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1、北京理工大学珠海学院设计与艺术学院2015届本科生毕业设计设计论述北京理工大学珠海学院毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的毕业设计 水果采摘设备的创新设计 是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料 ，均在文后按顺序列出其参考文献 ，设计（论文）使用的数据真实可靠。承诺人签名： 日期: 年 月 日7水果采摘设备的创新设计设计论述概 述随着时代的进步，科技的发展，人们对自身的保护意识与健康都有了很大的提升，但对于用自身劳动力换取报酬的基层劳动者而言，这又是一个不可避免的难题，面对生存与健康，很明显劳动者会选择前者。有那么一个群体，他们依靠种植果树，采摘水果为生，
2、用自己纯粹的劳动力去换取微薄的收入。很多时候他们在培植果树特别是在果树有收成需要采摘的时候，剪刀成为了他们必不可少，寸不离身的工具。但长期使用剪刀工作容易造成使用者手部的筋肌劳损的慢性疾病，一个容易被忽略的群体，加上一个容易被忽略的慢性疾病，这使得这个问题点更容易被忽视。作为一个设计师，必须要有一个社会责任感。能够设计出真正帮助到人们解决问题的设计才是一个好的设计。对于基层劳动者而言，现在的设备在很多方面都不是很完善，在高强度的使用这样不人机的设备劳动极易造成身体上的损伤以及患上慢性疾病。基层劳动者是一个极易被人忽视的群体，他们默默地埋头苦干，却又缺乏常识忽视对自己身体健康的爱护。所以设计一款
3、更人机化的设备，对于他们工作效率以及身体健康而言都是一件十分迫切的事情。对于经营者而言，目前是一个人口老龄化日趋严重的社会，劳动力相对而言呈下降趋势，而且加之人工薪酬越来越高，采用先进的工具技术提高劳动者的作业效率来减低经营压力也显得十分重要。关键词：剪刀，工具，健康目 录1水果采摘设备的市场调查研究31.1水果采摘设备的市场概况1.2水果采摘设备的使用人群调查1.3市场调查小结2水果采摘设备的设计方向及设计理念42.1空间性设计2.2造型科技化力量化2.3功能性设计3水果采摘设备设计创新点43.1水果采摘设备外观创新设计3.2水果采摘设备的功能性创新设计4水果采摘设备的材料和技术分析54.1
4、材料的选择4.2技术的分析5水果采摘设备的设计过程6参考文献 7谢 辞 81水果采摘设备的市场调查研究1.1水果采摘设备的市场概况目前市面上的水果采摘设备都主要以手动的水果采摘剪刀为主，个别也已经采用了半机械化的电动剪刀而作业。手动的水果采摘剪刀能占据市场主要地位是因为其价格低廉，但危害就是作业者长期使用会造成手部肌肉劳损。而目前市面上的电动剪刀，大多都不是以采摘水果为目的而设计，而是以修枝作为设计初衷。所以现在的电动剪刀虽然能用做采摘水果，但其价格相对昂贵，而且十分笨重，对采摘水果的灵活性带来严重的阻碍。综上所述，能针对采摘水果而设计一款电动的设备既是市场的需求，又是作为一名设计师对弱势群体
5、的人文关怀。1.2水果采摘设备的使用人群调查经过走访水果园林调查发现，从事水果采摘的80%都是当地的农民，而且年龄都偏大，介乎45到65岁之间，长期游走于各大园林从事劳作是他们养妻活儿的重要方式；10%是中青年，主要是园林主的亲人朋友组成，并非长期性作业；还有10%是当地的学生兼职。由于人口老龄化加上目前新时代的年轻人都不愿意从事农作，使得这个水果采摘的群体都是以中老年人为主，让整个作业群体的活力，以及劳动力都大打折扣。他们普遍文化程度低下，所以也极度缺乏自我保护意识跟保健意识。同时他们也有自卑心理，认为自己不会有什么大的作为，只能默默地用自己的劳动力去换取微薄的酬劳，甚至有些感觉自己是被社会
6、所抛弃，因为他们自觉跟不上社会前进的步伐。1.3市场调查小结通过对市场的分析以及对人群的研究，我认为设计一款轻巧的水果采摘设备对劳动者与园林主都有好处。于园林主，设备可以提高雇员的工作效率，也减轻或者缓解了难请人的问题。于劳动者，一个先进的设备可以使他们的内心得到被认可，使他们感觉自己还是能够跟在时代的步伐，从而从心底提高工作效率；再者，先进的设备也极大地改善了作业者的作业强度以及避免了身体某个部位单一的过度劳作而产生的疾病。2水果采摘设备的设计方向及设计理念2.1空间性设计由于水果采摘是一个需要不断变幻姿势的工作，所以该设备一定要设计得轻巧以满足使用者对“灵活”的要求。2.2造型科技化力量化
7、由于该设备是进行劳动力方面的工作，所以造型上给人以力量的象征，同时为了给这一类人群一种心理依偎，该设备造型上也要突显科技感。2.3功能性设计水果采摘是一个繁琐的工作，如何在传统作业的步骤中简化以及如何利用机动性来减轻使用者的劳动强度是关键。3水果采摘设备设计创新点3.1水果采摘设备外观创新设计首先，传统的采摘设备都是手持式的；若是电动的还附带一大块电池给人增加负担。所以本次设计，将以往手持式改变为手背佩戴式工具；电池设计成手腕佩戴，虽然电量变少，但可以方便更换；另外最大的亮点在于本设计将以往被忽略的手套也融入设计当中，把手套跟手背佩戴的工具结合，手套用来固定设备。3.2水果采摘设备的功能性创新
8、设计该设计主要以电动机驱动刀刃来剪断树枝为立足点，在手套里面暗藏驱动设备运转的轻触按钮赋予手套一个全新的使命，在手套与设备链接、设备与电源链接的电线设计里，我采用了弹簧式的电线设计，目的在于在采摘水果过程中蹦到障碍物可以起到缓冲作用避免电源因链接问题突然中断。此次功能上的创新主要以手套跟设备结合，让使用者直接抓握水果触动按钮而佩戴在手背上的设备以剪断树枝从而获得水果的一种全新体验。4 水果采摘设备的材料和技术分析4.1 材料的选择设备主体部分及电池采用ABS塑料材质。ABS塑料是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好
9、等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。所以ABS塑料作为该设备的首选材料。并且在成本上也不高，可以提高雇主对设备采购的欲望，毕竟它广泛运用于生活中的各种用品，生产加工技术也相当成熟。该设备手套部分采用“凯夫拉”纤维。“凯夫拉”英文原名KEVLAR，也译作“克维拉”或“凯芙拉”。是美国杜邦（DuPont）公司研制的一种芳纶纤维材料产品的品牌名，材料原名叫“聚对苯二甲酰对苯二胺”,化学式的重复单位为-CO-C6H4-CONH-C6H4-NH-接在苯环上的酰胺基
10、团为对位结构。这种新型材料密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型，其强度为同等质量钢铁的5倍,但密度仅为钢铁的五分之一(Kevlar密度为每立方厘米1.44克,钢铁密度为每立方厘米7.859克),而受到人们的重视。 由于这种产品材料坚韧耐磨、刚柔相济，具有刀枪不入的特殊本领。当然在军事上也被广泛应用使之获得“装甲卫士”的称号。“凯夫拉”纤维特性：1永久的耐热阻燃性，极限氧指数Loi大于28。2永久的抗静电性。3永久的耐酸碱和有机溶剂的侵蚀。4高强度、高耐磨、高抗撕裂性。5遇火无熔滴产生，不产生有毒气体。6火烧布面时布面增厚，增强密封性，不破裂。由于“凯夫拉”纤维这样的性质特点，作为此次
11、设备的配套的手套的材料再合适不过了，而且它的加工技术也已经很成熟，加之成本也不高。该设备刀刃选择加钒钢铁，这是常见的剪刀所用到的材料。钒可提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性，一般家庭使用这种剪刀可以免除修磨剪刀刀刃的。4.2 技术的分析该设备是运用40W的电机来提供动力驱动刀刃以剪断树枝的，从已有的电动剪刀那里调查得知：20W电机驱动能断直径小于5mm的树枝；30-40W电机驱动能断直径小于10mm的树枝；50-60W电机驱动能断直径小于15mm的树枝。由于采摘水果要断的树枝通常情况下直径都小于10mm。所为为了最大限度缩小设备体积又保证能够解决问题，故采用40W的电机作为动力来源。能量来源我
12、把它设计成手腕佩戴在手臂上，因为锂电池可以做成任意形状。而能量输送的接口我选择用DC接口，因为DC接口输送能量比较稳定而且较USB接口电压也大一些。以目前轻触按钮的技术，做得小巧一点藏进手套食指位置也不难。5水果采摘设备的设计过程5.1设计过程详解5.1.1市场调研 通过前期调研分析水果采摘设备的市场现状，比较了传统手动剪刀与其他电动剪刀设备的区别。5.1.2产品定位 水果采摘设备既要符合园林主对低成本高效率所产生的购买欲，又要切身帮助作业者提升工作效率以及关爱他们的健康，更要使这个群体的作业者心灵得到满足。5.1.3草图设计技术分析并行 画大量的草图，从中找寻合适的方案进行细化深入了解技术再
13、设计，老师给意见。5.1.4制作草模纸模 在制作纸模过程中，发现并修改一些不合理或者不可行的地方，完善细节，找出可行的解决方案，确立尺寸。5.1.5 电脑效果图 根据草图还有纸模，在电脑上用专业软件建模、渲染，勾勒出水果采摘设备的效果图，明确材料的属性和材料质感。5.1.6实物模型的制作 方案定下，联系厂家进行实物模型制作，了解制作工序。参考文献1电力电子技术（第5版）王兆安，刘进军 著,M 山东人民出版社2力学（物理类）舒幼生著,M 北京大学出版社3机械原理陆宁、樊江玲 著,M 清华大学出版社4人机工程学入门简明参考指南（原书第3版）达尔（美），维尔德米斯特（美）著，连香姣，刘建军译，M 机
14、械工业出版社5情感化设计唐纳德诺曼 著，M 电子工业出版社 6设计符号与产品语意理论、方法及应用胡飞，杨瑞 著，M 中国建筑出版社7色彩构成吴卫，肖晟 著，M 北京理工大学出版社8 工业产品设计秘诀，美美国工业设计师协会 著，雷晓鸿、邹玲 译，中国建筑工业出版社 出版9太阳能光伏发电系统原理与应用技术何道清，何涛，丁宏林 著，M 化学工业出版社10工业设计: 材料与加工手册吉姆莱斯科 著， 李乐山 译，M 中国水利水电出版社谢 辞人生匆匆，一步迈进，一步踏出，四年就这样结束了。首先，我要在这里感谢我的指导老师陈烨老师，因为他耐心细心的教导，我们才能顺利地完成学毕业设计以及学业。更重要的是陈老师在平常给予我们做人的道理以及引导我们迈步前行的指引。学设计很苦很累，但同时收获的乐趣也比别人多好几倍。回想起这四年的学生时代，我们有学校组织的集体写生、游览，又有任课老师组织的参观调研。我们走过的路比别人多，看过的世界比别人广。即使走得累，但对于探索未知的世界，我们都不怕苦也不怕累，因为，我们都在为自己的梦想而准备。在此，我衷心感谢所有教导过我的老师，也感谢陪我一起走来的四年的同学与朋友，有你们的出现才会造就今天的我。毕业了，我们也不知何时再能相见，毕竟四年，无论如何都会有所留恋。再见，我的大学四年，勿念，我的同窗四年。
