ロボットアーム設計

回答(2)(3)です。
ご質問者さんのお立場が不明なので、見当違いな回答をしてしまったかもしれません。もしかすれば、次のURLのような情報の方が有益かもしれませんので、目を通してみてください。
https://robokaru.jp/fundamental-knowledge/self-made_robotarm/

ごく一部のことしかお伝えすることができませんが・・・・、
静荷重に対しては、下図のようにアームを水平方向にに目いっぱい伸ばした場合が、リンクに掛かるモーメント荷重が大きくなると思います。
まずは、このような状態で、最大質量のワークを負荷した場合に、各リンク部分に加わる力を計算して所要の寸法を計算してください。
アームを動かせば、加速度に基づく力も掛かりますから、その値も加えて所要の寸法をし直してください。
このような手順を繰り返して、最大のパフォーマンスが得られる設計に近づけていくことになると思います。
近似の製品があれば、その設計をコピーした寸法から、ご所望の方法にチューニングしていく方が、目的の設計に速く到達できるかもしれません。

回答(1)さんのご提示に加え、
アーム（ワーク）をどの程度の加速度で動かしたいかも重要な設計条件です。
また、アームを動かして、ワークを移動させた際に、どの程度の位置精度を要求したいかも設計に関わります。

ストレートな「答え」が欲しいお気持ちは理解できますが、きびきびした動きと位置精度とを両立することをご所望であれば、試行錯誤による手法を併用することがよさそうに思います。

リンクに作用する力は
・重力（自重による）
・荷重（ものを持ち上げたりするときにかかる力）
・モーメント（アームが動くときにかかる力）
などです。

これらの力に対して耐えられる材料・形状にする必要があります。

まずは構造自体を決定し必要な強度を求めてそれから形状を決定してください。