随着航天科学技术的发展，空间可展开天线的精度要求越来越高，结构形式越来越复杂，桁架式多闭环机构由于结构稳定性好而适用于构建大尺度可折展机构。多环路与有限整体自由度的之间的矛盾使得该类机构存在大量的运动学冗余约束，这是造成机构变形、震荡与局部失效的重要原因之一。而曲面机构在离散化过程中往往得到非对称的模块单元，多模块联动组网设计变得十分困难，这使得该类机构的设计充满了挑战性。本文提出了一种新型的大型曲面空间可展开机构，在曲面分割方法、模块单元的构型设计、多模块联动组网方法及机构的超冗余约束消除方法等方面展开了深入的研究，具体如下：　　基于中心投影原理，通过给定的球面模型把球心作为投影中心，以角度均分的方式依次对球面进行了投影，实现了大型曲面的网格划分，获得了基本三棱台模块的几何模型。并通过理论计算证明了所有的网格单元均为非规则三棱台，而且仅通过规则三棱台单元无法实现大型曲面的无间隙、无重叠几何覆盖。针对得到的非规则三棱台模块，讨论了该几何体的机构学实现方法，并进行了该几何单元的构型设计。分别用三个双4R剪叉单元和双3R1P剪叉单元作为非规则三棱台模块的侧面填充机构，并在三个剪叉机构之间增加三个转动副连接，最终实现了三棱台可折展模块的构型设计。　　通过 SOLIDWORKS软件建立了三棱台模块的3D模型，并联合 ADAMS仿真软件验证了上述两种新构型三棱台模块满足运动要求。此外还对三棱台模块进行了运动学研究，建立了基本剪叉单元的位置模型，使用 MATLAB软件分析了模块的关节运动轨迹、运动速度和加速度变化情况。将两种构型的三棱台模块按照一定的连接顺序通过共用剪叉机构的方式进行了多模块拓扑装配，证明了基于双3R1P剪叉单元的三棱台模块可以实现多模块组网，并能保证单自由度运动。本文还建立了关于多模块内部相邻剪叉单元之间夹角的运动学方程，并运用 MATLAB软件分析了夹角随滑动杆位移变化的曲线，体现出多模块之间的联动关系，也使得组网机构在运动至工作状态时可以展开成曲面。　　针对该机构中的运动学超冗余约束问题，在不影响机构单一自由度和运动学特性的前提条件下，讨论了取消部分非必要共用约束机构来减少整体机构冗余约束度的两种方案。此外，还对最终构型方案中的相关零件进行了细节优化，完成工程实验样机的制造与组网，验证了多模块机构可以实现单自由度运动。