运载火箭连接器是实现地面设备与箭体之间传输电力,气、液交换和通讯的接口设备。在运载火箭连接器自动对接和随动过程中,对接装置与箭体之间因各种因素不可避免的存在跟踪误差。位姿补偿机构则是为了补偿两者之间产生的位姿差量,对保护箭体免受巨大撕扯力破坏具有重要意义。首先,本文利用建立的执行机构位置方程得到了执行机构的位置正反解。对执行机构在对接过程中产生的跟踪误差进行了数值分析,得到了执行机构跟踪误差在单缸跟踪误差处于设计范围之内时的最大值,为位姿补偿机构工作空间大小设计提供了理论依据。其次,根据技术指标要求,对位姿补偿机构机构类型进行了方案论证,并在借鉴并联机构结构特点的基础上,对设计的两种结构进行分析比较,最终确定了较理想的结构;对选择的位姿补偿机构计算自由度验证了符合全方位补偿要求;根据对需满足的补偿空间分析得到了机构中各滑移杆的最小运动范围;对机构的弹簧刚度参数进行了优化设计得到了合理解。最后,在ADAMS多体动力学软件中对地面连接器面板对接随动箭体的过程进行了仿真分析,研究了不同对接速度和最大对接偏差情况下箭体受到的对接力,同时,仿真分析了随动过程中箭体的受力情况;对开始加注时外管道内推进剂质量变化对箭体受力影响提供了解决方案;利用制造的原理样机做了相关试验验证了主要设计指标。