基于用戶需求的蜜柚樹電動環割機的設計研究

果樹環割現狀及研究意義

1.果樹環割國內研究現狀

果樹環割是指果農用刀具將果樹的直立旺枝皮層環狀割斷，即根據枝條旺勢相距1cm環割1-3圈，這種方法切斷了果樹韌皮部篩管的通路，阻礙葉片制造的有機養分向根系輸送，而積累在環割圈的上部，并使生長素濃度下降，抑制環割上部枝條的營養生長，從而達到令果樹促花保果的作用。國內的蜜柚果農常常因為傳統刀具使用上的不便，操作易產生疲勞等原因無法高效的應對大面積的蜜柚樹的環割工作。

那么，根據用戶的訴求，為了提高蜜柚樹環割的作業效率，引入工業設計方法及更加省時省力的電動工作原理對環割用具進行重新設計。使產品不僅在性能、可靠性、操作方便性上勝人一籌，還具有優美的造型和合理舒適的用戶操作體驗。

2.研究的理論與實際意義

（1）理論意義。

本文將對于電動環割用具的設計理論進行深入的挖掘，并基于蜜柚果農對其在蜜柚樹環割中的應用進行研究探索。對利于蜜柚果農操作并提高作業效率及效果進行設計分析，旨在設計一個簡便、易用、高效使用的蜜柚樹電動環割機，來滿足蜜柚果農的實際生產作業需要。另外，將對新產品工作原理進行歸納總結，形成一定的方法模式，為蜜柚果農普及新產品、新技術，甚至是對其他果樹的環割用具的設計提供一定的參考借鑒。

（2）實際意義。

本課題是結合蜜柚樹電動環割用具設計的實際項目展開，通過對于果農需求的挖掘和探索，與果農進行深入溝通，嘗試設計新型的電動環割工作原理，形成一定的設計方法，用于提升果農環割效率，快速的實現大面積蜜柚果樹的批量環割，甚至改變蜜柚果樹的生產培育過程都具有較大的實際意義。另外，雖然是針對蜜柚果樹設計的用戶需求，但是對于其他果樹的環割用具設備都具有一定的參考意義。

3.對科技、經濟和社會發展的作用

（1）科學技術是農業發展的倚仗，而設計則是與科技的發展相輔相成?；谟脩粜枨蟮漠a品設計賦予了農業用具更人文化的特性，使之能更好更人性化貼近果農的生產生活，為果農創造福音。

（2）從果農需求的內涵分析研究，另一方面也對科技、經濟和社會發展有一定的驅動作用。不管是產品還是服務，價值都在于滿足人們在生產生活活動中物質上和精神上的需求。而基于用戶需求的研究，也將促使人們不斷進取，不斷創造新的價值。蜜柚樹電動環割機的設計研究，是對果農生產工作的改善，是直接解決人們在生產活動中面臨的問題，宏觀上也直接推動了從科技、經濟和社會的發展。

研究內容、研究目標，以及擬解決的關鍵問題

研究內容

（1）闡述需求的定義和以用戶為需求主體的設計

首先對于需求的定義、內容以及其相關的時代背景等進行深入的解讀，分析當代產品設計過程中的需求構成，其次對于一些以用戶為主體的設計理念進行剖析運用，如以用戶為中心、以人為本、用戶體驗等相關知識，最后對于需求設計的應用進行分析，嘗試總結歸納其系統性、普遍性以及特殊性等。

（2）對蜜柚樹電動環割機進行全面的解讀并在此基礎之上研究利于使用的設計分析

從果樹環割用具的新技術出發對環割的變革、環割用具的發展、種類和原理等進行梳理，對現有環割用具市場進行深入分析，包括主要品牌及產品情況、優劣勢分析等，得出環割用具在設計過程中的一些設計要點。如圖1所示，蜜柚樹電動環割機主要利用穩固滾動軸的穩定作用，將環割刀頭沿著蜜柚樹樹干環繞一圈后，割開蜜柚樹樹皮，以達到環割的目的。使用過程中由電池控電，將節省操作者環割過程中的用力情況，很好的解決操作疲勞問題，讓作業更加高效、簡便。

（圖1）

（3）以用戶需求為導向，深入研究蜜柚樹電動環割機用戶的便攜性需求

對蜜柚樹電動環割機用戶的便攜性需求進行分析，將使用背包式的方式來攜帶蓄電池，對蓄電池的選取上追求輕量化，以減輕操作人員的負重。讓用戶親身使用，溝通改良設計方案，完成最終設計。最后對于設計的展開進行評價與總結，驗證是否達到預期目標。并嘗試形成一定的方法來指導設計工作的展開，為其他類似的電動裝備設計提供積極的參考意義。

擬采取的研究方案及可行性分析

1.研究的基本思路

（1）明確需求的相關定義和內容，闡述以用戶為需求主體的設計

（2）對蜜柚樹電動環割機進行全面的解讀，明確現在果樹環割用具市場的具體情況以及設計要點

（3）深入挖掘蜜柚樹電動環割機用戶的需求，構建目標系統，分析蜜柚樹電動環割機的使用方便性設計要點，通過設計調研，得出轉化策略

（4）以用戶需求為導向的蜜柚樹電動環割機設計實踐，通過實際項目予以驗證

2.研究的方法

（1）資料文獻查閱分析：通過查閱用戶需求、蜜柚樹電動環割機的相關資料，如書籍、期刊、學位論文、學術論文等；利用網絡資源了解用戶需求開展的現有方法。并在后期工作中應用到建立蜜柚樹電動環割機的基于需求的定位目標系統中。

（2）市場調研與設計調查。宏觀上對國內外主流品牌的產品定位、技術特點等進行調查，微觀上對各品牌的產品造型及其材料工藝、創新結構、人機分析、維護評價等細節上做深入研究并分析，為接下來的設計工作做準備。另一方面，深入的了解設備維護的工作步驟，發掘并分析工作過程中出現的問題，為能夠針對性解決問題，提升蜜柚樹電動環割機在使用上的優越性。

（3）設計實踐。

首先基于調研工作的基礎上，針對實際出現的問題設計解決方案并優化。從設備的整體性上，對其機械功能結構、傳動系統、控制系統提出合理的利于維護的設計原則，以標準化、模塊化的方法為指導進行提案并優化細化。

其次，從設備操控合理性以及便攜性上，對其人機交互的細節進行分析，提出改善設備操作控制和便攜方面安全、舒適的方案。

然后，從造型的創新以及材料與工藝的選擇上，對于細節設計方案進行整合并優化。在材料與工藝的選擇上，一方面以造型的整體性，簡潔大氣的風格做依據，另一方面以設備實際的工作環境做參考選擇例如耐臟、易清潔等有利于維護做依據。

最后，設計工作完成之后，對工作中遇到的問題以及相應的方案進行總結和分析，歸納總結出行之有效的設備維護便捷性的機械裝備產品設計方法和原則，用以拓展應用到其他類似的產品設計。

現有的研究條件和基礎

在用戶研究理論方面特別是在需求，已經有趨于成熟的系統方法，有一定的學術著作，學術論文、學位論文針對這一理論展開了探討。也有了一些企業和老果農在果樹環割方面積累了實際操作應用的寶貴經驗，這些都為本課題中對于蜜柚樹電動環割機的設計展開提供了強大的理論依據。

本課題的特色與創新之處

本課題立足國內蜜柚果樹行業競爭激烈的現狀，引入工業設計，基于用戶需求提升環割用具工作生產效率，針對果農面臨的實際問題和傳統產品的弊端，從工業設計角度以實際提升環割用具使用方便性為核心，融合外觀設計和人機分析系統地對蜜柚樹電動環割機進行設計研究。

滿足用戶的需求是產品價值最直接的體現，也是產品研發設計的核心?，F代工業生產設備為了更好的服務于生產，現代科學的管理理念就要求產品設計能從源頭考慮并解決用戶出現的問題和難處，降低果農工作強度和疲勞程度，提高果農的工作效率。本課題就是創新地針對用戶需求在蜜柚樹電動環割用具上做設計研究，并可將研究成果應用于其他果樹環割用具。