机械工程学报

作者：赵裕明, 金振林

单位：1. 燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004;2. 河北省重型智能制造装备技术创新中心 秦皇岛 066004

关键词：海浪发电,并联机构,浮体运动,工作空间,尺度优化；

基金：国家自然科学基金重点资助项目（51335007）。

提出了一种含有冗余支链的3-RPS/3-SPS并联机构，基于该机构设计了一种新型的海浪发电装置。对波浪中发电装置的浮子进行运动学建模，得到耦合运动方程并采用切片理论方法确定了方程中的水动力系数。通过分析浮子能量采集效率与浮子尺寸的关系，确定浮子直径为6 m时波浪能采集效率较高。建立了3-RPS/3-SPS机构支链与末端的速度映射关系，通过对液压缸的受力分析，推导出液压缸等效黏性阻尼系数，进而建立了修正的浮子运动方程，该方法同样适用于其他采用并联机构的海浪发电装置。定义了波能装置的有效工作空间评价指标、全域运动学性能评价指标及输出功率指标，绘制了各项指标在结构参数上的分布情况，基于性能评价指标对波能装置进行多目标结构参数优选，确定了一组综合性能较优的几何参数。优选结果表明：波能装置中机构几何参数R=5 m，r=2 m时，工作空间体积、运动学性能及输出功率等性能均有不同程度提升。该研究为海浪发电装置的设计和应用提供了理论基础。

来源：2019年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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