空间直立桁架由于其功能性强、可拓展、便于维护等特点,必然将在未来空间站搭载平台在轨建造中发挥重要作用。本文以航天预研项目为依托,针对空间大型直立桁架在轨装配问题,提出了一种基于机械臂的桁架组装策略并进行地面装配验证试验,本文主要研究内容如下:针对空间直立桁架特殊的装配场景与结构特点,选取其内部桁架单元作为装配对象,引入模块化装配将桁架单元装配任务分解为舱外组装连接杆件与舱内组装预装配模块两个部分。通过建立优先约束关系分类模型实现了对桁架单元的装配序列规划;在分析杆件安装方向的基础上使用二维矩阵建立了球节点构型表达模型并在仿真环境DELMIA中验证桁架单元装配流程的合理性。针对舱外连接杆件的安装,在考虑到杆件结构尺寸特点的基础上,提出了使用单个机械臂通过末端相机检测识别平面标识的方式实现对杆件的目标位姿测量;根据杆件连接特点制定出标识放置策略并确定杆件与机械臂间的位姿转换关系。为确保机械臂末端抓杆时能够顺利完成装配,对机械臂进行工作空间的运动规划并设计实验验证了规划方法的可行性。针对舱内预装配模块杆件的安装,提出了一种基于力传感器的双臂柔顺杆件装配方法。首先通过分析杆件与球端接头的独特结构特点与配合过程将杆件的配合结果分为四类工况并建立各工况下多种状态的力学模型;其次通过力传感器在各状态下反馈信息对杆件配合状态进行判别,从而制定出不同状态下相对应的机械臂末端位姿调整策略,实现杆件与球节点的柔顺装配。最后搭建了双臂柔顺杆件装配平台,分析试验中获取的各工况下力与力矩数据验证了柔顺装配策略的有效性。