氣動是產生線性運動的一種非常有效的方式。 氣缸對於啟動爪子、在齒輪系統之間換檔以及許多其他應用非常有效。 此外，氣動學為您的機器人添加了另一種能源，使用起來非常有趣，並且將提供工業中廣泛使用的氣動系統的知識。
當氣缸啟動時，它們要么完全伸出，要么完全縮回。
註：VEX 機器人競賽（VRC/VEX U/VEX AI）計畫使用氣動系統的隊伍需要仔細閱讀 比賽手冊中有關氣動系統的機器人規則。
氣動原理
氣動裝置利用氣壓進行工作。 這可以用像自行車輪胎打氣筒這樣簡單的東西來創建。
基本的氣動系統使用一個儲氣罐（可以透過自行車打氣筒將氣壓泵入其中）、連接設備的氣動管、控制壓力釋放的閥門和氣缸。
當閥門將氣壓釋放到氣缸底部時，雙作用氣缸就會工作。 氣壓推動內部活塞的表面區域，迫使活塞和活塞桿離開汽缸。
當活塞/活塞桿移出時，廢氣從汽缸頂部流出
此閥門還可以設定為將氣壓釋放到氣缸頂部。 當這種情況發生時，氣壓將活塞和活塞桿推回汽缸。
當活塞/活塞桿移入時，廢氣從汽缸底部流出。
單作用氣壓缸的工作原理大致相同，不同之處在於彈簧將活塞/活塞桿推回原處。 單作用氣壓缸只有一個端口/配件用於空氣流入和流出。
有關 V5 系統可用氣動套件的更多信息，請查看 VEX 庫中的 為 V5 系統選擇氣動套件 文章。
氣動元件
空氣儲存
雙作用氣壓缸和單作用氣壓缸的空氣儲存基本上使用相同的零件。
儲氣罐 - 儲氣罐，1-1/2" X 4"，附 1/8"NPT & M5 端口 - US14227-S0400
儲氣罐是為氣動系統儲存空氣的地方。
注：可從儲液罐上拆下端螺帽以減輕重量。
水庫有兩個端口。 兩端各一個。 這些螺紋端口可容納 Schrader 輪胎泵閥或儲液罐配件。
將 11 英吋紮帶 纏繞在儲液器和結構件上，可以將儲液器連接到機器人。
也可以將 鋼條 纏繞在儲液器上並將螺絲穿過鋼條兩側相交處的孔，將儲液器連接到機器人。 可以將螺帽放置在螺絲上形成夾具。
輪胎幫浦配件（美式輪胎幫浦閥）是連接/拆卸氣泵以對氣動系統加壓的地方。
在將接頭旋入空氣儲存器的端口之前，可以在接頭的螺紋上纏繞一層鐵氟龍膠帶。 這將有助於形成氣密密封。
有關創建氣密密封的更多信息，請參閱 VEX 庫中的 Preventing Air Leakage in a VEX Pneumatic System 文章。
可以將美式輪胎泵閥的核心推入以釋放系統中的壓力。
儲氣罐配件是插入氣動管的地方，它將向系統中的其餘部分提供氣壓。
此配件的螺紋已塗有聚四氟乙烯，以減少漏氣
所有氣動管接頭只需將管子插入接頭直至停止即可接受管子。
要釋放管道，需要將外環推向接頭，然後即可拆下管道。
“T” 接頭 - 用於閥門的“T” 接頭。 此「T」形接頭可將空氣供給分開，以便為兩個閥門供給空氣。
注：此接頭也可用於以一值控制兩個單作用氣壓缸。
壓力調節器 - 帶有 4mm 配件的迷你調節器可調節系統下游流動的氣壓。
透過轉動、移入或移出閥桿來調節壓力。
當閥桿完全轉出時，氣壓將達到最高。 氣壓的大小決定了氣缸施加的力的大小。
雙作用氣動套件配有一個開關 - 指閥。
這將允許您打開系統的空氣並釋放系統中的氣壓。
確保閥門上壓印的箭頭遠離儲氣罐並指向系統。 換句話說，箭頭應指向空氣流動的方向。
當旋鈕與管道對齊時，系統中就有空氣。
當旋鈕始終與管道對齊時，空氣將關閉，並釋放系統上游的氣壓。
空氣控制
雙作用空氣控制
電磁閥、正向、反向 - 5/2 單電磁閥控制雙作用氣壓缸的氣流。
閥門配件，這些配件會旋入電磁閥上的端口。
當將配件旋入連接埠時，請小心不要將它們錯扣。
將接頭旋入閥門頂部的端口 A 和端口 B。
將接頭旋入標有 P 的端口，氣壓將在此處輸送到閥門。
將標記為 R 的兩個連接埠保持開啟狀態，以便排出廢氣。
在預設設定中，連接埠 A 將為雙作用氣壓缸的底部連接埠供油，連接埠 B 將為頂部端口供油。 這將使氣缸在桿縮回的情況下啟動。
然而，如果存在有利於在氣缸桿伸出時啟動的情況，則可以切換兩個端口。
電磁閥可以使用紮帶連接到機器人。 注：請勿用束線帶蓋住電磁閥的排氣口。 如果發生這種情況，氣缸將不會移動。
閥門頂部有一個藍色小按鈕，可以使用星形驅動鑰匙或筆等小工具按下。 按下此按鈕將手動開啟該數值，以測試進入汽缸的氣流。
單作用空氣控制
電磁閥，開/關 - 3/2 電磁閥控制單作用氣壓缸。
將相同類型的閥門配件旋入電磁閥上的連接埠。
再次強調，在將接頭旋入連接埠時，請注意不要錯扣接頭。
將接頭旋入閥門頂部的端口 A。
將接頭旋入標有 P 的端口，氣壓將在此處輸送到閥門。 將標記為 R 的連接埠保持開啟狀態，以便排出廢氣。
端口 A 將為單作用氣壓缸的底部端口供油。
電磁閥可以使用紮帶連接到機器人。
注：請勿用束線帶蓋住電磁閥的排氣口。 如果發生這種情況，氣缸將不會移動。
閥門頂部有一個橙色小按鈕，可以使用星形驅動鑰匙或筆等小工具按下。 按下此按鈕將手動開啟該數值，以測試進入汽缸的氣流。
雙作用電磁閥和單作用電磁閥都可以使用自訂 VEXcode V5 專案中的數位輸出設備進行控制。
有關氣動編程的更多信息，請參閱 VEX 庫中的使用控制器上的按鈕控制氣動 文章。
汽缸
雙作用氣壓缸
雙向氣壓缸 - 雙作用氣壓缸，孔徑 10 毫米，兩端都有一個連接埠。
桿上有兩個螺帽。 這些可用於連接氣缸桿樞軸。
氣缸的前部有螺紋，可作為安裝氣缸的替代方法，即在結構件上鑽孔，插入氣缸，然後用氣缸螺母固定。
如果不使用這種連接方法，則可以拆下螺帽以減輕機器人的重量。
流量計 - M5 彎頭流量計可用於流量控制，可旋入汽缸的頂部連接埠。
流量計可以控制通過氣缸的氣流，從而控制氣缸桿伸出和縮回的速度。
流量計可以透過向上轉動內環來增加流量或向下轉動內環來減少流量來調整。 可以使用一字螺絲起子轉動該環。
汽缸接頭 - M5 汽缸外螺紋連接器，可旋入汽缸的底部連接埠。
與所有配件一樣，在擰入配件時需要注意不要交叉螺紋。
將汽缸桿樞軸放置在桿螺紋部分的兩個螺帽之間，可以將汽缸桿樞軸連接到汽缸桿上。
可以使用 1 英吋 #8-32 VEX 螺絲和尼龍鎖緊螺帽將汽缸安裝座固定到汽缸上。
氣缸安裝座可以安裝到機器人的一個結構上。 氣缸桿樞軸可以連接到使用螺絲或軸移動的部件。
注：安裝汽缸時，請勿使汽缸桿受到側向力。 如果氣缸的桿彎曲，氣缸將無法工作。
單作用汽缸
氣壓缸 - 單作用彈簧復位氣壓缸 10mm 孔徑，其末端有一個端口。
桿上有兩個螺帽。 這些可用於連接氣缸桿樞軸。
汽缸接頭 - M5 汽缸外螺紋連接器，可旋入汽缸的底部連接埠。
汽缸桿樞軸和汽缸安裝座可以以與上述雙作用氣壓缸相同的方式連接到單作用氣壓缸上。
氣缸安裝座可以安裝到機器人的一個結構上。 氣缸桿樞軸可以連接到使用螺絲或軸移動的部件。
注：安裝汽缸時，請勿使汽缸桿受到側向力。 如果氣缸的桿彎曲，氣缸將無法工作。
氣動管用於將所有設備連接在一起。
可以使用鋒利的實用剪刀將其切成一定長度。
氣動裝置的兩個範例佈局
雙作用氣壓缸的佈局範例：
- 空氣將從自行車打氣筒泵入儲氣罐的 Schrader 閥門。
- 加壓空氣從儲氣罐另一端的接頭流出並進入開關。
- 壓縮空氣將從開關供應壓力調節器。
- 空氣將從壓力調節器流入雙作用電磁閥。
- 根據電磁閥的狀態，空氣將從端口 B 流出並進入氣缸頂部，或者空氣將從端口 A 流出並進入延伸桿的氣缸底部。
- 電磁閥將由連接到 V5 機器人大腦 3 線連接埠的電磁閥驅動電纜控制
單作用氣壓缸的佈局範例：
- 空氣將從自行車打氣筒泵入儲氣罐的 Schrader 閥門。
- 加壓空氣從儲氣罐另一端的接頭流出並進入壓力調節器。
- 空氣將從壓力調節器流入單作用電磁閥。
- 根據電磁閥的狀態，空氣將從端口 A 排出，或空氣從端口 A 流出並進入伸出桿的氣缸底部。
- 電磁閥將由連接到 V5 機器人大腦 3 線連接埠的電磁閥驅動電纜控制
計算汽缸的力
計算特定壓力的輸出力的公式如下：
（氣缸橫截面積）x（內部氣壓）= 力
VEX 氣壓缸的缸徑為 0.39 英吋（10 毫米）。 由此，我們可以使用圓面積方程式計算圓柱體的橫截面積：
(直徑 / 2)² x π = 面積
由於我們已知氣缸內徑（內徑）並且知道 Pi ≈ 3.14，因此我們可以計算面積為：
（0.39 英吋/2）² x 3.14 = 0.12 英吋²
現在我們可以將這個數字代入我們的原始方程式並計算氣缸輸出力：
0.12 in² x 100 psi = 12 磅力（100 psi 時）
有關使用氣動裝置時的安全指南，請參閱 使用 VEX V5 機器人時的注意事項與安全指南。