c用于固定第一和第二支架件113a、113b。紧固件125a、125b、125c可以是任何合适的紧固装置或组件，并且在示例性实施例中，每个紧固件根据需要由托架螺栓、螺母和一个或多个垫圈组成。

利用三个紧固件的示例性安装支架组件可以使用一个紧固件以将支架围绕扭矩管夹紧，同时利用另外两个紧固件，每个紧固件位于顶部构件的端部，垂直于支架的顶部构件布置。两个垂直紧固件可以穿过U形夹具构件中的孔插入，使得当张紧紧固件时，U形夹具在发电装置上提供压力以将其牢固地夹紧至安装支架组件的顶部构件上。

如本文更详细讨论的，一个或两个夹具122a、122b可具有成角度的配合表面138，其对应于支架件113a、113b的每个相应顶部构件114a、114b的第一端部118、120的成角度表面140。另外，一个或两个夹具122a、122b可具有向上延伸的臂124和位于该臂远端的凸缘126。夹具122a、122b的臂124和凸缘126用于附接至PV模块105的框架123的顶部或侧面，以将模块保持就位。夹具122也可以是压缩式，通过压缩固定PV模块或使用钩子以附接至PV模块的侧面。对于不同的模块设计和负载要求，安装支架组件110和夹具122的长度可以变化。夹具122还可以限定用于驱动螺钉或其他紧固件穿过夹具和模块框架中的切口的附加孔，以进一步固定PV模块。

在示例性实施例中，安装支架组件110包括第一整体接地装置130a，其配置为将发电装置的框架电结合至安装支架组件。示例性接地装置是接地条130，其可以在形状和尺寸上变化并且可以是单面或双面的。接地条130由不锈钢或其他导电材料制成，其足够强以刺穿PV模块的框架并形成接地连接。第一接地条130a可以位于第一或第二可附接支架件113a、113b的顶部构件114a、114b中的一个附近。在示例性实施例中，第一接地条130a附接至第二支架件113b的顶部构件114b的端部120。更特别地，第一接地条130a可位于端部120内，在此处顶部构件114b附接至夹具122b。

安装支架组件110可以设计成在腐蚀性环境中使用。在示例性实施例中，在安装支架由金属材料构成的情况下，可以将其处理为耐腐蚀的。更特别地，安装支架组件110或其部件可以处理成耐腐蚀的，并且如果需要，可以提供附加的整体接地装置130b、130c。在示例性实施例中，安装支架112和/或夹具122可具有阳极氧化抛光141，如图24F中最佳所示。这可以通过电化学过程来实现，以增加部件上的自然氧化物层的厚度，使得安装支架组件110具有耐腐蚀的阳极氧化物抛光。应当注意的是，安装支架组件可以以其他方式涂覆、涂漆或设置有其他转换涂层，因此铝部件具有非导电表面层。

耐腐蚀涂层可以是非导电的，因此安装支架组件可能需要刺穿以提供导电性。当阳极氧化时，安装支架组件110可能需要至少两个整体接地装置和/或双重接地能力。图27示出了示例性单向接地条130，其具有沿向下方向突出的接地孔131。参考图28，接地条530可以提供双重接地能力。更特别地，双重接地条530具有向上突出的接地孔533和向下突出的接地孔531。可选地或另外地，安装支架组件可包括至少两个整体接地装置130a、130b。更特别地，如图24F中最佳所示，第二接地条130b可以附接至第一支架件113a的顶部构件114a的端部120，或者可以位于安装支架上的其他位置。在一些实施例中，第二接地条230b可以位于安装支架上的另一位置，例如在环244的一部分上，如图25D所示。

如上所讨论的，第一接地条130a将发电装置的框架电结合至安装支架组件110。在具有两个接地条230a、230b的实施例中，第二接地条230b将安装支架组件电结合至扭力梁103，从而完成电连接或接地路径。在示例性实施例中，第三整体接地装置130c或接地条可以位于安装支架上的其他位置，例如在环144的部分上的第三紧固件125c固定第一和第二支架件113a、113b的位置处或附近，在锁定机构将第一支架件113a的顶部构件114a连接至第二支架件113b的顶部构件114b位置处或附近，或者在安装支架112和/或夹具122上的任何其他适当位置。

在具有三个接地条130a、130b、130c的实施例中，附接至第一支架件113a的顶部构件114a的端部120的第二接地条也用于将发电装置的框架电结合至安装支架组件110。第三接地条130c将安装支架组件电结合至扭力梁103，从而完成电连接或接地路径。接地条130a、130b、130c中的一个、两个或全部三个可以是双面的。还应注意，如果需要，可以在安装支架组件中包括三个以上的接地装置。

现在参考图25A-25D，用于普通负载应用的安装支架组件210的示例性实施例包括安装支架212，其可以全部或部分地由刚性、柔性或半柔性材料制成。安装支架212由底部构件216和至少一个顶部构件214组成。在示例性实施例中，安装支架212具有两个顶部构件214a、214b，其从安装支架212的角部朝向中心延伸。如图25A和25B所示，两个顶部构件214a、214b部分地横跨安装支架212延伸，以及它们留下间隙227，而不是相遇。可选地，两个顶部构件214a、214b可以相遇，或者安装支架212可以具有横跨安装支架的整个长度延伸的单个顶部构件214。如图25B中最佳所示，安装支架212的底部构件216以角度A连接顶部构件214a，以相同的角度A连接顶部构件214b。底部构件216可以固定地附接至顶部构件214a、214b，或安装支架212可以是通过机加工、挤压、铸造、铸铝、挤压铝、注塑成型塑料的整体结构，或者可以是由钢、玻璃纤维、复合材料或任何其他坚固的柔性或半柔性材料制成。

安装支架212包括环244，环244在顶部构件214a、214b和底部构件216之间限定梁插入孔228。在示例性实施例中，梁插入孔228的形状为八边形以接收具有八边形横截面的扭力梁。然而，根据扭力梁的尺寸和形状，梁插入孔228可具有任何尺寸或形状，包括但不限于，圆形、方形、六边形、八边形或任何混合形状，例如在一侧或多侧上带有平面的圆形。此外，环244和梁插入孔228的尺寸可以基于应用而变化。如图25B中最佳所示，螺纹杆232(在本文详细讨论)在间隙227上平行于顶部构件214a、214b延伸并形成八边形环244的顶部。

在示例性实施例中，至少一个夹具222附接至安装支架212的每个顶部构件214a、214b的端部218、220。更特别地，第一夹具222a附接至安装支架212的第一顶部构件214a，第二夹具222b附接至安装支架212的第二顶部构件214b。通过夹具222b，安装支架组件210在其最长点处长约12-15mm。如本文更详细讨论的，一个或两个夹具222a、222b可具有成角度的配合表面238，其对应于安装支架212的每个相应顶部构件214a、214b的第一和第二端部218、220的成角度表面240。另外，一个或两个夹具222a、222b可具有向上延伸的臂224和位于该臂远端的凸缘226。夹具222a、222b的臂224和凸缘226用于附接至PV模块105的框架123的顶部或侧面，以将模块保持就位。夹具222也可以是压缩式，通过压缩固定PV模块或使用钩子以附接至PV模块的侧面。对于不同的模块设计和负载要求，安装支架组件210和夹具222的长度可以变化。夹具222还可以限定用于驱动螺钉或其他紧固件穿过夹具和模块框架中的切口的附加孔，以进一步固定PV模块。

在示例性实施例中，安装支架组件210包括至少一个整体接地装置230，其配置为固定和电接地发电装置。示例性接地装置是接地条230，其形状和尺寸可以变化。接地条230由不锈钢或其他导电材料制成，其足够强以刺穿PV模块的框架并形成接地连接。接地条230可以位于邻近支架件212的顶部构件214a、214b中的一个。在示例性实施例中，接地条230附接至第二支架件212的顶部构件214b的端部220。更特别地，接地条230可以与端部220一起定位，在此处顶部构件214b附接至夹具222b。

如图25A和25B中最佳所示，安装支架组件210进一步包括穿过顶部构件214a、214b的螺纹杆232。更特别地，杆232穿过第一夹具222a，平行于第一顶部构件214a和第二顶部构件214b并在其上方延伸，并穿过第二夹具222b。还提供了夹紧螺母236。杆232与夹紧螺母236一起用于将夹具和安装支架的顶部构件保持在一起。另外，螺纹杆232的在间隙227上延伸的部分可以用作八边形环244的顶部，这是由于其平行于顶部构件214a、214b的定向以及在间隙227上方的定位。

在示例性实施例中，螺栓头243可设计成能够转动或旋转螺纹杆232以调节顶部构件214a的第一端218上的夹具222a、222b的配合角度，如本文所述，或者成形为使它不能旋转。夹紧螺母236有利地将安装支架组件210固定至扭力梁，并且便于诸如PV模块的发电装置的附接和接地。更特别地，夹紧螺母236向内在杆232上的旋转压缩顶部构件214a、214b并压缩接地条230，使得其通过压缩发电装置的配合框架来电接地发电装置。

当阳极氧化以抵抗腐蚀时，示例性安装支架组件可以使用如图28所示的双重接地装置。可选地或另外地，安装支架组件210可包括至少两个整体接地装置230a、230b。更特别地，如图25D所示，第二接地条230b可以附接至环144或者可以位于安装支架上的其他位置。第三整体接地装置或接地条可以位于安装支架上的其他位置，并且也可以提供附加的接地装置。

图26A-26C示出了利用螺纹杆332和夹紧螺母336特征的两件式安装支架组件310的示例性实施例。该实施例显着长于图25A-25C中所示的安装支架，沿其两个顶部构件314a、314b具有约21-24mm的长度，以及包括夹具322a、322b具有约24-26mm的长度。安装支架组件310包括安装支架312，安装支架312可以全部或部分由刚性、柔性或半柔性材料制成。安装支架312由两个可附接支架件313a、313b组成，每个件具有顶部构件314a、314b，底部构件316a、316b。在示例性实施例中，安装支架312具有两个顶部构件314a、314b，其从安装支架312的角部朝向中心延伸。

第一支架件313a的底部构件316a可通过锁定机构附接至第二支架件313b的底部构件316b。如图26F中最佳所示，示例性锁定机构包括限定空心圆柱体117的弯曲配合凸缘115组成，空心圆柱体117接收第二支架件113b的滑动配合部分，从而其由盲铆钉和垫圈121阻止滑动分开。如图26A和26B所示，两个顶部构件314a、314b部分地横跨安装支架312延伸，以及它们留下间隙327，而不是相遇。环344，其可以是任何形状并且示出为八边形，在顶部构件314a、314b和底部构件316之间限定了梁插入孔328。加强构件317的网络可以设置在顶部构件314a、314b和成角度的底部构件316之间。

如图26B中最佳所示，第一夹具322a附接至第一支架件313a的顶部构件314a，第二夹具322b附接至第二支架件313b的顶部构件314b。如本文更详细讨论的，一个或两个夹具322a、322b可具有成角度的配合表面338，其对应于支架件313a、313b的每个相应顶部构件314a、314b的第一和第二端部318、320的成角度表面340。另外，一个或两个夹具322a、322b可具有向上延伸的臂324和位于该臂远端的凸缘326。夹具322a、322b的臂324和凸缘326用于附接至PV模块的框架的顶部或侧面，以将模块保持就位。在示例性实施例中，接地条330位于邻近支架件313a、313b的顶部构件314a、314b中的一个。在示例性实施例中，接地条330附接至第二支架件313b的顶部构件314b的端部320。更特别地，接地条330可以与端部320一起定位，在此处顶部构件314b附接至夹具322b。

在示例性实施例中，安装支架组件310进一步包括穿过顶部构件314a、314b，穿过第一夹具322a，平行于第一顶部构件314a和第二顶部构件314b并在其之上，以及穿过第二夹具322b的螺纹杆332。杆332与夹紧螺母336一起用于将夹具和安装支架的顶部构件保持在一起。另外，螺纹杆332的在间隙327上方延伸的部分可以用作八边形环344的顶部，这是因为其平行于顶部构件314a、314b的取向以及在间隙327上方的定位。在示例性实施例中，螺栓头343可设计成能够转动或旋转螺纹杆332以调节顶部构件314a的第一端318上的夹具322a、322b的配合角度，如本文所述，或者成形为使它不能旋转。夹紧螺母336将安装支架组件310固定至扭力梁，并且便于诸如PV模块的发电装置的附接和接地。

示例性实施例有利地提供了用于通过调节安装支架组件的某些部件的角度来调节发电装置和安装系统上的夹紧力的机构。如图6、7、24A-24B、25A-25B和26B中最佳所示，夹具22、122、222、322可具有成角度的配合表面38、138、238、338，以及顶部构件14、114a、114b、214a、214b、314a、314b的第一端18、118、218、318和第二端20、120、220、320可各自具有相应的成角度表面40、140、240、340。因此，夹具22a、122a、222a、322a与顶部构件14、114a、214a、314a的第一端18、118、218、318配合，使得成角度的配合表面38、138、238、338与顶部构件14、114a、214a、314a的第一端18、118、218、320的相应的成角度表面40、140、240、340相邻。类似地，夹具22b、122b、222b、322b与顶部构件14、114b、214b、314b的第二端20、120、220、320配合，使得成角度的配合表面38、138、238、338与顶部构件14、114b、214b、314b的第二端20、120、220、320的相应成角度表面40、140,、240、340相邻。

如图13A-13B所示，改变夹具22a和顶部构件14的第一端18的限定配合角度60，或改变夹具22b和顶部构件14的第二端20的限定配合角度60，改变了穿过梁插入孔28的扭力梁3上的安装支架组件10的夹持力。另外，改变夹具22a和顶部构件14的第一端18的限定配合角度60，或改变夹具22b和顶部构件14的第二端20的限定配合角度60，改变了在发电装置5上的安装支架组件10的夹紧力。有利地，这种改变角度的能力允许仅使用一个紧固件调节发电装置(例如PV模块)上的夹紧力，和调节安装系统结构以及扭力梁上的夹紧力作为单独的力。应当注意，相同的原理、功能和效果适用于结合图24A-24E、25A-25C和26A-26F所讨论的实施例。

有利地，示例性实施例有助于分离施加在PV模块5上的向下夹紧力56和施加在扭力梁3上的夹持力58。这通过允许每个夹具22a、22b的臂24收紧至物理止动件，其导致螺纹杆32中的其余力引导至扭力梁上的夹持力58中。通过增加物理止动件，夹具凸缘26还可以结合弹簧设计特征48，如图14所示，即使存在模块框架的厚度变化或在温度波动期间，其允许施加在PV模块5上的向下夹紧力56保持恒定。

参考图16，示例性实施例可以包括设计中的导线布线，通过夹具22提供整体的导线管理能力。更特别地，安装支架组件10的安装支架12可以设计成在主体的适当位置处包括附加的导线孔50。示例性实施例在安装支架12的角部具有导线孔50。以这种方式，可用于将电能传输至公用电网或离网负载和/或用于电流转换的逆变器的导线62以方便地在整个太阳能系统延伸，以及在一定程度上通过夹具22的移动来管理。可选地，可以提供一个垫环64以减少导线上的撕裂或磨损。

在操作中，安装支架组件10、110、201、310连接至太阳能安装系统1的扭力梁3，使得扭力梁3穿过在组件的主体12中限定的梁插入孔28。这种连接可以通过滑动扭力梁3穿过梁插入孔28或通过打开安装支架组件的主体12，使得在梁插入孔28的环44中形成间隙42并挤压扭力梁3穿过间隙42进入孔28来实现。在示例性实施例中，接地块30然后插入第一和第二顶部构件14a、14b之间。

一个或多个夹具22附接至整个顶部构件12的一个或两个端部18、20，特别地，第一夹具22a附接至顶部构件12的第一端18，以及第二夹具22b附接至顶部构件12的第二端20。然后，螺纹杆32插入穿过第一夹具22a、第一顶部构件12a、接地块30、第二顶部构件12b和第二夹具22b，并用夹紧螺母36固定。一个或多个PV模块5安装至安装架4上，以及夹具22a、22b的臂24和凸缘26附接至PV模块的顶部或侧面以将它们保持就位。

在使用安装支架组件10组装PV安装系统1的情况下，系统可以进一步固定，以及PV模块5通过拧紧穿过顶部构件12的螺纹杆32上的夹紧螺母36而接地。更特别地，夹紧螺母36在杆32上向内旋转，这使安装支架组件10收紧。夹紧螺母36的旋转将第一夹具22a挤压进入第一顶部构件12a并压缩第二顶部构件12b和第二夹具22b。这种压缩使接地块30移动，使得它通过接触或刺穿发电装置和扭力梁来固定和接地发电装置。有利地，制造商可以仅采取一个步骤——夹紧螺母36的旋转——以压缩整个安装支架组件10，同时接地并附接PV模块5。当接地块30固定和接地发电装置时和/或当达到所需的扭矩时，夹紧螺母36可以断开。一旦如所述组装和收紧，安装支架组件10的几何形状和/或摩擦力使其不旋转。

参考图13A-13B，制造商可以根据需要通过改变安装支架组件的某些部件的角度来调节一个或多个PV模块上的夹紧力56和/或安装系统上的夹持力58。更特别地，制造商可以改变顶部构件14a的第一端18上的夹具22a的配合角度60和/或顶部构件14b的第二端20上的夹具22b的配合角度60。制造商可以通过松开或拧紧夹具22b上的夹紧螺栓46或松开或拧紧夹具22a上的夹紧螺母36来改变夹紧力。通过这些调节，制造商可以改变穿过梁插入孔28的扭力梁3上的安装支架组件10的夹持力58和/或一个或多个光伏模块5上的安装支架组件10的夹紧力56。有利地，这种改变角度的能力允许仅使用一个紧固件调节发电装置(例如PV模块)上的夹紧力，和调节安装系统结构以及扭力梁上的夹紧力作为单独的力。PV模块框架可具有自定心和锁定特征。

因此，可以看出，提供了改进的安装支架组件和相关方法。应当理解，任何前述配置和专用部件可以与前述实施例的任何装置或系统互换使用。尽管在上文中描述了说明性实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在其中进行各种改变和修改而不脱离本公开的范围。所附权利要求旨在覆盖落入本公开的真实精神和范围内的所有这些变化和修改。