摘要：提出了一種含有冗余支鏈的3-RPS/3-SPS并聯(lián)機(jī)構(gòu),基于該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種新型的海浪發(fā)電裝置。對波浪中發(fā)電裝置的浮子進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,得到耦合運(yùn)動(dòng)方程并采用切片理論方法確定了方程中的水動(dòng)力系數(shù)。通過分析浮子能量采集效率與浮子尺寸的關(guān)系,確定浮子直徑為6 m時(shí)波浪能采集效率較高。建立了3-RPS/3-SPS機(jī)構(gòu)支鏈與末端的速度映射關(guān)系,通過對液壓缸的受力分析,推導(dǎo)出液壓缸等效黏性阻尼系數(shù),進(jìn)而建立了修正的浮子運(yùn)動(dòng)方程,該方法同樣適用于其他采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)的海浪發(fā)電裝置。定義了波能裝置的有效工作空間評價(jià)指標(biāo)、全域運(yùn)動(dòng)學(xué)性能評價(jià)指標(biāo)及輸出功率指標(biāo),繪制了各項(xiàng)指標(biāo)在結(jié)構(gòu)參數(shù)上的分布情況,基于性能評價(jià)指標(biāo)對波能裝置進(jìn)行多目標(biāo)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)選,確定了一組綜合性能較優(yōu)的幾何參數(shù)。優(yōu)選結(jié)果表明:波能裝置中機(jī)構(gòu)幾何參數(shù)R=5 m,r=2 m時(shí),工作空間體積、運(yùn)動(dòng)學(xué)性能及輸出功率等性能均有不同程度提升。該研究為海浪發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。
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