针对中国科学院“地球空间双星探测计划”的有效载荷探头伸展机构，本文进行了机构动力学和结构动力学的理论分析和研究，主要内容如下：1． 本文首先介绍了双星计划中伸杆机构的总体布局和结构设计及其展开过程，为理论分析提供依据。2． 本文给出了伸杆机构展开运动学分析的理论依据，从伸杆机构展开原理出发，建立了双星伸杆机构展开运动学模型，根据双星伸杆总体设计方案，分析了伸杆在星上的两种主要布置方式并做了相应的展开运动分析和数值模拟，得到了两种方式的结果并进行了分析比较，为设计方案的选择提供了依据。分析结果表明，对于大尺度的伸杆机构，其布置方式和展开角度对其展开运动有重要的影响；同时也研究了铰链处外力矩对展开运动的影响，随着该力矩的增大，伸杆到达锁定状态的时间减少，碰撞时的速度增加，由此产生较大的加速度；分析了伸杆弹性和阻尼对伸杆展开过程的影响，弹性增大碰撞加速度增大，阻尼增大加速度减小，因此可将铰链处外力矩和伸杆阻尼作为伸杆展开运动调节的手段。3． 建立伸杆结构动力学分析的有限元模型，进行了两种状态下伸杆结构的模态和静力学分析。模态分析结果表明伸杆收拢状态的轴向和横向频率都比较高，可满足发射升空时的动刚度要求；静力分析结果表明伸杆结构在卫星处于发射段和上升段时，在轴向和横向过载联合作用下变形均较小，刚度足够；其应力水平亦较低，强度储备较大。有关的理论分析结果得到了试验验证。