由于能源容量的限制,飞行机器人的任务生命周期短,作业形式单一,给予飞行器着陆栖息和爬行功能是解决此问题极为重要的方法之一。为了使飞行爬壁机器人能应用于外星探索或者混凝土、花岗岩等城市人造粗糙壁面,要求着陆栖息和爬行机构可适应多颗粒、多粉尘和粗糙的非结构化自然表面。然而,目前已有的真空、磁力和粘液等附着方式均无法适用于非结构化表面,爪刺附着方式也仅限于笨重的纯爬壁机器。研究爪刺式飞行爬壁机器人着陆栖息带来的接触-碰撞仿生接触动力学行为一直是该领域内前沿课题。本文针对该问题,综合采用自锁理论、有限元数值计算以及实验方法,研究了飞行爬壁机器人的接触-碰撞动力学机理和爬行步态控制算法,自行设计和制造了爪刺式飞行爬壁机器人样机,实验验证了理论结果。具体研究内容和创新点如下:（1）基于昆虫和鸟类的爪足结构,利用动态摩擦自锁理论研究了仿生力学模型的抓附机理,获得了爬行机构设计标准。设计了飞行系统、爬壁系统和爪刺等小型机械结构,给出新型传动方式、迈步方式和着陆方式以实现飞行、着陆和爬壁的功能。（2）编制了爬行过程中的步态控制算法。采用C语言书写飞行与爬行的控制算法的代码并同时写入微处理器,实现集成控制。采用python语言编译机器人上位机控制软件,通过遥控器和调参的控制方式控制机器人行为。针对爬行过程中可能出现的脱落情况,通过对加速度传感器数据的处理与反馈,设计爬行防脱落算法。（3）提出柔性多体系统接触碰撞动力学模型,研究着陆栖息时的动力学行为。基于该模型,模拟计算了着陆时的运动学、接触力和结构应力等动态响应。通过对机器人着陆前不同速度和飞行姿态模拟结果的分析,确定了着陆栖息前的可行初始状态,即水平速度在200-400mm/s之间并保持加速。提出降低机器人产生不良接触碰撞响应的方法,并进行结构优化。（4）实现了国内首个轻质量、低能耗和长工时的爪刺式飞行爬壁机器人样机,开展了爪刺的静力学实验、机器人的飞行-着陆实验和爬行实验。通过对陀螺仪和加速度传感器监测机器人运动并加以优化控制。通过实验数据的统计,得到最佳迈步速率和最佳着陆前初始状态,并验证理论与仿真结果的准确性。此机器人重43g,最大爬行速率为6.3cm/s,是目前爪刺式爬壁机器人中相对轻盈与快速的。