ดีไซน์แร็คเดี่ยวเทียบกับดีไซน์แร็คคู่

แอคทูเอเตอร์แบบแร็คแอนด์พิเนียนให้ช่วงแรงบิดและการหมุนที่กว้างที่สุดเมื่อเทียบกับกลไกการแปลงแรงเชิงเส้นเป็นแรงบิดเชิงหมุนแบบอื่นๆ มีประสิทธิภาพเชิงกลสูง และแรงบิดที่สามารถสร้างได้มีตั้งแต่ไม่กี่นิวตันเมตรไปจนถึงหลายพันนิวตันเมตร

อย่างไรก็ตาม ข้อเสียเปรียบที่อาจเกิดขึ้นอย่างหนึ่งของการออกแบบแบบเฟืองและแร็คคือ การคลายตัว (backlash) การคลายตัวเกิดขึ้นเมื่อเฟืองแร็คและเฟืองปีกนกไม่ตรงกันอย่างสมบูรณ์ และมีช่องว่างเล็กน้อยระหว่างการเชื่อมต่อของเฟืองแต่ละตัว การไม่ตรงกันนี้อาจทำให้เฟืองสึกหรอในระหว่างอายุการใช้งานของแอคชูเอเตอร์ ซึ่งจะทำให้การคลายตัวเพิ่มขึ้นตามไปด้วย

ชุดเฟืองคู่ใช้เฟืองสองตัวที่อยู่ตรงข้ามกันบนเฟืองเล็ก ซึ่งช่วยลดการคลายตัวเนื่องจากแรงต้าน และยังเพิ่มแรงบิดเอาต์พุตของชุดเฟืองเป็นสองเท่า รวมถึงเพิ่มประสิทธิภาพเชิงกลของระบบด้วย ในแอคทูเอเตอร์แบบทำงานสองทางที่แสดงในรูปที่ 3 ห้องทั้งสองด้านข้างจะเต็มไปด้วยอากาศอัด ซึ่งจะดันลูกสูบไปยังจุดศูนย์กลาง และเพื่อดันลูกสูบกลับไปยังตำแหน่งเริ่มต้น ห้องตรงกลางก็จะถูกอัดอากาศเช่นกัน

การทำงาน

แอคทูเอเตอร์แบบใช้เฟืองและแร็คที่ทำงานด้วยระบบลม สามารถเป็นได้ทั้งแบบทำงานทางเดียวหรือสองทาง นอกจากนี้ยังสามารถให้ตำแหน่งหยุดหลายตำแหน่งได้อีกด้วย

การแสดงเดี่ยวเทียบกับการแสดงคู่

ในแอคทูเอเตอร์แบบทำงานด้านเดียว อากาศจะถูกส่งไปยังด้านใดด้านหนึ่งของลูกสูบเท่านั้น และมีหน้าที่ในการเคลื่อนลูกสูบไปในทิศทางเดียวเท่านั้น การเคลื่อนที่ของลูกสูบในทิศทางตรงกันข้ามจะดำเนินการโดยสปริงเชิงกล แอคทูเอเตอร์แบบทำงานด้านเดียวช่วยประหยัดอากาศอัด แต่ทำงานได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น ข้อเสียของกระบอกสูบแบบทำงานด้านเดียวคือ แรงส่งออกที่ไม่สม่ำเสมอตลอดช่วงชักเนื่องจากแรงต้านของสปริง รูปที่ 4 แสดงแอคทูเอเตอร์แบบหมุนด้วยลมแบบสองแร็คทำงานด้านเดียว

ในแอคทูเอเตอร์แบบสองทิศทาง อากาศจะถูกส่งไปยังห้องทั้งสองด้านของลูกสูบ แรงดันอากาศที่สูงกว่าในด้านหนึ่งสามารถขับเคลื่อนลูกสูบไปยังอีกด้านหนึ่งได้ แอคทูเอเตอร์แบบสองทิศทางใช้เมื่อต้องการให้งานเกิดขึ้นในทั้งสองทิศทาง รูปที่ 5 แสดงแอคทูเอเตอร์แบบหมุนด้วยลมสองแร็คแบบสองทิศทาง

ข้อดีอย่างหนึ่งของกระบอกสูบแบบสองทิศทางคือ แรงดันเอาต์พุตคงที่ตลอดช่วงการหมุนเต็มช่วง ข้อเสียของกระบอกสูบแบบสองทิศทางคือ จำเป็นต้องใช้ลมอัดในการเคลื่อนที่ทั้งสองทิศทาง และไม่มีตำแหน่งที่แน่นอนในกรณีที่ไฟฟ้าหรือแรงดันขัดข้อง

การกำหนดตำแหน่งหลายแบบ

แอคทูเอเตอร์แบบเฟืองและแร็คบางชนิดสามารถหยุดได้หลายตำแหน่งตลอดช่วงการหมุน โดยการควบคุมแรงดันที่พอร์ต ตำแหน่งหยุดสามารถเรียงลำดับใดก็ได้ ทำให้แอคทูเอเตอร์สามารถเลือกที่จะผ่านตำแหน่งหยุดกลางได้

สลักหยุดการเคลื่อนที่

สลักหยุดการเคลื่อนที่อยู่ด้านข้างของตัวขับเคลื่อน (ดังแสดงในรูปที่ 6) และช่วยให้สามารถปรับตำแหน่งปลายของลูกสูบได้โดยการจำกัดการหมุนของเฟืองตัวเล็กจากด้านใน เมื่อติดตั้งตัวขับเคลื่อน ให้ขันสลักหยุดการเคลื่อนที่ทั้งสองตัวจนกระทั่งชนกับฝาครอบหยุดการเคลื่อนที่ จากนั้นขันสลักหยุดการเคลื่อนที่ด้านซ้ายต่อไปจนกระทั่งร่องเฟืองตัวเล็กที่มองเห็นได้ด้านบนหมุนไปอยู่ในตำแหน่งที่ขนานกับความยาวของตัวขับเคลื่อน