文档介绍：2DOF空间3
RPS并联机构在追日系统中的应用
 
 
董庆江
摘要：我国的太阳能发电得到国家的大力支持，光伏发电也得到了飞速发展，而追踪式光伏支架尚未得到大力推广，其原因就是追踪系统造价较高，本文将空间3-RPS并联机构引入追日系统中，以达到降低造价的目的。
关键词：3-RPS，并联机构，太阳能，追踪系统
：TP271 ：A ：1009-3044（2016）06-0224-02
目前利用太阳能发电形式主要有以下两种：第一种为光热发电，通过收集太阳热能加热工质，通过换热装置提供蒸汽进而驱动汽轮机，达到发电的目的，其代表性的形式有槽式、塔式、碟式和菲涅尔式太阳能热发电系统；第二种为光伏发电，利用半导体界面的“光生伏特效应”，将光能直接转变为电能的。在光伏发电应用领域，太阳能电池板安装方式主要有：1、固定倾角安装2、单轴跟踪式3、双轴跟踪式。
因此，为了充分开发利用和开发太阳能资源，人们研究和开发了太阳能跟踪系统，在现有的太阳能跟踪系统中，双轴式太阳自动跟踪系统比较常见，该形式能够连续性的接收到稳定的太阳能资源，这样就可以更充分的利用太阳能资源。若采用双轴跟踪方式，系统实际发电量可提高约25%。[1]
然而现存的追踪系统中，单轴达不到全方位追踪太阳的作用，双轴跟踪从总体上看属于开链机构，但其中可能包含有局部闭环结构。本文设计了一种新型的闭环太阳自动跟踪系统，虽然限制了关节的工作活动范围，使工作空间减小，但完全可以达到全方位跟踪太阳的功能，且相较于双轴跟踪系统，在机构的刚性上得到很大的提高，对跟踪式光伏的推广具有很大的意义。
1太阳能跟踪器国外研究现状
很久之前，许多国家就开始了对太阳能跟踪系统的研究，太阳能这一清洁能源的开发和利用也越来越受到重视。1997年，美国的Blackace公司，根据太阳的运动原理研制了一种单轴太阳跟踪器，这种跟踪器可以实现在东西方向上对太阳的自动跟踪，而通过手动操作来控制南北方向的高度角，这种单轴的太阳能跟踪装置与传统的固定式装置相比，太阳能接收效率提高了近 15%。[2]1998年，美国加利福尼亚州成功研制出了一种两轴的太阳跟踪器，这种跟踪装置不仅实现两个方向的自动跟踪，而且在跟踪装置上安装了可以集中阳光的透镜，进一步使太阳能板收集到尽可能多的能量，大大提高了太阳光的接收率，提高了发电量。2002年2月美国亚利桑那人学推出了新型太阳能跟踪装置，该装置利用控制电机完成跟踪，采用铝型材框架结构，结构紧凑，重量轻，人人拓宽了跟踪器的应用领域。[3]
2太阳能跟踪器国内研究现状
与此同时，国内的专家学者也一直在进行着阳跟踪器的研究和开发：1990 年，国家气象局为了进行太阳辐射观测，研制了全自动FST型太阳跟踪装置；1994 年，《太阳能》杂志介绍了单轴液压式太阳自动跟踪装置，该装置能实现对太阳的单向跟踪。2004年，河北工业大学张顺心教授提出了一种新型太阳跟踪装置，该装置机构采用三自由度并联球面机构具有结构紧凑，刚度高，跟踪范围大，精度较高等优点。[4]
3 2DOF空间3-RPS并联机构的引入
少自由度并联机构具有驱动元件少、造价低廉、结构紧凑等特点，近年来，逐渐引起国内外学者的关注。
本文所引入的并联机器人结构如图1所示：
其上平台由顶点为[P1]，[P2