仿生扑翼飞行器的研究现状及关键技术
2024年扑翼机市场发展现状
2024年扑翼机市场发展现状介绍扑翼机是一种模仿鸟类翅膀振动方式的飞行器，通过模拟鸟类扑翼运动来产生升力并实现飞行。
随着科技的不断进步，扑翼机市场正逐步发展壮大。
本文将就扑翼机市场的现状展开讨论。
历史回顾扑翼机的概念最早可以追溯到古代，但直到20世纪末，扑翼机的研发才开始进入实际阶段。
最初，扑翼机主要用于军事应用，包括侦察、侦查和无人机战术。
然而，随着对扑翼机技术的深入研究和改进，扑翼机的市场应用范围不断扩大。
市场应用领域军事应用扑翼机在军事应用方面具有广阔的前景。
它们可以用于搜救、侦察、侦查和目标打击等任务。
扑翼机的机动性和隐形能力非常适合执行军事任务，可以大大提升战场作战效率。
民用应用扑翼机的民用应用领域也在不断拓展。
例如，它们可以用于环境监测，如灾害现场的空气质量检测和水污染监测。
此外，扑翼机还可以用于电力线巡视和农业作业，如喷洒农药和施肥等。
这些应用领域的发展有助于提高环境监测和农业生产的效率和准确性。
科研探索扑翼机作为一种机械模仿生物运动的机器人，也受到科研人员的广泛关注。
通过模仿鸟类的扑翼动作，研究人员可以更好地理解鸟类的飞行原理，并从中获得灵感，改进现有的飞行器设计。
此外，扑翼机还可以应用于生物学、生物医学和智能机器人技术的研究领域。
技术挑战与发展趋势技术挑战扑翼机市场发展面临一些技术挑战。
首先，扑翼机的稳定性和控制性仍然是一个难题。
由于扑翼运动的复杂性，扑翼机的飞行姿态和飞行速度控制相对困难。
其次，扑翼机的能源供应也是一个挑战。
目前，扑翼机多使用电池供电，但电池的功率密度相对较低，限制了扑翼机续航能力的提升。
发展趋势尽管面临技术挑战，扑翼机市场依然充满潜力。
随着科技的不断进步，扑翼机的稳定性和控制性将逐步提升。
此外，新的能源技术的发展也将改善扑翼机的续航能力。
更重要的是，人们对扑翼机市场的需求也在不断增加，推动了扑翼机技术的发展。
结论扑翼机市场的发展潜力巨大，涵盖了军事应用、民用应用和科研探索等多个领域。
《可折叠仿生扑翼飞行器的设计》
《可折叠仿生扑翼飞行器的设计》一、引言随着科技的飞速发展，飞行器技术也在不断突破。
其中，仿生扑翼飞行器因其独特的设计和高效的工作原理，逐渐成为飞行器领域的研究热点。
本文将介绍一种可折叠仿生扑翼飞行器的设计思路，通过详尽的分析与描述，期望能为未来该领域的研究与发展提供有价值的参考。
二、设计背景与目标可折叠仿生扑翼飞行器设计的主要背景是满足现代航空科技对高效、便携、环保的飞行器需求。
其设计目标包括：实现飞行器的轻量化、可折叠性、仿生扑翼运动以及良好的飞行性能。
同时，为满足实际应用场景的需求，如空中拍摄、地形勘察等，该设计应具备高机动性、低噪音和环保等特点。
三、总体设计1. 结构组成可折叠仿生扑翼飞行器主要由机翼、机身、尾翼、起落架等部分组成。
其中，机翼采用仿生扑翼设计，以实现高效的飞行性能。
机身采用轻质材料制成，以降低整体重量。
尾翼和起落架的设计则保证了飞行器的稳定性和安全性。
2. 折叠设计为实现可折叠性，机翼、尾翼等部分采用折叠式结构设计。
在运输和储存过程中，各部分可折叠收起，减小整体体积，方便携带和运输。
四、仿生扑翼运动设计仿生扑翼运动是该设计的重要部分，通过模仿鸟类或昆虫的飞行方式，实现高效飞行。
设计中采用了多轴驱动的仿生扑翼机构，通过电机驱动，实现机翼的上下扑动。
同时，通过调整扑翼的频率和幅度，以适应不同的飞行需求。
五、动力系统设计动力系统采用高效电动驱动方式，包括电池、电机、电调等部分。
电池选用轻量、高能量的锂离子电池，以保证长时间的飞行。
电机和电调则负责驱动仿生扑翼机构，实现高效的飞行性能。
六、控制系统设计控制系统是该设计的核心部分，采用先进的飞行控制算法和传感器技术，实现对飞行器的精确控制。
包括GPS定位、惯性测量单元（IMU）、自动稳定系统等部分，以保证飞行器的稳定性和安全性。
七、总结与展望本文介绍了一种可折叠仿生扑翼飞行器的设计思路，包括结构组成、折叠设计、仿生扑翼运动设计、动力系统和控制系统等方面。
微扑翼飞行器的仿生结构研究
微扑翼飞行器的仿生结构研究近年来，随着科学技术的不断发展，人们对于仿生学的研究越来越深入。
仿生学是模仿自然生物的形态结构、功能及行为特性，将其应用于解决人类问题的学科。
微扑翼飞行器的仿生结构研究正是仿生学在飞行领域的典型应用之一微扑翼飞行器是指通过翅膀的上下振动来产生升力，并通过对翅膀的控制来完成飞行任务的机器人。
其特点是体积小、质量轻、操纵灵活，可以在狭小的空间中进行灵活的操作，具有很大的应用潜力。
然而，由于微扑翼飞行器的工作原理和结构相对复杂，研究者们需要从仿生学的角度来理解和优化其结构。
在微扑翼飞行器的仿生结构研究中，研究者们主要关注以下几个方面的问题。
首先是翅膀的形态结构。
翅膀是微扑翼飞行器产生升力的关键部件，其形态结构直接影响飞行器的性能。
研究者们通过分析自然界中蝴蝶、蜻蜓等昆虫的翅膀结构，发现其具有独特的纹理和曲线形态，并据此设计出了一系列具有类似形态结构的翅膀。
这些翅膀的形态结构能够降低空气阻力、增加升力，并且能够在不同的工况下实现自适应变形，提高微扑翼飞行器的飞行性能。
其次是翅膀的材料选择。
为了实现仿生结构的设计，研究者们选择了一些具有特殊性能的材料。
例如，由于微扑翼飞行器的要求轻巧，研究者们选择了一些轻质的材料，如石墨烯材料，具有高强度和低密度的特点，使得微扑翼飞行器能够在有限的能量下完成飞行任务。
此外，研究者们还尝试使用可变刚度材料，通过改变翅膀的刚度来调整飞行器的飞行姿态和性能。
最后是翅膀的控制方法。
微扑翼飞行器的控制方法需要考虑多个自由度的问题。
研究者们通过分析昆虫翅膀的运动规律，发现其运动受到肌肉和神经系统的控制。
因此，研究者们提出了一种基于人工神经网络的控制方法，可以模拟昆虫的飞行控制机制，实现对微扑翼飞行器的高灵敏度控制。
综上所述，微扑翼飞行器的仿生结构研究是一项具有挑战性的任务，研究者们通过分析自然界中昆虫的翅膀结构和运动规律，设计出了一系列具有类似结构的翅膀，并开发了相应的控制方法。
仿生扑翼飞行器的发展与展望
仿生扑翼飞行器的发展与展望仿生扑翼飞行器的发展与展望摘要：本文简要介绍了仿生扑翼飞行器的概念、特点及其历史，概述了仿生扑翼飞行器在国内外早期和当前的研究现状及未来的发展趋势。
在此基础上，就目前研究中迫切需要解决的一些关键技术进行了讨论，并结合目前研究情况，对我国仿生扑翼飞行器的未来发展前景进行了展望。
关键词仿生；扑翼飞行器；微型飞行器；关键技术Abstract：The concept，characteristics and usage of flapping-wing air vehicle are brieflyintroduced．The present research situation and future development trend of FA V are summarized．According to these，several key technologies of FA V are discussed．Taking into account the presentsituation .the future on the research of FA V in China is outlined．Key words：Bionics ; Flapping-wing air vehicle ; Micro air vehicle ; Key technology1仿生飞行的历史与进展1．1向鸟类学习在中国两千年以前的航空神话和传说中，就有“人要是长着翅膀，就能在空中飞行”、“人骑着某种神奇的动物，可以飞行”等反映古人飞行理想和愿望的文字记载。
多数昆虫长着一左一右两个或4个翅膀，他们都是飞行家，飞行技术非常高明。
但因为昆虫比较小，翅膀的运动速度太快，不易被观察，在古人眼里，只认为鸟类是可以模仿的、最好的飞行家。
传说中春秋时代(公元前770-前481)后期，鲁国著名的能工巧匠公输盘(有些史籍也记作“公输班”)研究并花费3年时间制造了能飞的木鸟，又名木鸢。
仿生扑翼飞行器研究进展及现状概述
（ ＭＥ ＭＳ ’０ ０ ） ，Ｍｉ ｙ ａ ｚ ａ ｋ ｉ ，Ｊ ａ ｐ ａ ｎ，２ ０ ０ ０ （ １ ） ：７ ９ ９ — ８ ０ ４ ．
研制过程中的扑翼轨迹规划及驱动设计提供 客观依据 。
４ ． ５ 微 型扑 翼飞 行器 实现 智 能飞行 控 制
微型扑翼飞行器要实现智 能飞行 ，首先是对扑翼 飞行器 的 控制 ，微型扑翼 飞行 器在实 际飞行 过程 中会遇 到外力 的作用 ，
参
考
文
献
［ １ ］ 中昌富 ，姚磊 红 ，童 小燕 ，等． 仿鸽扑 翼飞行 的柔 性 变形研 究
例如阵风等于扰 ，这 时就需要有一定 的鲁棒性和抗干扰性 ，从 而保证 它能持续稳定 的飞行 ；其次微型扑翼 飞行器在飞行过程 中还得完成 一定 的姿态调整 ，例如平飞 、转弯 、侧飞 、俯仰甚 至 反转 等 ，要实现这 些姿态 ，就需要 控制系统来保 证。此外 ， 微 型扑翼 飞行器在 飞行过程 中可能要执行一些任务 ，需要按照 预定 的轨迹航行 ，这就需要它具有一定 的自主导航能力 ；在飞
行过程 中也有可能会遇到一些障碍物 ，需要通过一定的避障措
［ Ｊ ］ ．机械制造， ２ ０ １ ４ （ ５ ２ ） ：３ ７ — ４ ０ ．
［ ２ ］ 李长龙．仿 生扑翼飞行器机构 的设计与研 究［ Ｄ］ ． 南京：南京航空
航 天大学，２ ０ １ ３ ．
［ ３ ］顾明．微 型扑翼 飞行 器的研 究［ Ｄ］ ．合肥 ：中国科 学技 术 大学 ，
２ ０ １ ３ ．
仿生扑翼飞行器的研究现状及关键技术
１． 引言自古以来，人们就梦想着在天空自由翱翔，对鸟在滑翔状态下的研究使人类乘着飞机上了天。
但在一般情况下，昆虫和鸟类翅膀具有很大的机动灵活性，生物超强的飞行能力也引起了人们的极大兴趣，如昆虫利用其薄如蝉翼的翅膀高频振动，能够实现前飞、倒飞、侧飞及倒着降落等特技飞行。
对生物生理结构和飞行机理的研究为仿制出具有更大飞行灵活性的新型扑翼飞行器打下坚实基础。
随着对生物飞行机理的认识和微电子机械技术（ＭＥＭＳ）、空气动力学和新型材料等的快速发展，仿生扑翼飞行器在目前已成为一个新的研究热点。
由于其在军事和民用上均具有广泛的应用前景，许多国家都已在这方面进行了研究，如美国加州大学伯克利分校、日本东京大学等都已经在这个领域进行了深入的研究探索工作，国内的科学家们也开始了这方面的基础和应用研究工作。
本文主要介绍了仿生扑翼飞行器的特点和关键技术，以及其在国内外的研究现状，并进行了对比分析思考，提出了相应的见解。
１． 仿生扑翼飞行器的特点仿生扑翼飞行器是一种模仿鸟类和昆虫飞行，基于仿生学原理设计制造的新型飞行机器。
该类飞行器若研制成功，那么与固定翼和旋翼飞行相比，它便具有独特的优点：如原地或小场地起飞，极好的飞行机动性和空中悬停性能以及飞行费用低廉，仿生扑翼飞行器的研究现状及关键技术o 周骥平 武立新 朱兴龙扬州大学机械工程学院［摘 要］ 本文简要介绍了仿生扑翼飞行器的概念、特点及其应用，概述了仿生扑翼飞行器在国内外早期和当前的研究现状及未来的发展趋势。
在此基础上，就目前研究中迫切需要解决的一些关键技术进行了讨论，并结合目前研究情况，对我国仿生扑翼飞行器的未来发展前景进行了展望。
［关键词］ 仿生；扑翼飞行器；微型飞行器；关键技术[Abstract] Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ， ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｕｓａｇｅ ｏｆ ｆｌａｐｐｉｎｇ－ｗｉｎｇ ａｉｒ ｖｅｈｉｃｌｅ （ＦＡＶ） ａｒｅ ｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ＦＡＶ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅｓｅ， ｓｅｖｅｒａｌ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ＦＡＶ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｔａｋｉｎｇ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎ ， ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＦＡＶ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｉｓ ｏｕｔｌｉｎｅｄ．[Keywords] Ｂｉｏｎｉｃｓ； Ｆｌａｐｐｉｎｇ－ｗｉｎｇ ａｉｒ ｖｅｈｉｃｌｅ； Ｍｉｃｒｏ ａｉｒ ｖｅｈｉｃｌｅ； Ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［作者简介］周骥平（１９６０－），男，扬州大学机械工程学院院长，博士，教授，研究领域： 机电一体化，机械设计理论与方法等．＊基金项目：江苏省高校自然科学基金项目资助（０２ＫＪＤ４６００１０）综述２００４．６它将举升、悬停和推进功能集于一扑翼系统，可以用很小的能量进行长距离飞行，因此更适合在长时间无能源补充及远距离条件下执行任务。
2024年扑翼机市场环境分析
2024年扑翼机市场环境分析1. 引言扑翼机作为一种可飞行的机器人设备，具有广泛的应用前景。
本文将对扑翼机市场环境进行详细分析，以便了解扑翼机市场的潜在机会和挑战。
2. 市场规模随着人工智能和机器人技术的快速发展，扑翼机市场正在迅速成长。
根据市场研究机构的数据，扑翼机市场在过去几年中增长迅速，并预计未来几年将持续增长。
预计到2025年，全球扑翼机市场规模将超过X亿美元。
3. 市场驱动因素3.1 技术进步随着机器人技术和人工智能的进步，扑翼机的性能得到了显著提升。
新技术的应用使得扑翼机在不同领域具有更广泛的应用潜力，促使市场需求的增加。
3.2 应用领域的多样性扑翼机在农业、环境监测、物流配送等多个领域都有潜在的应用需求。
随着这些领域的发展，市场对扑翼机的需求也在逐渐增长。
3.3 环境保护要求在全球环境保护日益受到关注的背景下，扑翼机作为一种环保的机器人设备，具有很大的市场潜力。
扑翼机可以用于监测空气质量、植物病虫害预警等环境保护任务，满足社会对环境保护的需求。
4. 市场挑战4.1 法律法规和障碍由于扑翼机属于无人机的一种，涉及到空域使用和飞行安全等方面的法律法规和障碍。
不同国家和地区对无人机的使用有不同的限制和规定，这给扑翼机的市场开发带来了一定的挑战。
4.2 技术难题虽然扑翼机在技术上取得了一定的突破，但仍存在一些技术难题需要解决。
例如，增加飞行时间、提高飞行效率、降低能耗等，都是目前需要攻克的技术难题。
4.3 市场竞争扑翼机市场竞争激烈，存在着多个厂商提供相似产品的情况。
价格竞争和功能竞争使得企业在市场中的竞争变得更加激烈，需要不断创新和提高产品性能以获得竞争优势。
5. 市场机会5.1 农业应用领域随着人口的增长和农业产业的发展，农业生产效率的提高成为一个重要的目标。
扑翼机可以用于农业领域的作物检测、施肥和喷药等任务，帮助农民提高生产效率。
5.2 灾害监测和救援在灾害发生后，及时准确的信息收集和救援是至关重要的。
2024年扑翼机市场分析现状
2024年扑翼机市场分析现状介绍扑翼机是一种模仿鸟类翅膀扇动的飞行器，也被称为鸟类机器人。
它通过模拟鸟类的飞行方式，具有较高的机动性和操控性能，因此受到了广泛关注。
本文将对扑翼机市场的现状进行分析，并探讨其未来的发展前景。
市场规模和增长趋势目前，全球扑翼机市场规模正在不断扩大。
根据市场研究公司的数据，2019年全球扑翼机市场规模达到X亿美元，并预计在未来几年内将以X%的复合年增长率增长。
这主要归功于与扑翼机相关的多个领域的快速发展，包括消费电子、航空航天、安全和救援等。
市场驱动因素扑翼机市场的增长主要受到以下因素的驱动：1.技术发展：随着材料科学、电力系统和控制系统的不断进步，扑翼机的性能和操控能力得以大幅提升。
2.应用扩展：扑翼机已经被广泛应用于消费电子领域，如模型飞机和无人机。
此外，它还在航空航天、军事和安全救援等领域发挥重要作用。
3.生态友好：相比传统的固定翼飞行器和螺旋桨飞行器，扑翼机具有更低的能耗和噪音，更符合生态环境保护的需求。
4.娱乐消费需求：作为新兴的娱乐产品，扑翼机在年轻人中受到追捧，推动了市场需求的增长。
市场前景扑翼机市场在未来有着广阔的发展前景。
以下是一些可能的发展趋势：1.技术创新：未来，扑翼机将继续受益于材料科学、电力系统和控制系统等领域的技术创新，提高其性能和操控能力。
2.应用拓展：扑翼机将扩大其应用领域，应用于更多领域，如农业植保、环境监测和物流配送等。
3.自主飞行：随着人工智能和自主飞行技术的进步，扑翼机将能够实现更高程度的自主飞行，提高飞行效率和安全性。
4.个性化定制：市场将提供更多个性化定制的扑翼机产品，满足不同客户的需求和喜好。
挑战和风险尽管扑翼机市场发展前景广阔，但仍然面临一些挑战和风险：1.技术限制：扑翼机的技术仍然面临一些限制，如电池寿命、控制精确度等，需要进一步的研发和创新。
2.法规和安全：扑翼机的飞行受到航空法规和安全要求的限制，需要合理规划和管理。
仿生扑翼飞行器设计新进展
仿生扑翼飞行器设计新进展仿生扑翼飞行器是一种新型飞行器，其体积小、重量轻、隐蔽性好等特点在军事领域和民用领域受到广泛关注。
文章综述了仿生扑翼飞行器的结构分类和升力产生机理，总结国内外研究的理论成果，并介绍现阶段研究所面临的困难，阐述仿生扑翼飞行器的发展前景。
标签：仿生扑翼飞行器；仿生学；结构设计1 概述仿生扑翼飞行器是将推进、爬升和悬停集于一个撲翼系统的新型飞行器。
近年来，国内外专家着手于仿生扑翼飞行器飞行的姿态、空气动力学和能量转换等方面的研究，虽然取得了阶段性的成果，仍面临许多问题[1]。
随后将按照分类与布局、获取升力原理、研究成果和面临问题的顺序对扑翼飞行器国内外现状进行总结。
2 扑翼的分类国内外设计的扑翼飞行器主要有单对和双对两种驱动形式。
单对扑翼飞行器采用曲柄摇杆机构或压电材料驱动，可实现翅膀的怕打与扭转。
机翼设计成仿生骨架结构，采用碳纤维材料制成，再在骨架上粘贴仿生翼膜，形成类似蝙蝠翅膀的仿生翼。
这种仿生翼具有很高的强度和韧性有更高的横向稳定性。
双对扑翼飞行器是采用化学肌肉材料设计的一种仿生飞行器。
可借助MEMS 技术使飞行器尺寸微小化，其独特的飞行方式能够实现快速启动、长时间飞行和悬停，同时可以保持翅膀不动滑行一段距离，大大减少了能源的使用[2]。
3 扑翼产生升力的原理3.1 Weis-Fogh机制1973年，Weis-Fogh研究发现小黄蜂在起飞前两翅前缘相互靠拢然后迅速打开，此时在两翅中间形成低压腔，将周围空气快速吸入，在翅膀周围形成漩涡。
该漩涡附着在翼尖附近不脱落，给昆虫向上举升的力，从而产生瞬时高升力。
随后他又将这一现象从理论和实验角度进行分析，最终证明此现象为扑翼飞行产生升力的主要原因之一[3]。
3.2 延时失速效应1997年，英国剑桥大学的Ellington在空气流场中放入飞蛾的翅膀模型，模拟飞蛾的飞行姿态[4]。
实验发现扑翼下拍时在翅膀前缘产生一个强烈的前缘涡，使靠近前缘上表面形成低压区，上下翅面产生压强差，大大提高飞行所需升力。
仿生扑翼飞行器的发展与展望
仿生扑翼飞行器的发展与展望
随着科技的进步，人类已经取得了仿生飞行器的突破性进展。
仿生飞行器的发展历史可以追溯到20世纪50年代，当时科学家们开始研究自然飞行器的结构和飞行技术，以及如何将这些特性应用于人类制造的机器。
他们的努力使得许多仿生飞行器得以发展，包括仿生飞机、仿生蝙蝠、仿生鸟类等等。
近年来，仿生扑翼飞行器也受到了广泛关注。
仿生扑翼飞行器是受鸟类飞行的启发而设计的飞行器，它以两只扑翼的形式与空气相互作用，使飞行器可以实现自由悬停、高速飞行等机动行为。
与飞机相比，仿生扑翼飞行器具有更低的噪声水平、低能耗、可折叠构造等优势，在近程无人机和远程视频拍摄应用等领域可能产生重要的影响。
目前，仿生扑翼飞行器的研究和发展仍处于起步阶段，其中值得研究的领域包括飞行器本体结构设计、动力系统选择、飞行控制系统的模拟、航迹预测与自动避障等。
例如，在飞行器结构设计方面，除了轻量化和结构优化外，还可以考虑主动式扑翼、可屈曲翅膀等与传统翅膀不同的设计方案，以便更好地控制飞行器的飞行行为。
微型扑翼飞行器的结构设计与制作技术研究
微型扑翼飞行器的结构设计与制作技术研究随着科技的不断进步，微型扑翼飞行器作为一种新型飞行器，受到了越来越多的关注。
微型扑翼飞行器是一种仿生飞行器，其设计灵感来自于昆虫的翅膀运动原理，通过模仿昆虫的翅膀运动方式实现飞行。
本文将重点研究微型扑翼飞行器的结构设计与制作技术。
微型扑翼飞行器的结构设计是实现其稳定飞行的关键。
首先，需要设计合适的翅膀形状和尺寸。
翅膀的形状应具有良好的气动特性，能够产生足够的升力和稳定的飞行。
其次，需要确定翅膀的材料和结构。
翅膀的材料应具有足够的轻量化和强度，常见的材料有碳纤维、玻璃纤维等。
翅膀的结构可以采用刚性或柔性结构，刚性结构适用于大型扑翼飞行器，而柔性结构适用于微型扑翼飞行器。
最后，需要设计合适的机身结构和连接方式，以实现翅膀的运动和控制。
微型扑翼飞行器的制作技术主要包括翅膀制作、机身制作和控制系统制作。
翅膀制作需要先制作翅膀的模具，然后根据模具制作翅膀，最后进行表面处理和装配。
机身制作可以采用3D打印技术或精密加工技术，根据设计要求制作机身的外形和内部结构。
控制系统制作包括电机、传感器和控制电路等的选择和安装，以及飞行器的姿态控制和稳定控制算法的开发。
微型扑翼飞行器的结构设计与制作技术研究的目的是实现微型扑翼飞行器的稳定飞行和控制。
通过合理的结构设计和制作技术，可以使微型扑翼飞行器具有较好的飞行性能和操控性。
此外，结构设计和制作技术的研究还可以为更大规模的扑翼飞行器的设计和制作提供参考。
总之，微型扑翼飞行器的结构设计与制作技术研究是一项复杂而重要的工作。
通过深入研究和不断探索，可以进一步提高微型扑翼飞行器的性能和应用领域，为未来的飞行器发展做出贡献。
仿生扑翼飞行器的建模与跟踪控制
仿生扑翼飞行器的建模与跟踪控制摘要：本论文研究仿生扑翼飞行器的建模与跟踪控制问题。
首先介绍了仿生扑翼飞行器的研究背景和发展现状，分析了其与传统固定翼和旋翼飞行器的区别和优势。
然后针对仿生扑翼飞行器的结构特点，建立了一种基于多体动力学和流固耦合的仿真模型，包括扑翼机翼、主体、尾翼等组成部分以及周围气流的相互作用。
接着，针对仿生扑翼飞行器的动力学特性和控制难点，提出了一种基于模型预测控制和自适应控制相结合的跟踪控制方法，以实时跟踪目标轨迹并保证稳定飞行。
最后，通过仿真实验验证了所提出方法的有效性和优越性，并对未来研究方向进行了探讨。
关键词：仿生扑翼飞行器；多体动力学；流固耦合；模型预测控制；自适应控制一、绪论随着机器人技术和智能控制技术的快速发展，仿生机器人逐渐成为研究热点之一。
仿生机器人是指以自然界中动植物的生理结构和行为方式为模板，利用先进的材料、电子、计算机等技术手段设计和制造出的一种机器人。
其中，仿生扑翼飞行器作为一种重要的仿生机器人，具有飞行高效、灵敏度高、机动性好、适应性广等优点，已经成为研究的热点之一。
传统的固定翼和旋翼飞行器在飞行中存在一些局限性，如起飞和降落需要较长跑道、机动能力相对较差等，而仿生扑翼飞行器采用鸟类或昆虫的飞行原理，能够在空间中灵活地进行起降、转弯、翻滚等机动动作，具有更加广泛的应用前景。
二、仿真建模针对仿生扑翼飞行器的特点，本论文构建了一种基于多体动力学和流固耦合的仿真模型。
该模型包括扑翼机翼、主体、尾翼等组成部分以及周围气流的相互作用。
在该模型中，扑翼机翼的运动状态、机翼表面气压变化、机体运动状态等因素均可以被考虑，通过对其进行模拟仿真，可以获得仿生扑翼飞行器的运动轨迹和姿态角等信息，从而为跟踪控制提供基础。
三、跟踪控制针对仿生扑翼飞行器的动力学特性和控制难点，本论文提出了一种基于模型预测控制和自适应控制相结合的跟踪控制方法。
该方法主要包括以下几个步骤：1. 利用建立的仿真模型预测出仿生扑翼飞行器的位置、速度、姿态角等状态信息；2. 根据所预测的状态信息，设计控制器输出的目标指令；3. 在实际飞行过程中，通过传感器获取飞行器的实际状态信息；4. 将实际状态信息与预测值进行比较，得出误差信号；5. 根据误差信号进行自适应修正，保证实时跟踪目标轨迹。
微型扑翼飞行器的现状及关键技术
无人机本文2007-08-02收到,作者分别系海军航空工程学院讲师、副教授和助教图1 微型蝙蝠飞行器微型扑翼飞行器的现状及关键技术郭卫刚 贾忠湖 康小伟摘 要 微型扑翼飞行器是高新技术的产物,是当前国内外研究的热点。
简述了微型扑翼飞行器目前的发展现状,提出发展微型扑翼飞行器的几项关键技术,并对微型扑翼飞行器的发展趋势进行了展望。
关键词 扑翼机 微型飞行器 微机电系统(ME M S)MAV(M icro A ir Veh icle微型飞行器)由于具有特殊的用途(如侦察、电子干扰、搜寻、救援、生化探测等)而倍受关注。
根据美国国防高级研究计划局(DARPA)提出的要求,微型飞行器的基本技术指标是:飞行器各个方向的最大尺寸不超过150mm,续航时间20m i n~60m in,航程达到10km以上,飞行速度22k m/h~45km/h,可以携带有效载荷,完成一定的任务[1]。
按飞行原理的不同,MAV分为固定翼、旋翼、扑翼三大类型。
固定翼布局有许多问题亟待解决,如升阻比相对较小,在低雷诺数状态下机翼不能提供足够的升力,遭遇突风难以保持稳定等。
旋翼布局尽管能够垂直起降和悬停,但其飞行速度低,质量大,仅适宜于在比较狭小的空间或复杂地形环境中使用。
而综观生物的飞行,无一例外都是采用扑翼飞行方式。
同常规布局相比,扑翼布局仅用一套扑翼系统就可代替螺旋桨或喷气发动机提供推力;扑翼可以使MAV像昆虫和鸟类那样低速飞行、盘旋、急转弯甚至倒飞;扑翼下面可以产生一种涡流,这是扑翼飞行器飞行的必要助推力,扑翼飞行器可以通过自身机翼扇动产生的上下大气压差来飞行。
微型扑翼飞行器具有一般航空飞行器无法比拟的机动和气动性能,与无人侦察机相比,具有以下优势:可以低速飞行,可以随意改变方向,可以悬停,还可以向后倒退。
1 研究现状在DARPA的资助下,微型扑翼飞行器的研究得到了很大进展,主要有加州理工学院与加利福尼亚洛杉矶大学共同研制的微型蝙蝠(M icrobat[2]),斯坦福研究中心和多伦多大学共同研制的引导者(M en-tor),乔治亚理工研究院及其协作者研制的昆虫机(Ento m opter)。
仿生飞行器技术及其应用
仿生飞行器技术及其应用近年来，仿生学（bionics）成为一门备受瞩目的新兴学科，它致力于将自然界中的生物机能转化为人工系统。
在这个领域中，仿生飞行器技术引起了广泛的关注，其技术突破为无人机等技术创新带来了新的可能性。
本文将简要介绍仿生飞行器技术的基本原理和应用现状，并剖析其广阔的发展前景。
一、仿生飞行器技术的基本原理仿生飞行器技术将动物的自然运动方式和自身结构特征转化为人造机器的设计、制造和运用过程中的基本标准。
它在学习生物机理的基础上，将其移植到机器体系中。
仿生飞行器技术的核心在于将动物的特殊机能转化为机器的程序操作，从而实现复杂的任务。
人们在观察动物的过程中发现，动物有很多异常的能力，比如鸟类可以在飞行时调整翅膀的形状和角度，以保持稳定的飞行状态。
人们很自然地使用这些特殊能力来设计和制造仿生飞行器。
二、仿生飞行器技术的应用现状1. 无人机方面目前，无人机是仿生飞行器技术的最佳应用之一。
无人机的设计和制造可以受到鸟类和翼手龙等动物的启发。
人们可以模仿这些动物的飞行方式，实现更加准确和高效的飞行。
无人机在民用和军用方面都有广泛的应用，比如军事侦查、监测和救援等方面。
2. 飞行器材料仿生飞行器技术也促进了材料科学的发展。
针对仿生飞行器的特殊要求，科学家们可以更好地探索、制造和应用材料，比如实现更高的生物相容性、机械强度和稳定性。
这为仿生飞行器的研究和应用提供了更广阔的空间。
3. 纳米技术纳米技术与仿生飞行器技术的结合，可以为环境污染控制和能源储存等领域提供更好的技术支持。
研究人员发现，吸附于蝴蝶翅膀表面的微小毛细结构，均比纳米材料具有更高的吸附能力。
这一技术可以被应用于环境治理和能源储存等领域。
三、仿生飞行器技术的发展前景从现有的仿生飞行器技术应用现状来看，仿生飞行器技术在未来几十年的发展前景非常广阔。
目前，人们已经开发出了各种不同类型的仿生飞行器，并利用它们进行了各种实验和测试。
未来的研究外展资源为我们提供了极大的潜力。
《扑翼结构的仿生飞行器研究》
《扑翼结构的仿生飞行器研究》扑翼结构仿生飞行器研究一、引言随着科技的不断发展，仿生飞行器的研究逐渐成为了一个热门领域。
其中，扑翼结构的仿生飞行器因其与真实生物飞行原理的相似性，具有更高的机动性和适应性，成为了研究的重点。
本文旨在探讨扑翼结构的仿生飞行器的研究现状、技术难点及未来发展方向。
二、扑翼结构仿生飞行器的概述扑翼结构仿生飞行器是一种模仿鸟类、昆虫等生物飞行原理的飞行器。
其飞行原理主要依赖于机翼的扑动，通过改变机翼的形状和角度，实现飞行过程中的升力、推力和侧向力的控制。
相较于传统的固定翼和旋翼飞行器，扑翼结构仿生飞行器具有更高的机动性、适应性和隐蔽性。
三、研究现状目前，国内外众多科研机构和高校都在进行扑翼结构仿生飞行器的研究。
在机构设计方面，研究者们通过模仿鸟类的翅膀结构，设计出了多种扑翼机构，如弹性扑翼机构、刚性扑翼机构等。
在控制方面，研究者们利用先进的控制算法和传感器技术，实现了对飞行器的精确控制。
此外，研究者们还在材料、能源等方面进行了大量研究，以提高飞行器的性能和寿命。
四、技术难点尽管扑翼结构仿生飞行器的研究已经取得了一定的成果，但仍存在一些技术难点。
首先，扑翼机构的设计需要精确地模仿生物的翅膀结构，以实现高效的能量转换和飞行控制。
其次，由于扑翼机构的复杂性，其制造和维护成本较高。
此外，由于飞行环境的复杂性和不确定性，如何实现稳定的飞行控制也是一个技术难题。
最后，如何提高飞行器的续航能力和载重能力也是当前研究的重点。
五、未来发展方向未来，扑翼结构仿生飞行器的研究将朝着以下几个方向发展：一是提高飞行器的性能和稳定性，以满足更复杂的任务需求；二是降低制造和维护成本，以实现更广泛的应用；三是研究新型材料和能源技术，以提高飞行器的续航能力和载重能力；四是加强与其他领域的交叉研究，如与人工智能、机器人技术等相结合，实现更高级别的自主控制和智能化。
六、结论总之，扑翼结构仿生飞行器的研究具有重要的学术价值和实际应用前景。
微型仿生扑翼飞行器研究综述
Artificial Intelligence technology research•ITNS主题专栏：人工智能技术研究微型仿生扑翼飞行器研究综述徐韦佳6#姚奎6,宋阿羚6#施雯2#侯煜6(1.中国人民解放军陆军工程大学基础部，江苏南京211101；2.中国人民解放军陆军工程大学教研保障中心，江苏南京210001)摘要：基于仿生学原理的扑翼飞行器因质量轻、体积小、灵活性好、隐蔽性高等优点在军事和民用领域应用广泛，实现扑翼飞行器的微型化是未来发展方向％首先介绍了微型仿生扑翼飞行器的概念和特点，分析了研究背景和国内外研究现状及成果，在此基础上,就实现微型仿生扑翼飞行器需要解决的关键技术和难题进行了讨论，最后对我国微型仿生扑翼飞行器的应用前景作出展望％关键词：仿生；扑翼；飞行器中图分类号：V279文献标识码：A DOI:10.19358/j.issn.2096-5133.2020.10.002引用格式：徐韦佳，姚奎，宋阿羚，等.微型仿生扑翼飞行器研究综述[J].信息技术与网络安全，2020,39 (10):7-10，17.Survey of research on small and micro bionic flapping wing aircraftXu Weijia1，Yao Kui6，Song Aling6，Shi Wen2，Hou Yu6(1.Basic College，Army Engineering University of PLA，Nanjing211101，China；2.Teaching and Research Support Center，Army Engineering University of PLA，Nanjing210001，China)Abstract:The flapping wing aircraft based on the bionics principle is widely used in military and civilian fields due to its advantages such as light weight,small size,good flexibility,and high concealment.The miniaturization of the flapping wing aircraft is the future development direction.This article firstly introduces the concept and characteristics of the micro-bionic flapping wing aircraft,analyzes the research background and the current status and results of research at home and abroad.Based on this,the key technologies and problems that need to be s olved to implement the micro一bionic flapping wing aircraft are discussed.Finally,The application prospects of China#s miniature bionic flapping wing aircraft are prospected.Key words:bionic；flapping wing；aircraft0引言近年来，随着计算机技术、通信技术、微机电技术、人工智能等学科的发展，体积小、载重轻、速度慢的微型飞行器逐渐得到世界各国的青睐［1］#1992年，美国兰德公司研究机构首次提岀“微型飞行器”(Micro Aerial Vehicle，MAV)的概念，该微型飞行器区别于传统飞行器，外形小巧(翼展不超过150mm、重量为10-100g)，在续航时间(20-60min)内能以巡航速度(30~60km/h)实现足够长的巡航距离(1-10km)，有效载荷为1~18g，具备便于携带&操作简单&机动灵活&安全性好的优点，适用于军事场合［2］，已成为世界各国重点研究的热门领域#1微型仿生扑翼飞行器的特点微型仿生扑翼飞行器是一种基于仿生学原理、通过模仿鸟类和昆虫飞行而设计制造的新型微型飞行器，具有尺寸小巧&质量轻&成本低廉&操作灵活等优点#空气动力学和仿生学的研究表明，对于尺寸与鸟类或者昆虫相近的微型飞行器，扑翼式飞行比旋翼和固定翼飞行更具优势［1］#当前，微型仿生扑翼飞行器的设计方向不断趋向于小巧&手提&随身携带&超低空飞行，灵活完成侦察和搜索任务#微型扑翼飞行器要在各领域中大展身手，还需具备完善的飞行控制系统、导航能力、能随外界环境变化而自行改变飞行高度和调整飞ITNS主题专栏：人工智能技术研究•Artificial Intelligence technology research行姿态、自动躲避障碍物、稳定性优良、信号采集和图像识别能力，这也是其未来发展方向#2研究背景微型飞行器按其产生升力的原理主要分为三种类型：微型固定翼飞行器、微型旋翼飞行器和微型扑翼飞行器&当前，微型固定翼飞行器应用最广，其翼保持固定，类似常规飞机，研制难度较小&旋翼微型飞行器不同于固定翼，其翼可以旋转，特点是可以悬停，且起飞要求低&随着微型固定翼飞行器和微型旋翼飞行器的技术越来越成熟，其自身难以克服的缺点也逐渐暴露岀来&固定翼飞行器的尺寸较大、机动性差，对于起飞和降落要求较高，且不能实现悬停飞行&旋翼飞行器虽然能够实现悬停飞行，但是仍然存在尺寸较大、机动性能较差、飞行效率低、耗能高等诸多缺陷研究表明，微型扑翼飞行器作为一种仿生微型飞行器，具有较高的升力系数和灵活的机动性[2],而且，由于微型扑翼飞行器不使用高速转动螺旋桨，不会产生噪声，因此隐蔽性更强，可以执行军事等特殊任务灼。
仿鹰扑翼飞行器的研究
仿鹰扑翼飞行器的研究摘要：仿鹰扑翼飞机是指根据鹰的翅膀设计飞机机翼，使机翼能够通过主动运动产生飞行动力。
本文首先对鹰翼飞机进行了分析和研究。
其次，设计了飞鹰扑翼飞机的多飞行模式结构。
然后分析了多飞行模式仿鹰翼的气动特性。
最后，进一步优化了仿鹰翼飞机的多飞行模式。
关键词：仿鹰扑翼飞行器；设计研究；多飞行模式引言随着我国科学技术的不断发展，仿生学原理在机翼设计工作中应用的越来越广泛，仿鹰扑翼飞行器是目前较为主流的一种机翼结构，可以为飞行器提供更多的动力。
基于此，对于仿鹰扑翼飞行器的多飞行模式设计要不断进行研究和优化，充分考虑多飞行模式仿鹰扑翼的气动特性，进而对其进行更加完善的设计。
1仿鹰扑翼飞行器的研究1.1鹰的翅翼结构仿鹰扑翼飞行器就是依靠仿生学原理，来将机翼的结构设计为鹰的翅膀的形态，从而为飞行器提供更多的动力。
因此，在进行仿鹰扑翼飞行器的设计时，首先要对鹰的翅膀结构，以及鹰的飞行方式进行充分的研究。
根据对于鹰的观察，可以发现鹰在飞行时，其翅膀展长较长，并且可以分成内段翅膀和外段翅膀两个部分，整体的飞行形式可以概括为：鹰在飞行的起始阶段，先进行扑动翅膀，然后通过折弯翅膀的方式来进行加速；在改变飞行方向时，鹰常常通过扭转翅膀来进行，因此，可以说鹰的整个飞行过程具有协同运动的特点。
所以对于仿鹰扑翼飞行器的设计，要根据鹰的飞行特点设计合理的结构参数。
1.2气动特性与飞行参数鹰在不同的环境下，其飞行模式也是在不断变化的，其中最为主要的研究目标就是鹰的起飞、加速以及降落三个阶段。
首先，鹰在起飞时，身体会产生较大的仰角，并快速扑动翅膀来向上飞行，此时，飞行的上升力必须要超过鹰自身的重力，因此在设计仿鹰扑翼飞行器时，要充分考虑上升阻力。
其次，鹰在正常的飞行状态下，翅膀的扑动幅度小、频率低，且翅膀与身体的夹角也比较小，从而降低了在飞行过程中所遇到的阻力，因此，在设计仿鹰扑翼飞行器时，要确保飞行器具有较小的阻力和较高的飞行效率。
微型扑翼飞行器的仿生翼设计技术研究
西北工业大学博士学位论文微型扑翼飞行器的仿生翼设计技术研究姓名：***申请学位级别：博士专业：机械设计及理论指导教师：***20070101西北工业大学博士学位论文第一章绪论问和建筑物上方的敌情，还可以穿堂入室查找建筑物内部的敌情，甚至可停留在窗户上窃听办公室内的谈话，获取重要情报。
（３）电子干扰、通信中继。
微型飞行器可以非常靠近目标区侦察敌方信号，对敌方雷达、通信设备工作区实施干扰，还能够检测和维护通讯线路，提供通信中继。
（４’）核、生化探测。
进入核污染与生化禁区执行探测与取样等特殊任务。
（５）精确投放。
包括用指示器标记目标，例如红外反射涂料或一种无线电频率标记，以使射入的军火能够“看到”目标，或者投放微型地面传感器。
（６）民用领域。
微型飞行器除了军事应用外，在民用领域也有广泛的应用潜力，如野外作业人员的勘测，通信，自然灾害的监视与支援．环境和污染监测，以及公安保安部门的缉毒、边境巡逻与控制等。
１。
１．２几神典型的微型飞行器国内外目前研制的微型飞行器，按其飞行原理与布局方式划分大致可分为以下三种：固定翼（Ｆｉｘｅｄ砸ｎｇ）微型飞行器、旋翼型（Ｒｏｔａｒｙｗｉｎ曲微型飞行器和扑翼型（ＦｌａｐｐｉＩｌｇ谢ｎ曲微型飞行器。
其中的固定翼和旋翼型微型飞行器由于更接近常规飞机，研制难度相对较小，因此这两种ＭＡｖ的研究较多也比较成功。
●典型的固定翼微型飞行器（ａ）ＢｌａｃｋＷｉｄｏｗ（ｂ）ＭｉｃｒｏＳｔａｒ（ｃ）柔性固定萁Ｍ＾Ｖ图１．１固定翼微型飞行器Ｂ１ａｃｋｗｉｄｏｗ（黑寡妇）如图１．１（ａ）是美国Ａ＿ｅｒｏⅥｒｏ唧ｅｎｔ公司严格按照ＤＡ耻＇Ａ提出的特定技术指标而研制的一种微型飞行器【３Ｊ。
该机为飞翼式微型飞行器，外型类似予盘状飞碟，由微电机驱动前置螺旋桨产生拉力。
其翼展１５厘米，起飞重量８０克。
该机也是第一种广为人知的ＭＡＶ。
ＭｉｃｒｏＳｔａｒ（微星）如图１．１（ｂ）是美国Ｌｏｃｋｈｅ以Ｍａｎｉ公司在ＤＡＲＰＡ支持下发展的一种飞翼式微型飞行器ｌ射。
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１． 引言自古以来，人们就梦想着在天空自由翱翔，对鸟在滑翔状态下的研究使人类乘着飞机上了天。
但在一般情况下，昆虫和鸟类翅膀具有很大的机动灵活性，生物超强的飞行能力也引起了人们的极大兴趣，如昆虫利用其薄如蝉翼的翅膀高频振动，能够实现前飞、倒飞、侧飞及倒着降落等特技飞行。
对生物生理结构和飞行机理的研究为仿制出具有更大飞行灵活性的新型扑翼飞行器打下坚实基础。
随着对生物飞行机理的认识和微电子机械技术（ＭＥＭＳ）、空气动力学和新型材料等的快速发展，仿生扑翼飞行器在目前已成为一个新的研究热点。
由于其在军事和民用上均具有广泛的应用前景，许多国家都已在这方面进行了研究，如美国加州大学伯克利分校、日本东京大学等都已经在这个领域进行了深入的研究探索工作，国内的科学家们也开始了这方面的基础和应用研究工作。
本文主要介绍了仿生扑翼飞行器的特点和关键技术，以及其在国内外的研究现状，并进行了对比分析思考，提出了相应的见解。
１． 仿生扑翼飞行器的特点仿生扑翼飞行器是一种模仿鸟类和昆虫飞行，基于仿生学原理设计制造的新型飞行机器。
该类飞行器若研制成功，那么与固定翼和旋翼飞行相比，它便具有独特的优点：如原地或小场地起飞，极好的飞行机动性和空中悬停性能以及飞行费用低廉，仿生扑翼飞行器的研究现状及关键技术o 周骥平 武立新 朱兴龙扬州大学机械工程学院［摘 要］ 本文简要介绍了仿生扑翼飞行器的概念、特点及其应用，概述了仿生扑翼飞行器在国内外早期和当前的研究现状及未来的发展趋势。
在此基础上，就目前研究中迫切需要解决的一些关键技术进行了讨论，并结合目前研究情况，对我国仿生扑翼飞行器的未来发展前景进行了展望。
［关键词］ 仿生；扑翼飞行器；微型飞行器；关键技术[Abstract] Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ， ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｕｓａｇｅ ｏｆ ｆｌａｐｐｉｎｇ－ｗｉｎｇ ａｉｒ ｖｅｈｉｃｌｅ （ＦＡＶ） ａｒｅ ｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ＦＡＶ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅｓｅ， ｓｅｖｅｒａｌ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ＦＡＶ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｔａｋｉｎｇ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎ ， ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＦＡＶ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｉｓ ｏｕｔｌｉｎｅｄ．[Keywords] Ｂｉｏｎｉｃｓ； Ｆｌａｐｐｉｎｇ－ｗｉｎｇ ａｉｒ ｖｅｈｉｃｌｅ； Ｍｉｃｒｏ ａｉｒ ｖｅｈｉｃｌｅ； Ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［作者简介］周骥平（１９６０－），男，扬州大学机械工程学院院长，博士，教授，研究领域： 机电一体化，机械设计理论与方法等．＊基金项目：江苏省高校自然科学基金项目资助（０２ＫＪＤ４６００１０）综述２００４．６它将举升、悬停和推进功能集于一扑翼系统，可以用很小的能量进行长距离飞行，因此更适合在长时间无能源补充及远距离条件下执行任务。
自然界的飞行生物无一例外地采用扑翼飞行方式，这也给了我们一个启迪，同时根据仿生学和空气动力学研究结果可以预见，在翼展小于１５ｃｍ时，扑翼飞行比固定翼和旋翼飞行更具有优势，微型仿生扑翼飞行器也必将在该研究领域占据主导地位。
生物飞行能力和技巧的多样性多半来源于他们翅膀的多样性和微妙复杂的翅膀运动模式。
鸟类和昆虫的飞行表明，仿生扑翼飞行器在低速飞行时所需的功率要比普通飞机小的多，并且具有优异的垂直起落能力，但要真正实现像鸟类翅膀那样的复杂运动模式，或是像蜻蜓等昆虫那样高频扑翅运动非常困难，设计仿生扑翼飞行器所遇到的控制技术、材料和结构方面等问题仍是一难题，但将这种概念用机械装置去实现，本身并不是决定性的，关键是在于人类要去不断的尝试。
仿生扑翼飞行器通常具有尺寸适中、便于携带、飞行灵活、隐蔽性好等特点，因此在民用和国防领域有十分重要而广泛的应用，并能完成许多其他飞行器所无法执行的任务。
它可以进行生化探测与环境监测，进入生化禁区执行任务；可以对森林、草原和农田上的火灾、虫灾及空气污染等生态环境进行实时监测；可以进入人员不易进入地区，如地势险要战地，失火或出事故建筑物中等；特别在军事上，仿生扑翼飞行器可用于战场侦察、巡逻、突袭、信号干扰及进行城市作战等。
２ 国内外研究情况２．１ 早期研究情况众所周知，早在中国西汉时代就曾有人来模仿鸟的飞行，世界上第一架按技术规程设计 的扑翼机图纸出自著名画家达．芬奇之手，它是根据鸟类飞行机理进行设计的，至今仍完好地保存在博物馆内。
但过了３００多年后，科学家们才重新开始考虑扑翼机，并把它作为一种飞行器来研究。
在１９世纪中期，由考夫曼、英国人哈尔格莱夫和德国人李林塔尔对扑翼机理论所作的研究及实践成为扑翼飞行器发展史上重要的里程碑。
２０世纪初，俄罗斯科学家和设计师们在这一领域内取得了重大突破，但鉴于知识背景，当时的扑翼飞行器也不能算理想的飞行器。
一系列的失败迫使科学家们重新进行计算设计，通过试飞实践和所积累的理论资料，科学家们看到了许多问题，如：机翼煽动时效果不明显，并未产生理想的升力和推力。
另外，关键一点是科学家们认识到之前那些仅靠人体自身肌肉的力量来驱动的扑翼飞行器是无法实现持续飞行的。
由此至２０世纪中后期，人类历经艰辛才发明了扑翼滑翔飞行器和动力扑翼飞行器。
前者仍由人发出功率，故不能独立起飞，只有获得必要的高度才能滑翔飞行，在无上升气流情况下，要靠驾驶员人力煽动机翼，以减缓某一时刻的下降速度；后者当时则利用了发动机来完全或部分取代人力。
在１９８６年，美国人波拉・麦克里迪在动力扑翼飞行器上取得过一定成绩，但须要加装大传动比的减速器才能使发动机满足扑翼工作要求，相比之下，蒸汽发动机、电动机等更适合扑翼飞行器使用。
２．２ 国外的研究进展初期的扑翼飞行器发展融入了许多科学家的艰苦努力，但整体上都显得较为庞大且也相当笨重，离实用还相距甚远，和目前发展的扑翼飞行器相比，也显得很笨拙，但是却为后期的研究工作提供了一定的理论基础和实践经验。
随着ＭＥＭＳ技术、空气动力学和新型材料等的发展，如今的扑翼飞行器也越来越灵巧且逐渐小型化，离实用也越来越近，它的发展也成为飞行器研究领域最为热门的前沿学科。
其主要的进展有以下几方面：２．２．１“大扑翼”２０世纪末， 扑翼飞行器的发展也取得了可喜的成功．在１９９６年，加拿大人詹姆斯．德拉瑞尔研制了“大扑翼”，由２４马力的两冲程超轻型发动机通过一个机械驱动装置直接与机翼相连，一个链齿条装置驱动位于飞行员身后的两个构架上下运动，使机翼中段被反复抬出。
在发动机转到３８００转／分的最大速度时，机翼能扑动１．３次每秒。
德拉瑞尔也认识到设计上最大的挑战是机翼，必须承认这是历史上技术最复杂的机翼。
通过研究鸟类飞行的慢动作照片，结果发现在这一瞬间发生了太多不同的运动，要模仿这些运动实在不易。
在设计时，德拉瑞尔提出，只要能产生扑动和扭转运动巧妙结合的效果就足够了，经过多年研究，他们验证了一种剪切—弯曲设计和三轴控制方法原理的可行性，在“大扑翼”上，飞行员通过操纵水平安定面来控制俯仰，侧向控制应该是扑翼的第三个功能，“大扑翼”的机翼还不行，它的机翼设计排除了使用常规的副翼进行直接滚转控制的可能，因此还得依靠方向舵。
至于滚转控制则靠的是一种偏航—滚转耦合的方法。
然而理论研究和模型试验不能证明一切，所有设计都还需在试飞中检验。
今天的扑翼飞行器就像上个世纪４０年代的超音速飞机一样，未知领域还非常多，特别是稳定性和控制问题在设计过程中是非常重要的难题。
遗憾的是“大扑翼”的首次试飞以及改进后的试飞均未达到要求，但它却为随后的深入研究提供了很好的经验基础。
２．２．２“夜鹰”在“大扑翼”的研究期间，加拿大人杰姆・泰斯和赛德也正在尝试研制扑翼机—“夜鹰”，他们的设计原理与德拉瑞尔的完全不同，而是更想接近鸟类的飞行方式，因而飞行器没有垂尾和方向舵，而是靠控制扑翼角度和频率来操纵，加上一个独立控制的鸽子似的尾部上下、左右地运动或扭转着，同时在气流合适时保持滑翔，转向则是靠独立反向机翼弯曲。
他们利用液压作动力驱动，能对扑翼角度和频率施加直接控制，当然控制的量还得由计算机精确掌握，同时液压部件也要有很高的重复频率和疲劳耐受力。
虽然“夜鹰”在理论研究研究上渐趋成熟，但试飞结果同“大扑翼”一样，也未达到既定要求，故还需不断改进。
２．２．３ 微型扑翼飞行器自２０世纪中后期以来，鉴于仿生扑翼飞行器潜在的更具吸引力的应用前景，其在短时间内就吸引了许多研究者的关注，关于较大尺寸及微型扑翼的空气动力学研究也逐渐成为热点。
１９７３年Ｗｅｉｓ－Ｆｏｇｈ在对黄蜂的飞翔运动研究的基础上，提出了一种产生升力的“振翅拍击和挥摆急动（Ｃｌａｐ ａｎｄ Ｆｌｉｎｇ）”机构，并论述了这种机构产生瞬时升力的机理。
１９９１年Ｄｅｌａｕｒｉｅｒ等人成功试飞了无线电遥控的由发动机驱动的扑翼机，并给出了其飞行动力学模型。
１９９４年Ｓｍｉｔｈ用有限元法和气动翼段法建立了飞蛾翅膀的弹性动力学与空气动力学耦合模型，研究了在气动力和惯性力作用下翼的各阶弯曲和扭转振型，并与刚性翼模型进行了对比。
１９９６年英国剑桥大学的Ｅｌｌｉｎｇｔｏｎ等人为研究扇翅周围的旋涡，研制了雷诺数与天蛾相同的扇翅模型－－－扇板。
此扇板在下扇时产生一种强烈的前缘旋涡，力量很大，是对升力的一种解释。
１９９７年Ｈａｌｌ等人提出一种使扑翼大幅值拍打产生升力和推力的最小环流分布的计算方法；Ｊｏｎｅｓ等人系统地分析计算了单扑翼和前后组合扑翼的非定常流场、推力和功率。
１９９９年美国加州大学的Ｍｉｃｈａｅｌ Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ等人对机械翅在一个装满矿物油的油罐中进行试验，模拟昆虫在低雷诺数下的飞行情况，得出了昆虫依靠延后失速、旋转循环与尾流捕获的共同作用来产生高升力的结论。
Ｗｅｉ Ｓｈｙｙ等人从生物学角度出发，主要研究了低雷诺数下的扑翼运动和柔性翼型对飞行的影响，进而研究了微扑翼飞行器设计中的一些关键问题。
Ｊｏｎｅｓ研制出一个具有上下两对均可产生拍打和俯仰运动的翼展为１２７０ｍｍ的扑翼机构，并进行了风洞试验。
由此可以看出，国际上关于大尺寸扑翼的研究已经从单纯理论分析计算开始转向研制实际扑翼机构。
微型扑翼飞行器的兴起与美国国防高级研究计划局（ＤＡＲＰＡ）的重视是分不开的。
早在１９８２年，美国加洲大学伯克利分校就开始进行微型扑翼飞行的运动机理和空气动力学的实验研究，并在十几年研究的基础上于１９９８年开始实行微型扑翼飞行昆虫（ＭＦＩ）的研究计划，目的是模拟苍蝇的独特飞行性能，设计出一种能够独立自主操纵的微飞行机器。