双翼垂直起降扑翼飞行器的隐蔽性高、操作灵活,并且能够很好地适应空间狭小的场地,因此其具有非常广阔的应用前景。本文基于曲柄滑槽机构成功研制了一款被动稳定的双翼垂直起降扑翼飞行器样机,其原始重量为14.9g,翼展为60cm,机翼拍打角度幅值为71.4°,采用了被动稳定的方式,通过增加被动空气阻尼装置来提高飞行稳定性,最终实现了大约14s的悬停飞行,通过调节机翼拍打频率可实现其垂直起降功能。该扑翼样机的结构简单,运行稳定性较高,研制难度低,可为双翼垂直起降扑翼飞行器的研制提供参考。本文首先分别基于曲柄滑槽机构、曲柄滑槽机构+齿轮机构、曲柄滑槽机构+齿轮齿条机构和曲柄滑块机构+齿轮齿条机构设计了四种双翼扑翼样机,机翼拍打角度幅值分别为71.4°、196.8°、180°和180°。四种扑翼样机均采用了电机驱动方式,机翼采用了负扭转柔性翼设计,并基于机翼扭转调节机制设计了扑翼样机的姿态控制机构,通过调节翼根后缘的位置来产生俯仰力矩和滚转力矩。根据设计完成了四种扑翼样机的制作,总重量分别为23.8g、26.4g、25.4g和25.0g。对四种扑翼样机进行了升力测试,观察它们分别在20cm、22cm、24cm、26cm、28cm和30cm翼展下的升力产生情况,同时还通过转速表测量得到各扑翼样机的机翼拍打频率数据。根据各扑翼样机的升力数据、机翼拍打频率数据以及它们的实际运行状况对这四种扑翼样机的性能进行了对比。对比研究表明,在这四种扑翼样机中,基于曲柄滑槽机构的扑翼样机的性能最优,其扑翼机构的运行稳定性高,产生的升力最大,机翼拍打频率也最高,从翼展、翼面倾斜程度、翼脉的设置、减速装置的减速比这几个方面对该扑翼样机进行调整和改进后,其在未装入姿态控制系统和电池的情况下的总重量为14.9g,能够产生23.1g的升力,安装了被动空气阻尼装置之后的重量为21.9g,并实现了大约14s的悬停飞行。此外,经过实验验证,所设计的姿态控制机构能够起到相应的调节扑翼样机飞行姿态的效果。综上,本文开展了四种不同类型的双翼扑翼样机的设计和制作,从产生的升力、机翼拍打频率以及扑翼样机的实际运行状况这几个方面对这四种扑翼样机的性能进行了对比研究,并选择其中性能相对更加优良的扑翼样机进行了更进一步的改进和测试,最终实现了该扑翼样机在被动稳定下的垂直起降和悬停飞行,为双翼垂直起降扑翼飞行器的研制提供参考。