扑翼微型飞行器是一种新型飞行器。它具有体积小、隐身性好、重量轻、造价低廉等优点,可以应用在侦查、勘测、通信等领域,在国防工业和民用领域都有广阔的发展前景。仿生学和空气动力学研究均表明:扑翼微型飞行器比固定翼和旋翼微型飞行器具有更高的飞行效率和飞行性能。　　本文在综合分析了各种常见的扑翼微型机构的拓扑构造特性的基础上，根据颜氏机构创新设计理论,设计枚举了6杆及其以下数目的可实现平面扑动的所有可能的机构类型。对典型平面单曲柄双摇杆扑翼机构进行了运动学分析,并根据其扑翼运动的固有不对称性,对单曲柄双摇杆扑翼机构进行了改进,得到了空间扑翼机构。对空间扑翼机构进行的运动学分析表明,此空间扑翼机构的运动完全对称,且运行较为平稳,结构紧凑,可以微型化,为扑翼微型飞行器样机设计提供了一种可行方案。　　在单自由度上下扑动机构的基础上，对同等初始条件的刚性翼和后缘可柔性变形的机翼进行了数值模拟。结果表明,相对于只能上下扑动无扭转及变形的刚性翼,柔性机翼既可产生升力,还可产生水平方向的推力。柔性机翼具有更好的推进效率,为扑翼微型飞行器的气动布局的合理性设计提供了理论依据。　　按照整体设计目标对扑翼微型飞行器的各个组成部分进行了设计,主要是扑翼机构的优化和整体气动布局的设计。选择空间扑翼机构作为扑翼微型飞行器的机械传动部分,并根据预期扑动幅度对杆长进行了优化设计;采用柔性机翼和常规式尾翼作为飞行器的主要气动部分,进行了尺寸设计及布局优化。通过不断改进加工工艺及各项尺寸参数,共设计加工了6架扑翼微型飞行器样机。对最终设计的扑翼微型飞行器样机进行的试飞实验表明,该样机各项技术指标符合预期设计目标,且具有较好的推进特性。