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本文在热辐射对空间机械臂输出的力学特性的研究基础上，考虑了机械臂表面热防护层的隔热作用。首先，研究了机械臂表面热防护层的性能，建立了考虑热防护层的空间机械臂完备热力学模型。随后，分析了机械臂在不同轨道运行的动力学输出特性。通过设定空间机械臂在轨作业的许用误差限，探究机械臂在轨最佳工作区间并给出最优防热操作策略。