用于交通工具的罐支撑组件的制作方法
本公开的示例总体涉及交通工具内的组件，该组件支撑诸如航天器内的低温储罐之类的储罐。
背景技术：
一些交通工具输送储罐内的非常冷的低温流体，诸如液态氢。这些交通工具可以是在太空中的微重力环境内行进的航天器。低温流体可用于推进剂(例如，火箭燃料)和/或用于携带储罐的交通工具上的敏感电子仪器(和/或其他系统)的加热和冷却系统。另选地，携带储罐的交通工具可将低温流体供应到另一交通工具或站。
由于被称为蒸发的过程，低温流体难以长时间储存。传递到罐中的热量导致液体蒸发成气体，从而增加罐的压力。必须从罐中倾倒过量的气体以避免过度加压，因此可用的流体随时间流失。在储罐处可能经由太阳辐射而接收一些热量，该太阳辐射照射在交通工具的外表面上并且通过交通工具结构传导地传递到罐。附加热源可包括交通工具上的电子设备(例如，航空电子设备)，诸如计算设备和传感器以及推进系统。例如，当火箭推进器被激活时，一些热量可沿着交通工具结构传导地传送到罐。由于传导热传递引起的蒸发，根据已知系统储存的低温流体不能储存足够的持续时间以实现长途旅行(例如，太空任务)。例如，已知的系统不能将低温流体储存在交通工具上超过一天左右，从而在输送低温流体时基本上限制了可用行程的持续时间和距离。
关于这些和其他考虑因素，提出了本文所公开的内容。
技术实现要素：
本公开的某些示例提供了一种用于交通工具的罐支撑组件，该罐支撑组件包括交通工具结构以及储罐组件。经由磁性支撑系统将所述储罐组件相对于所述交通工具结构保持就位。所述磁性支撑系统包括固定到所述储罐组件的罐磁体以及固定到所述交通工具结构的结构磁体。所述罐磁体与所述结构磁体相互作用，以被动地提供排斥磁力来限制所述储罐组件相对于所述交通工具结构的移动，而所述罐磁体不会机械地接合所述结构磁体。
本公开的某些示例提供了一种用于交通工具的罐支撑组件，该罐支撑组件包括交通工具结构以及储罐组件。所述交通工具结构包括与之固定的多个结构磁体。所述储罐组件沿着其顶端和与所述顶端相对的底端之间的高度轴线取向。所述储罐组件包括与之固定的多个罐磁体。所述罐磁体包括沿着所述储罐组件的所述顶端固定的顶部磁体以及沿着所述储罐组件的所述底端固定的底部磁体。所述顶部磁体和所述底部磁体分别与位于所述储罐组件的所述顶端和底端上方和下方的对应结构磁体相互作用，以被动地提供排斥磁力从而沿着相对于所述交通工具结构的所述高度轴线竖直地支撑并悬置所述储罐组件，而所述罐磁体不会机械地接合所述结构磁体。
本公开的某些示例提供了一种用于将储罐组件支撑在交通工具中的方法。该方法包括以下步骤：将低温流体装载到所述交通工具的交通工具结构内的储罐组件中；以及经由磁性支撑系统将所述储罐组件相对于所述交通工具结构悬置。所述磁性支撑系统包括固定到所述储罐组件的罐磁体以及固定到所述交通工具结构的结构磁体。所述罐磁体与所述结构磁体相互作用以被动地提供排斥磁力将所述储罐组件相对于所述交通工具结构悬置，而所述罐磁体不会机械地接合所述结构磁体。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，附图中相同的附图标记表示相同的部分，其中：
图1是根据本公开的一个示例的交通工具的立体图。
图2是根据本公开的一个示例的交通工具的罐支撑组件的侧视图。
图3是根据另一个示例的罐支撑组件的罐的立体图。
图4是利用图3中示出的罐的根据一个示例的罐支撑组件的侧视图。
图5是图4中示出的罐支撑组件的可选变型的侧视图。
图6是根据另一个示例的罐支撑组件的侧视图。
图7是图6的罐支撑组件的一部分的特写立体图，示出了储罐组件的柱、交通工具结构的柱以及连接两个柱的销。
图8是罐支撑组件的另一个示例的侧视图。
图9是根据另一个示例的罐支撑组件的顶部部分的侧视图。
图10是穿过图9中示出的机械支杆的横截面的自下而上的视图，机械支杆从储罐组件延伸到交通工具结构。
图11是根据一个示例的用于将储罐组件支撑在交通工具中的方法的流程图。
具体实施方式
当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及某些示例的以下详细描述。如本文所使用的，以单数形式引述且以单词“一”或“一个”开头的元件或步骤应理解为不必排除多个元件或步骤。此外，对“一个示例”的引用不旨在被解释为排除也包含所述特征的附加示例的存在。而且，除非明确相反地陈述，否则“包括”或“具有”具有特定条件的一个或多个元件的示例可包括不具有该条件的附加元件。
需要一种系统或组件，其减少从交通工具结构到包含低温流体的储罐的热传递，以减少低温流体的蒸发，从而增加低温流体的储存期限。优选地，例如通过使用电磁体主动冷却储罐或主动支撑储罐，这种系统或组件是被动的并且不需要储存在交通工具内的能量。
考虑到这些需求，本公开的某些示例提供了一种罐支撑组件，其通过利用磁性材料减少了在微重力环境中操作的交通工具上的低温储罐的热传导路径。交通工具可以是有人或无人航天器、卫星、空间站等。磁性材料将罐限制到交通工具，同时显著减少或消除罐和交通工具之间的结构连接。减少或消除结构连接减少了从例如太阳、机载电子设备和推进系统等热源到罐的传导热传递。减少向罐中的热传递降低了罐内低温流体的蒸发，增加了使用低温流体进行长时间空间任务的可行性。
某些示例提供了一种用于交通工具的罐支撑组件，所述罐支撑组件包括交通工具结构和储罐组件。所述储罐组件经由磁性支撑系统相对于所述交通工具结构保持就位。所述磁性支撑系统包括固定到所述储罐组件的罐磁体和固定到所述交通工具结构的结构磁体。所述罐磁体和所述结构磁体包括永磁体(即具有强铁磁性能的材料)和/或抗磁体(即具有强抗磁性能的材料)。所述罐磁体与所述结构磁体相互作用以被动地提供排斥磁力，所述排斥磁力在微重力环境中限制所述储罐组件相对于所述交通工具结构的运动，而所述罐磁体不会机械地接合所述结构磁体。
所述罐支撑组件包括一个或多个抗磁体和/或机械支撑支杆，以使所述储罐组件相对于所述交通工具结构稳定。所述机械支杆将所述储罐组件系在所述交通工具结构上。众所周知，永磁体单独不足以稳定所述储罐组件，如earnshaw定理所述。例如，本文描述的各种示例中的所述罐支撑组件可包括具有一个或多个机械支杆的永磁体、具有抗磁体的永磁体或具有两个抗磁体和一个或多个机械支杆的永磁体。
所述储罐组件可包含低温流体，例如液态氢、液态氧等。微重力环境内的交通工具可以是穿过太空的航天器。所述航天器可以在地球或另一个行星周围的轨道上，或者位于稳定或部分稳定的重力井(称为拉格朗日点)里。
本文描述的抗磁体是具有强抗磁性能的材料，其排斥材料所暴露于的外部磁场，并且排斥程度与所施加的磁场的强度成比例。通过这种排斥，抗磁体被动地提供恢复力以相对于所述交通工具结构平衡和稳定所述储罐组件。所述抗磁体可固定到所述储罐组件(代表罐磁体)，和/或固定到所述交通工具结构(代表结构磁体)。在本文描述的一个或多个示例中，由永磁体提供的排斥磁力和由抗磁体提供的恢复力可以至少在不承受显著重力的微重力环境中相对于所述交通工具结构完全悬置所述储罐组件。所述抗磁体还限制所述储罐组件以防移离位置并离开交通工具。例如，在所述储罐组件和所述交通工具结构之间可能没有直接或间接的机械接合，使得连续的间隙围绕所述储罐组件的外表面。通过消除所述交通工具和所述储罐组件之间的热传导路径，所述储罐组件的完全悬置减少了向所述储罐组件的热传递。减少热传递使所述储罐组件内的所述低温流体保持更长的时间，允许沿着更长距离的较长行程输送低温流体。
在至少一个示例中，所述交通工具包括一个或多个机械支杆，当处于微重力环境中时，所述一个或多个机械支杆将所述储罐组件联接到所述交通工具结构。与利用机械支杆来支撑所述储罐组件的整个负载的已知罐支撑组件不同，本文示例中描述的机械支杆用于稳定通过所述磁性支撑系统悬置和限制而不会离开所述交通工具的所述储罐组件。如本文所使用的，所述储罐组件的悬置意味着由所述磁性支撑系统提供的非接触排斥力至少部分地相对于所述交通工具支撑所述储罐组件的重量。所述一个或多个机械支杆或抗磁体使悬置的所述储罐组件稳定。在本文描述的示例中使用的机械支杆可以比已知的罐支撑组件中的机械支杆更少、更小和/或更不坚固，因为本文描述的机械支杆比已知的罐支撑组件中的支杆支撑更少的负载。例如，本文描述的机械支杆可由比已知支杆更耐热(例如，导热性更低)的材料构成，由诸如纤维增强复合材料、玻璃纤维、塑料等代替金属构成。尽管机械支杆的使用建立了从所述交通工具到所述储罐组件的热传导路径，这可能导致蒸发，但是相对于已知的罐支撑组件，所述机械支杆的数量、尺寸和导热率的减少可大大减少传递到所述储罐组件的热量，从而延长了所述低温流体的储存寿命。
本公开的一个或多个示例利用永磁体，并且可选地还利用抗磁体，以消除用于航天器的空间操作的已知罐支撑组件中的一些或全部机械支撑件。磁体和抗磁体允许所述储罐组件相对于围绕所述储罐组件的交通工具结构实现稳定的悬置。在一个或多个示例中，在微重力环境中实现磁性悬置，诸如在航天器在轨时自由下落。所述交通工具可具有易碎和/或可拆卸的机械元件，其在发动期间支撑并紧固罐并在到达微重力环境时从罐脱离。在微重力环境中，所述磁性支撑系统可以满足所有负载和振动要求。
所述磁性支撑系统可包括放置在所述储罐组件上的关键位置处的永磁体，所述永磁体与附接至围绕罐的所述交通工具结构的磁体配对，以在期望的稳态位置处产生不稳定的平衡点。抗磁体和/或最小机械支杆提供恢复力以使罐稳定在稳态位置处，以实现稳定的平衡点。所述磁性支撑系统可以是完全被动的，这意味着不需要动力来支撑并悬置所述罐。所述罐上的磁体与所述交通工具结构上的磁体相互作用，以被动地提供用于悬置所述罐的排斥磁力。例如，所述磁性支撑系统可不包括电磁体、超导体(需要主动冷却系统)等。
本文描述的所述罐支撑组件的一个或多个示例的技术效果是在微重力环境中由交通工具携带的储罐组件内的低温流体的延长的储存期限，其能够实现更长的任务持续时间和更远的行进距离。因为低温流体的蒸发可能较少，所以交通工具可能能够将更多的低温流体输送到目的地(诸如另一交通工具或空间站)，相比利用已知罐支撑系统的交通工具，在行程期间消耗的给定量的能量。另一技术效果可包括节能，因为所述磁性支撑系统可以是被动的，而不需要能量源来悬置所述储罐组件。另一技术效果可以是通过减少或完全消除重型机械支杆来减轻重量，这通常是完全支撑并悬置所述储罐组件所必需的。
图1是根据本公开的一个示例的交通工具100的立体图。在例示的示例中，交通工具100是航天器，并被配置成在微重力环境中行进。如本文所使用的，微重力环境经历比地球上(例如，海平面处)经历的重力减小的重力。例如，交通工具100可在太空的微重力环境中行进，诸如在围绕地球或另一行星的轨道中行进。在例示的示例中，交通工具100是设计成携带人和货物的航天飞机，但交通工具100在其他示例中可以是不载人的无人交通工具。交通工具100包括主体或机身102以及从主体102延伸的机翼104。交通工具100携带主体102的一个或多个隔间106内的有效载荷(例如，货物和/或乘客)。
交通工具100包括罐支撑组件108。罐支撑组件108包括交通工具结构110和储罐组件112。罐支撑组件108还包括磁性支撑系统114，磁性支撑系统114相对于交通工具结构110支撑并至少部分地悬置储罐组件112。图1示出了罐支撑组件108的横截面图示。图1中的图示旨在引入罐支撑组件108的部件并且可能不一定代表其部件(在下面的附图中更详细地示出)的形状、尺寸和布置。
储罐组件112是中空的并且包含低温流体116。低温流体116可以是在非常冷的温度下储存的推进剂，诸如液态氢、液态氧等。储罐组件112可以是绝热的，以减少从罐112的外侧到低温流体116的热传递。在例示的示例中，储罐组件112沿着储罐组件112的高度轴线118伸长。例如，储罐组件112可呈柱形并且围绕高度轴线118取向。储罐组件112沿着高度轴线118从其顶端120延伸到与顶端120相对的底端122。储罐组件112具有限定罐112的周边的一个或多个侧壁124。一个或多个侧壁124中的每个均从顶端120延伸到底端122。例如，当储罐组件112为柱形时，单个侧壁124可限定罐112的圆周，但是在图示的横截面中示出了侧壁124的两个不同部分。
如本文所使用的，诸如“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“前”、“后”、“上”和“下”的相对或空间术语仅用于识别和区分参考元件并且不一定需要在罐支撑组件108的周围环境中的特定位置或取向。例如，应认识到，交通工具100可在空间中旋转，使得顶端120可能相对于地球上经历的重力方向在底端122的下方。因此，相对或空间术语特定于图中描绘的取向。
交通工具结构110具有至少部分地围绕储罐组件112的壁126。壁126至少部分地限定设置有储罐组件112的腔室128。罐支撑组件108可位于主体102的隔间106之一内，并且交通工具结构110可代表主体102的一部分，或者可附接至主体102。例如，壁126可以是主体102的限定了隔间106之一的内壁。图示的横截面示出的是，壁126在顶端120和底端122的上方和下方以及一个或多个侧壁124的左右两侧围绕罐112。尽管未示出，但是交通工具结构110也可在罐112前方(例如，离开页面)以及在罐112后方(例如，进入页面)均纵向地围绕罐112。
在图1中，交通工具结构110经由完全围绕罐112的间隙140与罐112机械地间隔开，使得储罐组件112不会机械地接合交通工具结构110。罐112相对于交通工具结构110被磁性支撑系统114支撑并保持就位。磁性支撑系统114包括多个磁体。磁体包括固定到储罐组件112的罐磁体130和固定到交通工具结构110的结构磁体132二者。罐磁体130与结构磁体132相互作用以被动地提供排斥磁力，排斥磁力限制储罐组件112相对于交通工具结构110在微重力环境中的移动，而罐磁体130不会机械地接合结构磁体132。罐磁体130中的至少一些为永磁体。罐磁体130所在的位置对应于结构磁体132的位置，以限定相互排斥的匹配对或对应对。磁体对130、132之间的这种排斥防止罐磁体130机械地接合结构磁体132。在例示的示例中，罐磁体130固定到储罐组件112的顶端120、底端122和一个或多个侧壁124。这些罐磁体130与关联结构磁体132之间的排斥建立并保持储罐组件112和交通工具结构110之间的间隙140，防止从交通工具结构110到储罐组件112的热传导路径。除非另有说明为永磁体或抗磁体，否则本文所使用的术语“磁体”可仅代表永磁体，仅代表抗磁体，或者代表永磁体和抗磁体二者。
交通工具100的罐支撑组件108可包括将储罐组件112机械地连接到交通工具结构110的一个或多个机械支杆228，诸如带、柱、管、链，等。利用一个或多个机械支杆228使被动磁性排斥力稳定，而不是支撑储罐组件112的满载荷。这样的机械支杆228可能数量更少、与罐112的尺寸和接触面积更小、构造材料的耐热降低等，以减少横跨支杆从交通工具结构110到罐112的热传导。例如，图1仅示出一个机械支杆228。另选地，除机械支杆228之外或代替机械支杆228，可使用抗磁体，以向悬置的储罐组件112提供稳定性。
图2是根据本公开的一个示例的罐支撑组件108的侧视图。在例示的示例中，储罐组件112包括沿着其顶端120和底端122的罐磁体130。例如，顶部罐磁体130a沿着顶端120固定，并且底部罐磁体130b沿着底端122固定。顶部罐磁体130a和底部罐磁体130b在本文中分别被称为顶部磁体130a和底部磁体103b。顶部磁体130a和底部磁体103b是具有铁磁性质的永磁体。例如，磁体130a、130b可包括含铁的黑色金属。
顶部磁体130a和底部磁体130b与位于储罐组件112的上方和下方的对应结构磁体132相互作用，以沿着高度轴线118竖直地支撑并悬置储罐组件112。顶部磁体130a与位于罐112的顶端120上方的上结构磁体132a排斥。由于具有面对彼此的相同磁极(例如，北-北或南-南)，顶部磁体130a可与上结构磁体132a排斥。底部磁体130b与位于罐112的底端122下方的下结构磁体132b排斥。顶部磁体130a和上结构磁体132a之间以及底部磁体130b和下结构磁体132b之间的相互作用被动地提供排斥磁力，以在微重力环境中相对于交通工具结构110竖直地支撑并悬置储罐组件112。由于排斥力，顶部磁体130a可不机械地接合上结构磁体132a，并且底部磁体130b可不机械地接合下结构磁体132b。
储罐组件112可包括罐210和一个或多个罐裙212。储罐组件112的罐210在其中包含低温流体116(图1中示出)。在例示的示例中，罐210为具有圆形拱形端部236的丸状并且沿着高度轴线118伸长。一个或多个罐裙212围绕拱形端部236。罐裙212从罐210延伸并且限定储罐组件112的顶端120和底端122。在例示的示例中，罐磁体130包括安装在储罐组件112的顶端120上的顶部磁体130a以及安装在储罐组件112的底端122上的底部磁体130b。例如，罐裙212包括限定顶端120的上罐裙212a以及限定底端122的下罐裙212b。顶部磁体130a安装在上罐裙212a上，并且底部磁体130b安装在下罐裙212b上。上罐裙212a和下罐裙212b可通过储罐组件112的中间区域214彼此间隔开。另选地，上罐裙212a和下罐裙212b可横跨中间区域214连接到彼此。尽管未示出，但是顶部磁体130a和底部磁体130b可具有沿着柱形储罐组件112的外围边缘延伸的环形形状。
上结构磁体132a和下结构磁体132b可以是永磁体。为了提供结构磁体132a、132b与对应罐磁体130a、130b之间的稳定性，结构磁体132a、132b可移动地安装到交通工具结构110的相应壁126上。例如，弹簧220和阻尼器222可设置在结构磁体132a、132b与交通工具结构110的对应壁126之间，以使结构磁体132a、132b能够基于排斥磁力朝向和远离储罐组件112轴向地移动。阻尼器222可以是缓冲器或其他力抑制装置。可选地，弹簧220和阻尼器222嵌入交通工具结构110的壁126中的凹部224内。另选地，弹簧220和阻尼器222可从壁126的内表面226突出，而不是从壁126内的内表面226凹进。
在另选示例中，上结构磁体132a和下结构磁体132b可以是抗磁体而不是永磁体。抗磁体具有排斥抗磁体所暴露于的磁场(与磁场力成比例)的强抗磁性能。抗磁材料包括热解石墨、铋、铜，等。
在例示的示例中，罐支撑组件108包括从储罐组件112延伸到交通工具结构110的至少一个机械支杆228。每个机械支杆228均联接到储罐组件112和交通工具结构110二者。图2示出了两个支杆228。支杆228被配置成限制储罐组件112相对于交通工具结构110的横向、纵向和/或旋转移动。支杆228具有罐接口230和结构接口232。罐接口230机械地联接到储罐组件112的侧壁124。在例示的示例中，罐接口230接合中间区域214，但在另一个示例中可接合拱形端部236或罐裙212。结构接口232机械地联接到交通工具结构110。在例示的示例中，结构接口232延伸到交通工具结构110的壁126中的槽缝234中。每个结构接口232均保持在对应槽缝234内的两个阻尼器222之间。槽缝234利用储罐组件112的移动允许支杆228(例如，平行于高度轴线118)的竖直移动。阻尼器222限制或抑制这样的竖直移动。支杆228被配置成稳定并平衡由磁性支撑系统114悬置的储罐组件112。两个例示的支杆228在罐112的左侧和右侧横向延伸。可选地，可装设一个或两个附加支杆228，其从罐112向前(例如，离开页面)和/或向后(例如，进入页面)纵向延伸以约束向前方向和向后方向上的移动或倾斜。支杆228将罐112系在交通工具结构110上，使得磁性支撑系统114悬置罐112并且限制罐112离开交通工具100。
尽管机械支杆228提供了从交通工具结构110到储罐组件112的热传导通路，但是以几种方式来减少传递到储罐组件112的热量。例如，因为使用支杆228是为了稳定，而不是为了支撑储罐组件112的整个负载，所以可能需要非常少的支杆228。例示的示例可包括小于或等于四个支杆228，其可少于装设在已知罐支撑系统中的支杆的数量。此外，出于相同的原因，支杆228可小于(例如，细于)已知罐支撑系统中使用的支杆。支杆228也可以是非金属的并且至少部分地由阻碍热传导的耐热材料构成。耐热材料可包括玻璃纤维、纤维增强复合材料、塑料，等。支杆228和交通工具结构110之间的结构接口232处的接触表面积可相对较小，从而进一步减少交通工具结构110和储罐组件112之间的传导热传递。此外，可以通过使用允许支杆228在交通工具结构110的槽缝234内上下滑动的线性滚珠轴承或线性轨道而减少结构接口232处的接触表面积。这样减少的接触面积(例如，相对于已知的机械支杆支撑系统)是允许的，因为支杆228不支撑罐112的整个质量，而是补充磁性支撑系统114。
尽管图2中未示出，但是磁性支撑系统114可包括附加罐磁体130，附加罐磁体130与沿着罐112的侧面固定到交通工具结构110的结构磁体132相互作用。在另选示例中，这些罐磁体130和/或结构磁体132中的至少一些可以是提供稳定性的抗磁体。抗磁体可代替图2中示出的机械支杆228以提供储罐组件112的稳定的完全悬置。
图3是根据另一个示例的储罐组件112的罐210的立体图。罐210具有环形形状，并且限定中心空腔302。例如，罐210具有封闭的环形环形状。罐210在其中包含低温流体，使得罐210内的低温流体环绕中心空腔302。
图4是利用图3所示的罐210的根据一个示例的罐支撑组件108的侧视图。在例示的示例中，储罐组件112沿着环形平面304取向。储罐组件112包括环形罐210以及围绕并保持罐210的壳体构件312。壳体构件312限定储罐组件112的顶端120和底端122二者。壳体构件312的顶端120和底端122可以是平面的且平行于环形平面304取向。罐磁体130的顶部罐磁体130a安装到顶端120，并且底部罐磁体130b安装到底端122。
在例示的示例中，交通工具结构110包括中心柱306，中心柱306延伸穿过储罐组件112的中心空腔302。中心柱306具有位于储罐组件112的顶端120上方的第一端308以及位于储罐组件112的底端122下方的第二端310(与第一端308相对)。第一端308和第二端310安装到交通工具结构110的对应壁126。
储罐组件112能基于由磁性支撑系统114提供的被动排斥磁力相对于交通工具结构110沿着中心柱306的长度轴向地移动。例如，顶部罐磁体130a排斥上结构磁体132a，并且底部罐磁体130b排斥下结构磁体132b，从而在结构磁体132a、132b之间悬置储罐组件112。排斥磁力大体平行于中心柱306的轴线并导致储罐组件112至少略微沿着中心柱306的长度移动。
壳体构件312限定与罐210的中心空腔302对齐的中心通道314。中心柱306延伸穿过中心通道314。壳体构件312的中心通道314可具有比罐210的中心空腔302更小的直径，使得与罐210距中心柱306的内径相比，壳体构件312的内表面316径向更靠近中心柱306。在例示的示例中，中心柱306包括从中心柱306横向和/或径向突出的柱指318。柱指318可平行于环形平面304且垂直于中心柱306的轴线伸长。柱指318可经由设置在柱指318和壳体构件312之间的阻尼器222间接地接合壳体构件312。柱指318和壳体构件312经由阻尼器222的接合使储罐组件112相对于交通工具结构110稳定。例如，罐磁体130a、130b以及结构磁体132a、132b可在一个示例中都是永磁体，所以储罐组件112可能无法仅基于由这些永磁体提供的排斥磁力而保持在稳定的静止平衡下，如earnshaw定理中描述的。中心柱306的柱指318间接地接合储罐组件112以使储罐组件112稳定。阻尼器222抑制储罐组件112沿着中心柱306的轴向移动，以减少倾斜和振动。
尽管图4的罐支撑组件108包括图3所示的环形储罐组件112，但是应认识到，储罐组件112可具有其他形状并且仍用在图4所示的示例中。例如，根据另选示例的储罐组件112的罐210可呈柱形并且限定轴向延伸穿过罐210的高度的开口。中心柱306可延伸穿过柱形罐210的开口，类似于中心柱306延伸穿过图4中的中心空腔302的方式。
图5是图4中示出的罐支撑组件108的可选变型的侧视图。图5中的罐支撑组件108包括多个储罐组件112。储罐组件112沿着中心柱306的长度轴向地堆叠并且位于交通工具结构110的上结构磁体132a和下结构磁体132b之间。在例示的示例中示出了两个储罐组件112。每个储罐组件112均与图4中示出的储罐组件112相同。例如，两个储罐组件112中的第一罐112a位于上结构磁体132a和两个储罐组件112的第二罐112b之间。第一罐112a的顶部罐磁体130a与上结构磁体132a相互作用并且排斥上结构磁体132a。第二罐112b的底部罐磁体130b与下结构磁体132b相互作用并且排斥下结构磁体132b。第一罐112a的底部罐磁体130b与第二罐112b的顶部罐磁体130a相互作用并且排斥第二罐112b的顶部罐磁体130a，其保持第一罐112a和第二罐112b之间的分离距离。尽管在例示的示例中示出了两个罐112a、112b，但是应理解，通过延长中心柱306的长度，罐支撑组件108可包括一个或多个附加储罐组件112。
图6是根据另一个示例的罐支撑组件108的侧视图。在该示例中，多个罐柱402安装到储罐组件112。储罐组件112沿着高度轴线118伸长，并且罐柱402平行于高度轴线118取向。罐柱402经由焊接、紧固件、带等安装到储罐组件112的外部罐表面404，使得罐柱402相对于储罐组件112刚性地紧固就位。罐柱402延伸超过罐210并且限定储罐组件112的顶端120和底端122。在例示的示例中，储罐组件112示出了三个罐柱402，包括两个完全可见的罐柱402a和当定位在罐210后方(例如，进入页面)时被罐210部分地遮挡的一个罐柱402b。可选地，储罐组件112可包括与被罐210部分地遮挡的罐柱402相对的附加罐柱402，诸如位于罐210前方的罐柱402。
储罐组件112的罐柱402经由销410联接到交通工具结构110及其关联的结构柱412。在例示的示例中，销410将罐112的罐柱402连接到交通工具结构110的对应结构柱412。结构柱412安装到储罐组件112上方和下方的壁126。结构柱412与罐112的对应罐柱402共线。可选地，销410固定到罐柱402或结构柱412，或者为罐柱402或结构柱412的一体部分。在图7所示的例示的示例中，销410紧固或固定到罐柱402，并且结构柱412限定用于接收销410的销孔(未示出)。该取向在另选示例中可以是相反的，使得销410固定到结构柱412并且罐柱402将限定供销410突出穿过的销孔。
在例示的示例中，磁性支撑系统114沿着交通工具结构110的壁126之间的高度轴线118竖直地支撑储罐组件112。磁性支撑系统114安装到储罐组件112的罐柱402和交通工具结构110的结构柱412。尽管图6中未示出，但是罐磁体130固定到每个罐柱402的每一端，并且结构磁体132固定到每个结构柱412的端部。在储罐组件112的顶端120处安装到罐柱402的罐磁体130代表顶部磁体，并且在底端122处安装到罐柱402的罐磁体130代表底部磁体。
图7是图6的罐支撑组件108的一部分的特写立体图，示出了储罐组件112的一个罐柱402、交通工具结构110的一个结构柱412以及连接两个柱402、412的销410。在例示的示例中，磁性支撑系统114的罐磁体130和结构磁体132可以是具有面对彼此的相同磁极的永磁体，使得磁体130、132排斥。
罐磁体130和对应结构磁体132限定匹配对420。在例示的示例中，每个匹配对420的罐磁体130安装到罐柱402，并且匹配对420的结构磁体132安装到结构柱412。销410延伸穿过两磁体130、132。销410固定地紧固到罐柱402。销410延伸到结构柱412中的销孔中。销410可以相对于结构磁体132和结构柱412移动穿过磁体132中的开口434，进出结构柱412的销孔。销410可以相对于结构柱412和结构磁体132与罐柱402和罐磁体130一起轴向移动。
在至少一个示例中，匹配对420中的磁体130、132是弹簧磁体418。每个匹配对420中的弹簧磁体418是当小于平衡距离间隔开时排斥并且当比平衡距离更远地间隔开时吸引的永磁体。例如，弹簧磁体418可在单个面上具有多个磁极。可选地，弹簧磁体418可以是
在图7中，罐磁体130安装到罐柱402的端壁426，并且结构磁体132安装到结构柱412的端壁427。结构柱412是至少部分中空的，并且阻尼器222固定地安装在结构柱412中的空腔432内。销410延伸到结构柱412的空腔432中并且接合阻尼器222。阻尼器222减少了振动并且减缓了销410(以及与之联接的储罐组件112)相对于交通工具结构110的移动。罐支撑组件108的销410为储罐组件112提供横向、纵向和旋转支撑。例如，固定到罐柱402的销410可机械地接合阻尼器222以防止在除平行于高度轴线118的轴向方向之外的方向上旋转、倾斜和平移。销410可由耐热材料构成，可限制数量，和/或可具有与柱402或412的较小接触面积，从而相对于已知罐支撑系统大大减少从交通工具结构110到储罐组件112的热传导。
在另选示例中，附加罐和/或结构磁体130、132可固定到罐柱402、结构柱412和/或销410，从而增加相对于交通工具结构110悬置储罐组件112的被动排斥磁力。
图8是罐支撑组件108的另一个示例的侧视图。在例示的示例中，磁性支撑系统114完全结构性地支撑储罐组件112，而在储罐组件112和交通工具结构110之间没有机械接合。在不形成从交通工具结构110到储罐组件112的任何热传导路径的情况下支撑储罐组件112。磁性支撑系统114的罐磁体130包括安装在沿着储罐组件112的各种位置处的永磁体。例如，罐磁体130包括在顶端120处的顶部罐磁体130a以及在底端122处的底部罐磁体130b。罐磁体130还安装在储罐组件112的前区602、储罐组件112的与前区602相对的后区(未示出)、储罐组件112的左区604以及储罐组件112的与左区604相对的右区606上。前区602、后区、左区604和右区606沿着储罐组件112的中间区域214位于顶端120和底端122之间。
安装到交通工具结构110的结构磁体132包括位于从罐磁体130横跨的对应位置处的抗磁体610。抗磁体610被配置成提供用于使储罐组件112相对于交通工具结构110稳定的恢复力。抗磁体(例如，抗磁材料)具有排斥抗磁体所暴露于的磁场(与磁场强度成比例)的抗磁性能。抗磁材料包括热解石墨、铋、铜，等。
抗磁体610与罐磁体130相互作用以限制储罐组件112相对于交通工具结构110的横向、纵向或旋转移动中的一者或多者。例如，左侧抗磁体610a排斥沿着左区604安装的罐磁体130，并且右侧抗磁体610b排斥沿着右区606安装的罐磁体，以横向地支撑罐112。顶部抗磁体610c排斥顶部罐磁体130a，并且底部抗磁体610d排斥底部罐磁体130b，以沿着高度轴线118竖直地支撑罐112。尽管未示出，但是抗磁体610可包括排斥前区602处的罐磁体130的前部抗磁体以及排斥后区处的罐磁体的后部抗磁体。在另选示例中，安装到交通工具结构110的这些抗磁体610a-610d中的至少一些可以是永磁体而不是抗磁体。
罐磁体130和结构磁体132之间的被动排斥力可完全悬置储罐组件112，使得间隙612被限定在储罐组件112的外表面613与交通工具结构110之间，而没有横跨间隙612的机械接合。外表面613限定储罐组件112的外周边。例如，罐磁体130可不横跨间隙612来接合对应结构磁体132，使得间隙612沿着储罐组件112的周边是连续而不间断的。由于抗磁体所提供的稳定性，磁性支撑系统114能够在不使用机械支杆的情况下完全悬置储罐组件112，以提供储罐组件112和交通工具结构110之间的机械系泊。抗磁体可允许完全悬置储罐组件112(即储罐组件112和交通工具结构110之间没有机械接合)而没有反驳或破坏earnshaw定理。可选地，一个或多个支杆可在例示的示例中添加到罐支撑组件108以提供额外的稳定性和物理约束。
在例示的示例中，储罐组件112还包括横向向外延伸的臂620。臂620具有安装到其远端的条形磁体510或其他永磁体。条形磁体510为具有沿着其长度具有交替极性的多个节段的永磁体。例如，沿着单个面，条形磁体510可包括多个北极节段，其间散布有南极节段。交通工具结构110包括与臂620上的条形磁体510相互作用的多个磁性叠层622。每个叠层622均包括多个磁体。例如，叠层622可各具有条形磁体510和两个抗磁体610(安装到交通工具结构110)。一个抗磁体610设置在两个条形磁体510之间。另一个抗磁体610位于安装在罐上的条形磁体510的另一侧上，使得抗磁体610设置在安装在罐上的条形磁体510的相对两侧上。叠层622的磁体510、610可经由延伸部624安装到交通工具结构110。
叠层622的磁体510、610相互作用以平衡储罐组件112并抵抗储罐组件112相对于交通工具结构110的旋转。例如，储罐组件112上的每个条形磁体510可与交通工具结构110的磁性叠层622的对应条形磁体510相互作用，以限定匹配对626。沿着匹配对626中的每个条形磁体510交替的北极节段和南极节段可基于吸引力和排斥力以特定配置对齐，从而限制两个条形磁体510相对于彼此的剪切移动。通过保持每个匹配对626中的两个条形磁体510之间的对齐，条形磁体510约束储罐组件112相对于交通工具结构110的平移和旋转移动。例如，基于条形磁体510的取向，储罐组件112围绕高度轴线118的旋转将在与条形磁体510对置的匹配对626的条形磁体510上施加剪切力。
图9是根据另一个示例的罐支撑组件108的顶部部分的侧视图。在例示的示例中，储罐组件112包括固定地安装到罐210的至少三个罐柱402。在例示的示例中，需要两个附加罐柱402(在图9中未示出)，其位于储罐组件112的前方(例如，离开页面)和后方(例如，进入页面)。磁性支撑系统114包括安装在罐柱402的远端704上的罐磁体130。罐磁体130是永磁体。磁性支撑系统114还包括若干抗磁体610和halbach柱体706(其充当在先前示例中示出的结构磁体132)。halbach柱体706为具有永磁体布置的柱形结构。柱体内的永磁体布置增强了磁场，从而在柱体内侧生成近似均匀的磁场。在例示的示例中，所有halbach柱体706利用k＝2图案，具有朝向储罐组件112的中心轴线取向的均匀磁场(例如，平行于或沿着高度轴线118)。
罐磁体130和结构磁体132布置在若干磁性子系统710中。每个磁性子系统710包括延伸到一个halbach柱体706的内部区域712中的两个抗磁体610。每个磁性子系统710还包括延伸到halbach柱体706的内部区域712中并位于两个抗磁体610之间的至少一个罐磁体130。罐磁体130不会机械地接合抗磁体610或halbach柱体706。halbach柱体706产生与罐磁体130相互作用的均匀磁场，以在垂直于储罐组件112的高度轴线118的方向上提供向内排斥力。与由位于储罐组件112的相对侧上的另一磁性子系统710内的halbach柱体生成的排斥力相结合，建立不稳定的平衡点。然后，位于罐磁体130的任一侧上的抗磁体610提供建立稳定平衡点所需的稳定力。因此图9中示出的磁性子系统710可支撑并平衡罐112相对于交通工具结构110的横向移动。
在例示的示例中，halbach柱体706和抗磁体610从交通工具结构110的壁126朝向储罐组件112悬置，但是在另选示例中可安装在壁126上或凹进到壁126内。图9示出了两个磁性子系统710并且未示出两个磁性子系统710，一个在储罐组件112前方(例如，离开页面)，一个在储罐组件112后方(例如，进入页面)。磁性子系统710、罐柱402和储罐组件112横跨对称平面是镜像的。罐支撑组件108可包括大于或等于六个的任何数量的子系统710，位于每个对应罐柱402的两端处。
在例示的示例中，储罐组件112包括机械支杆228，机械支杆228从罐210延伸到交通工具结构110的壁126。支杆228可在平行于高度轴线118的方向上至少部分地竖直支撑储罐组件112，并且可限制罐112围绕高度轴线118的旋转运动。可选地，机械支杆228可横跨对称平面是镜像的。在另选示例中，代替机械支杆228，或除机械支杆228之外，储罐组件112可包括顶部罐磁体和底部罐磁体以及关联的结构磁体，类似于图2所示的罐磁体130a、130b以及结构磁体132a、132b。
图10是穿过图9中示出的机械支杆228的横截面的自下而上的视图，机械支杆228从储罐组件112延伸到交通工具结构110。在例示的示例中，机械支杆228为具有圆形横截面形状的柱形，但是在其他示例中，支杆228可具有其他横截面形状。支杆228连接到从支杆228径向向外延伸的四个臂720。四个臂720围绕支杆228的周边以90°的间隔彼此间隔开。臂720延伸到交通工具结构110中的对应凹部722中。每个臂720均用两个阻尼器222(诸如缓冲器等)固定，阻尼器222在凹部722的侧壁724处接合交通工具结构110以抑制机械支杆228相对于交通工具结构110的运动。例如，臂720上的阻尼器222抑制并限制沿着垂直于支杆228的长轴(例如，垂直于图9所示的高度轴线118)的方向的运动。
所有四个臂720和所有八个阻尼器222的组合抑制并限制机械支杆228(及与之附接的储罐组件112)沿图10所示的取向上的上下和左右方向(对应于相对于图9所描绘的取向的前后和左右方向)的运动。臂720和阻尼器222还限制机械支杆228和储罐组件112围绕高度轴线118的旋转。
阻尼器222的每一端均可固定到旋转销或轴承(未示出)，旋转销或轴承允许阻尼器222在不损坏阻尼器222的情况下响应于机械支杆228垂直于相应阻尼器222的长轴的移动而枢转。应理解，部件的尺寸和图10中的空间用于描述目的和视觉清晰度，并且可能不代表示例的物理表现形式中的实际大小。例如，图10中围绕支杆228和臂720的交通工具结构110所限定的间隙可大于物理表现形式。
图11是根据本公开的一个示例的用于将储罐组件支撑在交通工具中的方法800的流程图。参照图1至图10，方法800开始于步骤802：将低温流体装载到附接至交通工具100的交通工具结构110的储罐组件112中。储罐组件112用机械支杆228、易碎机械元件和/或可分离(例如，可拆卸)机械元件附接至交通工具结构。步骤802可在发射之前的运载火箭中或已经在微重力环境中的交通工具上进行。
在步骤804处，在交通工具100到达微重力环境之后，方法800包括：移除用于在发动、动力推进和/或振动事件期间将储罐组件112紧固到交通工具结构110的任何易碎和/或可分离机械元件。将储罐组件112附接至交通工具结构110(作为磁性支撑系统114的部件)的任何机械支杆228都保持完整。
在步骤806处，经由磁性支撑系统114将储罐组件112相对于交通工具结构110悬置。磁性支撑系统114包括固定到储罐组件112的罐磁体130以及固定到交通工具结构110的结构磁体132。罐磁体130与结构磁体132相互作用以被动地提供排斥磁力以将储罐组件112相对于交通工具结构110悬置而罐磁体130不会机械地接合结构磁体132。罐磁体130和/或结构磁体132中的至少一些是具有铁磁性质的永磁体。
储罐组件112可经由抗磁体610和/或机械支杆228相对于交通工具结构110稳定。例如，稳定性可由抗磁体610单独提供，由机械支杆228单独提供，或者由抗磁体610和机械支杆228二者提供。抗磁体610提供恢复力以使储罐组件112稳定在磁场内的稳态位置。抗磁体610可固定到储罐组件112和/或交通工具结构110。机械支杆228横跨储罐组件112和交通工具结构110之间的间隙140延伸以相对于交通工具结构110将储罐组件112机械限制并系泊到位，从而允许磁性支撑系统114支撑并悬置储罐组件112，而储罐组件112不会移离位置。
与用于将储罐支撑在交通工具中的已知方法比较，方法800可包括储罐组件112和交通工具结构110之间的更少机械连接，并且存在的任何机械连接都可具有更小的表面积、更多的绝热材料等，以减少从交通工具结构110到储罐组件112的热传导通路。
如本文所述，罐支撑组件108被配置成减少从交通工具结构到包含低温流体的储罐的热传递，以减少低温流体的蒸发并由此增加低温流体的储存寿命。罐支撑组件108可装设在行进很长距离或持续时间的交通工具(诸如在微重力环境中行进的航天器)内。罐支撑组件108可以是被动的，使得组件108不需要储存在交通工具内的能量来支撑并悬置储罐。
此外，本公开包括根据以下条款的实施方式：
1、一种用于交通工具100的罐支撑组件108，该罐支撑组件108包括：
交通工具结构110；以及
储罐组件112，经由磁性支撑系统114将所述储罐组件112相对于所述交通工具结构保持就位，其中，所述磁性支撑系统包括固定到所述储罐组件的罐磁体130以及固定到所述交通工具结构的结构磁体132，其中，所述罐磁体与所述结构磁体相互作用，以被动地提供排斥磁力来限制所述储罐组件相对于所述交通工具结构的移动，而所述罐磁体不会机械地接合所述结构磁体。
2、根据条款1所述的罐支撑组件108，其中，所述罐磁体130和所述结构磁体132包括呈匹配对420的弹簧磁体418，所述弹簧磁体418在小于平衡距离间隔开时排斥并且在比所述平衡距离更远地间隔开时吸引，其中，所述匹配对中的每个匹配对的一个磁体代表所述罐磁体中的一个罐磁体，并且所述匹配对中的每个匹配对的另一个磁体代表所述结构磁体中的一个结构磁体。
3、根据条款1所述的罐支撑组件108，其中，所述磁性支撑系统114完全结构性地支撑所述储罐组件112，而所述储罐组件和所述交通工具结构110之间没有机械地接合。
4、根据条款1所述的罐支撑组件108，所述罐支撑组件108进一步包括至少一个机械支杆228，所述至少一个机械支杆228从所述储罐组件112延伸到所述交通工具结构110并且联接到所述储罐组件和所述交通工具结构二者，其中，所述至少一个机械支杆是非金属的。
5、根据条款1所述的罐支撑组件108，其中，所述结构磁体132包括抗磁体610，所述抗磁体610被配置成提供恢复力以使所述储罐组件112相对于所述交通工具结构110稳定。
6、根据条款5所述的罐支撑组件108，其中，所述抗磁体610包括设置在halbach柱体706内的一对抗磁体，其中，所述罐磁体130中的一个罐磁体130经由从所述储罐组件延伸的罐柱402固定到所述储罐组件112，所述罐柱上的所述罐磁体延伸到所述一对抗磁体之间的所述halbach柱体中。
7、根据条款1所述的罐支撑组件108，其中，所述罐磁体130包括条形磁体510，所述罐磁体130的所述条形磁体510具有沿着所述条形磁体的长度极性交替的多个节段；并且所述结构磁体132包括条形磁体510，所述结构磁体132的所述条形磁体510与匹配对626中的所述罐磁体的所述条形磁体磁性地相互作用，以通过保持所述匹配对中的每个匹配对的所述条形磁体之间的对齐来约束所述储罐组件112相对于所述交通工具结构110的平移和旋转移动。
8、根据条款1所述的罐支撑组件108，其中，所述罐磁体130包括沿着所述储罐组件112的顶端120固定的顶部磁体130a以及沿着所述储罐组件的与所述顶端相对的底端122固定的底部磁体130b，其中，所述顶部磁体和底部磁体是分别与位于所述顶部磁体上方和所述底部磁体下方的对应结构磁体132a，132b排斥以竖直地支撑并悬置所述储罐组件的永磁体。
9、根据条款8所述的罐支撑组件108，其中，所述储罐组件112具有呈环形形状并限定中心空腔302的罐210，所述交通工具结构110包括中心柱306，所述中心柱306从所述中心柱的位于所述储罐组件的所述顶端120上方的第一端308延伸到所述中心柱的位于所述储罐组件的所述底端122下方的第二端310，所述中心柱延伸穿过所述罐的所述中心空腔。
10、根据条款8所述的罐支撑组件108，其中，所述储罐组件112包括罐210以及接合并围绕所述罐的一个或多个罐裙212，其中，所述罐磁体130中的至少一些罐磁体130安装在所述一个或多个罐裙上。
11、一种用于交通工具的罐支撑组件，该罐支撑组件包括：
交通工具结构，所述交通工具结构包括与之固定的多个结构磁体；以及
储罐组件，所述储罐组件沿着位于其顶端和与所述顶端相对的底端之间的高度轴线取向，所述储罐组件包括与之固定的多个罐磁体，所述罐磁体包括沿着所述储罐组件的所述顶端固定的顶部磁体以及沿着所述储罐组件的所述底端固定的底部磁体，其中，所述顶部磁体和所述底部磁体分别与位于所述顶部磁体上方和所述底部磁体下方的对应结构磁体相互作用，以被动地提供排斥磁力从而沿着所述高度轴线相对于所述交通工具结构支撑并悬置所述储罐组件，而所述罐磁体不会机械地接合所述结构磁体。
12、根据条款11所述的罐支撑组件，其中，所述罐磁体安装在所述储罐组件的前区、所述储罐组件的与所述前区相对的后区、所述储罐组件的左区和所述储罐组件的与所述左区相对的右区上，其中，所述前区、后区、左区和右区位于所述储罐组件的所述顶端和底端之间。
13、根据条款11所述的罐支撑组件，其中，所述储罐组件具有呈环形形状并限定中心空腔的罐，所述交通工具结构包括柱，所述柱从所述柱的位于所述储罐组件的所述顶端上方的第一端延伸到所述柱的位于所述储罐组件的所述底端下方的第二端，所述柱延伸穿过所述罐的所述中心空腔。
14、根据条款11所述的罐支撑组件，其中，所述结构磁体包括抗磁体，所述抗磁体与固定到所述储罐组件的位于所述顶端和底端之间的中间区域的所述罐磁体中的至少一些罐磁体相互作用，以限制所述储罐组件相对于所述交通工具结构的横向、纵向和旋转移动中的一者或多者。
15、根据条款11所述的罐支撑组件，其中，所述结构磁体包括抗磁体，所述抗磁体与所述罐磁体中的至少一些罐磁体相互作用以稳定所述储罐组件，使得所述罐磁体和所述结构磁体之间的所述被动排斥磁力完全悬置所述储罐组件而不会机械地接合。
16、根据条款11所述的罐支撑组件，所述罐支撑组件进一步包括从所述储罐组件延伸到所述交通工具结构的机械支杆，所述机械支杆是非金属的并且沿着位于所述顶端和底端之间的中间区域联接到所述储罐组件，其中，所述机械支杆被配置成限制所述储罐组件相对于所述交通工具结构的横向、纵向和旋转移动中的一者或多者。
17、根据条款11所述的罐支撑组件，其中，所述罐磁体的所述顶部磁体和底部磁体是弹簧磁体，所述弹簧磁体与所述结构磁体的对应弹簧磁体形成匹配对，所述匹配对中的每个匹配对均被配置成在小于平衡距离间隔开时排斥并且在比所述平衡距离更远地间隔开时吸引。
18、一种用于将储罐组件112支撑在交通工具100中的方法，该方法包括以下步骤：
将低温流体116装载到位于所述交通工具的交通工具结构110内的所述储罐组件的罐中；以及
经由磁性支撑系统114将所述储罐组件相对于所述交通工具结构悬置，所述磁性支撑系统包括固定到所述储罐组件的罐磁体130以及固定到所述交通工具结构的结构磁体132，其中，所述罐磁体与所述结构磁体相互作用以被动地提供排斥磁力将所述储罐组件相对于所述交通工具结构悬置，而所述罐磁体不会机械地接合所述结构磁体。
19、根据条款18所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：经由抗磁体610和机械支杆228中的至少一者使悬置的所述储罐组件112相对于所述交通工具结构110稳定在稳态位置中。
20、根据条款18所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：移除用于在发动所述交通工具100期间将所述储罐组件112紧固到所述交通工具结构110的易碎机械元件。
虽然本文使用各种空间和方向术语(诸如顶部、底部、下、中、上、横向、纵向、竖直、前、后等)来描述本公开的示例，但是应理解，这些术语仅关于附图中所示的取向使用。取向可以反转、旋转或以其他方式改变，使得上部是下部(反之亦然)，水平变为竖直等。
如本文所使用的，“被配置成”执行任务或操作的结构、限制或元件在特定结构上以对应于任务或操作的方式形成、构造或调整。出于清楚和避免疑问的目的，仅能够被修改以执行任务或操作的对象不“被配置成”执行如本文所使用的任务或操作。
应理解，以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(和/或其方面)可彼此组合使用。另外，在不脱离本公开的范围的情况下，可进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的各种示例的教导。虽然本文描述的材料的尺寸和类型旨在限定本公开的各种实施方式的参数，但是实施方式决不是限制性的并且是示例实施方式。在阅读以上描述后，许多其他示例对于本领域普通技术人员将是显而易见的。因此，本公开的各种实施方式的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中，术语“包含”和“其中”用作相应术语“包括”和“其中”的普通英语等同物。而且，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数字要求。此外，以下权利要求的限制不是用装置加功能格式写的，并且不打算基于美国法典第35卷112条(f)款来解释，除非并且直到此类权利要求限制明确使用“用于......的装置”的短语，然后是没有进一步结构的功能声明。
该书面描述使用示例来公开本公开的包括最佳模式的各种实施方式，并且还使本领域技术人员能够实践本公开的各种实施方式，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。本公开的各种实施方式的可专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果示例包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例旨在落入权利要求书的范围内。
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