在未来的空间活动中,需要完成大量的空间作业,空间机械臂将发挥重要作用。星载机械臂是一类搭载于小型人造天体上的机械臂,相比于大型机械臂,具有燃料消耗低、使用寿命长和运行成本低等优点。因此,研究星载机械臂的动力学及相关的碰撞稳定性问题具有重要的理论与实践意义。对于星载机械臂的动力学问题,最常用的方法是利用Lagrange第二方程建立动力学模型。本文首先利用Lagrange第二方程推导了一般星载机械臂系统的动力学模型。然后针对星载两自由度机械臂系统,分别在ADAMS软件和MATLAB软件中建立了相应的动力学仿真模型。两者的仿真结果对比验证了动力学模型的正确性。碰撞问题广泛存在于生产生活实际当中,一直是工程应用研究中的一个重要问题,对于星载机械臂系统同样如此。本文借助ADAMS动力学仿真软件,从工程试验的角度出发,研究星载机械臂系统的末端碰撞特性。在软件中建立星载机械臂系统的虚拟样机,利用控制变量法,模拟碰撞过程,然后利用MATLAB对实验数据进行处理分析,为星载机械臂系统在实际应用中的碰撞问题提供参考。星载机械臂系统在作业过程中会受到外力作用而发生运动状态改变,为了系统的稳定运行,需要在系统设计时考虑到系统的稳定性问题。本文在两种典型的情况下讨论了星载机械臂系统在外力作用下的稳定性问题。在关节锁死的情况下,运用理论力学中有关刚体理论,给出一种和系统质心相关的外力作用的理论模型,在此基础上给出角位移最小的末端外力作用角度。在关节不受控的情况下,建立了包含关节处阻尼抑制的动力学模型,根据实际需要和预期的精度要求,选择合适的评价指标,确定合适阻尼系数,使得碰撞对基座的影响降到最小。