随着科技的进步，太空资源的竞争日趋激烈，更多的航天器进入太空执行任务。航天器燃料用尽或是结构单元发生故障老化，就会导致航天器失效。在轨操纵技术为提高航天器在太空轨道的生存能力，增强其控制效能提供了可能，具有重大的经济和军事意义。卫星捕获是在轨操纵技术中不可缺少的关键技术，近年来已引起世界各国的重视，很多国家对此展开了深入的研究。我国近年来也开始了空间操控方面的研究，但由于刚刚起步，缺乏有效的卫星捕获手段和相关技术。本文根据空间捕获对装置质量轻、体积小、对目标具有适应能力的设计要求，提出一种具有折展和抓取功能的欠驱动自适应式空间捕获装置。本文对所提出的捕获装置进行方案拟定与结构设计，详细阐述捕获装置的基本组成和工作原理。该捕获装置由三个3自由度的欠驱动机械手指组成，采用4个电机驱动9个关节运动。具有系统结构简单、驱动电机少、容易控制、装置质量轻、占据空间小、捕获功能可靠、对目标具有自适应性等优点。根据捕获装置的机构运动特点，建立捕获装置单指的坐标系，推导得到正运动学与逆运动学方程。将捕获装置抓取目标的动力学模型简化为准静力学模型，经过力学方程的推导，得到关节驱动力矩、阻尼力矩和抓取力三者之间的关系表达式，分析驱动和阻尼力矩、捕获装置机构参数以及目标尺寸参数对抓取力的影响，并通过ADAMS软件建模仿真验证准静力学模型的正确性。采用Lagrange方程法对捕获装置的折展过程进行动力学分析，建立捕获装置刚体系统的Lagrange方程，推导分析Lagrange方程各项系数的关系。在ADAMS中建立折展过程的动力学仿真模型，将其仿真结果与理论模型对比，验证理论分析的正确性。在ADAMS建立抓取运动的仿真模型，通过变换捕获装置关节之间不同的驱动顺序和运动速度，模拟了采用指中多个点抓握的方式抓取目标，分析得出本文所设计的捕获装置多点抓握能够稳定抓取目标，对目标具有自适应性。根据结构设计，研制了捕获装置的单指样机，通过驱动系统控制，完成了折展功能试验和抓取功能试验，分别得到了在折展和抓取过程中多个参数的变化曲线，试验证明该捕获装置在抓取不同外形尺寸的目标时均自动调节关节相对位置，能够完全包络目标，对其具有自适应性。