本发明涉及一种机械臂式轮胎综合性能仿真试验平台，包括机座滑轨装置、机械臂动作执行机构、动力传动集成装置、制动驱动装置、路面模拟装置、液压加载装置、力和力矩传感器、声音采集装置、测速和变形装置、数据处理系统等。该机械臂式轮胎综合性能仿真试验平台可以1∶1模拟多自由度下车辆的各个动作来执行轮胎运动，模拟轮胎在各种工况下的使用情况；模拟轮胎与整车、悬架系统的运动匹配和轮胎各向受力、力矩的耦合。本发明结构紧凑、科学合理、精度高，不仅能实现车辆多自由度下轮胎的各种运行工况，而且能精确地测量轮胎的力和力矩、变形、磨损等综合性能，提供一种全面、精确的轮胎综合性能仿真试验平台。