随着空间技术的发展，利用航天器进行空间探索与开发的活动越来越多，如何保证航天器正常在轨运行已成为迫切需要解决的问题。早期受技术限制，在轨服务多由宇航员出舱完成，而出舱作业存在诸多不安全因素，宇航员面临巨大的风险。近年来，空间机器人得到了广泛应用，可以用来协助或代替宇航员完成大多数的在轨服务，大大降低了在轨服务的风险和成本。空间机器人的运动往往需要预先进行规划，使空间机器人在满足各项约束条件和性能指标的前提下完成任务。自由漂浮空间机器人的机械臂与基座存在动力学耦合，因而不能使用地面固定基座机器人的运动规划算法，有必要对自由漂浮空间机器人的运动规划算法进行研究。本文针对自由漂浮空间机器人的点位运动进行了运动规划。基于梯形速度法的运动规划，采用了以牺牲末端精度为代价的阻尼最小方差法求解雅可比矩阵的逆，由于利用梯形速度法规划出的末端速度不能实时调整，造成累积误差，致使末端无法到达期望位置。为解决这个问题，提出基于梯形速度曲线法和比例导引联合的运动规划算法。前一阶段利用梯形速度法规划末端速度，待运动到距离期望位置一定距离后切换到比例导引法。根据比例导引法规划出的末端速度可以实时调整更新，速度方向始终指向期望位置，末端最终可以到达期望位置。仿真结果证明了算法的有效性。然后针对自由漂浮空间机器人抓捕目标进行了运动规划。首先基于比例导引法进行了运动规划，并以抓捕作匀速直线运动的目标为例进行了数值仿真，仿真结果证明了规划算法的有效性。但是该规划算法不能预测抓捕时间，无法保证末端在目标飞出机械臂工作空间前抓捕到目标。为了估测出抓捕到目标的时间，现提出基于梯形速度法与比例导引法联合的运动规划算法。首先在机械臂工作空间内的目标运动轨迹上选取一点作为期望位置，同时可以得到目标运动到期望位置的时间。接着在初始阶段使用梯形速度法规划末端速度，使末端在目标到达该位置前运动到期望位置附近，当距离目标一定距离后切换到比例导引法，直至与目标交会。最后同样以抓捕作匀速直线运动的目标为例，仿真结果证明了规划算法的有效性。