随着航空航天技术的迅猛发展,人类对太空的探索力度在不断加大。然而,在探索太空的过程中难免会产生太空垃圾,对其他航天器的运行造成潜在威胁。各个航天强国也都积极探索太空垃圾的回收技术,其中最主要的方案是采用空间机器人对太空垃圾进行捕获。传统的空间机器人多为离散型机器人,其体积庞大且不容易实现对目标的自适应捕获。因此,本文研制了连续型多臂空间机器人系统,具有结构轻巧、运动灵活的特点,并且对非合作目标的包络抓捕具有较强的自适应性,在对空间目标捕获领域具有很好的发展前景。针对空间目标捕获的应用场景,提出了一种连续型多臂空间机器人系统的设计方案。该机器人系统由机械结构、控制系统组成。为避免机器人的电子元器件受到空间射线的辐射以及极端温度的影响而失效,机器人的机械结构设计采用模块化的设计思想,系统由驱动控制箱和连续型操作臂组成,其中驱动控制箱主要由驱动电机、滚珠丝杠、导轨滑块与滑轮组等零部件,对驱动控制箱进行防辐射以及温度控制等处理,保证电子元件工作的可靠性,通过驱动部件与传动部件实现对驱动绳索长度改变的控制,从而实现操作臂的特定弯曲;连续型操作臂由超弹性中心骨架、关节与驱动绳索组成,在空间内具有6个自由度。机器人的控制系统通过CAN通信实现基于stm32的主控芯片与电机驱动器之间的通信,具备较高的控制可靠性。针对空间目标捕获的任务,该设计方案提出了一种包络抓捕的方式。设计的连续型多臂空间机器人系统,采用等圆弧假设对其进行运动学建模,建立了其驱动空间、关节空间与工作空间之间的映射关系,并采用优化算法进行逆运动学求解,对操作臂末端规划了直线、圆弧等运动轨迹。面向空间目标捕获的应用场景,对截面为圆形的目标物体进行了抓捕策略分析,通过包络抓捕的方法实现对目标物体的捕获。完成了机器人样机的集成与实验平台搭建,开展了一系列相关实验,其中包括单臂的重复定位精度、末端直线运动、圆弧运动实验以及多臂协同抓捕目标物体实验,对前述的目标物体包络抓捕策略进行了验证。实验结果表明该机器人能够满足相应的功能需求与性能指标。