对于解决日趋紧张的能源危机,需要开发利用新型可再生能源,随着航天技术的发展,空间太阳能电站成为当前的研究热点。考虑到空间太阳能电站体积巨大,因此需要由子模块在轨组装而成。可展子模块属于大型柔性体,它的结构特性将影响聚光镜系统的稳定性,因此开展大尺度、轻量化、高收纳比的可展子模块和大容差、高稳定性的对接接口的研究具有重大现实意义。本文根据光电转换效率和几何光学定律求解了聚光镜指标参数,提出了构建Goldberg多面体来拟合球体的拼接技术,利用D-H坐标变换法和包络圆法得到了子模块的空间几何坐标,给出了球体半径与包络圆半径的关系。提出了多种子模块的方案构型,并通过比刚度和比基频的方式优选出了最优子模块方案。通过拉伸试验研究了薄膜的材料属性,并利用降温法进行了子模块薄膜结构的力学特性分析,同时通过响应面理论分析了薄膜刚度的影响因素,并给出数学代理模型。推导了弹性杆件的截面刚度和等效弹性模量的计算公式,并通过屈曲进行分析验证,分析了薄壁管刚度的影响因素和灵敏度。利用有限元软件建立了子模块整体的有限元模型,得到了子模块整体的力学特性并通过变形协调方程得到验证,分析了子模块刚度的影响因素并给出了影响趋势。通过子模块的失效形式建立了预应力准则,并通过该准则设计了约束条件,以轻量化高刚度为目标函数对子模块结构参数完成了优化设计。对可展子模块进行了详细结构设计,分析并设计了具体结构参数,打印了3D模型并完成了展开试验。设计了子模块对接接口机构,对机构进行了自由度分析和有限元仿真分析,研制了对接接口样机,完成了对接试验与刚度试验。