为弥补当前针对室内侦察任务时地面侦察机器人视角和活动范围有限、无人旋翼侦察机航时有限的不足，本文提出一种适应室内及城区侦察的小型陆空两栖系统-陆空两栖机器人，该机器人具备地面运动能力和空中飞行能力，能够长时间独立执行地面任务；也能够在空中调整自身飞行姿态来执行空中飞行任务。本文从陆空两栖机器人系统技术研究入手，结合当前已有研究成果，重点对机器人总体结构和机器人飞行系统进行了研究和设计。本文根据陆空两栖机器人在多障碍狭小空间执行侦察任务的特殊需求，确定了陆空两栖机器人一般技术指标和系统组成，由于其特殊的工作环境陆空两栖机器人的飞行系统需要较高的控制精度；针对陆空兼容性以及机器人高机动性、控制的高精度需求提出不同样机总体设计方案，并运用模糊评价方法对各个方案进行分析与评估，最终确定样机设计方案；并根据方案和功能选择控制系统各个部分使用的器件。本文分析了陆空两栖机器人飞行系统空气动力学特性和操纵原理，针对其飞行系统进行动力学分析和建模，对飞行系统传递函数进行分析和推导，得出机器人飞行系统的传递函数。针对机器人飞行控制系统的高精度控制需求，本文分别采用经典的PID控制方法、Backstepping方法，设计了机器人飞行系统姿态控制与位置控制两个回路控制律。仿真结果表明，飞行状态下PID算法和Backstepping算法均能够使机器人姿态快速稳定在期望位置，并能使其在小范围内保持稳定。相对PID算法Backstepping算法在超调量、调节时间上均具有更好的控制效果。而飞行实验表明陆空两栖机器人飞行控制系统能够实现较高的控制精度，达到设计指标要求，飞行系统具备执行飞行任务的能力。