微型扑翼飞行器是一种仿昆虫和鸟类的飞行器,它具有稳定性高、机动性能好、体积小等众多优点,有着良好的应用前景。气动性能是设计微型扑翼飞行器重要的指标之一。由于扑翼微型飞行器的空气动力学特征和普通飞行器完全不同,目前并没有完善的理论来分析其气动力特性,只能通过风洞实验的方式测量其气动力特性。扑翼飞行器的重量轻,扑动时各分量力较小,不易测量。因此,本文研制了适用于微型扑翼飞行器的应变天平,主要研究内容如下:针对微型飞行器所需测力天平的特点,选择应变天平的形式,介绍了应变天平的特点分类以及工作原理并选择了合适的应变片,介绍了应变片的粘贴方法。根据需求选择了应变天平的设计形式和元件布局,选择了串联式元件布局作为应变天平的布局。并根据实际情况为天平选择了合适的材料。根据实验室现有的扑翼飞行器,首先确定了三分量应变天平的量程范围。设计了测力单元的基本结构,对其结构进行理论计算和仿真分析。结果表明,所设计的测力单元仅对本分量的力敏感,对其余分量的力或力矩均不敏感,维间耦合干扰小。以测力单元为基本结构设计了三分量天平的整体结构,同时以三分量应变天平为基础进一步研制了六分量应变天平,设计了其测力矩单元,对测力矩单元进行理论计算和仿真分析,所设计的测力矩单元仅对本分量的力矩敏感,对六分量应变天平的整体结构进行设计并对两款天平进行静力学仿真、模态分析和强度分析,发现其维间耦合误差小,三分量及六分量应变天平满足所需测量要求。对三分量及六分量应变天平进行静态标定实验。首先确定了应变天平的数据采集系统,选用合适的装置进行采集,采用变换姿态法和滑轮加载砝码法对两种天平进行标定,得到了各分量输出电压随载荷变化的关系图像,分析了应变天平的线性度、灵敏度、回程误差、维间耦合误差、精度和准度等指标,并得出了其标定矩阵和解耦矩阵。结果表明,三分量及六分量应变天平的各项指标均符合要求,能够对微型扑翼飞行器进行测量。