空间非合作目标对接技术作为空间对接技术中一个重要的研究方向，主要研究本体航天器与未知状态的目标航天器之间的对接。相比合作对接而言，非合作目标对接因目标的非合作性，适用范围更广、自主性更高、发展前景更好，但是同时也加大了相关研究的难度。目前国内外的非合作对接机构的研究大多数处于初始阶段，仅有少数国家进行了空间实验研究。在非合作目标对接过程中，高效的识别是对接的前提条件，可靠的对接机构则是对接过程的重要保障。目前国内外大多数空间识别技术都是基于视觉系统进行研究的，同时对接接口单一，针对两种或两种以上对接接口进行对接的多功能对接机构研究较少，大部分停留在理论研究阶段。因此，本文针对视觉采集的图像进行相关研究，同时针对两种对接接口设计了多功能捕获机构，通过理论分析、仿真和实验验证了识别算法的可靠性以及多功能捕获机构的合理性。本文以视觉系统为基础，针对图像进行中值滤波的去噪处理，使用Canny算子提取目标轮廓，采用数学形态学方法对轮廓进行修补，最后以Freeman链码方法记录边缘信息，完成对轮廓的信息记录。本文通过对对接接口以及初始对接条件进行分析，设计了多功能捕获机构的总体方案以及具体结构，并对关键机构进行了相关的理论分析和计算。建立了多功能对接机构的模型，并对其执行机构进行运动学分析，确定末端机构的包络范围，通过理论分析和仿真验证其捕获的可行性。同时基于拉格朗日乘子法，建立执行机构的动力学模型，得到了执行机构的各部分参数与输入之间的关系，为后续研究奠定了理论基础。在理论研究的基础上，利用ADAMS软件建立多功能对接机构的简化模型，研究了执行机构的末端的运动学参数及接触力的变化规律。