随着空间在轨服务技术的不断发展,面向太空作业的空间机械臂已经在国际空间站上得到成功应用。作为机械臂安全保障设备的关节制动器,其功能与性能直接关系到机械臂本体与末端负载的安全。制动器工作在恶劣的太空环境中,本文针对空间环境提出了一套关节制动器的设计与测试方法,并研制了一个可用于空间环境的机械臂关节制动器。首先,本文总结了国内外工业制动器与空间机械臂制动器的研究现状,概括了国内外各类制动器测试平台与测试方法。其次,本文根据某空间机械臂的性能参数与工作环境明确了技术指标,确定了盘式失电制动器的结构形式。同时,选择了制动器各部件材料,并对其中关键零部件进行了有限元校核,保证了安全性与可靠性。根据制动器的结构形式设计了与之匹配的制动器性能测试平台。在实验室现有设备的基础上,建立了具有热真空测试能力的实验平台,并设计了相应了控制系统。再次,结合现有电磁线圈设计方法,设计制动器的关键零部件——电磁线圈。使用Ansoft Maxwell软件对电磁线圈参数进行了二维稳态与三维瞬态的有限元仿真,验证了设计的合理性与可靠性。并使用遗传算法,对制动器进行了线圈参数的优化,降低了线圈的温升值。最后,在所设计的测试平台上对制动器的制动性能进行了测试与验证。针对电磁线圈进行了电磁吸力测试与温升测试实验。实验结果表明电磁铁设计符合设计要求,可保证制动器部件正常工作。针对制动性能进行了常温常压下的制动力矩测试与热真空条件下的制动力矩测试。实验结果表明,制动器在常温常压与空间环境下均可以正常工作,其制动性能满足设计指标要求。