近年来,随着新型能源、轻型智能材料以及MEMS技术的出现和发展,飞行器的小型化、微型化越来越受到人们的重视。离子聚合物金属复合物(Ionic Polymer-Metal Composites, IPMC)是一种新型电致动聚合物,具有驱动电压低、变形量大、柔性好等特点被广泛应用于仿生微驱动领域。与传统机构相比,IPMC材料无需机械传动机构,质量轻,适宜微型化,是当前微扑翼驱动的较佳选择,具有很好的应用前景。本文提出采用梯度IPMC结构提高IPMC性能、制备图案化电极实现IPMC的三维驱动,同时将IPMC作为微扑翼驱动器对其扑动力进行研究,为IPMC应用于仿生扑翼驱动领域提供参考依据。为了制备性能良好的IPMC驱动器,本文通过实验总结了铂电极IPMC化学镀工艺,并通过自浇铸的方式得到了Nafion基膜。设计了IPMC位移测试系统和基于LabVIEW的输出力测试系统,并对IPMC性能进行了测试。本文采用梯度结构来提高IPMC的性能,用浇铸方法得到厚度方向有梯度的Nafion基膜,再通过化学镀制备得到三种不同梯度的IPMC,并进行性能测试对比,实验证明梯度IPMC变形位移和输出力同时得到提高。图案化电极IPMC可以实现三维扭转运动。本文利用在Nafion基膜上贴覆掩膜胶带,再进行化学镀的方法得到图案化电极IPMC。实验研究了图案化电极间基体材料刚度以及电极间水合阳离子对PMC扭转角度影响规律。使用PI胶带将两片IPMC粘贴成两片贴合式PMC,研究了电极间距与图案化电极IPMC扭转角度之间的规律。制备并测试了电极间距分别为3mm、5mm、7mm的IPMC,实验结果表明,随着电极间距的增大,IPMC具有更好的变形能力,可获得更大的扭转角度。贴覆掩膜胶带的图案化电极IPMC比两片贴合的IPMC具有更大的扭转角度。本文设计并制造了两种不同翅膀幅面的IPMC扑翼机构以及两种图案化电极的IPMC扑翼机构。针对扑翼机构的扑动力进行了研究,实验结果表明扑翼机构在共振频率驱动下的扑动力最大,并与驱动波形有较好的一致性。翅膀幅面尺寸及图案化电极尺寸对扑动力有较大影响。