Toimilaite on jotain, joka muuntaa energian liikkeeksi. Sitä voidaan käyttää myös voiman kohdistamiseen. Toimilaite on tyypillisesti mekaaninen laite, joka ottaa energiaa – yleensä ilman, sähkön tai nesteen tuottaman energian – ja muuntaa sen jonkinlaiseksi liikeksi. Tämä liike voi olla käytännössä missä tahansa muodossa, kuten estäminen, puristaminen tai poistaminen. Toimilaitteita käytetään tyypillisesti valmistus- tai teollisuussovelluksissa ja niitä voidaan käyttää laitteissa, kuten moottoreissa, pumpuissa, kytkimissä ja venttiileissä.
Energialähteet
Ehkä yleisin toimilaitetyyppi saa ilmaa ja sitä kutsutaan pneumaattiseksi sylinteriksi tai ilmasylinteriksi. Tämäntyyppinen toimilaite on ilmatiivis, yleensä metallista valmistettu sylinteri, joka käyttää paineilman varastoitua energiaa männän liikuttamiseen, kun ilma vapautuu tai puristuu. Näitä toimilaitteita käytetään yleisimmin valmistus- ja kokoonpanoprosesseissa. Robotiikassa käytettävät tartuntalaitteet käyttävät paineilman käyttämiä toimilaitteita toimimaan samalla tavalla kuin ihmisen sormet.
Toimilaitetta voidaan käyttää myös sähköllä tai hydrauliikalla. Kuten ilmasylintereissä, on myös sähkö- ja hydraulisylintereitä, joissa sylinteri muuntaa sähkön tai hydrauliikan liikkeeseen. Nesteitä käyttävät hydraulisylinterit löytyvät usein tietyntyyppisistä ajoneuvoista.
Monilla toimilaitteilla on useampi kuin yksi virtalähde. Esimerkiksi magneettiventtiilit voivat käyttää sekä ilmaa että sähköä. Vaihtoehtoisesti solenoidia voidaan käyttää sekä hydrauliikalla että sähköllä.
Liiketyypit
Toimilaitteet voivat luoda lineaarisen liikkeen, pyörivän liikkeen tai oskilloivan liikkeen. Toisin sanoen ne voivat luoda liikkeen yhteen suuntaan, pyöreään liikkeeseen tai vastakkaisiin suuntiin säännöllisin väliajoin. Hydrauli- ja ilmasylinterit voidaan luokitella yksitoimisiksi sylintereiksi, mikä tarkoittaa, että energialähde aiheuttaa liikettä yhteen suuntaan ja jousta käytetään toiseen suuntaan. Vaihtoehtoisesti nämä sylinterit voivat olla kaksitoimisia sylintereitä, mikä tarkoittaa, että energiaa käytetään kahteen suuntaan.
Lihakset toimilaitteina
Vaikka toimilaitteista keskustellaan tyypillisesti mekaanisten työvälineiden suhteen, lihaksia annetaan joskus esimerkkinä toimilaitteista. Lihas muuntaa energian liikkeeksi. Esimerkiksi ihmisen kuluttaman ruoan kalorit edustavat energiaa, jota hänen lihaksensa – jotka toimivat toimilaitteina – voivat käyttää liikkeen luomiseen, kuten juoksemiseen, pallon potkimiseen tai tanssimiseen.