随着社会发展,能源短缺以及传统能源所带来的污染问题日益加剧,太阳能发电技术备受关注。反射面广泛应用于汇聚式太阳能发电系统中,其型面精度是保证反射面有效工作的重要指标。在重力及风载作用下,为保证反射面型面精度,多采用实心面板和支撑背架作为骨架支撑结构,但这种结构会造成整个系统质量庞大、成本高、控制困难,不利于反射面的推广利用,基于此,本文提出由刚柔结构组成的轻柔反射面,该反射面质量轻,性价比高,具有良好的经济价值。轻柔反射面分为环框式反射面和便携式反射面,本文旨在对反射面骨架支撑机构进行设计分析,在满足轻柔反射面应用要求的前提下,力求设计出质量轻便、结构紧凑、运动可靠、结实耐用的骨架支撑机构。本文主要包括以下几方面的内容:首先针对环框式反射面骨架支撑机构进行全局设计分析,得出其关键尺寸和重要参数,作为其结构设计的重要依据。以满足视日追踪为前提,确定骨架支撑机构的整体方案;以轻量化为目标,对反射面进行优化分析,反射面优化后,进一步对整体骨架支撑机构进行优化分析,得到伸缩杆套筒的最优尺寸参数;通过对骨架支撑机构进行运动学和动力学分析,验证机构无干涉,并求得三伸缩杆在视日追踪过程中的最大轴向力。其次针对三伸缩杆追踪机构进行具体的结构设计与仿真分析。提出三伸缩杆的传动方案,围绕传动方案进行具体的结构设计,并通过圆弧齿同步带理论分析和驱动绳索的受力分析为伸缩杆的结构设计提供理论依据。针对驱动绳索进行动力学分析,验证此传动方案的可行性,并对关键零部件进行静力学分析,证明伸缩杆机构的强度可靠性。本文提出两种新型复合铰链方案,并从自由度和活动范围两个角度论证其可行性。然后针对钣金连接件进行自动展开程序设计及仿真分析。通过对不同加工方法和连接方式的连接件的筛选分析,优选出“钣金连接件+铆接连接”方案,针对此方案建立钣金连接件的数学模型,依据数学模型编写计算机自动展开程序,并通过纸模验证程序的正确性。针对钣金连接件进行静力学分析,验证其设计合理性。最后针对不同口径便携式反射面骨架支撑机构进行结构设计和仿真分析。便携式反射面骨架支撑机构包括两种方案,其中,支撑肋成型方案适用于2米口径以下的反射面,悬臂梁成型方案适用于2～3.5米口径的反射面。通过ANSYS对两种方案下的单根径向肋进行变形分析,经过优化分析找出与标准抛物线最吻合的变形方案,依据变形方案对骨架支撑机构进行具体结构设计,并通过理论分析和仿真分析验证结构的合理性。通过静力学分析,验证两种方案在复杂环境作用下,便携式反射面型面精度均满足设计要求。本文工作是对反射面骨架支撑机构的探索与细化,对促进轻柔反射面在太阳能领域的应用有一定参考价值。