气动是产生线性运动的一种非常有效的方式。 气缸对于激活爪子、在齿轮系统之间换档以及许多其他应用非常有效。 此外，气动学为您的机器人添加了另一种能源，使用起来非常有趣，并且将提供工业中广泛使用的气动系统的知识。
当气缸启动时，它们要么完全伸出，要么完全缩回。
注：VEX 机器人竞赛（VRC/VEX U/VEX AI）计划使用气动系统的队伍需要仔细阅读 比赛手册中有关气动系统的机器人规则。
气动原理
气动装置利用气压进行工作。 这可以用像自行车轮胎打气筒这样简单的东西来创建。
基本的气动系统使用一个储气罐（可以通过自行车打气筒将气压泵入其中）、连接设备的气动管、控制压力释放的阀门和气缸。
当阀门将气压释放到气缸底部时，双作用气缸就会工作。 气压推动内部活塞的表面区域，迫使活塞和活塞杆离开气缸。
当活塞/活塞杆移出时，废气从气缸顶部流出
该阀门还可以设置为将气压释放到气缸顶部。 当这种情况发生时，气压将活塞和活塞杆推回到气缸中。
当活塞/活塞杆移入时，废气从气缸底部流出。
单作用气缸的工作原理大致相同，不同之处在于弹簧将活塞/活塞杆推回原位。 单作用气缸只有一个端口/配件用于空气流入和流出。
有关 V5 系统可用气动套件的更多信息，请查看 VEX 库中的 为 V5 系统选择气动套件 文章。
气动元件
空气储存
双作用气缸和单作用气缸的空气储存基本上使用相同的部件。
储气罐 - 储气罐，1-1/2" X 4"，带 1/8"NPT & M5 端口 - US14227-S0400
储气罐是为气动系统储存空气的地方。
注：可以从储液罐上拆下端螺母以减轻重量。
水库有两个端口。 两端各一个。 这些螺纹端口可容纳 Schrader 轮胎泵阀或储液罐配件。
通过将 11 英寸扎带 缠绕在储液器和结构件上，可以将储液器连接到机器人上。
还可以通过将 钢条 缠绕在储液器上并将螺钉穿过钢条两侧相交处的孔，将储液器连接到机器人上。 可以将螺母放置在螺钉上形成夹具。
轮胎泵配件（美式轮胎泵阀）是连接/拆卸气泵以对气动系统加压的地方。
在将接头拧入空气储存器的端口之前，可以在接头的螺纹上缠绕一层特氟龙胶带。 这将有助于形成气密密封。
有关创建气密密封的更多信息，请参阅 VEX 库中的 Preventing Air Leakage in a VEX Pneumatic System 文章。
可以将美式轮胎泵阀的核心推入以释放系统中的压力。
储气罐配件是插入气动管的地方，它将向系统中的其余部分提供气压。
该配件的螺纹已涂有聚四氟乙烯，以减少漏气
所有气动管接头只需将管子插入接头直至停止即可接受管子。
要释放管子，需要将外环推向接头，然后才能拆下管子。
“T” 接头 - 用于阀门的“T” 接头。 该“T”形接头可将空气供给分开，以便为两个阀门供给空气。
注：该接头还可用于以一值控制两个单作用气缸。
压力调节器 - 带 4mm 配件的迷你调节器可以调节系统下游流动的气压。
通过转动、移入或移出阀杆来调节压力。
当阀杆完全转出时，气压将达到最高。 气压的大小决定了气缸施加的力的大小。
双作用气动套件配有一个开关 - 指阀。
这将允许您打开系统的空气并释放系统中的气压。
确保阀门上压印的箭头远离储气罐并指向系统。 换句话说，箭头应指向空气流动的方向。
当旋钮与管道对齐时，系统中就有空气。
当旋钮始终与管道对齐时，空气将被关闭，并释放系统上游的气压。
空气控制
双作用空气控制
电磁阀、正向、反向 - 5/2 单电磁阀控制双作用气缸的气流。
阀门配件，这些配件拧入电磁阀上的端口。
当将配件拧入端口时，请小心不要将它们错扣。
将接头拧入阀门顶部的端口 A 和端口 B。
将接头拧入标有 P 的端口，气压将在此处输送到阀门中。
将标记为 R 的两个端口保持打开状态，以便排出废气。
在默认设置中，端口 A 将为双作用气缸的底部端口供油，端口 B 将为顶部端口供油。 这将使气缸在杆缩回的情况下启动。
然而，如果存在有利于在气缸杆伸出时启动的情况，则可以切换两个端口。
电磁阀可以使用扎带连接到机器人上。 注：请勿用束线带盖住电磁阀的排气口。 如果发生这种情况，气缸将不会移动。
阀门顶部有一个蓝色小按钮，可以使用星形驱动钥匙或笔等小工具按下。 按下此按钮将手动打开该值，以测试进入气缸的气流。
单作用空气控制
电磁阀，开/关 - 3/2 电磁阀控制单作用气缸。
将相同类型的阀门配件拧入电磁阀上的端口。
再次强调，在将接头拧入端口时，请注意不要错扣接头。
将接头拧入阀门顶部的端口 A。
将接头拧入标有 P 的端口，气压将在此处输送到阀门中。 将标记为 R 的端口保持打开状态，以便排出废气。
端口 A 将为单作用气缸的底部端口供油。
电磁阀可以使用扎带连接到机器人上。
注：请勿用束线带盖住电磁阀的排气口。 如果发生这种情况，气缸将不会移动。
阀门顶部有一个橙色小按钮，可以使用星形驱动钥匙或笔等小工具按下。 按下此按钮将手动打开该值，以测试进入气缸的气流。
双作用电磁阀和单作用电磁阀都可以使用自定义 VEXcode V5 项目中的数字输出设备进行控制。
有关气动编程的更多信息，请参阅 VEX 库中的使用控制器上的按钮控制气动 文章。
气缸
双作用气缸
双向气缸 - 双作用气缸，孔径 10 毫米，两端都有一个端口。
杆上有两个螺母。 这些可用于连接气缸杆枢轴。
气缸的前部有螺纹，可作为安装气缸的替代方法，即在结构件上钻孔，插入气缸，然后用气缸螺母固定。
如果不使用这种连接方法，则可以拆下螺母以减轻机器人的重量。
流量计 - M5 弯头流量计可用于流量控制，可拧入气缸的顶部端口。
流量计可以控制通过气缸的气流，从而控制气缸杆伸出和缩回的速度。
流量计可以通过向上转动内环来增加流量或向下转动内环来减少流量来调节。 可以使用一字螺丝刀转动该环。
气缸接头 - M5 气缸外螺纹连接器，可拧入气缸的底部端口。
与所有配件一样，在拧入配件时需要注意不要交叉螺纹。
通过将气缸杆枢轴放置在杆螺纹部分的两个螺母之间，可以将气缸杆枢轴连接到气缸杆上。
可以使用 1 英寸 #8-32 VEX 螺钉和尼龙锁紧螺母将气缸安装座固定到气缸上。
气缸安装座可以安装到机器人的一个结构上。 气缸杆枢轴可以连接到使用螺钉或轴移动的部件上。
注：安装气缸时，请勿使气缸杆受到侧向力。 如果气缸的杆弯曲，气缸将无法工作。
单作用气缸
气缸 - 单作用弹簧复位气缸 10mm 孔径，其末端有一个端口。
杆上有两个螺母。 这些可用于连接气缸杆枢轴。
气缸接头 - M5 气缸外螺纹连接器，可拧入气缸的底部端口。
气缸杆枢轴和气缸安装座可以以与上述双作用气缸相同的方式附接到单作用气缸上。
气缸安装座可以安装到机器人的一个结构上。 气缸杆枢轴可以连接到使用螺钉或轴移动的部件上。
注：安装气缸时，请勿使气缸杆受到侧向力。 如果气缸的杆弯曲，气缸将无法工作。
气动管用于将所有设备连接在一起。
可以使用一把锋利的实用剪刀将其切成一定长度。
气动装置的两个示例布局
双作用气缸的布局示例：
- 空气将从自行车打气筒泵入储气罐的 Schrader 阀门。
- 加压空气从储气罐另一端的接头流出并进入开关。
- 压缩空气将从开关供给压力调节器。
- 空气将从压力调节器流入双作用电磁阀。
- 根据电磁阀的状态，空气将从端口 B 流出并进入气缸顶部，或者空气将从端口 A 流出并进入延伸杆的气缸底部。
- 电磁阀将由连接到 V5 机器人大脑 3 线端口的电磁阀驱动电缆控制
单作用气缸的布局示例：
- 空气将从自行车打气筒泵入储气罐的 Schrader 阀门。
- 加压空气从储气罐另一端的接头流出并进入压力调节器。
- 空气将从压力调节器流入单作用电磁阀。
- 根据电磁阀的状态，空气将从端口 A 排出，或者空气从端口 A 流出并进入伸出杆的气缸底部。
- 电磁阀将由连接到 V5 机器人大脑 3 线端口的电磁阀驱动电缆控制
计算气缸的力
计算特定压力的输出力的公式如下：
（气缸横截面积）x（内部气压）= 力
VEX 气动缸的缸径为 0.39 英寸（10 毫米）。 由此我们可以使用圆面积方程计算圆柱体的横截面积：
(直径 / 2)² x π = 面积
由于我们已知气缸内径（内径）并且知道 Pi ≈ 3.14，因此我们可以计算面积为：
（0.39 英寸/2）² x 3.14 = 0.12 英寸²
现在我们可以将这个数字代入我们的原始方程并计算气缸输出力：
0.12 in² x 100 psi = 12 磅力（100 psi 时）
有关使用气动装置时的安全指南，请参阅 使用 VEX V5 机器人时的注意事项和安全指南。