微型扑翼飞行器(Flapping-wing Mav)是一种以自然界中扑翼方式飞行的鸟类或昆虫为模仿对象的新概念飞行器,以其相对于固定翼或旋翼飞行器特有的重量轻、体积小、机动性强、飞行效率高、反侦查能力强等特点在军民领域具有广阔的发展前景,因而成为新的研究热点。在微型扑翼飞行器的设计中,实现复杂运动模式的飞行机构一直是研究的重点。本文以高效的模式和实现该运动模式的机械结构为研究重点,主要内容包括:以自然界中以扑翼为飞行方式的鸟类、昆虫等为研究对象,研究了它们的飞行方式、运动模式、飞行机理以及不同飞行模式等,从仿生学的角度出发,根据尺度律原则为微型扑翼飞行器的设计中各种参数的确定提供理论基础和指导方案;在分析了鸟类及昆虫等以扑翼方式飞行的自然界的生物飞行方式的基础上,利用两个曲柄摇杆机构建立了扑动机构模型,实现特定参数的扑动、扭转间歇运动,并且避免了采用间歇机构所造成的冲击载荷,建立数学模型,验证了机构能够得到“8”字型的翅尖运动轨迹。对驱动机构进行了流体力学仿真,验证了扑动机构的合理性。针对设计的扑动机构,设计了传动机构、扑动翅膀等部分,完成了微型扑翼飞行器整体机构的设计。以尺度律原则和气动理论计算为指导,完成了驱动机构的选取。利用3D建模软件和有限元分析软件对机构的强度和质量进行了分析。利用计算液体力学仿真软件分析了不同参数下的复合扑动的气动特性。为了提高微型扑翼飞行器载荷能力,仿照大雁的群体迁徙阵型设计复数翅翼飞行器,从仿生学的角度出发,根据尺度律原则设计了复数翅翼布置位置及运动参数,在计算液体力学仿真软件中优化了设计参数。在复数翅翼设计的过程中,重点进行各个扑翼相对位置的仿真优化,通过对比单翼扑动机构,验证了复数翅翼对载荷能力的提升,为提高微型扑翼飞行器的载荷能力提供了新的思路。