电烙铁分析及改进

电烙铁的人机工程分析与改进

电烙铁是用于电器维修，生产，烫画的工具。

电烙铁分类

按原理主要分为内热式电烙铁和外热式电烙铁2种。

外热式电烙铁

由烙铁头、烙铁芯、外壳、木柄、电源引线、插头等部分组成。由于烙

铁头安装在烙铁芯里面，故称为外热式电烙铁。烙铁芯是电烙铁的关键部件，它是

将电热丝平行地绕制在一根空心瓷管上构成，中间的云母片绝缘，并引出两根导线与

220V 交流电源连接。外热式电烙铁的规格很多，常用的有 25W、45W、75W、100W 等，

功率越大烙铁头的温度也就越高。

内热式电烙铁

由手柄、连接杆、弹簧夹、烙铁芯、烙铁头组成。由于烙铁芯安装在烙铁头里面，因

而发热快，热利用率高，因此，称为内热式电烙铁。内热式电烙铁的常用规格为20W、

50W 几种。由于它的热效率高，20W 内热式电烙铁就相当于 40W 左右的外热式电烙铁。

内热式电烙铁的后端是空心的，用于套接在连接杆上，并且用弹簧夹固定，当需要更

换烙

铁头时，必须先将弹簧夹退出，同时用钳子夹住烙铁头的前端，慢慢地拔出，切记不

能用

力过猛，以免损坏连接杆。

2种电烙铁相比，虽然外热式比较耐用，但是存在控温难，升温慢，电耗高，漏电相

对严重的问题

内热式电烙铁，节能，可改进成恒温电烙铁有效的控温，加热快等优点。唯一不足是

无法达到太大功率，但是考虑到日常使用，内热式样电烙铁温度是足够的。

功率：70W 220v

烙铁的长度约：233mm

电源电压：220v~450℃

绝缘电阻：100M 欧姆以上

电气强度：3750v 1分钟丌击穿

温度范围：200℃~450摄氏度

最大功率：70w

控温温度：正负 5℃

以上为某内热式恒温电烙铁的属性。

我们对市场上电烙铁进行了充分的调查和分析，对使用人员进行了采访。从而进行一些人机工程学的评估。

在使用时，左臂弯曲为a=150度右臂 b=80度

使用时电烙铁基本处于竖直状态。

坐姿由于工作间条件，未做调查。

颈椎没有录制进去（实际弯曲为30度前倾）

如果长期使用，会照成颈椎的劳损，和肘关节的劳损。

电烙铁长期手握处略硬，经操作者反应，如果长期持握，会很难受，对手照成损伤。

而且电烙铁的线是使用的一大障碍，线的摆放影响工作的舒适度和安全程度。如果电烙铁不慎将线烙坏，将会导致漏电的事故，对人身照成威胁。

电烙铁的焊料，经过加热，发出一种刺鼻气味的有害气体，长期没有防护措施，会对人体照成伤害。一般大型的工厂都配备防护口罩，有效的对员工进行保护。

以上为电器维修的操作台照片。可以看出，操作台相当紧凑，电烙铁需要占地小，适于摆放，否则会对工作照成不便。

我们对电烙铁进行改进，使之更适合电器维修和生产人员的使用

改进方向如下

1.握柄

普通电烙铁握柄一般为笔式，长期使用会照成手的疲劳，而且更容易被线影响。我的改进方向是可安枪式握柄。

如果使用枪式握柄，会使手部压力完全释放，肘部也不用弯曲的同时附带很难受的旋转，对竖直目标的焊接更加稳定和舒适。

2.可替换烙铁头

一般焊接工作的电路板上的情况复杂，对焊接点要求也很严格，有时需要双点焊接和多点焊接，这些是尖头的烙铁所不能满足的。而扁头的又可能在元器件过于紧密的情况下，难于下手。

于是我设计为可替换烙铁头的结构。断电后，用钳子操作，对烙铁头进行替换。

3.控温件的移植

现在恒温可控温的电烙铁都是通过烙铁的控制台进行控温的，这样的缺点有很多。

一.线的问题导致烙铁很难使用，而且容易照成操作事故。

二.在工作中，烙铁控温需要放下烙铁再进行，对工作效率也是一个影响。

电烙铁的控温是通过一个继电器来进行的，如果温度达到一个水平，继电器断开，停止加热，温度降低到一个程度，继续加热。

实际上这些元件都是在烙铁上的，我们何不把控温也加到烙铁上呢？

于是有了这项改进。

4.烙铁电源内置，烙铁架改为充电座。

也是为了避免线的麻烦问题。将烙铁尾部加一个蓄电池，可以存储10分钟使用所需要的电能，充电耗时根据现在的电池标准，可以控制在2分钟以内，当然也可以接通电源的同时进行操作。

线的接入口设计成圆形的，既美观，又方便插拔。

5.增加保险，在烙铁不使用的情况下1分钟自动断电。

也是利用现有技术，这个技术在部分电烙铁上已经使用，不广泛。

6.加入温显屏，更直观的关注电烙铁的温度

7.手握部分的改进（笔式模式）

在电烙铁正常的隔热情况下增加一个隔热垫，为陶瓷耐热层，加上耐热胶皮。基本解决电烙铁使用时间过长导致烙铁前端手握处过热的问题。

8.配套防护面具

可以当作一种关怀。

以上2图为改进后电烙铁的产品效果图。