空间可展机构由于其可折叠性及高稳定性等特点被广泛运用于大型空间可展天线的模块化组装中,常见的基本模块有多种,其中四面体可展单元机构由于具有高收纳比及高精度等特点已被运用于大型构架式天线,并且已在轨运行。但由于四面体可展单元机构具有多闭环、多冗余的结构特点,其构型设计、运动学与动力学分析难度大。本文针对四面体可展单元机构,采用理论计算和软件仿真分析相结合进行自由度及动力学特性研究,同时由于在实际机构中间隙不可避免,故本文还研究间隙动力学特性,分析间隙参数对机构动力学特性的影响。首先,提出机构的模块分解与组合方法,利用图论知识逐步绘制机构的几何约束拓扑图,结合螺旋理论列出各个环节的螺旋约束方程组,将其以矩阵形式表达,推导机构自由度公式,进而求得机构自由度数;利用机构速度传递关系,推导机构构件质心螺旋速度,建立机构运动学方程。其次,利用构件局部坐标系推导构件质心雅可比矩阵,由机构动力传递过程推导机构构件质心螺旋加速度;利用刚体加速度合成法则,求解构件质心绝对加速度,结合虚功原理建立机构动力学理论模型。然后,利用切断铰方法将多闭环机构分解为多个树系统模块和切断铰模块,由图论的关联数组结合体铰矢量和通路矢量建立机构各个模块的模块化雅可比矩阵,利用第一类拉格朗日乘子法建立机构的间隙动力学模型,分析间隙参数对机构展开运动学与动力学特性的影响。最后,基于理论分析成果,利用动力学仿真软件ADAMS进行仿真分析,利用MATLAB求解运动学及动力学方程,通过对比理论计算结果与仿真分析结果,验证理论模型的正确性。