本文针对一种超轻型可收拢的径向肋结构反射器展开研究,提出了一种发条驱动的便携式极轴太阳位置追踪装置,希望将其用于太阳位置的追踪,提高太阳能的收集效率。太阳能发电装置包括径向肋薄膜反射面、集热器和视日追踪装置。本文对视日追踪装置进行了详细的结构分析与设计。该平台在满足跟踪精度的基础上具有重量较轻,安装简单,便于携带,成本低,节能环保,且不需要电机驱动等优点。首先,介绍了太阳方位跟踪定位的原理。简要介绍了日地运动规律和描述日地位置关系的两种坐标系,在此基础上,给出了太阳日照分布和位置参数计算,并从跟踪轴数和控制方式两个角度详细介绍了太阳方位跟踪定位系统。然后,对视日追踪平台进行了方案的分析与选择。根据径向肋结构反射器的特点,提出了一种轻型的便携式视日追踪平台方案。介绍了平台的安装和工作流程,并进行了结构概念设计,包括平台的使用纬度范围、平台的整体大小、伸缩杆的设计、反射器的支撑构件设计、聚光透镜、平台的固定方式等。接着,对驱动装置进行了各构件的结构设计与分析。驱动装置采用纯机械的驱动方式,包括以发条作为动力的动力装置、传动轮系和控制反射器以固定角速度转动的擒纵机构和单摆。通过推导反射器在转动过程中的力矩变化方程,计算了反射器在极限工况对极轴的力矩,根据计算结果设计了带盒发条的具体参数,通过3D打印制作出发条盒的实物模型,并对发条的实物进行了选择。对于其他口径的反射器,提出了采用改变套筒配重的方法补偿转动力矩。随后对控制系统进行了详细的分析设计,介绍了控制系统的工作流程,设计了发条轴的止逆机构、擒纵机构和单摆,分析了不同位姿下单摆与擒纵机构连接引起的误差。根据发条盒、极轴、传动轮系和擒纵机构的连接关系,通过计算单摆的运动周期推导出擒纵轮的运动周期,结合极轴的角速度,计算出输入端和输出端的角速度比,从而确定了齿轮系的总传动比,比较了几种啮合传动的方案,最终选择谐波齿轮加直齿轮的传动方案。随后计算了谐波齿轮的参数,推导出传动轮系的误差,并确定了驱动装置在边环的安装形式。最后,对视日追踪平台进行了运动仿真。通过软件对平台中的主要构件进行了静力学和动力学分析,包括在重力载荷下套筒环、边环、伸缩杆和定长杆的结构强度校核,建立了平台在两种安装角下的有限元模型,最终推导了风力公式,分析了平台在风载状态下的稳定性,以及追踪平台的模态特性,验证了整个视日追踪平台结构设计的可靠性,并为平台的优化提供了依据。本文的分析对小型便携式太阳位置追踪装置在太阳能工程中未来的应用有一定的意义。