变体飞行器能够跟随外界不同的飞行环境相应地来调整自身的物理结构形态,保持良好的飞行姿态或布局,以期达到飞行所需的最适宜的气动特性。相比传统固定翼、旋翼式飞行器,它显著地提高了飞行器的性能,大大拓展了应用场景和活动空间。本文从仿生微飞行器的研究背景、变体机翼的仿生飞行机理、压电网格化结构设计、模型仿真计算、压电单元参数化讨论、机翼局部变形分析、压电薄膜制备、机翼系统实验等方面进行了探索研究。主要内容包括以下几个方面:首先,对仿生变体飞行器的特点进行了概述,分别从刚柔性、机翼变形样式、智能材料在变体机翼中的应用等角度介绍国内外变体机翼的研究概况,并阐述了课题研究意义及本文创新点。接着,在创新性设计的网格阵列式机翼结构的基础上进行了仿真分析,得到机翼的固有频率和振动模态等有关结构参量,进而将模型引入外界流场环境中,分别对比了有无压电网格阵列单元境况下对机翼气动特性的影响。并分别从压电网格的不同单元尺寸、网格间距、布置结构以及压电元件材质等方面分析对机翼整体飞行功能的作用情况,从而得到较优的参数设定。还将机翼放在外界恒定风场中,施加不同的外接电压激励,分析压电网格单元在逆压电效应作用下,机翼受影响所产生的局部变形特性以及在局部变形基础上所累积的机翼结构整体变形效果。然后,针对压电材料具有优良传感和致动一体的特质,论述其结构和功能,并结合传统工艺和目前流行的3d打印的方法制备了PVDF-Tr FE基压电薄膜,这种创新方法有效地弥补了现有单纯制备工艺的不足,具有成型周期短、制作成本低、容易复合成柔性器件和可单独定制等优势。最后,开展机翼系统整体结构的加工与组装,设计的方案简单、高效、轻盈,没有复杂的传动结构,便于拼装,其包括飞行器机身、压电驱动器和翅膀以及传动结构和柔性铰链等部分,并进行了测试实验。另外,搭建了面向机翼压电网格阵列式机翼的局部变形测试平台,分析机翼在压电网格单元作用下的局部变形性能和适应性能。