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在轨操作以空间站的建设、航天器维护和修复以及军事攻守等空间任务为主体。近些年随着科学技术的发展，空间机械臂在执行航天器在轨任务中作用越来越显著，并逐渐成为了在轨操作技术领域中一个重要方向。本文研究了空间机械臂在轨操作过程中的机械臂末端与目标之间接触碰撞问题。首先，介绍了航天器在轨操作的研究现状，以及未来的发展路线和研究方向，并列举具体工程实例介绍空间机械臂对在轨操作技术以及国民基础工业的发展的作用，介绍空间机械臂的构成和主要的工作模式，以及利用虚拟机械臂法建立空间机械臂运动学、动力学模型的理论。其次，着重介绍了赫兹接触理论，建立接触/碰撞的动力学模型。结合空间机械臂在轨操作过程中机械臂末端与目标物体的碰撞特点，建立空间机械臂的接触碰/撞动力学模型，研究机械臂末端的速度和接触/碰撞过程中的接触力情况。另外，接触/碰撞过程中存在摩擦等非线性的现象，这就导致了空间机械臂的接触碰/撞动力学模型是非线性的，为提高是仿真速度、降低占用资源提出了一种适用于机械臂动力学方程的模型降阶方法，并进行了验证仿真。最后，根据虚拟机械臂的思想建立空间机械臂的重心向量，并据此建立空间机械臂/接触碰撞动力学方程，并考虑接触碰撞过程中的非线性摩擦问题，利用提出的适用于空间机械臂方程的模型方法完成对机械臂末端的速度和接触碰撞过程中的接触力求解。