随着多旋翼无人机相关技术的迅速发展,其已经广泛应用于生活的方方面面,带来了巨大的经济与社会效益。然而,多旋翼无人机普遍存在着飞行作业时间短、作业噪声大等问题。为解决这些问题,本文提出了一款仿蝙蝠式的可栖附式飞行机器人。同时为解决现有飞行栖附机器人环境感知能力弱、抗干扰性差、缺乏自主性等问题,本文还设计了该机器人的环境感知系统、伺服控制系统以及上层规划系统。具体而言,本文主要开展了如下研究:（1）仿生栖附机构的设计与优化:通过分析自然界典型的飞行栖附类生物蝙蝠的栖附机理,本文以连杆机构、棘轮机构等理论为基础,设计了承载能力高、适应性强、具有双重自锁机制的栖附机构,并对其进行了运动学、动力学分析,进而对机构尺寸进行了优化,最后将其与四旋翼无人机集成形成了仿蝙蝠式的飞行栖附机器人。（2）自主飞行栖附系统设计:为实现飞行栖附机器人面向典型环境目标的自主栖附,提高系统的自主性,本文首先基于双目立体视觉技术、图像的形态学处理方法以及卡尔曼滤波算法等实现了机器人对典型环境目标的实时追踪与感知;然后基于高鲁棒性的自抗扰控制器设计了飞行机器人的姿态与高度控制系统,并利用Matlab-Simulink对控制器的控制性能进行了仿真分析;最后基于时间接触理论设计了机器人的运动轨迹,以提高运动过渡的柔顺性,形成了感知-控制-规划一体的自主栖附系统。（3）飞行栖附机器人原理样机搭建及相关实验研究:根据前文的研究结果,本文首先对飞行栖附机器人的软硬件系统进行了设计,对相关零部件进行了选型,搭建了机器人样机;然后对栖附机构的负载能力与适应性、目标提取与跟踪算法的跟踪效果与鲁棒性进行了实验分析;最后针对典型栖附目标开展了自主栖附实验,分析了不同模式下系统的功耗。实验结果表明本文所设计的飞行栖附机器人在室外环境中适应性强,能够自主栖附于球杆等典型环境目标,同时其栖附功耗仅为多旋翼无人机悬停功耗的3.1%,静默栖附定点作业时间能够提升约32倍,且不产生环境噪声。验证了本文所提相关理论和方法的可行性以及本文研究内容的价值和意义。