地面无人平台是军用机器人研究领域的热点之一。与轮、履式行走机构相比，足式机构是一种具有仿生学特征的行走机构，具有理论上最强的地形适应力和越障能力，足的数量主要有两足、四足和六足，其中四足较两足有更强的平稳性，又比六足少了一些冗余性和控制复杂性。小型四足平台作为一种多支链运动机构，具有时变的拓扑运动结构，同时也是一个强耦合、多变量和非线性的复杂动力学系统。论文将四足平台作为一个整体运动链系统，基于指数积求解建立了四足平台运动学模型，采用递归编程原理设计了正运动学求解程序，用解析法对单腿机构进行逆运动学分析求解，同时完成了逆运动学的求解程序及可视化显示，为步态规划奠定了理论和程序基础。以耦合驱动概念设计了一种新型的电机驱动腿机构，使其具有较小的转动惯量和较大的驱动能力。通过仿真分析，研究了该腿机构与传统腿机构对能耗的消耗比，进一步验证了该耦合腿机构的合理性。同时，针对6种质量分布的平台进行了能耗对比仿真试验，得出在爬行步态下虽然消耗的差异不大、但是质量越靠近运动的转动轴消耗的能量将越小的结论。通过调整机体重心侧向偏移的方式，优化了四足平台的爬行步态，同时将重心前移的距离平均分配到每个相位的执行中，有效提高了连续爬行步态的稳定性，达到既有速度又有稳定性的目的。针对四足平台在上坡下坡时不能有效保证稳定性问题，提出姿态反馈方法，根据足端的偏差计算出补偿的关节角，从定量的角度解决了如何适应地形变化的问题，极大地提高了四足平台的越障能力和适应地形的能力。规划了四足平台动态对角小跑的步态，将平面倒立摆模型、能量轨道原理和虚拟腿概念应用到四足平台的对角小跑的控制上。规划出理想的ZMP规迹，运用三次多项式函数计算出腿部关节的控制位置和速度，并在webots仿真软件中实施验证。研究四足平台跳跃步态，采用正弦模型和傅立叶级数设计跳跃步态数学模型，针对模型的参数与运动的关系复杂不易求解的问题，采用遗传算法对跳跃步态数学模型的参数进行优化，设计能够评价跳跃步态优良的适应度函数，将精英模式引入到进化过程中，避免仿真不收敛问题。研制小型四足平台原理样机，并对原理样机腿机构驱动单元进行性能测试。设计原地下蹲起立测试试验，验证了腿机构设计的合理性。开展了原理样机步态规划测试试验，验证四足平台转向、爬行步态规划与控制的有效性。