新型碟式太阳能跟踪平台设计和姿态工作空间分析

刘繁茂; 廖灿灿; 张原愿; 莫寒

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新型碟式太阳能跟踪平台设计和姿态工作空间分析

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传统的碟式太阳能热发电系统采用回转支承和螺旋升降机来实现太阳方位角和高度角的跟踪,不足之处在于无法自动调整聚光器镜面单元的位姿以应对外界扰动。采用并联机构来实现太阳跟踪,不仅具有刚度高、跟踪误差小等内在优势,还可以自动调整聚光器镜面单元位姿。若采用传统球铰,由于其物理限制,跟踪机构的偏转能力不能精确满足太阳跟踪角度范围大的技术要求。针对上述问题,采用新型被动球铰,设计了一种基于3-RPS并联机构的新型碟式太阳能跟踪平台,并计算了其跟踪角度的范围;同时,通过建立通用3-RPS并联机构的逆运动学方程,结合球坐标搜索法计算了3-RPS并联跟踪机构的姿态工作空间,并结合结构参数对其姿态工作空间的影响规律,确定了各结构参数的最优值。结果表明:当新型碟式太阳能跟踪平台选用新型被动球铰,动、定平台形状为等腰三角形,转动副轴线共面且呈三角形布置,动、定平台的半径比为2以及支链长度为动平台半径的2倍时,其结构符合设计要求且调整后的姿态工作空间满足太阳跟踪所需的角度范围。研究结果可为后续的太阳跟踪平台结构设计和参数优化提供参考。

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来源
《工程设计学报》 |2022年第5期|616-626|共11页
作者
刘繁茂; 廖灿灿; 张原愿; 莫寒;
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作者单位

湖南科技大学机电工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类机构学;
关键词
跟踪平台; 新型被动球铰; 3-RPS并联机构; 姿态工作空间;

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