Page 64 - 电力与能源2023年第六期
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610 杨宇冬，等：带电作业专用绝缘电动工器具的设计研究
1.2 电动扳手功能分析
1 常规电动扳手的设计分析
电动扳手的主要功能是拧紧旋松螺栓和螺
1.1 常规电动扳手主要结构分析 母，如果这一功能方便有效，就可以为用户节约大
电动扳手的主要工作部位为头部的扳头，它 量的时间和精力。目前普遍存在的电动扳手就仅
通过一根轴产生的旋转力矩来驱动工作。这一旋 具备这一基本功能，其构造相对复杂、体积越大、
转轴由后方的电动机引发转动，而电动机则依赖 价格较高，难以更广泛地推广使用。通过对电动
电源提供能量 ［6-8］ 。电动扳手通过内部的电机系 扳手主要作业部位——机器头部旋转扳头进行附
统产生扭转力矩，电机的类型可以是交流电机或 加功能的扩展，可以丰富其工作操作，提高作业
直流电机，通常更多地采用直流电机，因为直流电 效率。
机的输出转速可调，能够适应不同转速的应用场 （1）大多情况下电动扳手旋转的螺钉螺母是
景。电动扳手是一种通过电动马达作为动力源实 在具有一定深度的孔洞里，在孔洞过深或者光线
现对螺纹件进行力矩操作的机械设备。常见电动 过暗的情况，很难找准旋扭位置，这时候就急需光
扳手如图 1 所示。 源。如果人工单独打光会浪费人体其他的可用操
作部位，比如手、脚、头等 。为解决这一问题，可
［9］
以在电动扳手头部上方或下方安置一盏聚光灯，
部分利用电动扳手本身的电源为作业提供光源，
从而提高操作的便利性。
（2）部分利用电动扳手电力旋转轴的固有旋
转功能，可以通过更换扳头实现不同型号大小的
螺钉螺母的拧紧，同时还可以更换多种旋转插头，
如钻头、螺丝刀等需要通过旋转扭矩进行换作。
这种设计能更加充分地利用电动扳手固有的功能
图 1 常见电动扳手
资源，无须在一系列操作中反复更换沉重的电动
通常，电动扳手的扭力和旋转角度可以通过
钻头、电动螺丝刀之类的电动工器具，从而提高作
以下公式计算： ［10］
业效率 。
T EDT = F P ( d/2 ) K （1）
1.3 电动扳手形态分析
式 中 T EDT —— 扭 力 ，N·m；F P —— 预 紧 力 ，N；
电动扳手的整体形态普遍趋于圆柱形，该形
K——常见润滑情况下的摩擦系数；d——螺纹直
态较为复古，缺乏现代感。如果在电动扳手本身
径，m。
工作质量很高的基础上，配以新颖时尚的设计外
α = θ ( p/360 ) （2） 观，将会在目前泛滥单调的电动工器具市场竞争
式 中 α—— 螺 母 相 对 螺 栓 前 进 的 距 离 ，mm ；
中脱颖而出，赢得更多客户的青睐。在外型上，电
θ—— 旋 转 角 度 ，（°）；p——螺纹间距，mm。 动扳手的整体形态可以设计成多面体柱形，加上
现有的电动扳手在结构方面存在一些不足， 相对较小的倒角，其他形态有以下 4 种设计方案。
包括重量和体积过大、缺乏灵活性和多功能性、缺 （1）直柱形：整体设计为一根直柱，电源、电动
乏人性化设计以及维护和维修困难等。为了改进 机、转动轴等结构在同一直线上，手握的部位也在
这些不足之处，需要注重减小体积和重量、增加灵 这一直柱上。这种类型的电动扳手主要特点是轻
活性和多功能性、优化人性化设计、简化结构并提 便，但只能在旋转扭矩比较小的情况下使用，对于
供便于维护和维修的方案，从而提供更好的使用 一些大型器械作用效果不佳。
体验并满足用户的多样化需求。 （2）手枪形：这种形式的电动扳手在市场上最
