空间对接技术是我国能够持续性完成太空探索的一项关键性技术。空间对接能够使两个在太空中的飞行器完成结构上的结合,为飞行器之间的资源传输等工作提供工作环境。空间对接机构是安装在飞行器上的机械装置,用于完成两个飞行器的空间对接任务。空间对接时在对接机构上产生的巨大的接触力一直是困扰业界的一大难题。本文按照空间弱撞击对接的国际标准设计了对接机构,并对其运动学和动力学特性进行了分析计算。同时为了保证设计和仿真的正确性,完成了地面半物理仿真平台的搭建并进行了实验验证,保证对接机构能够完成对接任务。对对接机构的正逆运动学进行计算,确定对接机构的各个作动器伸长量和其位姿之间的关系,确定各个关键设计参数,对机构进行结构优化时考虑机构工作的安全性因素,进行对接机构的奇异性评估和干涉评估,确保其在工作过程中不受自身的设计参数的影响。在三维设计软件中对对接机构各部分零部件进行了设计建模并且完成了装配体的装配。在对接过程中接触元件的接触位置是多种多样的,针对对接机构工作过程中可能出现的不同的碰撞点的位置给出了理论计算模型,对接触点位置进行了划分,计算了航天器在空间上工作时的运动方程。采用拉格朗日方程进行了动力学模型的建立。进行了对接机构工作过程中的有限元仿真分析。对对接机构以不同的接触方式相接触时接触元件的应变进行了分析计算。为了确保对接机构工作过程中不受来自自身设计因素的影响,对其进行了模态分析和谐振响应分析,避免机构在运动过程中受振动因素影响使用寿命。为了验证理论分析和设计的正确性,搭建了对接机构地面半物理仿真实验台。通过在实验台的软件控制界面中改变对接环的位姿,调整六个作动器上的伸长量,验证对接机构能够完成对接任务时的初始位姿偏差,验证了其运动的合理性和可行性。