地面无人作战平台领域,目前主要采用轮式、履带式载体,其主要特点是移动性能好、操控性强,技术成熟度高,但其机动性也受到复杂地形地貌的限制。当前在机器人领域,四足机器人凭借强大的运动性能而广泛受到人们的关注。在战场上,将以四足机器人结构为运动平台的无人系统运用到作战任务中,相比于传统的轮履式结构的作战单元,有着更强的地形适应性,运动特性和多功能性。是执行山地物资运输,战略侦查,目标打击的理想运动平台。针对应用于无人作战背景下的四足无人系统,本文对四足机器人运动相关的问题进行了研究,并围绕小口径武器发射对四足机器人系统的结构动力学进行了研究分析。主要的工作与贡献如下:(1)系统阐述了四足无人作战系统整体组成框架,给出了系统的设计方案、参数。详细介绍了各组成部分的功能。建立了四足机器人的拓扑结构,并从仿生学角度对机器人的关键结构——腿部结构进行了参数设计,确定了腿长,腿节比例,关节运动角度等参数。(2)从运动学的角度对四足机器人的步态进行了研究,建立了足端坐标方程。并对四足机器人在不同行走速度下的步态进行了研究,分析了包括walk步态,trot步态,三角步态等在内的步态周期,占空比,迈步顺序等参数。并在Simulink中对步态进行了仿真,通过仿真分析了各行走速度下各关节的阻力矩,足端压力等参数。(3)围绕四足机器人武器发射平台,从武器发射后坐冲击角度展开分析研究。首先推导了目标方位由探测坐标系到火力坐标系间的变换方程。对在武器发射的后坐冲击下各关节所需保持力矩进行了计算分析,并以此对四足机器人在俯仰与回转两个自由度下的射击姿态进行了分析设计。并对射击姿态变换过程中各关节力矩进行了仿真计算,根据计算结果调整四足机器人腿长与离地高度参数对关节负载力矩进行了优化。(4)设计了分层递阶式结构的四足机器人控制系统。建立了整体系统控制框架,设计了单腿的伺服控制模型,并对系统关键硬件进行了分析设计,搭建了机器人高层与步态控制两个层级的软件框架。