本发明提供一种空间在轨服务机器人的自适应探针式抓取机构，主要由探针基体、探针驱动机构、螺纹扩展机构三部分组成；探针基体为整个机构提供支撑，并执行针头旋转的动作；探针驱动机构为针头提供旋转抓取的动力；螺纹扩展机构负责改变针头的等效螺纹直径，以实现对不同直径螺栓孔目标物的抓取；三部分协同工作，构成整个探针式抓取机构；本发明旨在服务空间在轨服务领域，以上特点使得该抓取机构能够适应多种目标物抓取任务的需求，与现有技术相比具有结构简单、体积小、质量轻；抓取过程简单、可靠、自适应强的特点。