近年来，空间技术迅速发展，国内外对空间非合作目标的研究愈加深入而广泛。对于没有安装对接和抓捕机构的空间非合作目标的在轨维修和回收工作十分困难[1]，抓捕过程中，目标惯性大，对机械臂造成的冲击更大，极易导致机械臂损坏。然而传统机械臂结构简单，功能单一，只能在特定环境下执行特定的任务，灵活性和智能化水平较低，很难完成对接和抓捕任务。在抓捕过程中，由于运动位姿和定位存在误差，智能柔性机械臂与抓捕空间目标之间不可避免的会发生碰撞，产生接触力，极易造成智能柔性机械臂和空间目标的损坏，因此，使用运动灵巧、刚度可控的智能柔性机械臂进行空间非合作目标的柔顺抓捕具有巨大的应用前景。

       智能柔性机械臂如上图所示，包括旋转式快换机构（由旋转机架组、电机传动组、导绳滑轮组三部分组成）、柔性机械臂杆件组、角度传感器组、拉力传感器组。旋转式快换机构的旋转约束杆穿过旋转摆动杆的安装孔和旋转固定圆盘的安装孔，约束旋转摆动杆的旋转运动。通过导绳滑轮组约束绳索走向，避免绳索与旋转机架组干涉；通过脱出旋转固定圆盘的旋转约束杆，旋转摆动杆的转动将带动电机传动组的位置变化，增大旋转式快换机构内部零件的更换空间，方便导绳滑轮组和电机传动组的拆装；分别通过角度传感器组和拉力传感器组反馈万向节角度及绳索拉力实现系统闭环控制，该结构已申请发明专利。

     智能柔性机械臂控制系统由硬件控制部分和软件监测部分组成，中间核心控制选择的是STM32f407单片机，单片机通过CAN总线通信控制电机转动来控制绳索位移变化，通过ADC(模拟量采集模块)采集拉力传感器的信号，又通过高速计数器来采集角度传感器信号，同时采用串口通信将信号反馈给PC上位机并由上位机实时显示并绘制曲线显示出来。控制系统总体方案如上图所示，为了更好的监测系统的运行情况，设计了一款串口通信上位机软件，该上位机可实时显示软件设定的绳索期望拉力、绳索实际拉力和绳索位移形成控制闭环。

       为了将智能柔性机械臂与外界环境融合控制，需要建立基于电机-关节双位置阻抗控制系统，如上图所示。

      通过以上介绍，最终经过三维建模，二维CAD设计，加工出最终的智能柔性机械臂如上图所示。