目前,展开机构在航空、航天领域越来越得到广泛应用,其中,可展开望远镜由于发射时所占体积小,发射成本低,成为国内外学者研究的一个重要领域。本文设计了一种基于带状弹簧的薄膜主镜支撑自展开机构,该机构以薄膜光子筛为衍射元件,该机构压缩后所占体积较小,可以应用于微卫星平台。在卫星发射过程中,带状弹簧压缩,机构处于压缩状态,当达到预定轨道后,机构在地面指令控制作用下自动展开,进入工作状态。这种自展开衍射望远镜系统具有大口径、高分辨率、结构轻量化、空间可展开、公差要求低、易复制的特点,具有较好的应用前景。本文首先建立基于带状弹簧的自展开机构的三维模型,并分析其工作原理。对动力元件带状弹簧的卷曲应变能进行分析,合理选择带状弹簧的厚度与向心角。对薄膜主镜进行静力学分析,其面外变形量最大为3.26?m,满足光程差小于?/10,满足精度要求。对机构整体进行模态分析,得到机构基频为17.3Hz,可以预测展开后机构的动态特性,发现自展开机构的薄弱环节出现在带状弹簧处,为改进工作提供依据。然后提出一种测量薄膜主镜重复定位精度的方法,即检测薄膜主镜六自由度变化量。该测量系统基于位置敏感探测器(PSD),包含三个半导体激光器、三个小反射镜、三个PSD传感器,利用光线追迹方法推导了影响薄膜主镜失调量与PSD输出值的方程组。最后进行机构的压缩、展开实验,观察其展开效果,并通过实验装置测量薄膜主镜的六自由度变化量,验证其失调量大小是否满足衍射成像系统的要求。