我国“嫦娥”探月三期工程科学目标是取得具有层理品质的月壤样品。月壤钻取采样装置是探月三期工程的重要组成部分,采样装置的采样性能将直接影响到能否完成月球探测采样任务。本文在对比国内外采样装置方案的基础上,根据采样目标,确定滑轨式钻取采样装置方案。为了研究取芯采样和取芯用钻杆及其芯管的结构,应用SolidWorks设计实验平台的构架、传动系统和钻具,并基于51单片机,利用Protel和Keil设计控制系统,研制模拟月壤钻探取芯实验平台。针对月球表面特殊环境和月壤这一特殊应用对象,实验平台选用空心钻杆钻探、避让空心结构的传动方式、绳索传动的钻探进给等机构。通过实验的方法,研究取芯机构的结构对采样性能的影响。根据实验结果,设计取芯机构的结构。设计插入法取芯采样,钻入空心钻法取芯采样,可展随动芯管的取芯采样,内翻式软质袋采样,内翻撕膜采样等取芯机构方案,反复进行实验分析验证、改进设计。详细设计内翻式软质袋采样机构、研究软质袋材料特性、设计并改进软质袋的防漏样装置。为进一步研究大尺寸等比例的采样装置及其钻进规程,在模拟月壤钻探取芯实验平台设计和实验经验基础上,设计功能可扩展、状态参数可监控、可采集、可调控、易于操作的大尺寸等比例的模拟月壤钻取采样综合实验台方案。研究制作长钻杆支撑点的设计流程,解决长钻杆的支撑问题。