1.3 本论文的主要研究内容

本论文主要先对太阳能跟踪机构的设计方案进行分析比较，确定了采用单轴的机械式跟踪方案后，根据初始构思来确定各部分的基本构造，在此基础上细化设计出个部分零件，经过反复修改完善，最终确定零件的尺寸构造，并进行检验校核。设计中运用solidworks三维绘图软件进行绘图造型和装配，使设计出的跟踪机构更加直观明了，同时也便于进一步的改进，若时间允许，还可以做成三维装配动画以及进行运动仿真。总之本论文的主要内容是设计出一个具有基本太阳跟踪功能的简单机构，希望能对太阳跟踪这一领域的研究有所帮助。

第2章 总体方案分析文献综述

在设计过程中我们既要考虑到跟踪机构的精确性和智能化，又要考虑到制造成本和产品普适性，使其性价比达到最高¬[9]，同时设计工作的难度也要适中，保证能按时设计完成。综合考虑后，本课题设计时采用机械式主动跟踪的设计方案。

要使跟踪系统的运行轨迹与太阳运行轨迹精确对应十分困难，只能作近似处理，存在一定偏差，但这种偏差与理想情况相比发电量只降低5%至15%[1]，为了降低设计难度，采用单轴式跟踪。

跟踪机构总体分成3大部分：动力源、支撑机体和传动控制部分，其中传动控制部分部分是本次课题的重点设计部分

第3章 跟踪机构各部分基本方案确定

3.1 轴数及传动比确定

初定机构为单轴式跟踪机构，主轴（以下称轴1）一天转过一圈，带动电池板随太阳东升西落运动。其转动周期：

T=24h=86400s

角速度：

 传动轴共6轴，各轴齿轮大轮为主动轮，小轮为从动轮，齿数如下：

轴1 轴2 轴3 轴4 轴5 轴6

大轮 72 60 60 48 48 36

小轮 12 12 12 12 12

各传动比：

i12 = 

i23 =i34 = 

i45 =i56= 

总传动比：

i16= i12×i23×i34×i45×i56= 

3.2 理论摆长及动力源的确定

其中轴6为擒纵轴，与擒纵叉一起由单摆摆动节制轴的转速，初定摆周期为1s，摆角控制在200以内，此时其周期公式为：

即有理论摆长 = =0.25m=250mm

假定轴1启动时在静止经t=0.1s到达指定角速度，则其角加速度：

 假定太阳能电池板为正方形，边长a=1m，质量m=10kg，运动轴心为其大平面的法向中心轴，此时转动惯量比实际倾斜安装时大，为简化计算并留出余量，采用运动轴心为其面的法向中心轴时的转动惯量计算公式：源]自=吹冰-·论~文"网·www.chuibin.com/

I= ma2=1.67kg·m2

则惯性矩：

=1.67×7.27×10—4=1.21×10-3  N*m = 1.21×10-2  N·mm

考虑到电池板质量较大，其重量由轴1全部支撑将产生较大的轴向力，故设计一电池板支撑架由4个钢制（45钢）小滑轮支撑，与铸铁机架滚动摩擦，查手册其摩擦系数K=0.05，轮子距轴转动中心r=0.16m=160mm，则对轴摩擦力矩为：

M摩擦=Kmgr=0.05×10×9.8×160=784 N·mm