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基于空间机构学和拓扑理论，提出了5种八面体及其派生桁架单元；根据平衡矩阵的条件数和刚度矩阵的条件数与最小特征值，评价基本单元的结构特征。由基本单元构造了展开单元，进而构造了空间伸展臂；阐明了展开单元与伸展臂的工作机理、分析了机构特性，推导出单元体系转换过程的详细几何列式，验证了张力体系中力学与几何形式的统一，并更正了某些观点.