随着微型飞行器的深入研究,扑翼飞行器也越来越受到重视,由于其尺寸小、质量轻、隐蔽性强等特点,在侦察、救援等领域有着广阔的应用前景。目前大多数的扑翼机器人采用电机作为驱动器,并采用大量的连杆机构将电机转动转化成扑翼的扑动动作。然而自然界中的鸟类是依靠自身的肌肉和骨骼结构实现飞行。从仿生学角度电机驱动的扑翼与自然界中的鸟类有很大区别,并且传动构件的增多增加了扑翼机的复杂程度。所以本文打算采用新型的驱动方式研制扑翼机器人,以便更好的模拟出鸟类飞行过程中肌肉出力带动翅膀扇动的过程。在智能材料中,介电弹性体的驱动性能最接近自然肌肉,它具有着能量密度高、反应灵敏、柔性驱动等诸多优点,所以本文尝试用介电弹性体作为驱动器设计研制一种新型的扑翼机。主要研究内容如下:对介电弹性体驱动关节在结构和工艺上进行优化使其足以带动翅膀产生高频扑动,改进内容包括对驱动器提高驱动寿命、增大驱动能力、减轻质量以及提高重复性精度。通过分析不同尺寸电机驱动的扑翼机的性能参数并结合优化后介电弹性体驱动器的性能确定出本文中设计的扑翼所采用的柔性翼结构和尺寸,本文采用计算流体力学的方法分析扑翼柔性变形对气动力的影响并进行翼型的选择。搭建具有柔性变形的扑翼气动力方程,并采用Simulink进行求解得出扑翼扑动过程中产生的升力曲线和推力曲线。在Fluent中建立扑翼的三维仿真模型,检测出扑翼扑动过程的升力和推力与气动力分析结果进行对比分析。并用仿真模型对扑翼扑动频率进行优化。根据扑翼机的尺寸搭建出小型风洞。确定扑翼的构型并完成扑翼机的制作,建立扑翼测力平台和传感信息采集模块对扑翼进行升力和推力的测试并记录,将实验得到扑翼的升力推力数据与仿真和气动力分析结果进行对比,分析动力学分析结果与实验数据之间的误差,为后续改进提供指导。