Page 65 - 电力与能源2023年第六期

杨宇冬，等：带电作业专用绝缘电动工器具的设计研究 611

为常见，在人机工程方面也相对较好，电源与把手 的橡胶套，也可以在橡胶套相应位置添加手指接
部位一致，重量较轻，可满足普通螺钉螺母的旋扭 触时的凹陷部位设计，这样可以更大程度地增加
要求。 手掌与把手间的接触面积，增强手握舒适度。
（3）T 字形：T 形电动扳手主要是进行双手操 （3）手提便携性方面：对于一些相对较重的电
作，而且相对前两种形式 T 形电动扳手的体积更 动扳手来说，只靠一只手握住把手进行操作是不

大，也更重，显而易见，这种形式的电动扳手主要 够的，用户的一只手臂难以支撑如此大的力矩。
用于旋转扭矩相对较大的大型器械。 这时就需要在电动扳手的把手与扳头之间某个位
（4）伸缩形：通过对 T 形电动扳手的两只把手 置添加一个手提把，工作时可以用另一只空闲的
进行轴向伸缩，可以在直柱形、手枪形、T 字形之 手提着这个手提把，将部分力矩分散，提高人体的
间相互转换，用法灵活多变。然而，相对于前面几 舒适度，实现更好的工作效果。

种形式，伸缩形电动扳手在一些伸缩性能和质量 目前，虽然已经有一些改进措施，例如轻量化
方面可能效果欠佳，易损毁，需要在制造工艺进行 设计、符合人体工程学的握柄设计和手提孔设计
加强和利益维护。 等，但仍存在一些不足之处，包括重量过大、手握
综合而言，直柱形电动扳手适用于高扭矩的 舒适度不能完全适应不同用户、手提便携性需进
工作，手枪形电动扳手适合操作狭小空间，T 字形 一步改进等。展望未来，可以进一步探索轻量化
电动扳手较为紧凑适用于一般任务，伸缩形电动 材料和结构设计，以减少电动扳手的重量，提升操
扳手提供了长度调节的灵活性。根据具体的工作 作的舒适性和便携性。同时，还可以加强握柄设

需求和工作场景选择适合的电动扳手形态，可以 计的个性化，以更好地满足用户的手型和使用习
提高工作效率和操作便捷性。 惯，并改进手提设计，满足不同用户的携带和操作
1.4 电动扳手人机工程分析 需求。通过这些改进，电动扳手的使用体验和实
电动扳手在人机要素方面的设计至关需要， 用性将会得到进一步提升。
主要应该从重量、手握舒适度、手提便携性等方面
2 绝缘电动工器具整机结构设计
进行考量 ［10-11］ 。

（1）重量方面：电动扳手的重量不宜过重也不 在电动作业工器具的结构上实现全面绝缘是
宜过轻。过重会导致用户手臂承受过大力量，易 一项较为困难的任务，尤其是对于机械旋转的动
引发疲劳，不便于使用；而过轻则使在旋扭螺钉螺 力部分。若采用绝缘塑料材料，其强度可能不足，
母时手臂产生相对较大的力矩，也不便于用户使 容易受损；而若采用金属材料，则很容易引发高压
用。另外把手上应该设计较小的凹凸点，以增加 放电的危险。在电气部分，电动工器具需要散热，
摩擦，防止电动扳手滑落。 必须开设足够的散热孔，这会导致内部电机和电
（2）手握舒适度方面：电动扳手的把手是一个 池电路等部件容易受到外部高压电弧的击穿放

很重要的结构部位，其粗细、表面积、与手掌的接 电，构成安全隐患。特别是在带电作业时，电动工
触面积等都影响着用户的使用体验。对于常人的 器具必须使用充电电池，而这些充电电池在外部
手掌来说，电动扳手把手的粗细应使手掌基本上 存 在 强 电 高 压 电 弧 的 环 境 下 ，存 在 极 大 的 安 全
能覆盖一圈（直径在 350～500 mm），以确保舒适 隐患。
度。对于手掌与把手的接触面积方面，接触面积 因此，在电动工器具的结构材料应用方面，需

越大，相对压强越小，使用舒适度也会相应增加。 要进一步研发新的结构设计。本文采用四氯化碳
接触面积可以从各手指与把手接触时产生的凹陷 机芯全浸没体系，以实现封闭散热及防火防电弧
解决，无需在电动扳手把手上设计出相应手指的 的效果。同时，使用液力耦合器传动方式可以降
凹陷结构，只需要在把手上套上一层柔软有韧性 低绝缘材料的应力，从而确保绝缘材料传动机构