月球探测具有重大的经济和军事意义,世界上很多国家对此展开了深入的研究。进行月球着陆探测时,一辆性能优异的月球车是必不可少的装备。目前,国内一些高校和科研院所研制了多种不同的月球车原理样机,但由于在地球与月球在重力上的差别,使在地面进行的月球车相关实验与研究在准确性上有很大不足,为了能将整个研究工作置于系统和条理化的氛围,本文参考国外已有经验设计了的一种单轮气浮实验装置,该装置可以模拟月球上的实际重力,用来对月球车在月球上的实际工作状态进行模拟。基于前期课题研制的新构型月球车建立了月球车系统结构图,并建立了力学模型的坐标系以及坐标系之间的转化关系。随后采用牛顿-欧拉方法结合几何与速度约束、简易土壤力学模型、运动学关系等建立月球车运动仿真模型。然后建立月球车静力学模型,并基于静力学对月球车上台阶状态进行模拟仿真,得出数值计算结果。其中在月球车上台阶的仿真过程中在调整姿态角的前提下,对能量损耗进行初步研究。为了后期课题研究,设计一个单轮气浮实验装置,并在前期对该实验装置设计方案、实验方案及数据采集系统进行分析设计,随后进行了实验装置的整体结构设计,基于实验要求选择相关传感器、电机等外购件。并进行加工、装配。该实验装置为了实验所测数据的精度加入了包括竖直方向、水平方向的两处气浮轴承,同时加入抵消电气线、气源线等误差的伺服随动拖板。该装置可以较精确的测量和模拟月球车在实际执行任务中的各种情况。