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采煤工作面辅助巷道的支护形式严重影响安全及采煤效率，目前巷道液压支架支护存在的问题一是对顶板形状变化的适应性差，二是安全性差、推进速度慢，严重制约工作面快速推进，三是支护形式对巷道顶板有反复支撑，反复破坏原巷道顶板的锚杆支护。 针对以上问题，综合采用数据分析、理论分析、结构设计、仿真分析、现场试验等相结合的方法，研制具有自适应、自复位机构的单元格液压支架，提出单元格支架顶梁与立柱应用自复位刚柔耦合球铰机构达到自适应顶板、自复位的目的，建立以外载荷、球铰直径、平面接触面积、柔性材料弹性模量、强度、泊松比、刚柔材料配合间隙等物理量与顶梁旋转角度的关系，得到基于外载荷的刚柔耦合球铰结构旋转角度的控制方程式。
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