可展机构是大型折展天线、通信卫星平台、空间伸展臂、太空太阳能帆板等许多重大高端装备的核心构架。随着我国太空活动的迅猛发展,对大尺度、高精度、高刚度、高稳定性、轻量化的可展机构的需求越来越迫切。伞状是可展机构最经典外形之一,在航天装备中有着广泛的应用。因此,伞状可展机构的构型创新对促进我国空间可展装备的发展具有重要意义。但传统的伞状可展机构主要是刚度较低的肋式支撑连杆机构。而到目前为止,可用来构建高刚度伞状可展机构的空间闭环连杆单元还相对较少。基于此,本文提出一族基于含耦合支链两层两环连杆的新型伞状空间可展机构,并在可展单元的构型综合、单元间的可动连接方式以及机构的运动学分析等方面进行了深入的研究,具体内容如下:首先,根据单自由度要求将含耦合支链的两层两环连杆分为五类,并在分析现有的伞状可展机构特点的基础上,明确了两层两环连杆在作为可展单元时需满足的结构特征;之后对这五类两层两环连杆可展单元分别进行了构型综合,在此过程中,根据每类可展单元中耦合支链的位置,又将其分为不同的结构形式,并基于此总结出一种简洁高效的模块化组合的构型综合方法,最终综合出多种两层两环可展单元。其次,研究了单元间的可动连接方式。伞状可展机构一般是由多个可展单元按照一定的可动连接方式构建而成,因此在完成可展单元的构型综合之后,根据机构的单自由度要求和结构的对称性建立了单元间的可动连接方式;针对不同结构形式的可展单元总结出三种单元间可动连接方式。将综合得到的可展单元与单元间的可动连接方式结合,构造出一族新型伞状可展机构。最后,对可展单元进行了运动学分析。采用D-H参数法,并结合可展单元的特点建立了可展单元的运动学位置正解的方法;通过总结不同可展单元之间的共同点,在分析可展单元的转动副和连杆之间的几何关系的基础上,建立了可展机构运动学位置反解的统一方法,并通过仿真进行了验证。在运动学位置分析的基础上,通过采用矢量积构造雅可比矩阵的方式,完成了可展机构的运动学速度分析。综上所说,本文提出了一族基于两层两环连杆的新型伞状可展机构并对其运动学进行了研究,突破了伞状可展机构创新设计的瓶颈,为之后从事伞状可展机构研究的科研人员提供了一定的理论依据和参考。