为了拓展功能以及完成特殊的作业任务,航天飞行器广泛使用了机械臂。机械臂通常在低重力或微重力的太空环境中工作,对强度要求不高,为减轻发射的有效载荷,一般都做成薄壁构件,但在运输和发射过程中要承受静力过载以及振动、冲击等复杂的力学环境,同时为实现所需运动功能,机械臂通常装有电机、减速器等部件,质量较为集中,发射过程中会产生较大的惯性力,为了避免机械臂损坏,因此需要对机械臂的薄弱部位进行支撑和锁定。通过对机械臂具体结构、收拢状态和尺寸以及外部环境的分析,提出了一种集中解锁的可回收包带式锁解机构。该机构可以保证机械臂在运载发射直至定轨过程中安全、可靠地固定,不至于发生振动、变形以及其它对机械臂产生破坏性影响的作用,在卫星发射时对机械臂进行可靠的锁紧,同时当卫星进入预定轨道后又可以释放机械臂,使机械臂完成预定功能。考虑航天产品发射成本以及对高刚度、高强度、高可靠性等要求,完成了整套锁解机构的设计并利用MATLAB对锁紧和解锁过程中所采用的非标准棘轮机构进行了优化设计,该套机构在使用的过程中不会产生任何太空垃圾。基于ADAMS建立了刚柔耦合系统,分析了不同条件下包带回收的时间、回收的轨迹以及包带回收过程中对周围其他对象产生的碰撞力,通过分析还可以为簧盒的设计提供指导。基于ANSYS对集中式锁解机构中的关键部件进行了动力学分析,并通过参数化建模完成了锁解控制支座的优化分析。完成了集中式锁解机构原理样机的制造,并用样机进行了锁定、解锁、振动等试验。通过对空间机械臂集中式锁解机构的静力学计算、运动学动力学分析以及试验分析,该锁解机构可以对机械臂实现可靠的锁定与释放。