小型家用智能园林工具设计

小型家用智能园林工具设计

摘要:我国园林工具行业正面临产业升级,在未来,家用的、小型的、智能化的园林工具将成为市场需求的新走向。本文简要介绍了园林工具的作用和类别,分析了我国园林工具行业的产业现状,指出了现有小型家用园林工具的不足之处,并且给出了功能和外观设计上的建议。

关键词:园林工具;工具设计;智能家居

1概述

园林工具是人类绿化景观的养护设备,是以养护草坪、绿篱,保护花草、树木为作业对象的,代替大部分手工劳动为代表的机械化工具。目前,市面上的园林工具按照使用对象分类,能够分成家用工具和专业工具。按照使用场合分类可以分为园艺工具和园林机具。其中,园艺工具包括园林剪刀(高枝剪、整篱剪、整枝剪、修枝剪、多用剪、摘果剪、剪花剪等)和花卉工具(花锹、花铲、花耙、花锄、花叉等)。园林机具则包括草坪修剪机、割灌割草机、绿篱修剪机、油锯、水泵、打孔机、起草皮机、打药机及其他各款园林工具。

2我国园林工具产业现状

我国加入WTO(世界贸易组织)以后,园林工具产业有了很大的发展,政策的扶持和市场需求的增加使得本土的园林工具企业飞速成长,从引入日本小松、德国STIHL等品牌的园林工具向自主生产并大量出口高质量的产品转变。2015年,中国园林工具市场规模为48.07亿元,到2017年市场规模达到了74.23亿元,相比2015年增长了54.42%。可见,我国园林工具产业容量之大,发展之快。经过近20年的进步和沉淀,我国已经是园林工具的制造大国,但仍然不是制造强国。在国际市场上,与美国、德国、日本等老牌园林工具生产和消费国家相比,我国在这个领域起步晚、创新水平较低、缺乏竞争力,目前还没有形成世界知名的民族品牌,也没有出现引领技术风潮的产品。2013—2018年,全球园艺和户外市场保持2.77%的复合年增长率。全球园艺和户外市场的增长有多种因素,其中主要的因素是全球经济的复苏和家庭可支配收入的提高。[2]预计到2023年,市场容量可能达到255.93亿元,园林电动工具产业未来发展空间很大。

3研究的目的和意义

汽油制动的发动机虽然动力十足,但是不可避免地存在体量大、噪声大、震动强、排放大、安全性较差等问题。近年来,受绿色生活理念的影响,种花、种菜、打理园子已经成为我国很多上班族的业余爱好,既能锻炼身体,又能培养审美情操,还能一定程度地改善生活环境,可谓一举三得。在未来,小型的、环保的、轻便的、智能化的园林工具将逐步走入普通家庭并且成为市场需求的新走向。故而本次设计研究的目的就在于:第一,通过外观设计,使其在造型上更加小巧、轻便、美观且多样化,符合我国普通宅院使用的需要。第二,整合产品功能,发展“一机多用”和联合作业。提高产品的实用性、安全性和经济性,使消费者在使用时能够获得良好的操作体验。第三,灵活搭配各种传感器元件,提高产品自动化和智能化水平,减少人力劳动时间,提高劳动效率。第四,通过设计一款配套的园林监控APP,把户外的园林工具纳入智能家居的体系之中,打造绿色、科技的生活空间。

4小型家用园林工具的设计研究综述

4.1现有小型家用园林工具的优点和不足

这里定义的小型家用园林工具包括各类园林剪、喷壶、园艺工具以及各种体积较小的草坪修剪机、绿篱修剪机、油锯、打药机、起草皮机等园林机械。总体而言,现有的小型家用园林工具产品已经拥有成熟的技术体系,除燃油驱动的机械之外,还发展了不少电力制动的产品。比如草坪机械设备,除了主流的步行操纵式割草机和乘骑式割草机之外,电力驱动的机器人割草机也越来越受市场欢迎。另外,园林剪等小型工具在设计时基本都能考虑到人手的生理特点,人机工程学的应用使产品符合人性化的设计原则。随着上游金属制造行业的技术进步,园林工具的零部件质量有所提高,成本也进一步降低。但是我国的小型家用园林工具仍然存在不少问题,具体如下:第一,产品品种较少,没有进行系列化、标准化的设计,造型色彩比较单一,难以满足我国不同消费群体的需求。第二,产品的功能单一且自动化程度不够高,对传感器元件和相关技术的应用非常少。第三,不够智能化,产品没有与互联网相连接,整体独立于智能家居体系之外。第四,环保性和安全性较差,我国生产的园林机械多数不能达到国外很多国家的排放、噪声、无线电干扰、安全、振动指标的要求,从我国向美国、欧盟出口的产品看,排放和安全已成为园林机械面临的非关税技术壁垒。

4.2小型家用园林工具设计的趋势和建议

在园林工具领域,面对强大的竞争对手,我国企业在技术水平不占优势的情况下需要另寻出路,必须通过细致的市场调研,挖掘潜在的消费需求,不断地推陈出新来赢取广阔的市场。本文根据技术上先进,经济上合理,生产上可靠的原则提出几点建议:第一,提高产品的环保性,将电力作为主要动力源,降低噪声和污染。第二,研制多功能产品,发展“一机多用”和联合作业,提高劳动生产率。第三,合理应用各类传感器,提高产品的自动化和智能化水平。可以参考扫地机器人的相关技术,让智能的园林工具具备自动充电、自动行走、自动避障等功能。第四,结合人机工程学相关理论,通过人性化设计,进一步提高产品的安全性和可靠性。第五,产品接入物联网,完善信息交互功能,打造包括户外空间在内的智能家居体系。第六,灵活运用色彩学、心理学、材料学、人机工程学等理论,使产品外形更加美观、轻巧,使用时更加方便、省力。第七,通过技术改良降低生产成本,提高产品质量。

5结语

目前,我国的园林工具设计还停留在模仿外国同类产品的阶段,自主创新严重不足。虽然欧美拥有先进的机械设备和完善的产品规格体系,但是受中外园林差异的影响,大型的、燃油动力的园林机械并不适合在我国宅院中使用。个人认为,园林工具的设计要做到“量体裁衣”,根据不同的使用环境、使用方式和使用人群进行细分设计。要让消费者在使用的过程中感到更加舒适和便利,充分地体会到工业设计的力量。因此,在进行园林工具设计分析的时候,尽量从人体工程学、造型、材料、色彩、安全性、经济性、情感化等角度展开,需分析园林工具在结构中的优点或合理之处,以及考虑设计在产品全生命周期中的影响。

作者:何晓乔 高洋 苏琰妮 董懿樊 刘俊哲 单位:南京林业大学