太阳跟踪式太阳能收集系统包括用于自动调整太阳能收集装置的位置，以跟踪太阳在天空中的移动的硬件。这些太阳跟踪系统中的一些包括支撑在枢转轴(或扭矩管)上的单行或多行太阳能收集装置。多个扭矩管部分可连接在一起，形成沿水平轴线延伸的细长扭矩管。
驱动机构通常在扭矩管跨度的中心连接到扭矩管。用于单个扭矩管的驱动机构可以(例如)是安装在支撑扭矩管的一个桩上的伺服电动机回转驱动装置。太阳能收集装置(诸如非集中式光伏模块、集中式光伏模块或太阳热能收集装置)沿扭矩管的跨度安装至扭矩管。驱动机构周期性地启用以旋转扭矩管，使得太阳能收集装置在一天内跟踪太阳的移动。在驱动机构未启用的时间段内，驱动机构将扭矩管固定在其当前的旋转位置。
有些太阳跟踪式太阳能收集系统利用被布置成彼此平行的多个行，同时主电动机装置由连杆连接到用于平行行中每个扭矩管的驱动机构。使用这类“联动”系统时，需要的机动化驱动装置的数量减少。连接到主驱动电动机的驱动机构通常位于与其相关联的扭矩管的跨度的中心。
利用扭矩管的行级致动太阳跟踪式太阳能收集系统是柔性结构，而连接到扭矩管的太阳能收集装置通常呈现面板的形式，在遭遇高强度风时充当较大翼面。因此，由于所述行只在驱动机构所处的中心被锁定旋转，所以这些系统在高强度风状况下易受共振运动损害。
技术实现要素：
一种行级太阳跟踪式太阳能收集系统包括扭矩管、分别在间隔开的第一位置和第二位置支撑扭矩管的第一桩和第二桩、连接到扭矩管的多个太阳能收集装置、安装在第一桩上并被配置成旋转扭矩管的驱动机构、以及安装在第二桩上的旋转锁紧装置。所述旋转锁紧装置包括壳体、第一锁紧构件、第二锁紧构件和致动器。扭矩管延伸穿过壳体。第一锁紧构件具有附接到扭矩管并能与扭矩管一起旋转的多个周向间隔开的突起。第二锁紧构件连接到壳体，具有用于啮合第一锁紧构件的所述突起的多个配对元件。致动器被配置成在解锁位置(配对元件与突起脱离)与锁紧位置(配对元件与突起啮合，而禁止扭矩管相对于壳体旋转)之间相对地移动第一锁紧构件和第二锁紧构件。
一种旋转锁紧装置包括壳体、延伸穿过壳体的轴、第一锁紧构件、第二锁紧构件和致动器。第一锁紧构件具有附接到所述轴并能与所述轴一起旋转的多个周向间隔开的突出。第二锁紧构件连接到壳体，具有用于啮合第一锁紧构件的所述突出的多个配对元件。致动器被配置成在解锁位置(配对元件从突出脱离)与锁紧位置(配对元件与突出啮合，而禁止所述轴相对于壳体旋转)之间相对地移动第一锁紧构件和第二锁紧构件。
附图说明
图1是包括安装在桩上的旋转锁紧装置的单轴行级太阳跟踪式太阳能收集系统的示意图。
图2a是安装在桩上并连接在扭矩管部分之间的端面花键扭转锁的组装等距视图。
图2b是端面花键扭转锁的分解等距视图。
图2c是端面花键扭转锁的部分截面等距视图。
图3是图2a至图2c的端面花键扭转锁的壳体端盖的等距视图。
图4a和图4b是图2a至图2c的端面花键扭转锁的滑动器组件和滑动器端面花键板的等距视图。
图5是图4a和图4b的滑动器组件的滑动器和滑动器端盖的等距视图。
图6是图4a和图4b的滑动器组件的卡圈组件的等距视图。
图7是图4a和图4b的滑动器组件的滑动器轴承的等距视图。
图8a是端面花键扭转锁的另一个实施例的组装等距视图。
图8b是图8a的端面花键扭转锁的分解等距视图。
图9是图8a至图8b的端面花键扭转锁的壳体的等距视图。
图10a是图8a至图8b的端面花键扭转锁的滑动器和小齿轮的组装等距视图。
图10b是图10a的滑动器组件的分解视图。
图11a是图8a和图8b的端面花键扭转锁的放大组装等距视图，其中壳体罩用虚线表示。
图11b是图8a的端面花键扭转锁的壳体罩的等距视图。
图12a是花键卡圈扭转锁的分解等距视图。
图12b是解锁状态下的花键卡圈扭转锁的组装等距视图。
图12c是锁紧状态下的花键卡圈扭转锁的组装等距视图。
图13a是波纹行扭转锁的组装等距视图。
图13b是波纹行扭转锁的分解等距视图。
图14a和图14b分别是解锁状态下的波纹行扭转锁的侧视图和截面图。
图15a和图15b分别是锁紧状态下的波纹行扭转锁的侧视图和截面图。
图16a是落销扭转锁的组装等距视图。
图16b是落销扭转锁的分解等距视图。
图17a是解锁状态下的落销扭转锁的正视图。
图17b是锁紧状态下的落销扭转锁的正视图。
具体实施方式
太阳能收集系统10(图1)
行级太阳跟踪式太阳能收集系统包括连接到扭矩管的太阳能收集装置(诸如太阳能面板)，该扭矩管由安装在桩上的回转驱动机构旋转。为了降低系统在高强度风中易受共振运动损害的脆弱性，使用安装在另一个桩上的旋转锁紧装置(即，扭转锁)来选择性地锁紧扭矩管。旋转锁紧装置包括扭矩管的一部分延伸穿过其中的壳体、连接到扭矩管的第一锁紧构件、连接到壳体的第二锁紧构件、以及在解锁脱离位置与锁紧啮合位置之间相对地移动锁紧构件的致动器。
图1示意性地示出了太阳能收集系统10，该系统是单轴行级太阳跟踪式太阳能收集系统。系统10包括太阳能收集模块14的太阳能收集阵列12、扭矩管16、驱动装置18、扭转锁20、桩22和24、控制器26、以及电力系统28。
太阳能收集阵列12包括多个太阳能收集模块14。每个模块14都可包括并入层合结构并被外围框架包围的多个太阳能收集装置(诸如非集中式光伏装置、集中式光伏装置或热能收集装置)。此外或另选地，系统10可包括无框架模块14，该无框架模块不包括外围框架。
太阳能收集模块14通常呈现大型面板的形式，沿扭矩管16的长度或跨度并排安装。模块14连接到扭矩管16，使得所有模块14都将随着扭矩管16旋转而一同旋转。扭矩管16是细长的金属管，通常由钢制成。扭矩管16被设计成最小化所需的钢量，以便减轻重量，因而减少旋转扭矩管16和附接的太阳能收集装置12所需的能量。通常情况下，一系列单独的扭矩管部分端对端地连接在一起，而形成扭矩管16。扭矩管14的旋转轴线大体水平，并被调准以使能量收集装置12可随着太阳在一天内从东到西穿过天空而一同旋转。
扭矩管16由包括桩22和24的支撑组件支撑在地面上方。桩22和24可以是任何类型的桩的形式，例如，可“打桩”到地面中用于提供结构支撑的那些类型的桩。尽管图1只示出了桩22和24，但在其他实施例中，可沿扭矩管16的跨度每隔一段距离提供额外的桩，用来支撑扭矩管16从中穿过的轴承。
驱动装置18安装在桩22的上端，锁20安装在桩24的上端。在图1所示的实施例中，驱动装置18和桩22的位置相比系统10的右端更靠近该系统的左端。扭转锁20安装在桩24上，位于更靠近图1中的系统10的右端的位置。选择驱动装置18和锁20的位置和间距，目的是在仅使用单个驱动装置和单个扭转锁的同时，最大化系统10和扭矩管16的长度。
尽管图1示出的是单个行级收集系统，但在其他实施例中，将多行太阳能收集阵列彼此平行地布置。在多行系统中，每一行都可具有独立的驱动装置18，用来旋转其扭矩管16。另选地，可使用共用电动机来以机械方式供给相应行的驱动装置18动力。在任一种情况下，每一行还包括一个或多个扭转锁20。
驱动装置18连接到扭矩管16，并被配置成使扭矩管16围绕其轴线枢转或旋转，引起模块14跟踪太阳的移动。在该实施例中，扭矩管16大体水平布置，模块14不但彼此连接，还连接到扭矩管16。驱动装置18通常是可保持径向负载和轴向负载的回转驱动装置，其响应于来自控制器26的命令将传递扭矩，致使扭矩管16和模块14围绕扭矩管16的轴线旋转。
驱动装置18和锁20的操作由控制器26协调。控制器26可接收指示风况和其他天气状况的输入，并且能依据风况和其他天气状况，控制驱动装置18和锁20以不同的方式操作系统10。例如，在一个实施例中，控制器26控制并协调驱动装置18和锁20的操作，使得在低强度风状况下只操作驱动装置18。处于该解锁跟踪模式时，只在驱动装置18的控制下维持扭矩管16的旋转位置。在解锁跟踪模式期间，锁20保持在解锁状态，因而不妨碍扭矩管16旋转。
在中强度风状况下，控制器26以解锁/锁紧跟踪模式操作驱动装置18和锁20。在该模式下，锁20通常处于锁紧位置，只在需要改变模块14的位置时才解锁。为改变模块14的位置，控制器26致使锁20脱离并启用驱动装置18，以使扭矩管16可旋转到新位置，随后被驱动装置18与锁20的组合固定在该位置。
在高强度风状况下，系统10以锁紧的装载模式操作。在高强度风状况下，控制器26致使驱动装置18将扭矩管20和模块14旋转到装载位置。控制器26随后致使驱动装置18和锁20将扭矩管16保持在锁紧状态，以使扭矩管16和模块14不能旋转。
电力系统28连接到阵列12，用于将模块14的输出转换成电力。该电力可被电力系统28提供给连接到(例如)电力网的电力线。系统28可包括公用电源、仪表、带主隔离器的电气面板、电气接线盒、电气负载和/或逆变器。
锁20满足多种设计需求。锁能够将扭矩管16锁紧在多个旋转位置。锁20提供锁定角度的解决方案，因此，随着太阳在一天内移过天空，可精确地控制太阳能收集模块14的位置。锁20在负载下不仅能锁紧扭矩管16，还能将该扭矩管解锁。锁20的致动速度足以允许精确地控制扭矩管16和附接模块14的位置。使锁20保持啮合所需的致动电力被降至最低限度，由此避免锁紧功能需要过多电力。在锁20脱离时，该锁20允许扭矩管16在顺时针和逆时针这两个方向上自由定位。锁20能够锁紧扭矩管16在顺时针和逆时针这两个方向上的旋转。另外，锁20允许扭矩管16相对于锁20轴向移动，以适应组装系统期间的系统容差，还为系统使用期间随时间推移扭矩管16可能出现的热膨胀留出余地。锁20安装在桩24上，提供从扭矩管16到桩24的直接负载路径。
锁20可呈现多种不同的形式。以下描述了五个实施例，分别是：端面花键扭转锁20a(图2a至图7)、端面花键扭转锁20b(图8a至图11)、花键卡圈扭转锁20c(图12a至图12c)、波纹行扭转锁20d(图13a至图15b)、以及落销扭转锁20e(图16a至图17b)。扭转锁20的这些实施例中每一者都包括壳体、第一锁紧构件、第二锁紧构件和致动器。壳体安装在桩24上，如图1所示。扭矩管16的一部分(称为轴)在轴向方向上延伸穿过扭转锁20的壳体。第一锁紧构件具有多个周向间隔开的突出。这些突出连接到扭矩管16，并能与该扭矩管一起旋转。第二锁紧构件连接到壳体，具有与第一锁紧构件的突出啮合的多个配对元件。致动器被配置成在解锁位置与锁紧位置之间相对地移动第一锁紧构件和第二锁紧构件。在解锁位置，第二锁紧构件的配对元件从第一锁紧构件的突出脱离。因此，扭矩管16可在任一方向上相对于壳体自由地旋转。在锁紧位置，第二锁紧构件的配对元件与第一锁紧构件的突出啮合。因此，禁止扭矩管16相对于壳体旋转。
端面花键扭转锁20a(图2a至图7)
图2a至图2c示出了锁20a，其特征为具有端面花键锁紧机构。图2a示出了安装在桩24上并连接到扭矩管16的部分16a和16b的锁20a。图2b是锁20a的分解等距视图；图2c是锁20a的组装等距视图，局部截面示出了锁20a的内部部件。
图2a示出了扭矩管部分16a和16b、锁20a、桩24、桩帽30、致动器安装托架32、以及线性致动器34。锁20a安装在桩帽30上，该桩帽位于桩24的顶端。扭矩管部分16a和16b通过使用扭矩管部分16a和16b的侧壁中的安装孔16h而连接到锁20a。
线性致动器34设置在桩帽30的下方，由安装托架32安装到桩24。线性致动器34耦接到锁20a，用于在锁紧状态与解锁状态之间移动锁20a。在不持续将电力施加到线性致动器34的情况下，线性致动器能够将锁20a保持在锁紧或解锁状态。
如图2b和图2c所示，锁20a包括壳体36、壳体端面花键板38、壳体轴轴承40、轴42、滑动器端面花键板44、滑动器组件46、端盖轴轴承48、以及壳体端盖50。壳体端面花键板38安装在壳体36内，并由内表面壳体36和板38的背表面上的螺钉和配对安装花键固定在适当位置，壳体轴轴承48安装在由壳体38和壳体端面花键板38限定的开口中。滑动器端面花键板44安装在面向壳体端面花键板38的滑动器46的端部上。滑动器组件46和滑动器端面花键板44安装在轴42上，与轴42一起旋转。端盖轴轴承48安装在壳体端盖50中并延伸穿过该壳体端盖。组装锁20a时，壳体端盖50附接到壳体36。轴42的端部42a穿过轴承48和壳体端盖50伸出，并附接到扭矩管部分16a。轴42的端部42b穿过轴承40和壳体36伸出，并附接到扭矩管部分16b。因此，轴42形成扭矩管16的一部分。滑动器组件46和滑动器端面花键板44设置在轴42的中心部分42c上，并位于壳体36内。
壳体36包括圆柱形壳体主体52、基部54、中心开口56、凹处58a至58c，以及狭槽58d。凹处58a至58c位于壳体主体52的内表面上的三个间隔开90°的位置。狭槽58d设置在壳体主体的底部，与凹处58a和58c相距90°。
壳体端面花键板38安装至壳体主体52的内部端表面。端面花键板38环绕壳体36的中心开口56并面向滑动器组件46。
壳体轴轴承40是设置在壳体36的中心开口56中的环形塑料环。轴42的部分42b延伸穿过轴承40并从壳体36伸出，而与扭矩管部分16b连接。
轴42包括端部部分42a和42b、以及中心部分42c。端部部分42a和42b含有安装孔42h，所述安装孔可与扭矩管部分16a和16b中的安装孔16h对准以允许紧固件穿过孔42h和16h插入，以便将轴42连接到扭矩管16a和16b。连接时，轴42以及扭矩管部分16a和16b成为扭矩管16的一部分，于是扭矩管16延伸穿过壳体36。
轴40的中心部分42c的外表面上含有周向间隔开的轴向脊42s。脊用来将轴42连接到滑动器组件46，以使滑动器组件46与轴42一起旋转。滑动器组件46能在花键42s之上相对于轴42在解锁位置(滑动器端面脊板44与壳体端面花键板38脱离)与锁紧位置(板44与板38啮合)之间轴向移动。
滑动器端面花键板44附接到滑动器组件46。滑动器端面花键板44的面向壳体端面花键板38的表面具有径向延伸且周向间隔开的径向花键44s，当板44与板38啮合时，所述径向花键与壳体端面盲板38的径向花键38s配对。
安装花键44m周向设置在板44的面向滑动器组件46的相对侧上。花键44m径向取向，其形状被设计成适形于滑动器组件46并与该滑动器组件啮合。
滑动器组件46包括滑动器70(该滑动器包括滑动器主体72、滑动器端部凸缘74以及轴向延伸的安装花键46s)、滑动器端板78、滑动器轴承80、卡圈82、卡圈弹簧84和86、卡圈导向件88a至88c、卡圈导向件轴承90、以及卡圈导向件驱动臂92。
端盖轴轴承48包括套筒48a和凸缘48b。端盖轴轴承48由低摩擦塑性材料制成。
图3示出了壳体端盖50的后表面(即内表面)视图。壳体端盖50包括圆形端板94、环形凸缘96、中心开口98、以及突出部100a至100d。中心开口98的尺寸被设计成接纳轴轴承套筒48a，此时凸缘48b接触圆形端板94的内表面。突出部100a至100d在朝向壳体36的方向上从端板94的内表面延伸，其尺寸被设计成分别贴合在壳体36的对应凹处58a至58c以及狭槽58d内。突出部100a至100d包括成角度表面102a至102d(图7中示出)，这些成角度表面连同凹处58a至58c以及狭槽58的类似成角度表面一起，为卡圈导向件88a至88c和卡圈导向件驱动臂92中的每一者限定导轨或斜坡。端板94的外围边缘中的孔104提供通道供螺钉插入，以将壳体端盖50附接到壳体36。
滑动器组件46和滑动器端面花键板44的细节可在图4a、图4b、图5、图6和图7中看到。图4a和图4b从两个不同的方向示出了滑动器组件46。在图4a中观察滑动器组件46，滑动器端板78面向观察者，滑动器端面花键板44背对观察者。在图4b中，滑动器端面花键板44面向观察者，滑动器端板78背对观察者。
在图4a中，滑动器端板78被示为附接到滑动器70。板78中的螺钉孔110与滑动器主体72中的螺纹孔对准，使得螺钉(未示出)可用来将滑动器端板78附接到滑动器70。
卡圈82以及卡圈弹簧84和86安装在滑动器端板78与滑动器70的滑动器端部凸缘74之间。滑动器轴承80(图5中示出)设置在滑动器主体72的外表面与卡圈82以及卡圈弹簧84和86的内表面之间。滑动器轴承80由低摩擦塑性材料制成，允许卡圈82相对于滑动器70旋转而不存在明显摩擦。弹簧84设置在卡圈82与滑动器端板78之间。卡圈弹簧86设置在卡圈84与滑动器端部凸缘74之间。
图6只示出了滑动器70和滑动器端板78。如图6所示，滑动器端部凸缘74包括径向安装花键46m，其形状被设计成与滑动器端面花键板44的安装花键44m配对。滑动器端面花键板44的安装孔112与滑动器端部凸缘74的螺纹孔114对准，使得螺钉(未示出)可用于将滑动器端面花键板44附接到滑动器端部凸缘74。
如图7所示，卡圈82是尺寸被设计成安装在滑动器轴承80和滑动器70的滑动器主体72之上的环。卡圈导向件88a至88c以及卡圈导向件驱动臂92从卡圈82径向向外延伸。卡圈导向件轴承90a至90d分别安装在卡圈导向件88a至88c以及驱动臂92中的每一者上，当卡圈82被致动器34从锁紧位置旋转到解锁位置或从解锁位置旋转到锁紧位置时，用于在卡圈导向件轴承88与壳体36的斜坡限定凹处58a至58c和狭槽58d表面以及壳体端盖50的突出部100a至100d之间提供低摩擦接触。
滑动器主体72的内表面上的安装花键46s与轴42的中心部分42c的外表面上的安装花键42s配对。安装花键42s和46s致使滑动器70、滑动器端盖78和轴42一起旋转，同时允许滑动器组件46相对于轴42轴向移动。
锁20a有两种状态，分别为锁紧状态和解锁状态。致动器34沿顺时针方向或逆时针方向移动驱动臂92，而引起锁在这两种状态之间改变。这致使卡圈82旋转，将轴向力转移到滑动器70，从而移动滑动器端面花键板44，使其与壳体端面花键板38啮合或脱离啮合。
滑动器端面花键板44与壳体端面花键板38啮合时，锁20a处于锁紧状态。壳体端面花键板38的锁紧端面花键与滑动器端面花键板44的锁紧端面花键彼此互补。锁紧端面花键38s与44s一旦啮合就会配对，从而禁止板38和44在周向方向上相对地移动。
滑动器端面花键板44与壳体基部花键板38轴向间隔开时，出现解锁状态。解锁状态下，板38的花键38s和板44的花键44s不啮合。
使卡圈82相对于滑动器组件46的滑动器70旋转，滑动器端面花键板44在啮合锁紧位置与脱离解锁位置之间轴向移动得以实现。卡圈驱动臂92连接到致动器34。线性致动器34移动致使驱动臂92移动，继而致使卡圈82相对于滑动器组件46的滑动器70旋转。卡圈82旋转时，卡圈导向件88a至88c在导向路径斜坡上行进，所述导向路径斜坡由凹处58a至58c的成角度表面与突出部100a至100c的成角度表面102a至102c之间的空间限定。类似地，卡圈旋转致使导向旋转臂92在狭槽58d的成角度表面与突出部100d的成角度表面102d之间限定的导向路径斜坡上行进。导向路径斜坡不但有周向部件，还有轴向部件。驱动臂92沿顺时针方向移动致使卡圈82沿顺时针方向旋转。卡圈82的这种顺时针旋转不但致使卡圈导向件88a至88c沿顺时针方向移动，还致使这些卡圈导向件在轴向方向上朝向壳体36中的壳体端面花键板38移动。因此，卡圈82沿顺时针方向的旋转通过卡圈82和卡圈弹簧86朝壳体端面花键板38施加轴向力，直到滑动器端面花键板44与壳体端面花键板38啮合为止。卡圈沿顺时针方向的旋转结束时，锁20a处于锁紧状态。
卡圈驱动臂92沿逆时针方向旋转致使卡圈82也沿逆时针方向旋转，还致使卡圈导向件88a至88c以及卡圈驱动臂92沿逆时针且向后的轴向方向上跟随导轨，使得滑动器组件46和滑动器端面花键板44移动远离壳体端面花键板38，最终与之脱离啮合。卡圈82沿逆时针方向的旋转结束时，锁20a处于解锁状态。
锁20a是活动机构，可被安置在单轴太阳跟踪式太阳能收集系统的端部附近，而且可用来锁定行的旋转。锁20a可在任意旋转位置启用或停用。小型线性致动器34移动驱动臂92，而启用锁20a，使得驱动臂92和卡圈导向件88a至88c跟随位于壳体36中的导向路径斜坡。驱动臂92和卡圈导向件88a至88c沿斜坡移动，增强了机械优势。只需极小的力就可启用或停用锁20a，原因是端面花键38s和44s的角使得正交力、摩擦力和行扭矩将任何行扭矩抵消。
锁20a利用一个固定零部件(由壳体36和壳体端盖50形成的壳体组件)和两个移动零部件(轴42和滑动器组件46)。壳体36和壳体端盖50固定不动，用两个塑料轴承(壳体轴轴承40和端盖轴轴承48)支撑轴44。滑动器组件46自由地轴向移动，但在旋转时由轴向花键42s和46s束缚到轴42。要是滑动器组件46不锁紧到壳体36，轴42就始终自由地旋转。当致动器34致使滑动器组件46上的滑动器端面花键板44与附接到壳体36的壳体端面花键板38啮合时，滑动器组件46锁紧。滑动器组件46含有夹着卡圈82的两个波形弹簧84和86。这允许在任何位置启用锁20a，随后当轴42旋转到壳体端面花键板38的花键38s与滑动器端面花键板44的花键44s在配对位置对准的位置时，该锁完全啮合。锁20a可停用，而且在扭矩从行移除时，就会解锁。
端面花键扭转锁20b(图8a至图11b)
图8a和图8b示出了锁20b，其类似于锁20a，也利用了端面花键锁紧机构。图8a是锁20b的组装等距视图，图8b是锁20b的分解等距视图。下面将一起讨论图8a和图8b。
锁20b包括壳体组件130(由壳体132、壳体端盖134和壳体罩136形成)、轴轴承138a和138b、轴140、以及滑动器组件142。图8a和图8b还示出了螺栓144和螺母146，这些螺栓和螺母用来将壳体132、壳体端盖134和壳体罩136紧固在一起。
轴140包括在其外表面上围绕轴140的外围周向间隔开的轴向延伸外部花键150。轴140还包括安装孔152和中心通道154。轴轴承138a和138b分别包括花键156a和156b。内部花键156a和156b与轴140的外部花键150配对，使得轴轴承138a和138b可安装在轴140的相对两端上。滑动器组件142在其内表面上包括也与轴140的外部花键150配对的内部花键160。组装锁20b时，滑动器组件142定位在轴154上，此时花键160与轴140的花键150啮合。滑动器组件142在轴140上定位于轴140的一端处的轴轴承138a与该轴另一端处的轴轴承138b之间。组装时，轴轴承138a与壳体端盖134啮合，轴轴承138b与壳体罩136啮合。
如图8a和图8b中所见，壳体罩136包括四个t形导轨162，这些导轨提供斜坡功能，用于引导滑动器组件142在锁紧位置与解锁位置之间轴向移动。每个导轨162都包括轴向部分162a和成角度斜坡部分162b。下面将结合图11a和图11b进一步讨论导轨162。
图9示出了壳体132的等距视图，其中移除了壳体端盖134和壳体罩136。如图9所示，壳体132包括内置有环绕中心开口174的径向端面花键172的主壳体板170、基部176、以及侧支撑件178。
图10a和图10b更详细地示出滑动器组件142。图10a是滑动器组件140连同小齿轮180的组装等距视图。图10b是滑动器组件142的分解等距视图。将一起讨论图10a和图10b。滑动器组件142包括滑动器端面花键板182、滑动器184、卡圈弹簧186、带有齿轮段花键190的卡圈188、卡圈导向件192、卡圈导向件轴承194、滑动器轴承196、卡圈弹簧198、滑动器端板200、螺钉202和螺钉204。
滑动器端面花键板182具有径向延伸的端面花键206，当滑动器组件142定位在壳体组件130内的轴140上时，该端面花键面向壳体170的径向端面花键172。滑动器端面花键板182还具有与滑动器184的滑动器凸缘212上的外部安装花键210配对的一组内部轴向安装花键208。螺钉202在轴向方向上将滑动器端面花键板182和滑动器凸缘212保持在一起。花键208和花键210防止滑动器端面花键板182和滑动器凸缘212相对旋转。
滑动器轴承196定位在滑动器184的滑动器主体214的圆柱形外表面上。当组装滑动器组件142时，卡圈弹簧186、一个卡圈188以及卡圈弹簧198定位在滑动器轴承196上。滑动器端盖200通过螺钉204附接到滑动器184。组装时，滑动器组件142具有定位在卡圈弹簧186与198之间的卡圈188。卡圈弹簧186位于滑动器凸缘212与卡圈186之间，并且卡圈弹簧198位于卡圈188与滑动器端盖200之间。
小齿轮180用于使卡圈188相对于滑动器184旋转，从而致使滑动器184和滑动器端面花键板相对于轴140轴向移动。当小齿轮120被伺服电动机220驱动时，卡圈188在顺时针方向或逆时针方向上被驱动。
随着卡圈188旋转，带有卡圈导向件轴承194的卡圈导向件192在壳体罩136的导轨162中行进，如图11a和图11b所示。图11a是锁20b的放大图，其中壳体罩136用虚线表示。图11b是示出导轨162的壳体罩136的等距视图。
导轨162包括轴向部分162a和成角度斜坡部分162b。当组装和拆卸锁20b时，具体地讲是将壳体罩136安装到壳体132上或从中移除时，使用轴向部分162a。导轨成角度斜坡部分162b在一端处连接到轴向导轨部分162a。随着卡圈188旋转，卡圈导向件192和卡圈导向件轴承194将在取向成具有轴向和周向部件的导轨斜坡部分162b中行进。
如从图10a、图10b和图11所示的方向观察，卡圈188在逆时针方向上的旋转将致使滑动器组件142和滑动器端面花键板182移动远离壳体132的径向端面花键172。顺时针方向的旋转将朝向壳体132的端面花键172驱动滑动器组件142和滑动器端面花键板182。因此，伺服电动机220和小齿轮180在顺时针方向上驱动卡圈188，以使花键172和206在锁紧状态下啮合，并且在逆时针方形上驱动卡圈188，以将端面花键206与端面花键172脱离啮合，从而使锁20b处于解锁状态。
花键卡圈扭转锁20c(图12a至图12c)
图12a至图12c示出锁20c，该锁使用花键卡圈锁紧机构。图12a是锁20c的分解等距视图。图12b和图12c分别是解锁状态和锁紧状态下的锁20c的组装等距视图。将一起讨论图12a至图12c。
锁20c安装在桩24的上端，并且包括扭矩管部分(或轴)250、壳体252、卡圈254、套筒256、致动臂258、致动器260以及枢转连接器262和264。
扭矩管部分(或轴)250在其外表面上具有花键266。花键266轴向取向且周向隔开。当扭矩管部分250旋转以调整太阳能收集模块的位置时，花键266与扭矩管部分250一起旋转。
壳体252包括框架268、轴承270和轴向花键272。卡圈254是内表面上具有轴向花键274的管状段。花键274与扭矩管部分250上的花键266和轴承270的外表面上的花键272配对。
套筒256环绕卡圈254。套筒256允许卡圈254相对于套筒256旋转，并啮合卡圈254以施加轴向力，从而在解锁位置与锁紧位置之间移动卡圈254。
致动臂258包括其上端处的轭276、其下端处的u形夹278、以及在u形夹278与轭276之间延伸的一对臂280。轭276以枢转方式连接到套筒256。
致动器260可以是线性致动器，类似于图2a所示的线性致动器34。其为回转致动器，可在两个位置之间移动，并且可在不需要持续施加电力的情况下保持任一位置。
锁20c安装在桩24上，其中壳体252附接到桩24的上端。致动臂258通过连接器264以枢转方式连接到桩24的上端，并且通过连接器262在u形夹278处以枢转方式连接到致动器260的上端。致动器260的下端可通过安装托架(未示出)以枢转方式安装到桩24。
扭矩管部分250延伸穿过卡圈254并穿过壳体252，以使得扭矩管部分250的端部250a延伸到壳体252之外。扭矩管部分250的端部250b在相反方向上延伸到卡圈254之外。
图12b示出解锁状态下的锁20c。卡圈254定位在花键266之上，并与壳体252的花键272间隔开。在该位置，扭矩管250可相对于壳体252旋转，并且卡圈254可相对于套筒256自由地旋转。
图12c示出锁紧状态下的锁20c。致动器260已延伸以使得致动臂258下端处的u形夹278已移动远离桩24，并且致动臂258上端处的轭已朝向壳体252移动。在图12c中，卡圈254定位成使得卡圈254的内部花键274仍啮合扭矩管部分250的外部花键266的一部分，但也啮合壳体250的外部花键272。在该啮合位置，卡圈254将花键266和272锁紧在一起，从而禁止扭矩管部分250旋转。
为了将锁250返回到解锁位置，致动器260缩回，从而将u形夹278拉向桩24。套筒256与轭276一起移动远离壳体252。套筒256在轴向方向上移动远离壳体252会移动卡圈254，以将花键272脱离，并且在扭矩管部分250上在花键266之上进一步移动。
波纹行扭转锁20d(图13a至图15b)
图13a和图13b示出锁20d，该锁利用波纹行锁紧机构。图13a是安装在桩24上端的锁20d的组装等距视图。图13b是示出锁20d和桩24的分解等距视图。将一起讨论图13a和图13b。
图13a和图13b所示的锁20d包括扭矩管部分(或轴)300、壳体302、扇形盘段304、压力背板306、螺线管底座308、螺线管310、夹板312和弹簧314。
扭矩管部分300延伸穿过壳体302，该壳体安装在桩24的上端。壳体302包括框架部分316和轴承部分318。扭矩管部分300能在壳体302中旋转。
扇形盘段304附接到扭矩管部分300并能与该扭矩管部分一起旋转。盘段304包括外围区域304r处的周向间隔开的径向花键或波纹320。
压力背板306附接到桩24。压力背板306包括花键322，该花键与盘段304的花键320配对。螺线管底座308附接到压力板306，并且螺线管310安装到螺线管底座308。螺线管310的柱塞324连接到夹板312。弹簧314安装在夹板312与螺线管310之间，并将夹板312朝向压力背板306偏置。夹板312上的花键326面向压力背板306的花键322。盘段304定位在背板306与夹板312之间，如图13a所示。
在正常操作中，螺线管310被切断电源，并且锁20d处于锁紧状态。弹簧314将夹紧力施加到夹板312，以使得盘段304夹在夹板312与压力背板304之间。压力背板306的花键322和夹板312的花键326啮合盘段304的花键320。在锁紧状态下，扭矩管300被夹紧或锁紧在适当位置。花键320、322和326的花键特征角使得作用于配对花键上的夹紧力、摩擦力和正交力抵消趋于将花键彼此脱离的任何行扭矩。
图14a和图14b分别示出锁紧状态下的锁20d的一部分的侧视图和截面图。螺线管310被切断电源，并且夹板312施加夹紧力，以将盘段304的花键320保持在夹板312与压力背板306之间。夹紧力由弹簧314提供。在图14a和图14b所示的锁紧状态下，弹簧314施加到夹板312的夹紧力禁止盘段304和扭矩管部分300旋转。如图14b所示，当锁20d处于锁紧状态时，通过夹板312施加的夹紧力稍微弯曲盘段304，迫使其进入压力背板306的花键322中。
为了允许扭矩管部分300旋转，将螺线管310通电。通电时，螺线管310将柱塞324缩回，并致使夹板312缩回远离盘段304。当螺线管310通电时，盘段304被释放，并且扭矩管部分300可旋转。
图15a和图15b分别是示出从盘段304和压力背板306缩回的夹板312的侧视图和截面图。在该解锁状态，扭矩管段300和盘段304可围绕扭矩管300的轴线旋转。解锁状态仅在螺线管310通电的时间段内持续。一旦扭矩管部分的旋转已完成，螺线管310即被切断电源，并且锁20d返回锁紧状态。这使得操作锁20d所需的总能量降至最低。
落销扭转锁20e(图16a至图17b)
图16a和图16b所示的锁20e利用落销锁紧机构。图16a是锁20e的组装等距视图，并且图16b是锁20e的分解等距视图。将一起讨论图16a和图16b。
锁20e包括扭矩管部分(或轴)350、壳体352、链轮354、销锁紧机构356和致动器机构358。壳体352包括轴承部分360和框架部分362。附接到扭矩管部分350的链轮354包括链轮基部364、弓形链轮板366以及链轮齿或花键368。销锁紧机构356包括通过两个间隔开的弓形销保持器板370a和370b形成的销保持器370，该弓形销保持器板含有用于保持销374的配对竖直狭槽372。板370a和370b彼此间隔开，以使得它们可定位在链轮板366的相对侧上。竖直狭槽372间隔开，以匹配链轮齿368之间的开口。销374被装载在销保持器370的狭槽372中。销保持器370的弧度与链轮板366的弧度相匹配。致动器机构358包括旋转致动器376、曲柄臂378以及剪刀臂380和382。
框架362安装到桩24(未示出)的上端，以使得轴承部分360位于桩24上端的上方。扭矩管部分350通过轴承部分360插入，以使得链轮354定位成邻近轴承部分360的正面并位于其前面。
旋转致动器376安装到框架362，并且例如可以是小型伺服电动机。曲柄臂378连接到旋转致动器376，以使得曲柄臂378可通过旋转致动器376在解锁位置与锁紧位置之间旋转。剪刀臂380和382的下端附接到曲柄臂378，并且将根据曲柄臂378的旋转而向上和向下移动。剪刀臂380和382的上端连接到销保持器370的外端。销保持器370定位成使得板370a和370b位于链轮板366的相对侧上。
锁20的操作通过图17a和图17b示出。图17a示出解锁状态下的锁20e，并且图17b示出锁紧状态下的锁20e。
在图17a所示的解锁状态下，旋转致动器376已旋转曲柄臂378，以使得附接到剪刀臂380和382的曲柄臂378的外端处于抬高位置。因此，剪刀臂380和382已向上移动，以使得销保持器370提高至链轮354的上方。在其相应竖直狭槽372的下端示出了销374，并且该销位于链轮354的368上方。在图17a所示的解锁状态下，销374被销保持器370和致动器机构358提高，以使得销374与链轮354脱离啮合。在解锁状态下，扭矩管350在顺时针方向或逆时针方向上自由地旋转。
在图17b所示的锁紧状态下，旋转致动器376已在逆时针方向上旋转曲柄臂378，以使得曲柄臂378的外端处于比图17a所示的更低位置。因此，剪刀臂380和382已被向下拉，继而将销保持器370向下拉。因此，销374已落入链轮354的链轮齿368之间的狭槽中。在销374定位在链轮齿368之间的情况下，禁止链轮354相对于销保持器370旋转。继而，在锁紧状态下禁止扭矩管部分350旋转。
锁20e可通过曲柄臂378在顺时针方向上的旋转而从图17b所示的锁紧状态转变到图17a所示的解锁状态。曲柄臂378的顺时针旋转将致使剪刀臂380和382将销保持器370提起，以使得销374不再与链轮354啮合，并且扭矩管部分350将自由地旋转。
可能的实施例的讨论
以下是本发明可能的实施例的非排他性描述。
一种太阳跟踪式太阳能收集系统，包括：扭矩管；分别用于将扭矩管支撑在间隔开的第一位置和第二位置的第一桩和第二桩；连接到扭矩管的多个太阳能收集装置；安装到第一桩并被配置成旋转扭矩管的驱动机构；以及旋转锁紧装置。该旋转锁紧装置包括：安装到第二桩的壳体，扭矩管延伸穿过该壳体；第一锁紧构件，其具有附接到扭矩管并能与扭矩管一起旋转的多个周向间隔开的突出；第二锁紧构件，其连接到壳体并具有用于与第一锁紧构件的所述突出啮合的多个配对元件；以及致动器，其被配置成在解锁位置(配对元件与突出脱离)与锁紧位置(配对元件与突出啮合，而禁止扭矩管相对于壳体旋转)之间相对地移动第一锁紧构件和第二锁紧构件。
此外和/或另选地，前述段落的太阳跟踪式太阳能收集系统可任选地包括以下特征、配置、操作和/或额外部件中的任意一者或多者：
扭矩管包括延伸穿过壳体并能围绕轴线旋转的轴。
旋转锁紧装置还包括安装在所述轴上的滑动器组件，该滑动器组件能与所述轴一起旋转并能相对于所述轴而轴向地移动。
第一锁紧构件包括安装在滑动器组件上的第一花键板，并且所述突出包括面向第二锁紧构件的第一组端面花键；并且第二锁紧构件包括安装在壳体上的第二花键板，且配对元件包括面向滑动器组件的第二组端面花键。
致动器耦接到滑动器组件并被配置成在解锁位置(第一锁紧构件的第一花键板与第二锁紧构件的第二花键板间隔开，并且第一锁紧构件的第一组端面花键与第二锁紧构件的第二组端面花键脱离)与锁紧位置(第一锁紧构件的第一花键板与第二锁紧构件的第二花键板接触，并且第一锁紧构件的第一组端面花键和第二锁紧构件的第二组端面花键啮合，而禁止所述轴相对于壳体旋转)之间移动滑动器。
所述轴的径向外表面上包括第一组轴向花键，并且滑动器的径向内表面上包括与第一组轴向花键配对的第二组轴向花键。
滑动器组件包括：环形主体；附接在环形主体的第一端处的第一端板；附接在环形主体的第二端处的第二端板；卡圈，其定位在第一端板与第二端板之间的环形主体的外表面上；第一波形弹簧，其定位在卡圈与第一端板之间的环形主体上；以及第二波形弹簧，其定位在卡圈与第二端板之间的环形主体上。
卡圈能相对于滑动器的环形主体旋转。
滑动器包括一组径向向外突出的销，并且其中壳体包括用于接纳所述销的一组轨道，所述一组轨道中的每个轨道限定在周向和轴向两个方向上延伸的斜坡。
致动器耦接到滑动器的卡圈以旋转卡圈，以使得销跟随轨道，从而当卡圈在第一周向方向上旋转时，使卡圈在第一轴向方向上移动，并且当卡圈在第二周向方向上旋转时，使卡圈在第二轴向方向上移动。
卡圈包括齿轮段，并且致动器包括啮合齿轮段的小齿轮。
卡圈包括从卡圈向外延伸的驱动臂，并且致动器包括连接到驱动臂的线性驱动元件。
壳体包括：被配置成安装在桩的上端上的基部；以及将第二锁紧构件的花键板连接到基部的支撑件。
壳体包括壳体端盖。
第一轴轴承和第二轴轴承安装在壳体上，并定位成支撑所述轴。
旋转锁紧装置包括由壳体捕获的轴承，该轴承具有平滑内表面；并且扭矩管延伸穿过轴承并能围绕轴线旋转。
第一锁紧构件包括扭矩管上的第一花键外表面以及带有内部花键表面的卡圈；第二锁紧构件包括针对第一花键外表面轴向间隔开的所述轴承上的第二花键外表面；并且致动器耦接到卡圈并被配置成在解锁位置(卡圈的内部花键表面与第一花键外表面啮合但不与第二花键外表面啮合)与锁紧位置(卡圈的内部花键表面与第一花键外表面和第二外部花键表面二者都啮合，而禁止扭矩管相对于壳体旋转)之间轴向地移动卡圈。
扭矩管延伸穿过壳体并能围绕轴线旋转；第一锁紧构件包括附接到扭矩管并能与扭矩管一起旋转的波纹盘，该波纹盘具有相对于所述轴线布置成弧的多个周向间隔开的端面花键；第二锁紧构件包括被配置成与波纹盘的端面花键配对的端面花键；并且致动器被配置成在解锁位置(第二锁紧构件的端面花键与波纹盘的端面花键脱离)与锁紧位置(第二锁紧构件的端面花键与波纹盘的端面花键啮合，而禁止扭矩管相对于壳体旋转)之间轴向地移动第二锁紧构件。
扭矩管延伸穿过壳体并能围绕轴线旋转；第一锁紧构件包括刚性地附接到扭矩管的外表面的链轮；第二锁紧构件安装在壳体上，并具有装载在间隔开的狭槽中的多个成弓形地间隔开的销；并且致动器被配置成在解锁位置(第二锁紧构件的销与链轮的齿脱离)与锁紧位置(第二锁紧构件的销与链轮的齿啮合，而禁止链轮和扭矩管相对于壳体旋转)之间移动第二锁紧构件。
一种旋转锁紧装置，包括：壳体；轴，其延伸穿过壳体并能围绕轴线旋转；第一锁紧构件，其具有附接到所述轴并能与所述轴一起旋转的多个周向间隔开的突出；第二锁紧构件，其连接到壳体并具有用于与第一锁紧构件的所述突出啮合的多个配对元件；以及致动器，其被配置成在解锁位置(配对元件与突出脱离)与锁紧位置(配对元件与突出啮合，而禁止所述轴相对于壳体旋转)之间相对地移动第一锁紧构件和第二锁紧构件。
此外和/或另选地，前述段落的旋转锁紧装置可任选地包括以下特征、配置、操作和/或额外部件中的任意一者或多者：
旋转锁紧装置包括安装在所述轴上的滑动器组件，该滑动器组件能与所述轴一起旋转并能相对于所述轴而轴向地移动。
第一锁紧构件包括安装在滑动器组件上的第一花键板，并且所述突出包括面向第二锁紧构件的第一组端面花键；第二锁紧构件包括安装在壳体上的第二花键板，且配对元件包括面向滑动器组件的第二组端面花键；并且致动器耦接到滑动器组件并被配置成在解锁位置(第一锁紧构件的第一花键板与第二锁紧构件的第二花键板间隔开，并且第一锁紧构件的第一组端面花键与第二锁紧构件的第二组端面花键脱离)与锁紧位置(第一锁紧构件的第一花键板与第二锁紧构件的第二花键板接触，并且第一锁紧构件的第一组端面花键和第二锁紧构件的第二组端面花键啮合，而禁止所述轴相对于壳体旋转)之间移动滑动器。
所述轴的径向外表面上包括第一组轴向花键，并且滑动器组件的径向内表面上包括与第一组轴向花键配对的第二组轴向花键。
滑动器组件包括：环形主体；附接在环形主体的第一端处的第一端板；附接在环形主体的第二端处的第二端板；卡圈，其定位在第一端板与第二端板之间的环形主体的外表面上；第一波形弹簧，其定位在卡圈与第一端板之间的环形主体上；以及第二波形弹簧，其定位在卡圈与第二端板之间的环形主体上。
卡圈能相对于滑动器组件的环形主体旋转。
滑动器组件包括一组径向向外突出的销，并且其中壳体包括用于接纳所述销的一组轨道，所述一组轨道中的每个轨道限定在周向和轴向两个方向上延伸的斜坡。
致动器耦接到滑动器组件的卡圈以旋转卡圈，以使得销跟随轨道，从而当卡圈在第一周向方向上旋转时，使卡圈在第一轴向方向上移动，并且当卡圈在第二周向方向上旋转时，使卡圈在第二轴向方向上移动。
卡圈包括齿轮段，并且致动器包括啮合齿轮段的小齿轮。
卡圈包括从卡圈向外延伸的驱动臂，并且致动器包括连接到驱动臂的线性驱动元件。
壳体包括：被配置成安装在桩的上端上的基部；以及将第二锁紧构件的花键板连接到基部的支撑件。
壳体包括壳体端盖。
第一轴轴承和第二轴轴承安装在壳体上，并定位成支撑所述轴。
第一锁紧构件包括所述轴上的第一花键外表面以及带有内部花键表面的卡圈；第二锁紧构件包括针对第一花键外表面轴向间隔开的所述壳体上的第二花键外表面；并且致动器耦接到卡圈并被配置成在解锁位置(卡圈的内部花键表面与第一花键外表面啮合但不与第二花键外表面啮合)与锁紧位置(卡圈的内部花键表面与第一花键外表面和第二外部花键表面二者都啮合，而禁止扭矩管相对于壳体旋转)之间轴向地移动卡圈。
第一锁紧构件包括附接到所述轴并能与所述轴一起旋转的波纹盘，该波纹盘具有相对于所述轴线布置成弧的多个周向间隔开的端面花键；第二锁紧构件包括被配置成与波纹盘的端面花键配对的端面花键；并且致动器被配置成在解锁位置(第二锁紧构件的端面花键与波纹盘的端面花键脱离)与锁紧位置(第二锁紧构件的端面花键与波纹盘的端面花键啮合，而禁止扭矩管相对于壳体旋转)之间轴向地移动第二锁紧构件。
第一锁紧构件包括刚性地附接到所述轴的外表面的链轮；第二锁紧构件安装在壳体上，并具有装载在间隔开的狭槽中的多个间隔开的销；并且致动器被配置成在解锁位置(第二锁紧构件的销与链轮的齿脱离)与锁紧位置(第二锁紧构件的销与链轮的齿啮合，而禁止链轮和扭矩管相对于壳体旋转)之间移动第二锁紧构件。
一种旋转锁紧装置，包括：壳体；轴，其延伸穿过壳体并能围绕轴线旋转；安装在所述轴上的滑动器组件，该滑动器组件能与所述轴一起旋转并能相对于所述轴而轴向地移动；第一花键板，其安装在壳体上，并具有面向滑动器的第一组端面花键；第二花键板，其安装在滑动器上，并具有面向第一花键板的第二组端面花键；以及致动器，其耦接到滑动器组件并被配置成在解锁位置(第一花键板与第二花键板间隔开并且第一组端面花键与第二组端面花键脱离)与锁紧位置(第一花键板与第二花键板接触并且第一组端面花键和第二组端面花键啮合，而禁止所述轴相对于壳体旋转)之间移动滑动器组件。
此外和/或另选地，前述段落的旋转锁紧装置可任选地包括以下特征、配置、操作和/或额外部件中的任意一者或多者：
所述轴的径向外表面上包括第一组轴向花键，并且滑动器组件的径向内表面上包括与第一组轴向花键配对的第二组轴向花键。
滑动器组件包括：环形主体；附接在环形主体的第一端处的第一端板；附接在环形主体的第二端处的第二端板；卡圈，其定位在第一端板与第二端板之间的环形主体的外表面上；第一波形弹簧，其定位在卡圈与第一端板之间的环形主体上；以及第二波形弹簧，其定位在卡圈与第二端板之间的环形主体上。
卡圈能相对于滑动器的环形主体旋转。
滑动器组件包括一组径向向外突出的销，并且其中壳体包括用于接纳所述销的一组轨道，所述一组轨道中的每个轨道限定在周向和轴向两个方向上延伸的斜坡。
致动器耦接到滑动器组件的卡圈以旋转卡圈，以使得销跟随轨道，从而当卡圈在第一周向方向上旋转时，使卡圈在第一轴向方向上移动，并且当卡圈在第二周向方向上旋转时，使卡圈在第二轴向方向上移动。
卡圈包括齿轮段，并且其中致动器包括啮合齿轮段的小齿轮。
卡圈包括从卡圈向外延伸的驱动臂，并且致动器包括连接到驱动臂的线性驱动元件。
壳体包括：被配置成安装在桩的上端上的基部；以及将第一花键板连接到基部的支撑件。
壳体包括壳体端盖。
第一轴轴承和第二轴轴承安装在壳体上，并定位成支撑所述轴。
一种旋转锁紧装置，包括：壳体盖；被壳体捕获的塑料轴承，该塑料轴承具有平滑内表面和第一花键外表面；扭矩管，其延伸穿过塑料轴承并能围绕轴线旋转；第二花键外表面，其位于扭矩管上并与第一花键外表面轴向间隔开；带有内部花键表面的卡圈；致动器，其耦接到卡圈并被配置成在解锁位置(卡圈的内部花键表面与第二花键外表面啮合但不与第一花键外表面啮合)与锁紧位置(卡圈的内部花键表面与第一花键外表面和第二外部花键表面二者都啮合，而禁止扭矩管相对于壳体旋转)之间轴向地移动卡圈。
一种旋转锁紧装置，包括：壳体；扭矩管，其延伸穿过壳体并能围绕轴线旋转；波纹盘，其附接到扭矩管并能与扭矩管一起旋转，该波纹盘具有相对于所述轴线布置成弧的多个周向间隔开的端面花键；锁紧元件，其具有被配置成与波纹盘的端面花键配对的端面花键；致动器，其被配置成在解锁位置(锁紧元件的端面花键与波纹盘的端面花键脱离)与锁紧位置(锁紧元件的端面花键与波纹盘的端面花键啮合，而禁止扭矩管相对于壳体旋转)之间轴向地移动锁紧元件。
一种旋转锁紧装置，包括：壳体；扭矩管，其延伸穿过壳体并能围绕轴线旋转；刚性地附接到扭矩管的外表面的链轮；锁紧机构，其安装在壳体上并且具有装载在间隔开的狭槽中的多个成弓形地间隔开的销；致动器，其耦接到锁紧机构并被配置成在解锁位置(锁紧机构的销与链轮的齿脱离)与锁紧位置(锁紧机构的销与链轮的齿啮合，而禁止链轮和扭矩管相对于壳体旋转)之间移动锁紧机构。
尽管已参考示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下，可进行各种改变并且等效物可代替其元件。此外，在不脱离本发明实质范围的情况下，可进行多种更改，以使特定情形或材料适应本发明的教导。因此，本发明意图不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。