并联式太阳跟踪机构设计与尺寸优化

作     者：赵世豪 杜小强 ZHAO Shihao;DU Xiaoqiang

作者机构：浙江理工大学机械工程学院浙江杭州310018 

基　　金：国家自然科学基金项目(31971798) 浙江省151人才培养计划项目 浙江省高校中青年学科带头人培养项目 衢州市科技计划项目(2021K49) 衢江区科技计划项目(QJ2021008) 

出 版 物：《轻工机械》 (Light Industry Machinery)

年 卷 期：2023年第41卷第4期

页      码：82-90页

摘      要：为实现聚光光伏系统的高效跟踪作业,课题组提出了一种可用于太阳跟踪,且具有刚度高、解耦性好及结构简单特点的2-DOF U-RRU-RUS并联机构。首先,运用螺旋理论对并联机构的自由度进行了验证;其次,根据并联机构的几何约束条件构建了运动学逆解模型,并通过对速度雅克比矩阵进行分析可知该机构为解耦机构;然后,基于太阳方向角与机构欧拉角的映射关系,采用数值离散搜索法得到了并联机构的工作空间,并提出了一种工作空间评价指标;最后,基于聚光光伏系统对并联跟踪机构的性能要求,以机构的灵巧度和工作空间指标为尺寸优化的目标,采用遗传算法对主动杆、从动杆和动平台的尺寸进行多目标优化。结果表明优化后并联机构的灵巧度和工作空间都有所提升。虽然优化后并联机构的工作空间在高度角为0°~30°的区域并未完全覆盖太阳轨迹区域,但未覆盖的面积集中在一天中辐照度较低的区域。

主 题 词：聚光光伏 太阳跟踪机构 工作空间 数值离散搜索法 灵巧度 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1005-2895.2023.04.011

馆 藏 号：203122697...