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月球车是实现月面巡视探测的关键运载工具,必须具有扩展科学探测范围以及携带有效载荷的功能。月球表面地形复杂,环境恶劣,加上属于远程无人驾驶移动平台,因此高移动性能是月球车移动系统的核心技术。本论文研究了主动摆臂四轮菱形月球车移动系统(FWRA),对其移动性能进行了详细分析。具体如下：(1)对FWRA的结构特点和设计思路进行了分析,并研制了其物理样机。为了增强月球车的越障性能和转向性能,该移动系统采用了主被动摆臂机构和偏置转向机构。主被动摆臂机构具有很强的被动路面适应性和主动调整功能,与偏置转向机构结合,可以大大提高月球车的移动性能。(2)提出了移动系统越障性能的量化分析方法。该方法主要是根据移动系统在越障过程中需要的附着系数的大小来判断其越障性能的好坏。利用该方法,建立了FWRA移动系统越障过程的力学方程,利用该方程分析了FWRA移动系统的越障性能。考虑到主动摆臂的自我调节功能,将各摆臂摆角对FWRA移动系统越障性能的影响进行了分析。将移动系统转向时最小干涉范围作为判断月球车移动系统转向性能的判断准则,利用该准则研究了转向机构对FWRA移动系统转向性能的影响。利用移动系统越障性能和转向性能的判断准则,将FWRA移动系统与主副摇臂六轮月球车移动系统在越野性和转向机动性能等方面进行了比较,结果表明FWRA移动系统具有很好的移动性能。(3)提出了新的刚性车轮在松软路面行驶的动力学建模方法。该方法对车轮进行了离散化处理,并基于沉陷理论和剪切理论计算轮壤接触表面的应力分布,从而可以预测车轮的挂钩牵引力以及转矩。利用该方法建立了光滑刚性轮和有齿刚性轮在松软路面行驶的动力学模型,并将该模型整合到整车动力学模型中,对刚性轮在松软地面行驶时的挂钩牵引力和驱动力矩进行了仿真计算。将仿真结果与试验结果进行比较,结果表明本论文提出的轮壤接触算法可以很好的模拟刚性轮与松软路面接触时的力学状态,从而证明该轮壤动力学模型具有较高的可信度。(4)利用新的轮壤建模方法,将车轮与松软路面作用的子模型整合到主副摇臂六轮月球车移动系统动力学模型中,建立了主副摇臂六轮月球车移动系统在松软路面行驶的动力学模型。通过仿真,对车轮表面的应力分布以及电机转矩进行了分析。为验证模型的正确性,开发了信号处理模块和整车试验平台,并对主副摇臂六轮月球车移动系统在松软沙地进行了试验研究。将仿真和试验中的车轮功耗以及滑移率进行了比较,结果表明该模型具有很好的可信性,可以利用此轮壤接触方法建立多轮多轴移动系统在松软路面行驶的动力学模型。(5)根据本论文提出的轮壤接触算法建立了FWRA移动系统在月壤表面行驶的动力学模型。利用该模型对FWRA移动系统在月面环境下的越障性能进行了预估,并研究了主动摆臂对FWRA移动系统越障性能的影响,结果表明摆臂机构对提高FWRA移动系统在月表环境下的越障能力具有重要作用。另外,利用该模型对FWRA移动系统的爬坡过程和爬坡性能进行了仿真分析。从对FWRA移动系统越障和爬坡性能的分析可以看出,该模型可以很好的预测FWRA移动系统在月面行驶时的移动性能。