在我国的探月三期工程中,主要任务之一是获取一定深度,保持原始层理信息的月壤样品,月壤钻探装置主要包括钻具进给机构、回转驱动机构和激振冲击机构。钻具进给机构的工作原理是滑轮绳索系统传动,通过钢丝绳牵引钻具机构沿导轨做进给运动,起到精确控制钻具机构运动的作用。为了顺利完成月壤采样的任务,机构的滑轮绳索系统需要满足较高的性能要求,为确定滑轮绳索系统的参数优化方案,需要对系统进行力学性能的仿真分析,其难点是滑轮绳索系统的建模方法,本文针对机构的滑轮绳索系统建模仿真做了如下工作:根据连空间描述方法,提出用弧长坐标来描述钢丝绳上物质点的运动,并推导出物质速度与空间速度之间的关系;通过分析驱动卷筒上的钢丝绳缠绕方式,给出卷筒上钢丝绳滑移段弧长的计算方法,并根据机构的几何结构,计算了钢丝绳在各个部件上的连接方式;在钻具进给机构上选取了8个特征点,结合钢丝绳在钻具机构特征点处的位移协调条件和力的平衡条件,计算了钻具进给机构的初值状态;利用空间描述对钢丝绳特征点的物质速度和物质加速度进行重新构造,通过特征点之间的运动学关系,建立钻具进给机构的系统状态微分方程,并对驱动卷筒的角速度进行了拟合修正,避免了角加速度不连续的情况,最后用Runge-Kutta法求解。利用MATLAB开发了钻具进给机构的计算仿真程序,并制作了GUI操作界面,只需输入机构的参数,程序进行自动建模,高效求解,计算结果经过后处理之后,以动画和曲线的形式反馈,机构的动画根据计算结果实时演算,可以反映钻具进给机构中各个组成部分的工作细节。通过对钻具进给机构进行仿真计算,分析钻具的轨迹偏差和卷筒故障产生机理,以此验证理论的正确性,为机构的进一步设计改进提供参考。