针对星球表面探测技术的研究，基于树蜂钻树洞机理，设计了一种集钻探和取样功能于一体的三瓣式、可伸缩采样器。采样器由三部分组成，分别为伸缩仓、柔性臂和钻头。伸缩仓部分主要由张紧装置、齿轮卷扬装置、柔性辊轮装置等组成。柔性臂部分为两根带簧片背对配置，提高了其弯曲刚度和扭转刚度，可收拢在伸缩仓内，无鼓包问题。钻头部分包含背、腹钻瓣和中间瓣，由凸轮机构驱动背腹钻瓣实现钻探给进，中间瓣进行定位和取样。通过对柔性臂参数和一阶临界弯矩进行分析，给出了一阶临界弯矩估计公式，对采样器的设计具有一定的理论指导意义。