Un attuatore a pistone, come tutti gli attuatori, è un dispositivo che trasforma l’energia grezza in movimento. In generale, l’attuatore è collegato ad un pistone contenuto all’interno di un involucro. Qualcosa che causa pressione entrerà nella custodia e costringerà il pistone a muoversi, il che muove l’attuatore e qualunque cosa sia collegato. Con una corretta progettazione, è possibile che questo movimento continui attraverso una serie di passaggi e parti che determinano una grande quantità di movimento generata da un piccolo cambiamento nell’attuatore stesso. Nella maggior parte dei casi, questi dispositivi sono alimentati tramite sistemi pneumatici, idraulici oa combustione.
Come detto sopra, il design di un attuatore a pistone è abbastanza semplice. La maggior parte di essi consiste solo di poche parti – il pistone, l’involucro e il braccio dell’attuatore – insieme a due valvole per far entrare e uscire la fonte di energia. La parte più complessa del sistema è tipicamente il metodo utilizzato per proteggere il pistone dalla fonte di energia.
Indipendentemente da ciò che muove il pistone, l’interno della custodia deve essere il più ermetico possibile per ottenere il massimo ritorno sull’utilizzo di energia. La maggior parte di questi sistemi utilizza un cilindro con la testa del pistone che costituisce un’estremità. Poiché l’energia all’interno della custodia è progettata per causare esplosioni di pressione, anche le più piccole perdite attorno alle valvole o al pistone possono causare una mancanza di potenza. Alcuni involucri devono anche proteggere l’interno del sistema da pericoli quali calore estremo o danni causati dall’acqua.
La dimensione dell’attuatore a pistone è direttamente proporzionale alla quantità di energia necessaria per spostarlo e alla quantità di movimento che può creare. Un grande attuatore a pistone richiede una grande potenza, mentre quelli più piccoli no. Un pistone piccolo genera una piccola quantità di movimento e uno grande ne genera molto. Anche se questo può sembrare ovvio, entra in gioco quando un sistema utilizza un processo in grado di moltiplicare la potenza, che è una pratica comune nei sistemi idraulici.
Molti tipi di attuatori a pistone utilizzano sistemi idraulici proprio per questo motivo. I pistoni piccoli sono collegati a un serbatoio più grande contenente un pistone grande. I piccoli pistoni si attiveranno e sposteranno una quantità relativamente piccola di acqua e utilizzeranno una piccola quantità di energia. L’effetto cumulativo di tutto questo movimento crea un grande aumento di pressione e attiva il grande pistone. In questo caso, più attuatori agiscono di concerto per creare la fonte di energia utilizzata da un grande attuatore a pistone.