在轨任务难度的不断提高以及舱外活动时间的大幅延长,使得航天员执行在轨操作任务的风险越来越大。而完全自主的空间机器人在面对未知环境时还难以胜任复杂多变的操作任务,因此,人在回路的空间遥操作技术逐渐成为实现在轨服务任务的一种重要方式。它将地面操作者的臂部行为作为控制输入,引导空间机械臂复现人的操作行为,实现将人的智能引入遥操作回路,以人机结合的方式完成空间作业任务。本文从操作者臂部行为感知、映射和再现三个方面开展研究,主要研究内容如下:1、完成了臂部行为感知与映射子系统的设计,包括试验系统的硬软件组成和搭建流程;2、分析了人体手臂构型并建立了运动学模型。针对人体手臂的构型特点,分析了其关节类型和自由度分配情况,建立了人体手臂的机构学模型,并运用基于关节本地参考坐标系的变换方法,建立了手臂的运动学模型;3、设计了臂部行为识别与映射方法。首先,基于电磁跟踪系统的位姿测量原理,设计了两种臂部行为识别方法:一是基于传感器位置信息的识别方法;二是基于传感器姿态信息的识别方法。然后,基于试验机械臂与人体手臂构型,设计了两种行为映射机制:一是基于末端等增量的行为映射方法;二是基于关节转角的映射方法。最后,对整个臂部行为的识别映射机制进行了总结;4、研究了臂部行为的空间再现技术。首先基于D-H方法对空间机械臂进行了运动学建模,并采用矩阵逆乘的方法对该模型进行逆运动学求解;其次,针对逆运动学多解问题,提出了一种基于关节转动量最小化的多解优选方法,并采用设定门限值的方法处理操作过程中机械臂的奇异性,仿真结果表明机械臂执行操作过程中关节角变化平滑且未产生奇异,验证了该优选方法的有效性;5、完成了空间遥操作技术地面演示验证相关试验。首先对电磁跟踪设备传感器的精度进行了测试,然后对机械臂运动学建模的正确性进行了验证,并对人臂与机械臂行为映射机制的有效性进行了测试,最后,完成了利用人体手臂行为对空间机械臂进行实时遥操作,并完成目标物体抓取的地面演示实验。