理清现有机构的演化脉络是归纳机构创新方法的重要途径之一,但机构演化的脉络在目前主要还是停留在图、文等定性描述的层面上,因此,为提升到精确、定量的层面上,可以把最原始、最典型的曲柄摇杆机构到曲柄滑块机构的演化过程作为研究对象。依据螺旋定理,得出四杆机构转动副与移动副的Plücker坐标表达式,并在此基础上基于对偶矩阵,以矩阵的形式定量地阐述曲柄摇杆机构向曲柄滑块机构的演化过程。这既有助于对机构演化脉络的认识从定性层面提升到定量层面,又为机构的演化脉络、创新方法的研究提供了一种新的路径,同时,也为计算机提供了分析并演绎机构演化过程的新手段。

针对两柱掩护式液压支架初撑过程的机构演化机理不明问题,建立了两柱掩护式液压支架的平面运动学模型,得到了两柱掩护式液压支架发生机构演化的必要条件,提出了平衡千斤顶与立柱的主动协同控制策略。理论分析和试验研究表明:两柱掩护式液压支架初撑过程是否发生机构演化取决于顶梁的接顶姿态和平衡千斤顶状态;顶梁以仰头姿态接触顶板,顶梁由摇杆演化为“摇杆+滑块”,且平衡千斤顶为刚性件时,底座由机架演化为摇杆;平衡千斤顶为刚性件时,随立柱伸长,顶梁的运动形式为沿顶板向煤壁方向的滑移和向顶板方向的旋转,底座的运动形式为绕底座前端向煤壁方向的旋转,顶梁和底座的运动轨迹均呈二次函数变化,且顶梁仰头角度越大,顶梁前端滑移量和底座后端抬起量越大;平衡千斤顶为浮动件时,随立柱伸长,顶梁的运动形式为沿顶板的滑移和向顶板...