本发明公开了一种多层微型仿生扑翼飞行器，属于机械设计领域。所述的多层微型仿生扑翼飞行器包括双层双曲柄摇杆机构、驱动机构和柔性翼机构；驱动机构产生驱动力并传递给双层双曲柄摇杆机构，双层双曲柄摇杆机构产生相应的扑动轨迹以及主动翻转，带动与双层双曲柄摇杆机构相连的柔性翼机构，实现同时扑动和翻转运动的功能。通过设置上下两层机构的摇杆长度，曲柄长度，连杆长度等参数来改变两层双曲柄摇杆机构运动时的相位差，从而使柔性翼在扑动的同时进行旋转，产生攻角，同时柔性翼产生大变形，形成被动翻转，保证产生较大升力。该机构具有同时实现扑动和扭转翅膀等功能，具有结构紧凑、体积小巧、质量极轻、机构灵活等特点。