我国载人航天的第三步是建立长期有人照料的大型空间站。空间站机械臂是空间站重要组成部分，其工作内容涉及到空间站各舱段的在轨组装、荷载搬运与舱外在轨维护。末端效应器作为空间站机械臂的执行部件，安装在机械臂的两个末端，分别承担机械臂肩部和腕部的角色。　　论文基于我国未来空间站实验舱机械臂的任务需求，在调研及消化吸收国外已有末端效应器设计技术基础上，设计了一种外翻式末端效应器（包括末端执行器与目标适配器）的结构与机构子系统，并对其进行了相关仿真分析，后期制作了物理样机，相关研究内容如下:　　论文首先根据我国空间站实验舱机械臂设计要求给出了末端效应器的捕获锁合原理，详细设计了末端效应器各个组件;其次，通过多刚体动力学分析软件MSC.Adams对末端效应器虚拟样机进行运动学仿真分析，给出了末端效应器捕获锁合过程中的具体参数并验证了所设计的末端效应器功能优越性;再次，通过对末端效应器结构受力情况分析确定其危险部件，并应用有限元软件对其进行了结构静力分析;最后对发射状态下末端效应器的模态、频响进行分析。分析结果表明，所设计的末端效应器满足空间机械臂末端效应器的各项功能要求，连接刚度大，电源与信号连接可靠，且在发射状态与工作状态下其结构强度与刚度皆满足要求，可靠性高。论文的研究结果对未来我国空间站机械臂末端效应器的设计具有一定的借鉴与参考作用。