随着未来空间探测技术的发展,灵动性、机动性成为在轨操作技术未来发展的重要方向,基于机械臂的在轨操作局限性也被逐渐体现出来,需要一种能够搭载操作执行器的太空机器人,来实现太空中更多灵巧性的在轨操作,但是太空机器人在降落至航天器上时会受到很大的碰撞力,影响降落的稳定性。本文提出了一种基于仿猫构型的缓冲机构式太空机器人,通过对猫进行跳跃缓冲机理的研究和仿生试验,得到仿生缓冲机构腿部三关节的主要构型,并建立仿生缓冲机构的运动学、动力学和碰撞相动力学模型,通过动力学仿真分析了不同结构参数、不同姿态对缓冲机构受力的影响,研制了仿生缓冲机构原理样机并进行试验,基本验证仿真所得结论。对猫进行缓冲机理分析,并根据仿生试验选取四肢和跳跃姿态作为缓冲研究的重点,根据研究的需要,结合猫的身体结构,设计了缓冲机构的基本构型,基本构型为腿部为三关节式,躯体为两连杆式。建立整体机构的运动学坐标模型,分析仿生缓冲机构的正运动学和逆运动学,随后分别建立前腿和后腿的动力学坐标模型,利用拉格朗日动力学方程建立无重力环境机构连续运动下的动力学模型,利用碰撞理论建立无重力环境机构碰撞时刻的离散相动力学模型。基于动力学理论,利用ADAMS软件建立无重力环境下仿生缓冲机构的跳跃落地碰撞缓冲仿真,获得机构落地过程的受力变化的相关参数,改变机构的腿部杆件长度等结构参数,利用控制变量法分析其对受力的影响,得出最佳杆件长度配比,利用控制变量法改变机构的姿态参数,分析其对受力的影响,得出最佳姿态参数。设计并加工了缓冲机构原理样机零件,利用装配件对样机进行装配,并安装扭簧,通过滑轨引导样机下落,选取不同大腿长度的零件进行装配并进行重复试验,选取不同的肘关节角度进行重复试验,验证了结构参数和姿态位姿对缓冲特性的影响规律。