目前,煤炭开采绝大多数采用综合机械化采煤方式,它主要是通过生产现场人机交互的手段进行采煤的,同时这种方式已经成为人类实现高产高效采煤的重要手段,然而它依然存在自己的不完美之处。工作面中煤炭开采的持续进行,使采煤机司机、液压支架工等工作人员长年累月的浸没在呛鼻的粉尘和刺耳的噪音中,在高瓦斯工作面中,人员还要时时处在瓦斯爆炸的危险中,巨大的开采量的实现是守护在一线的工作人员健康的巨大付出、甚至冒着生命危险换来的；此外,随着煤炭的不断开采,薄煤层已经成为下一步开采的重要对象,采用综采方式进行薄煤层开采除了存在上述问题外,由于空间狭小(工作面厚度多数小于1m)还会造成人员行动更加困难、身心更易疲惫等问题,要解决目前和将来存在的这些问题,必须实现无人工作面采煤,而采煤机滚筒自动调高技术是无人工作面技术的重要组成部分。目前,在众多滚筒自动调高方式中,仿形截割由于其实现性强,兼具适用性广等优点已经得到越来越多的研究,也已渐成广大煤机设计和生产单位应用该方法研制自动化采煤机的重要方向。仿形截割采煤方式,是指采煤机首先在人控模式下进行示范截割,并对顶底板高度进行记忆,然后采煤机在计算机控制下使滚筒高度沿着示范刀轨迹运动自动进行滚筒的调高,代替采煤机人控采煤的一种采煤工作方式。本文以双滚筒电牵引采煤机为研究对象,以相关数学理论和运动学理论为分析工具,基于实际采煤工艺的详细分析与研究,对采煤机仿形截割进行了运动学分析,推导、构建相应数学模型,旨在为仿形截割的实现奠定理论基础；同时,运用优化创新设计理论思想,提出一种新型仿形截割方案并做了实验验证,为研究开发新型仿形截割采煤机提供了新的方向。论文主要工作如下：1.分析、比较采煤机为实现自动化割煤而采用的滚筒自动调高的各种方法、原理及特点,得出在目前技术上仿形截割方式是最有前景的方式；研究采煤机在工作面作业过程中工作姿态的多样性和变化规律,分析、探索采煤机运动学与仿形截割之间的本质关系；2.研究单刀示范仿形截割方式在全局坐标系下的实现方法,建立坐标系统,推导滚筒调高数学模型,构建实现采煤机仿形截割用控制算法,对该方式的误差进行分析,并予以评价；3.研究单刀示范仿形截割方式在局部坐标系下的实现方法,建立坐标系统,推导滚筒调高数学模型,构建实现采煤机仿形截割用控制算法,对该方式的误差进行分析,最后得出该方法的适用场合；4.研究基于双刀示范的仿形截割方法,建立坐标系,推导仿形截割用数学模型,供采煤机滚筒自动调高、完成自动割煤应用,对误差进行分析,推导并给出误差数学模型,研究误差来源与影响因素,指出误差主要是方法误差,最后对该方式进行评价；5.研究提出一种基于采空区物理顶底板识别与遵循的仿形截割思想,建立实现仿形截割的数学模型和滚筒调高算法,研究误差来源与影响因素；在此基础上,创新设计传感器安装机构,最后,基于Solidworks2012平台,建立了工作面三机模型,对该方法进行仿真验证；搭建物理实验平台对该方法进行验证。最后,在对上述四种仿形截割方式下的运动学模型进行综合比较,指出只有根据不同的技术条件和不同的工作面情况,给采煤机植入合适的算法,做到对症下药,才能在复杂多变的采煤机工作情况下使仿形截割的任务完成的更加出色,使仿形截割的水平更上一个台阶。