仿生扑翼飞行机器人具有飞行性能好,灵活性强,外观隐蔽性高等特点,可应用于军事侦查、环境勘测和生命救援。为实现上述功能,仿生扑翼飞行器需要有视觉监控的功能。扑翼飞行器飞行过程中的机身姿态及质心变化大,无法为相机提供提供稳定的空中拍摄条件,且现有的扑翼飞行器机身尺寸有限,负载能力普遍不高,为视觉监控功能的开发带来了难度。为解决上述问题,本文分析了扑翼飞行机器人的特点,设计了一种相机云台实现稳像,并研制样机进行了实验验证。通过分析仿生扑翼飞行器的结构参数和飞行特点,提出了扑翼飞行器云台的设计方案。以扑翼飞行机器人HIT-Phoenix为研究载体,研究了其结构参数和飞行特点,进行了云台的需求分析。完成了相关元件的选型,设计了云台的结构。该云台具有两个转动自由度和一个移动自由度,可实现相机增稳及伸缩,具有结构小,重量轻、灵活性高的特点。基于设计的扑翼云台,对其进行了复合运动学建模,并提出了一种基于双IMU互补偿的姿态解算方法。建立了云台的坐标系,通过计算确定了扑翼机身、云台关节和相机之间的姿态及速度转化关系。根据姿态传感器的原始数据,结合扑翼飞行的特点,使用姿态四元数结合加速度计和陀螺仪融合解算姿态数据,并通过机身IMU对相机的运动加速度进行修正,有效消除了扑翼飞行中的运动加速度干扰,减少了姿态解算误差。根据云台的需求,开发了云台的机载嵌入式控制器,编写了基于SPWM波的驱动控制算法并设计了云台的控制系统。对云台的功能进行了分析,设计了系统的控制电路,制作了云台的控制板。基于控制板编写了云台的控制程序,采用了SPWM波进行了电机的驱动和控制。该控制系统实现了相机增稳、升降、远程控制等功能,具有集成度高,稳定性好的特点。研制了云台的样机,并进行实验验证了云台的各项功能。对相机与飞行器机身的姿态变化进行对比,验证了云台的增稳效果。设计程序测试了云台对于突变阶跃信号的响应,测试了云台的响应速度。对于设计的各项功能进行了测试实验,并使用仿生扑翼飞行器搭载云台及相机进行了飞行实验。实验表明云台能够实现设计的功能。