● 摘要
自然界长期的进化选择，使某些野生动物具有十分出色的跳跃缓冲能力，尤其以猫科动物最为突出。随着现代科技尤其是航空航天事业的迅猛发展，对于新型高效缓冲吸能装置的需求愈加迫切。而针对猫科动物跳跃缓冲机理的仿生研究或可为之提供一些指引和启示。
本文较为全面地总结了国内外有关动物缓冲特性生物力学研究的现状和最新进展，以家猫为研究对象制定了一个完整的主动跳跃着陆的实验方案，拟借助测试数据，初步探讨家猫具有高缓冲能力的机理。
通过系统的实验完成对四只实验家猫着陆地面反力数据及高速摄影视频的采集，从着陆过程中的着陆姿态、竖向地面反力，冲量和能量等方面对其着陆控制进行分析，发现了猫着陆的双级缓冲模式，即冲击反力谱中出现了双峰值现象，并且在不同的高度下，猫可以通过分配不同的力、冲量和能量给前后肢，实现最佳的缓冲着陆。
此外，本文还建立了一个简化力学模型对猫在着陆时肢体的运动进行模拟和计算，得出了与实验相似的结果，重现了实验中发现的冲击反力谱中的双峰现象。之后以航天座椅缓冲系统的改进设计为例，证实了猫着陆的双级缓冲模式具有一定的优越性，在实际工程应用中有着良好的应用潜力。