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对一种用于射孔弹上下料的气动机械手的插装作业机理进行了分析，建立了插装作业过程中的几何约束与力分析模型，导出了锥体接触、柱体一点接触和二点接触阶段插装时的位置和角度误差表达式，求解了各阶段所需的插装力，给出了避免发生卡阻和楔紧现象的几何与力约束条件。计算实例和实际作业证明：所提出的模型是正确有效的，该机械手的被动柔顺性能够保证其顺利完成多种射孔弹的插装作业。