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空间铰接式伸展机构是一个复杂的多连杆变胞机构，工作周期内具有多功能阶段、多拓扑结构和多自由度等变化特征。考虑到空间铰接式伸展机构分析和设计的复杂性，提出了基于变胞原理和UML改进构件图的空间机构建模和分析方法。利用改进构件图，建立了桁架单元展开过程的构态变化模型及相对应的邻接矩阵，描述工作周期内机构的演变规律。进一步，推导了桁架单元的距离矩阵和刚度矩阵，定性地分析了设计构型的空间紧凑性和整体刚度。基于UML改进构件图的变胞机构建模方法弥补了传统拓扑图建模方法信息表达不完整的缺陷，有利于全面地理解变胞机构组成和拓扑关系，为空间变胞机构概念设计体系的建立提供了理论基础。