仿生扑翼飞行器是结合仿生学及微机械为一体的新型飞行器,能够通过扑动的方式完成复杂飞行动作。相比于传统的固定翼及旋翼飞行器,因其体积小、重量轻、隐蔽性好等特点在军事领域和民用领域都具有更加广泛应用前景。论文针对设计新型扑翼驱动机构,对鸟类及昆虫飞行机理、驱动机构设计、微尺寸气动特性分析及实验室样机制作进行系统研究。通过研究鸟类及昆虫飞行获取高升力的方法,推测出扑翼飞行器获取高升力的机制。分析了鸟类翅膀结构与气动布局,在一个扑动周期内不同时刻翅膀主要运动形式。对昆虫在飞行时所运用的拍合效应、前缘涡吸附效应、翅膀翻转效应及尾流捕获效应进行系统分析,将所得的理论结果应用到后续的仿生扑翼飞行器设计中。扑翼驱动机构是设计的核心部分,通过对比3种不同扑翼驱动机构,确定新型二维驱动机构实现对扑翼的上下扑动及扭转驱动。根据飞行器设计要求对驱动机构进行运动特性分析,运用作图法与数值分析结合的方法计算出新型驱动机构曲柄、连杆及滑块行程等尺寸参数与位置关系,建立相关三维模型进行运动学仿真,仿真结果显示该机构运动平稳,无干涉情况,满足设计要求。以昆虫扑翼式飞行方式为基础,应用Fluent软件针对所选择的特定扑翼翼型建立二维流场模型,分析不同扑动幅值、扭转角及来流速度对仿生飞行器气动特性的影响。分析结果显示扑翼飞行在较大扑动幅值下能产生更大升力;推力随扭转角的增大成正比例增加但升力没有明显变化;来流速度的增加使得机翼后缘形成紊乱涡街,影响推力产生。同时验证扑翼式飞行通过产生前缘涡来获取大升力,在一个扑动周期内发生两次尾涡脱落形成“反卡门涡街”获取推力的原理,为后续结构设计提供理论依据。根据理论分析结果,并集合实际情况将各部分零件具体化设计,对仿生翼进行翅脉结构设计有效的提高了翅膀整体强度,采用120°V型尾翼结构及流线外形设计,使飞行器具有更好的横向稳定性,选取物理性质满足要求的材料进行零件的加工制作。最后经测试实验室样机的各指标参数基本符合设计要求。