许多不同行业的装配商依赖于各种气动、直流电动和电池驱动的工具，用于各种紧固应用。不幸的是，这些设备也是制造工程师们无数令人头痛的人体工程学问题的源头。
反复使用，手柄、触发器、扭矩反作用、振动、噪音、重量等都可能出现问题。在汽车行业尤其如此。
如果一辆汽车有250个螺纹紧固件，而一条装配线每年生产几十万辆汽车，那就超过1亿次的耗损。如果没有合适的电动工具和配件，这种体积可能会导致人体工程学的噩梦。
“紧固工具可能会导致很多人体工程学问题，因为操作人员(为了跟上线速度而重复动作)经常与工具交互，”通用汽车公司人体工程学技术研究员Bob Fox博士说，“工具在他们手中每小时都要驱动多个紧固件。
Fox补充道:“除了工具的重量和操作人员的姿态外，电动工具还存在一些固有问题，包括扭矩反应和振动。“所有这些都可能导致受伤或疾病。通过应用人体工程学原理，我们试图消除或大大降低风险。”
福克斯表示，目前这一代的紧固工具比10到20年前的更符合人体工程学。他指出:“我们已经看到了许多工具的改进。”“如今，扭矩反作用力更小，振动更小，手柄和其他功能的设计也更好。
“但是，工具的符合人体工程学如何取决于其设计特征，以及它的用途，”福克斯警告说。“你仍然可以使用违规”符合人体工程学“工具的符合人体工程学的风险因素。”
“工具变成了“人体工程学”只有当它适合任务(一个汇编程序)执行,当它适合手不会造成尴尬的姿势,有害的接触压力,或其他安全卫生风险,”辛迪·罗斯补充说,人体工程学技术公司的首席执行官”如果使用一个工具在某种程度上它不是目的,它可能导致受伤,比如腕管综合症、肌腱炎或肌肉拉伤。
“工具使用和设计中至关重要的人体工程学原理是'B结束t他的工具，而不是手腕，”罗斯指出。“但是，[那]无论工作环境的布局如何，当弯曲的工具手柄使用不当时，并不总能防止不适和伤害。”
新设计
在过去的十年里，电动工具供应商在人体工程学方面取得了巨大的进步。新设计解决了重量、形状和其他因素，如工具如何完成装配任务和与操作人员的交互等问题，取得了许多进步。
“计算机辅助设计和制造业的进步允许更复杂的设计来改善符合人体工程学夹具，如以前不可能或经济效益的改进元素，”尼尔·曼西卡（Asg Precision Casting）的销售经理（Asg Precising）的销售经理说Jergens Inc.“今天的工具设计更有可能在设计过程中考虑比以往任何时候都在考虑符合人体工程学的问题。”
Apex工具集团有限责任公司的航空航天市场总监Tim McGuire补充说:“降低工作复杂性的功能是更符合人体工程学的工具的最大贡献。此外，在可制造性研究和流程工程工作的前期设计上也投入了更多的时间。”
McGuire解释说:“这包括有限元分析和使用3D建模，以确保设计中包含对工具的最佳访问。因此，作业者不会在一个尴尬的位置用力握住工具。”
如今用于紧固工具的材料更轻、更强、更有质感。它们也有更好的热性能。
“更加符合人体工程学的特点是整个工具手柄，例如在触发器上没有捏钉点，”英格兰罗兰的全球大会领导者Andrew Bardsley解释道。“工具手柄的纹理和热性能[现在]防止手在空气工具上变冷或电动工具太热。
Bardsley指出:“先进的握把设计考虑了手的大小和工具的操作角度。为了防止工具在使用过程中从手中滑落，现在的握把也采用了先进的材料和纹理。这意味着操作人员无需用力抓取工具，也降低了手和手臂的压力。”
松下的工程师研究了来自世界各地的手的尺寸和形状，为他们的无线组装工具生产线设计了一种舒适的人体工程学手柄。松下电动工具产品经理Kevin Reiland表示:“他们的重点是尽可能减少工具外壳和操作人员的手之间的空气。采用这种新设计，作业人员不需要紧握工具，减少了作业人员的疲劳。”
工程师们还转向了更轻、更强的材料。例如，用镁代替铝来做外壳。Reiland指出:“通过先进的CAD设计，外壳的设计也变得更加轻盈，允许使用最少的材料，同时保持工具的强度。”
其他工具供应商也在使用聚合物和复合材料，以使他们的产品更轻，并隔离振动。Honsa人机工程学技术公司总裁兼首席执行官Thomas Honsa说:“此外，我们在一些冲击工具中使用了钨，以增加功率，并在一个非常小的组件中制造出更强大的工具。这确实改善了作业者的人体工程学。”
除了工具的重量和容易操作的程度，供应商还关注工具的速度和循环时间，以减少过热积聚。FEC自动化系统的工程总监Paul Gomez说:“我们正在研究电机产生的热量，以及如何让工具保持凉爽，以方便操作人员接触。”“这通常是通过绝缘套管来实现的。”
电池的问题
越来越多的制造商开始转向无线工具，因为它们在汽车内饰和飞机驾驶舱等狭小空间提供了更大的机动性。这些工具是符合人体工程学的，因为它们不需要用电缆或空气管捆住。这样作业者就可以随工具移动，以最舒适的位置快速、安全、高效地完成作业。
装配人员可以随工具自由移动到紧固应用程序的位置，而不是受限于空气软管或电缆的限制和移动。在大多数情况下，无线工具运行起来也比空气工具更安静。然而，电池驱动的工具一直以来都受到重量问题的困扰。
Apex Tool航空制造技术工程师Brody Wang表示:“电池的能量密度是一个挑战。“但是，电池越来越好了。我们也在关注像超级电容器这样有前途的技术。主要的驱动因素是与尺寸、动力和电池寿命相关的重量。”
Desoutter Industrial tools自动化工具的主要客户经理Dave Garner补充道:“从人体工程学角度来看，电池工具的挑战包括功率重量比。“通过使用更轻的材料和PCB板、电机、变速箱和直角头等组件的紧凑设计，我们解决了功率重量比和工具速度的问题。在我们的nutrunner上，电机的设计优化了其尺寸，而不影响工具的速度。”
“气动工具平台相比,电池工具通常都处于劣势,由于需要能源上的物理产品,”史蒂夫Tayler指出,国家产业销售的副总裁Makita USA Inc .”电池本身是一个相当的比重重量和工具,有时,为那些想要摆脱昂贵的束缚操作的制造商提供了一个不符合人体工程学的选择。”
在过去的几年中，工具供应商开发了先进的电池和电机技术，以创造更多的人体工程学产品。例如，无线工具中的电池已经转变为锂离子材料，以提高能量输出，同时减轻重量。
“旧的镍镉平台很重，而且对环境有害，”泰勒说。“如今的锂离子电池在重量很小的情况下就能显著提高能源效率。”
电机技术继续沿着类似的路线前进。
10年前，无刷电机首次被引入到无绳工具中。这样就可以在不显著增加工具的物理大小的情况下实现更多功能的应用程序。
“与有刷设计相比，无刷[技术]几乎使电机内的能源利用效率翻倍，”泰勒说。“更高效的电机结合更有效的应用，更持久的能量，为真正的人体工程学进步奠定了基础，因为无需体积就能实现更高的性能。”
为了减少操作人员承受直接驱动工具的扭矩反应压力的总时间，操作人员必须能够实现高速。不幸的是，高速电机和巨大的速度差距消耗了大量的电池功率。
“电池电量和电池重量直接相关，”博士rexroth公司收紧系统的销售经理“挑战是找到合适的平衡，在那里舒适的电池尺寸为您提供最佳电源，为您的收紧操作提供最佳电源。
“我们[投资]显着的工程和测试努力，优化功率重量性能，以提供精确拧紧的最佳人体工程学，”索赔重新获得。“[我们的]无绳离合器工具现在能够匹配以前通过气动离合器工具实现的速度，而是释放来自空气软管的操作员及其相关的阻塞。”
控制紧固件每一步的速度的能力，使工具的速度减慢，在拧紧周期的最后。这种速度的降低可以将一个突然的、不稳定的扭矩反应转变为一个更平稳的扭矩反应分布，通过将其分散在更长的时间内，从而产生一个更符合人体工程学的反应。
Reiter说:“虽然这并不能完全消除扭矩反应，但它可以为所有类型的操作人员安全管理，包括那些身材较小或体力较弱的人。”同时，这些工具达到了安全关键操作所需的扭矩精度水平。”
