光伏板清洁机械臂的设计和优化
光伏发电在能源中逐渐占有更大比重，国内外对光伏发电的投资也越来越大。我国北方多高原，适合开发和利用太阳能资源，建立大型光伏电站，但光伏板阵列长期暴露在野外空旷环境下，表面容易产生积灰，其发电效率受光伏板表面积灰的影响较大。本文设计了一种针对光伏电站光伏扳的清洁装置，以期对光伏板进行高效、高质量的清洁。 根据光伏电站光伏板矩阵的布局，给出了光伏板清洁装置的整体方案，结合油缸的受力分析，计算各铰点位置，对其机械臂进行结构设计，用Pro/e软件建立了大臂、头杆、清洁头的三维模型，装配组成机械臂。 根据机械臂在纵向和横向的受力，计算分析了各铰点的空间受力情况。选择三种特殊工况，分析其载荷情况，作为进一步分析和结构优化的检验依据。 通过有限元分析软件，分别对大臂和头杆进行静力学应力变形分析，结果显示，机械臂强度和刚度均满足需求，且有轻量化的余量。对大臂和头杆进行模态分析，得到了固有频率和振型。对大臂和头杆进行谐响应分析和C级路面激励作用下的随机振动分析，检验了机械臂的动态特性。 对机械臂进行拓扑优化，给出了六种优化方案。在恶劣工况下，对各方案进行静力学分析，对比结果得出了最优方案。并对优化方案进行模态分析、谐响应分析和随机振动分析，使得优化后大臂和头杆自重减轻，达到了预期的优化效果。
清洁机械臂;光伏板;结构设计;模态分析;拓扑优化
西安理工大学
硕士
机械工程
李德信;马玉山
2018
中文
TP241.2
2019-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）