从古至今,人类就没有放弃过对飞行的探究,尽管固定翼飞机和旋翼飞机等人类发明的飞行器已经足够优秀,但是其飞行性能比之自然界的飞行生物,尤其是昆虫,仍然有很大的差距。自然界的生物普遍使用的是扑翼进行飞行——通过调整翅膀的运动模式,使自己拥有出色的飞行机动能力。生物的扑翼飞行一直是科学家们的研究重点。对扑翼的研究有助于我对扑翼飞行器的设计研究,尤其是厘米量级的微飞行器（MAV）。这是因为,在厘米量级的小尺寸下,传统的固定翼飞行器很难有足够的气动力来起飞。然而昆虫却能依靠扑翼进行飞行。所以探究扑翼运动及其气动力的产生十分必要。本文的研究内容是探究扑翼飞行器的设计,并且设计搭建一个扑翼气动测试实验平台,通过平台测试了刚性翼和柔性翼的气动差异,探讨了扑翼研究中的一个至今仍在争论的关键问题——昆虫翅膀的柔性对气动力的提升有什么作用。本文主要内容包括:1.介绍了本文的研究背景,主要有扑翼微飞行器概念的提出,国内外扑翼飞行器的相关研究进展,以及扑翼柔性相关研究背景的综述。2.综述了昆虫扑翼飞行的原理,对比了鸟类和昆虫翅膀的异同以及各自扑翼飞行的特点。总结了几种常见的仿生扑翼机构及其原理,然后根据实验目的提出了本实验所使用的仿生扑翼机构。该机构拥有差动齿轮结构,能实现扑翼的挥拍和攻角两个自由度运动,运动方式通过两个舵机配合实现。3.以上述的扑翼机构为核心,设计制造了两种扑翼飞行器。我以轻量化和小型化为目标,设计制造了第一种仿照昆虫的扑翼微飞行器。第二种飞行器模仿鸟类设计,同时模仿鸟类翅膀骨骼设计了飞行器的扑翼,让其拥有折叠功能。4.结合两个飞行器的设计制造经验,设计开发了一款扑翼气动测试实验平台。我使用STM32系列芯片作为控制核心,四个舵机分别控制两对翅膀,使用六分量力传感器收集气动力数据。实验过程基于硬件在回路（Hi L）理念设计:由扑翼运动实物模型产生数据,上位机电脑收集数据进行处理后,生成新运动数据,再将新运动数据载入实物模型进行新一轮实验。5.我成功组装搭建了实验测试平台,设计了拥有三种不同相位的运动曲线——超前相位、对称相位和滞后相位运动曲线,然后用这三种不同运动曲线进行了刚性翼和柔性翼的气动对比实验。通过分析实验结果,我得出了刚性翼超前相位拥有最好的气动性能的结论。6.最后,我对本次实验进行了讨论,分析了实验的不足和后续需要改进的地方。比如翅膀的柔性度的设计需要改进,需要设计更多的对照组实验以探明柔性度的改变对气动力的影响规律。