传统的空中机器人和陆地机器人,一般只具备单一的运动能力,即空中飞行或地面移动,无法满足某些特定场合的应用需求。本文基于对蜘蛛腿部生理结构的仿生研究,设计了一种具有陆空运动能力的一体化仿生机器人,在机械结构设计、硬件系统集成以及控制与导航算法设计等方面开展了相关研究工作。在对蜘蛛的腿部生理结构仿生研究基础上,针对一体化机器人,进行了飞行结构选择、旋翼数量及布局、飞行原理、腿的分布、单腿结构、腿部自由度等分析,实现了飞行机构、爬行机构以及整体集成设计。基于D-H模型的正逆运动学分析,建立了机器人腿部各关节旋转角度与腿部足端落点位置坐标的关系模型。通过引入稳定裕量计算,实现了机器人的静态稳定性分析。对机器人爬行运动进行了多步态设计,并对多步态的占空比与稳定性进行了分析,进而实现了基于外部环境的多步态切换控制。针对系统中的控制模块,包括导航控制器、飞行控制器、爬行控制器,进行了功能分析与设计。在此基础上,结合动力系统、激光雷达导航、数据通信、图像采集、电源等功能模块进行了系统集成设计。为了实现机器人定点悬停功能,采用了基于光流传感器的方案进行实现。设计了基于VFH的机器人飞行避障导航算法,提高了机器人的智能化水平。基于以上研究工作,研制了仿生机器人原理样机并对系统功能进行实际验证,研究成果对今后的陆空一体化仿生机器人的研发与应用具有借鉴意义。