经过长达数万年的自然选择与生物进化,自然界中如鸟类或昆虫等大部分都是选择扑翼飞行方式。这种扑翼飞行与发展较为成熟的固定翼和旋翼在有些方面有所不同。飞行机理方面,扑翼飞行是由机翼的扑动而产生飞行所需的升力和前进的推力,这使得它具有气动力好、飞行效率高、机动灵活等优势;空气动力学方面,扑翼飞行机构机翼附近的流场随着机翼的运动而迅速变化。扑翼机由于其特有的优势,使得其在很多方面都有很大的发展前景,因此对扑翼飞行机构的研究具有前瞻性、先导性。本文的研究内容是设计了一种解耦式扑翼机构,该扑翼机构解决了常见扑翼机构中内翼与外翼无法单独控制的问题,提高了扑翼飞行机构的灵活性,加强了其可扩展性。进一步地在该机构上加入了变长机构和锁定机构使得该扑翼机构实现飞行时不同模式之间的切换,并研制了原理样机、进行了多次飞行实验,验证了该解耦式扑翼机构的可行性,主要内容包括:(1)通过研究鸟类飞行机理,从鸟类翅膀的结构、鸟类翅膀扑动时的运动特征等方面系统地研究并总结了扑翼飞行的高升力产生机理,并介绍了几种常见扑翼机构。(2)为了解决常见扑翼机构中内翼与外翼无法单独控制的问题,本文提出了一种解耦式扑翼飞行驱动机构。该机构的内翼和外翼分别由不同的连杆机构控制,在不同连杆的作用下,内翼与外翼的运动是独立的,解决了以往外翼运动受限于内翼的问题,由此实现了内翼和外翼的解耦合,使得扑翼飞行机构的灵活性更高,可扩展性更强。(3)进一步地在该解耦式扑翼机构中加入了锁定机构和变长机构,使得该扑翼机构可以完成不同飞行模式之间的切换,飞行姿态多样,气动效率更高,能适应更多的飞行环境。(4)为了验证方案的可行性。首先,利用三维仿真软件solidworks设计了该扑翼机构的运动模型,通过模型的运动情况,初步验证了该机构设计方案的可行性。其次,根据机构的设计方案,选择电机、舵机、电调等元器件,加工零部件,制作原理样机,并进行大量飞行实验。多次实验记录的飞行数据,并多次重复出现的成功飞行实验,从实践的角度验证了所提出的解耦式扑翼机构的可行性。所设计的解耦式扑翼机构解决了常见扑翼机构中内翼与外翼无法单独控制的问题,使得机构更灵活,可扩展性更强。进一步地在机构中加入变长机构和锁定机构之后,该机构可以实现在多种飞行模式之间切换,飞行效率更高,飞行姿态更逼真。经三维仿真软件solidworks仿真、样机研制及飞行实验结果显示,提出的设计方案能为扑翼机构飞行提供足够的升力、推力,满足飞行所需要求。