近年来,空间引力波探测成为研究的热点问题。空间引力波探测的基本原理是利用激光干涉测量两自由悬浮测试质量之间的距离变化。测试质量不仅在干涉测量中要保持自由悬浮状态,同时作为惯性传感器的感应部件,受到电容式传感器的驱动与检测,需与电极笼保持适当间隙。为保证在太空中测试质量的无初速度的自由悬浮,测试质量在发射过程中的锁紧以及在太空中的定位释放显得尤为重要。本文针对测试质量的锁紧以及在太空中的定位释放开展研究,设计了测试质量锁紧释放机构,该机构由两部分组成,锁紧机构以及捕获定位释放机构。锁紧机构采用压电电机驱动螺旋副的设计方案。通过螺旋副以及连杆机构将压电电机的旋转运动转变为直线运动,并在发射过程中充分利用螺旋副的自锁性能对测试质量进行锁紧。可实现上下1200N的锁紧力。并采用碟簧预紧的顶杆保证测试质量的受力均匀以及较高刚度。在完成锁紧机构初步原理方案设计的基础上,对锁紧机构运动学及动力学进行分析,分析结果显示该锁紧机构运动过程平缓,不会对机构产生较大的振动冲击。同时研制了锁紧机构的第一代原理样机,对输出力进行分析测量,并以此为依据对锁紧顶杆进行修调,保证了锁紧顶杆输出力的均匀性。捕获定位释放机构是在到达预定轨道后将锁紧机构移交过来的测试质量进行捕获并精确定位之后进行无初速度释放。针对定位释放要求设计了该机构。机构采用两套压电驱动系统,捕获顶杆以及释放顶针分别受到压电驱动,并集成了力及位移测试,方便监控顶杆位置以及捕获状态。本文针对捕获测试质量所用的压电直线驱动器进行了测试标定,测试结果显示最小步长位移可达0.8nm,驱动力可达70N,满足工作需求。通过各方面测试分析显示该捕获、定位、释放机构完全满足功能需求。