本发明属于机械工程领域，提供了一种用于大型薄壁件的自适应吸附定位装置。本发明由真空吸盘及配套接头、支承支杆、万向球、球芯上底座、球芯下底座、真空气路系统等组成。本发明实现了固定功能与支承功能的分离，其中支承支杆承担支承作用，真空吸盘安装在支杆内部空腔内承担吸附固定作用。支承支杆通过定位螺钉与万向球连接，可根据零件的曲率进行更换，以满足不同零件的装夹定位要求。万向球固定在由球芯上底座和下底座组成的空腔内，通过支承支杆与球芯上底座的配合可实现真空吸盘45°的万向转动。本发明结构简单，设计合理，能够有效提吸盘的使用寿命，基本满足大部分零件的定位要求。