基于用户需求的蜜柚树电动环割机的设计研究

果树环割现状及研究意义

1.果树环割国内研究现状

果树环割是指果农用刀具将果树的直立旺枝皮层环状割断，即根据枝条旺势相距1cm环割1-3圈，这种方法切断了果树韧皮部筛管的通路，阻碍叶片制造的有机养分向根系输送，而积累在环割圈的上部，并使生长素浓度下降，抑制环割上部枝条的营养生长，从而达到令果树促花保果的作用。国内的蜜柚果农常常因为传统刀具使用上的不便，操作易产生疲劳等原因无法高效的应对大面积的蜜柚树的环割工作。

那么，根据用户的诉求，为了提高蜜柚树环割的作业效率，引入工业设计方法及更加省时省力的电动工作原理对环割用具进行重新设计。使产品不仅在性能、可靠性、操作方便性上胜人一筹，还具有优美的造型和合理舒适的用户操作体验。

2.研究的理论与实际意义

（1）理论意义。

本文将对于电动环割用具的设计理论进行深入的挖掘，并基于蜜柚果农对其在蜜柚树环割中的应用进行研究探索。对利于蜜柚果农操作并提高作业效率及效果进行设计分析，旨在设计一个简便、易用、高效使用的蜜柚树电动环割机，来满足蜜柚果农的实际生产作业需要。另外，将对新产品工作原理进行归纳总结，形成一定的方法模式，为蜜柚果农普及新产品、新技术，甚至是对其他果树的环割用具的设计提供一定的参考借鉴。

（2）实际意义。

本课题是结合蜜柚树电动环割用具设计的实际项目展开，通过对于果农需求的挖掘和探索，与果农进行深入沟通，尝试设计新型的电动环割工作原理，形成一定的设计方法，用于提升果农环割效率，快速的实现大面积蜜柚果树的批量环割，甚至改变蜜柚果树的生产培育过程都具有较大的实际意义。另外，虽然是针对蜜柚果树设计的用户需求，但是对于其他果树的环割用具设备都具有一定的参考意义。

3.对科技、经济和社会发展的作用

（1）科学技术是农业发展的倚仗，而设计则是与科技的发展相辅相成。基于用户需求的产品设计赋予了农业用具更人文化的特性，使之能更好更人性化贴近果农的生产生活，为果农创造福音。

（2）从果农需求的内涵分析研究，另一方面也对科技、经济和社会发展有一定的驱动作用。不管是产品还是服务，价值都在于满足人们在生产生活活动中物质上和精神上的需求。而基于用户需求的研究，也将促使人们不断进取，不断创造新的价值。蜜柚树电动环割机的设计研究，是对果农生产工作的改善，是直接解决人们在生产活动中面临的问题，宏观上也直接推动了从科技、经济和社会的发展。

研究内容、研究目标，以及拟解决的关键问题

研究内容

（1）阐述需求的定义和以用户为需求主体的设计

首先对于需求的定义、内容以及其相关的时代背景等进行深入的解读，分析当代产品设计过程中的需求构成，其次对于一些以用户为主体的设计理念进行剖析运用，如以用户为中心、以人为本、用户体验等相关知识，最后对于需求设计的应用进行分析，尝试总结归纳其系统性、普遍性以及特殊性等。

（2）对蜜柚树电动环割机进行全面的解读并在此基础之上研究利于使用的设计分析

从果树环割用具的新技术出发对环割的变革、环割用具的发展、种类和原理等进行梳理，对现有环割用具市场进行深入分析，包括主要品牌及产品情况、优劣势分析等，得出环割用具在设计过程中的一些设计要点。如图1所示，蜜柚树电动环割机主要利用稳固滚动轴的稳定作用，将环割刀头沿着蜜柚树树干环绕一圈后，割开蜜柚树树皮，以达到环割的目的。使用过程中由电池控电，将节省操作者环割过程中的用力情况，很好的解决操作疲劳问题，让作业更加高效、简便。

（图1）

（3）以用户需求为导向，深入研究蜜柚树电动环割机用户的便携性需求

对蜜柚树电动环割机用户的便携性需求进行分析，将使用背包式的方式来携带蓄电池，对蓄电池的选取上追求轻量化，以减轻操作人员的负重。让用户亲身使用，沟通改良设计方案，完成最终设计。最后对于设计的展开进行评价与总结，验证是否达到预期目标。并尝试形成一定的方法来指导设计工作的展开，为其他类似的电动装备设计提供积极的参考意义。

拟采取的研究方案及可行性分析

1.研究的基本思路

（1）明确需求的相关定义和内容，阐述以用户为需求主体的设计

（2）对蜜柚树电动环割机进行全面的解读，明确现在果树环割用具市场的具体情况以及设计要点

（3）深入挖掘蜜柚树电动环割机用户的需求，构建目标系统，分析蜜柚树电动环割机的使用方便性设计要点，通过设计调研，得出转化策略

（4）以用户需求为导向的蜜柚树电动环割机设计实践，通过实际项目予以验证

2.研究的方法

（1）资料文献查阅分析：通过查阅用户需求、蜜柚树电动环割机的相关资料，如书籍、期刊、学位论文、学术论文等；利用网络资源了解用户需求开展的现有方法。并在后期工作中应用到建立蜜柚树电动环割机的基于需求的定位目标系统中。

（2）市场调研与设计调查。宏观上对国内外主流品牌的产品定位、技术特点等进行调查，微观上对各品牌的产品造型及其材料工艺、创新结构、人机分析、维护评价等细节上做深入研究并分析，为接下来的设计工作做准备。另一方面，深入的了解设备维护的工作步骤，发掘并分析工作过程中出现的问题，为能够针对性解决问题，提升蜜柚树电动环割机在使用上的优越性。

（3）设计实践。

首先基于调研工作的基础上，针对实际出现的问题设计解决方案并优化。从设备的整体性上，对其机械功能结构、传动系统、控制系统提出合理的利于维护的设计原则，以标准化、模块化的方法为指导进行提案并优化细化。

其次，从设备操控合理性以及便携性上，对其人机交互的细节进行分析，提出改善设备操作控制和便携方面安全、舒适的方案。

然后，从造型的创新以及材料与工艺的选择上，对于细节设计方案进行整合并优化。在材料与工艺的选择上，一方面以造型的整体性，简洁大气的风格做依据，另一方面以设备实际的工作环境做参考选择例如耐脏、易清洁等有利于维护做依据。

最后，设计工作完成之后，对工作中遇到的问题以及相应的方案进行总结和分析，归纳总结出行之有效的设备维护便捷性的机械装备产品设计方法和原则，用以拓展应用到其他类似的产品设计。

现有的研究条件和基础

在用户研究理论方面特别是在需求，已经有趋于成熟的系统方法，有一定的学术著作，学术论文、学位论文针对这一理论展开了探讨。也有了一些企业和老果农在果树环割方面积累了实际操作应用的宝贵经验，这些都为本课题中对于蜜柚树电动环割机的设计展开提供了强大的理论依据。

本课题的特色与创新之处

本课题立足国内蜜柚果树行业竞争激烈的现状，引入工业设计，基于用户需求提升环割用具工作生产效率，针对果农面临的实际问题和传统产品的弊端，从工业设计角度以实际提升环割用具使用方便性为核心，融合外观设计和人机分析系统地对蜜柚树电动环割机进行设计研究。

满足用户的需求是产品价值最直接的体现，也是产品研发设计的核心。现代工业生产设备为了更好的服务于生产，现代科学的管理理念就要求产品设计能从源头考虑并解决用户出现的问题和难处，降低果农工作强度和疲劳程度，提高果农的工作效率。本课题就是创新地针对用户需求在蜜柚树电动环割用具上做设计研究，并可将研究成果应用于其他果树环割用具。