本发明涉及一种基于气囊的工件柔性对接装置，其包括地面导轨、导轮、主动调姿机构、刚性支撑卸载装置、被动调姿机构、质心调整滑块、滑块移动导轨、支撑工艺环，刚性支撑卸载装置包括卸载支撑缸、卸载支撑杆及球形接触头，其中卸载支撑缸安装在主动调姿机构上箱体的外侧，卸载支撑杆可沿卸载支撑缸内部沿其往复移动，四个刚性支撑卸载装置结构相同、对称分布在上箱体外部两侧。本发明利用重力平衡及气囊被动柔顺运动原理，对工件调姿、施加平衡力后跟随工件运动，实现微重力环境下操作，操作难度更低、安全性、灵活性更高。