传统的锥杆式对接机构通常使用刚性对接杆,通过硬接触、硬调姿的方式实现对接功能,结构设计复杂,需要额外的缓冲装置。为了满足不同的工作场景和应用对象,本文提出了一种柔性杆式对接机构,在满足弱撞击、大容差、可重复对接的前提下,分别从结构设计到运动学分析,从动力学的理论推导到仿真分析进行了研究。首先提出了一种柔性杆式对接机构的设计方案。本文的对接机构的应用对象为中小型航天器,基于锥杆式的对接原理,使用柔性杆代替刚性杆,而且通过“杆套杆”的设计实现了被动端的无源设计,结合对接的性能指标,完成了对接机构的原理分析和结构设计。然后对柔性杆式对接机构进行运动学分析。建立局部坐标系,通过变换矩阵推导出主动端和被动端之间的坐标关系,并对柔性杆式对接机构进行容差分析,完成了关键部件的尺寸分析,确定了对接过程中接触点的位置。建立了对接过程的动力学方程。主要针对锥杆式对接机构的碰撞过程进行动力学分析,分别建立了刚性杆式和柔性杆式对接碰撞的Lagrange动力学方程,结合Hertz碰撞理论中的L-N模型描述碰撞力,结合模态叠加法描述柔性杆的变形,并且对模型假设的准确性进行了初步验证。利用动力学仿真软件ADAMS对不同初始位置和姿态下的碰撞对接过程进行仿真,验证了所设计的结构满足预期的性能指标,分析了对接过程中关键的性能指标碰撞力和碰撞速度,并与理论分析进行对比,然后研究了初始速度、初始姿态、初始位置、柔性杆刚度等对碰撞力的影响。