当前,世界上越来越多的国家致力于发展航天技术,我国载人空间站的建设也已经启动,有大量空间结构需要搭建与维护,而机构的优化设计属于这一重要技术领域。空间机械臂、末端执行器、臂间连接器以及更换装置等机构优化技术将发挥重要的作用,其中空间机械臂锁紧机构的优化设计研究具有十分重要的理论研究意义和实际应用价值。本文针对用来完成空间机械臂与空间站基座的对接任务的某空间机械臂锁紧机构,进行了结构优化设计研究,并从抗疲劳和可靠性方面进行了分析研究,具体包括以下内容：首先,通过综合考虑航天产品的设计要求和给定机械臂分系统机械臂锁紧机构的具体要求,提出了锁紧机构设计的两种方案,并且从系统结构、运行原理以及锁紧力状况方面对两种方案进行了对比分析研究,确定了最终的设计方案。其次,在所确定机构设计方案的基础上,依据空间机械臂锁紧机构的工作原理以及结构尺寸,建立了机构的参数化虚拟样机模型,并对该模型进行了动力学仿真分析。以锁紧连杆铰接孔位置为优化变量,以所能提供的预紧力为优化目标,对所建立的样机模型进行了机构优化,使锁紧机构所能提供的预紧力达到了设计要求。最后,在保证锁紧机构能提供满足设计要求所需预紧力的条件下,从减轻质量、提高性能的角度,通过敏感性分析,开展了锁紧机构的参数优化研究。主要工作包括锁紧机构模型的参数化、有限元数值仿真分析、灵敏度分析、疲劳分析以及模态分析等工作。