随着我国航天事业的发展,常用于卫星、宇宙飞船供能的太阳翼帆板日益成为人们研究的焦点。太阳翼帆板在空间伸展过程中需要借助空间展开机构实现太阳翼帆板的展开收拢。通过对国内外的电源系统故障案例调研发现,在轨发生故障最多的是太阳翼帆板的展开故障,因此,在地面对太阳翼帆板展开机构的展开性能进行研究,在高低温环境中测试展开机构在带载情况下能否正常展开,并且在高低温环境中测试展开机构的带载展开能力,是十分有必要的。本文针对柔性桁架展开机构,设计了一套测试系统,可以对大型桁架展开机构高低温展开情况下的展开力、展开传动效率等指标进行测试,以考核大型桁架展开机构的高低温展开性能。太阳翼帆板展开机构是空间在轨驱动柔性太阳翼帆板由收拢到展开状态的专用机构,为了确保展开机构在空间环境下的运行可靠性,需在地面对其进行力学性能测试。大型太阳翼帆板展开机构空间力学性能测试系统的目的是模拟展开机构空间高低温微重力环境下的展开过程,实现其力学性能测试。本文完成了该测试系统的详细的结构设计。主要包括重力平衡单元、效率测试单元和力加载单元的结构设计。主要从重力平衡方法研究、大范围实时高精度负载力加载研究、展开机构的展开传动效率测试研究和高低温环境的适应性研究四个方面来对所设计的测试系统进行论述。并分别对每个方面进行了详细地理论分析和试验验证。验证了测试系统设计的正确性和运行的可靠性。本文采用了托举式重力平衡方案来实现对展开机构微重力环境的模拟,即采用基于多个弹性跟随移动小车的托举式重力平衡单元来平衡展开机构的重力,相比于传统的吊挂式重力平衡方案,克服了吊挂方式无法依次可靠自动脱钩挂钩的缺点,有效提高了全自动展开过程中重力平衡的可靠性和稳定性。本文提出了一种基于钢丝绳的大范围高精度的轴向负载力加载方式。解决了高低温环境下传动机构变形大而无法精确传动及加载的问题。并运用Matlabsimulink和Adams软件进行联合仿真,输出了所加载的负载力的变化曲线以及其它相关曲线,预测了测试系统的负载力加载精度,为展开机构展开过程中的力学承载性能测试奠定了良好的基础,验证了该轴向负载力加载方式的可行性。本文针对±110℃的高低温环境,从机械和电气两个部分提出了克服高低温环境所采取的措施。并运用Ansys软件和SolidWorks软件对关键零部件进行了变形分析,对结构设计和装配安装给出了合理的指导和建议。最后,对测试系统进行了试验验证,并应用所研制的测试系统完成了对展开机构的力学性能试验,试验表明,测试系统满足了大型太阳翼帆板展开机构空间高低温失重环境下的测试要求,并验证了该测试系统设计和加载方式的正确性。