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针对目前月壤取样器不能同时满足功耗、体积、重量及反复、精确取样的要求的问题，提出了一种新型卷簧式可伸缩月壤取样臂（CSRA）。介绍了该取样臂的力学模型，并对其进行有限元分析，以研究薄壳杆几何参数对其最大推力的影响，且给出了最大推力数学估计公式。对比分析表明，用最大推力数学估计公式计算的结果与有限元分析结果吻合得较好。该取样臂为开口圆柱形薄壳结构，仅由一个电机驱动，能够满足对功耗、体积、重量及反复、精确取样的要求，样机试验结果证明了其可行性。