气动技术具有结构简单、价格低廉、无污染等一系列显著优点，在工业生产中得到越来越广泛的应用，己成为自动化不可缺少的重要手段，备受人们的重视。尤其是气动伺服定位技术己能使气缸在高速运动下实现任意点自动定位，而气动机械手也相应得到发展，突破传统的定位方法，本人研究的就是基于气动技术的换刀机械手。 本文首先介绍了机械手的一般结构设计原理，采用模块化的设计理念，利用：Pro/E的族表和Pro/Toolkit等工具，对气动机械手进行参数化和系列化设计。本设计兼顾了使用上的专用性和设计上的通用性，便于标准化、系列化设计和组织专业化生产。 接着作者设计了机械手的气动驱动系统，其中控制系统以西门子S7-200 PLC作为控制核心，以增量型编码器代替绝对型编码器节约了成本，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案。 采用D-H法建立了机械手的运动学方程以及拉格朗日方程建立了动力学方程，确定了各运动构件与末端执行器空间的位置和姿态关系以及机械手各关节运动和作用力之间的关系。 然后，作者为了满足气动执行机构的定位精度、工作稳定和可靠性等要求，通过理论计算选型，确定各执行元件的参数。同时对核心技术——气动伺服进行了理论建模分析，通过气动伺服仿真试验，分析了气源压力、负载以及摩擦力对系统的影响因素，并对气动伺服控制器SPC200进行了深入探讨。