摘要

为实现碟盘刀具不同姿态使煤岩受拉和拉-剪破碎,采用拓扑几何设计了一种并联悬臂式碟盘刀具截割机构,运用螺旋理论分析并联机构的自由度,计算了其不同位置正反解,通过坐标变换构建碟盘刀具相对悬臂回转中心的姿态坐标模型,利用最小二乘法求解碟盘刀具的截割范围。结果表明:悬臂二级摆动可在一级摆动基础上使碟盘刀具增加120°的水平摆动和57°的垂直摆动范围;在悬臂一、二级同时摆动下,碟盘刀具轴线的水平和垂直摆动范围分别为-100°~100°与-87°~84°,碟盘刀具覆盖的巷道断面面积比传统悬臂增加了69.26%,其碟盘刀具轴线与巷道断面坐标系x、y、z三轴夹角分别为0°~180°、6°~177°和0°~100°。