柚子树环割机设计文献综述

【内容摘要】：柚子树大多生长于南方，是驰名古今中外的抽子中的优良品种，它不但象征着亲人团圆，还象征生活幸福美满，是深受人们喜爱的吉祥水果。在福建当属漳州平和的柚子最为出名，早在1857年的《闽杂记》中就有所记载，到现在已经有500多年的历史了。本课题正是根据漳州平和的柚子果农所反馈的产品需求，结合柚子果农的实际生产种植活动的现实情况，而进行的新型柚子树的环割工具的设计研究。

【关键词】：柚子树，环割机，机械设计

1.导言

环割是蜜抽在生产上被广泛使用的十分有效的促花保果措施，对柚子树进行环割工作可以阻止果树内部光合作用产物向下运输，从而抑制柚子果树的根系生长和水分吸收，把有机物养分等保留在环割部位以上部分，对果树促花、保果、增产和提高柚子果实品质都有着良好的效果。从徐文荣和刘大顺等人对香袖果树进行的一系列的环割试验中可以发现，对袖树主枝的环割处理不但可以有效的降低袖树冬梢抽发的机率，还可以显著提高柚子树果实内的可溶性固形物和可溶性糖的含量，同时还可以减少果实中总酸的含量，提高果实的糖酸比。除此之外，经过环割处理的袖树的果实更大而且果实的色泽更好，可以增加果实的美观程度。也就是说，在抽树的种植中采用环割手段在提高蜜抽果实的外观和内在品质上都起着显著的改良效果。但即便如此，蜜柏树的环割工作对于蜜抽果农来说却是一件非常吃力和疲劳的工作。通过不断的走访调研和查阅相关资料，发现以果农目前普遍的种植条件来看，蜜柏树果农都只能借助于较为简单、落后的环割刀具来对蜜柏树的树枝进行环割工作，使用这样的环割工具进行环割工作不但费力、费时，而且在应对大面积的柚子树以及不同长势的柚子树的环割工作时果农就常常会感到心有余而力不足。

2.研究现状及发展趋势

2.1研究现状

果树环割是指果农通过环割工具把果树树枝进行环状切割，割断果树的韧皮部上布满的筛管，以此阻止在树叶光合作用制造的有机养分运送到果树根部，让生长激素停留在环割圈的上部，有机养分保持在果实之中，让果树达到促花保果的效果。进行果树环割不但要掌握好环割工作的时间，还要求果农具备一定的环割经验和技巧，才能达到最好的环割效果。目前，在国内绝大多数的环割技巧都是通过果农们的经验积累下来，然后相互传授的，果农环割时所使用的工具也都只是各种传统的环割刀具。这些传统环割刀具虽然说可以满足基本的工作需求，但是一个果农经常面对的是大面积的柚子树的环割工作，加上柚子树树枝的直径又常常有着较大的区别，使用传统环割刀具在使用方便程度和环割效率上都给果农造成了很大的麻烦，正是因为传统的环割刀具不能为果农提供良好的操作功能和舒适的使用体验，使得国内的柚子果农无法高效的应对大面积的柚子树的环割工作，在面对柚子树的环割时心有余而力不足。

现在市场上和电商平台上售卖的常见的几种柚子树环割工具，这些环割工具大部分都功能单一、不美观、费力、操作起来不方便，不能很好的满足果农在实际生产中的需要。在这样的条件下，一款功能强大、人性化、安全可靠、符合人机工程学、可以为柚子树果农提高环割工作效率的新型的柚子树环割工具产品就显得十分必要。因此，在研究了果农提出的改良环割工具的需求和反馈，并参考了一些国内外相关产品的设计后，我们旨在设计一款不但能满足用户的需求，还能让用户舒适而又轻松操作的新型柚子树环割工具。

与此同时，国内暂时没有专门的厂家来研究设计打破传统人力工作原理的环割工具，市面上绝大多数的环割工具都没有摆脱传统的环割工具人力工作的套路，而且种类很少，不同款式都还是以仿制为主。此外，东南亚等一些盛产蜜抽的国家的柚子树环割工具也大部分源产于中国，在产品外观和产品功能上和国内市面上的产品都较为接近，也都没有生产厂家愿意改变传统设计，在环割工具的设计上做出一定的创新，那么《基于用户需求的柚子树电动环割机的设计研究》这个研究课题就显得更加有必要并且有着较强的实际意义。

根据用户所提出的诉求，以提高柚子树环割的生产效率作为产品设计的出发点和切入点，同时研究工业设计方法和人机工程学原理，引入更加省时、省力的电动工作方式对柚子树环割工具进行重新设计，设计出一款新型的环割工具即柚子树电动环割机。让该产品在功能、可靠性、操作方便性、安全性、便携性上都达到用户的需求，并在外观设计上注重优美的造型设计和营造舒适的用户操作体验来让产品快速的被用户所接受。

2.2关于柚子树电动环割机

柚子树电动环割机是在研究了传统柚子树环割工具的基础上进行改良创新，并加入电动工作的工作原理，着重从产品的人机工程学设计、可拆卸设计、绿色材料选择、便携性设计等方面入手，来让产品既能提高柚子树果农的生产效率、降低果农操作疲劳，又让用户获得良好的使用体验。

柚子电动环割机以电动机作为动力源，以传动系统传递动能来带动工作齿轮运转而进行环割作业的手持式、便携式的电动机械化工具。柚子树电动环割机具有操作简单、功能多样、安全可靠、携带方便、节能环保等诸多优点。特别是电动的工作方式打破了以前环割工具人力工作的传统设计，实现手工操作机械化、电动化，大大减轻了柚子树果农的劳动强度和疲劳程度，提高柚子树果农环割工作的工作效率。

2.3研究内容及趋势

国内柚子树环割工具设计较为薄弱的现状，基于果农用户需求，针对果农实际工作过程所面临的问题和传统环割工具使用上的弊端，从工业设计角度以提高柚子树果农的生产效率、降低疲劳为核心思想，结合人机工程学原理分析产品外观、材料、颜色、使用方法等，对柚子树电动环割机进行系统化、整体化、模块化的设计研究。另外，通过注重产品的舒适性及绿色环保属性，提升产品的用户体验，进一步提高新产品的综合竞争力。

满足用户的需求是产品的开发设计过程中最为重要和首先要考虑的一环，也是产品的商业价值的最直接的体现。科学的产品设计理念要求设计者从产品设计的源头、出发点考虑，研究解决用户在其他产品使用过程中遇到的问题及不足之处，在新产品的开发设计中解决这些问题和难处，更好的满足用户的使用需求。

针对果农用户的工作需求在设计新型的柚子树环割用具一一柚子树电动环割机，通过新产品的开发为蜜柏树果农提高生产效率、降低疲劳以及获得更好的操作使用体验，甚至可以将新产品的研究成果借鉴给其他果树环割工具，具有较好的实际应用价值和社会价值。

关键问题在于准确的定位目标系统，挖掘用户的实际需求和潜在需求，并以此对蜜抽树电动环割机工作中实际‘出现的问题进行分析和解决，’逐渐在新产品的设计过程中形成一定的方法指导思想。同时也提升课题的成熟性和应用价值，将理论与实践相结合，与委托方企业、用户和市场的销售人员进行互动和交流，展开准确的设计调查，通过严谨的实践分析来论证产品。

3.总结

本文对用户需求的设计理论进行深入研究，基于用户需求理论对蜜抽树电动环割机的操作使用进行情景再现，对新产品的工作方式进行设计分析，旨在构建一个明确的蜜抽树电动环割机设计目标体系，满足果农用户对柚子树电动环割机的需求期望，对用户反映的各种问题进行总结归纳，形成一定的方法模式，为其他果树的环割工具的设计方法思路提供一定的参考价值。

在果树环割方面，在环割理论方面特别是在环割技术方面，经过相关资料的查阅归纳和果农的总结，已经具备了趋于成熟的系统方法指导理论。相关果树环割方面的学术著作以及学术论文也针对环割理论展开了探讨与研究，为我们提供了许多很有实际价值的理论基础。除此之外，很多当地果农所提供的实际操作经验，也很大程度上为本课题的研究提供了重要的研究助力。

参考文献

[1]陈翔. 基于用户需求的蜜柚树电动环割机的设计研究[J]. 现代装饰(理论), 2016(2):69-70.

[2]谢春生, 李润唐, 李映志,等. 化橘红环割效应初步探讨[J]. 中国园艺文摘, 2016, 26(10):34-35.

[3]燕晓红.典型机械结构的分析与设计[M]. 化学工业出版社, 2016.9

[4]刘鸿文.材料力学[M]. 高等教育出版社, 2016.5

[5]王兰美,冯秋官，机械制图[M].北京：高等教育出版社，2016

[6]张远平，Pro/ENGINEER野火版4.0简明教程[M].北京：北京理工大学出版社，2016

[7]杨黎明，杨志勤编著，机构选型与运动设计[M].北京：国防工业出版社，2017.6

[8]郑文纬，吴克坚 主编，郑星河 等编.机械原理[M].北京：高等教育出版社2017

[9]吴宗泽,高志.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2016

[10]李运华.机电控制[M].北京：北京航空航天大学出版社,2016

[11]姜贞旺. 福桔砧芦柑环割技术[J]. 福建农业, 2016(1):25-25.

[12]王德荣, 郭宝会. 曲线开刃机的构思及砂轮轴部件的设计和计算[J]. 渭南师范学院学报, 2015, 20(5):32-34.

[13]陈汝顶. 龙眼环割的机理和巧用[J]. 农民科技培训, 2015(8):26-26.

[14]Chen M, Jiang X M, Zhao Z X, et al. The Non-Linear Contact Finite Element Analysis of Seal Structure on Large Scale Cutting Tube Machine[J]. Applied Mechanics & Materials, 2016, 29-32:636-641.

[15[Frank L. Cutting machine:, US1645181[P]. 2016.

[16]Cutting machine.[J]. Dictionary of Gems & Gemology, 2016.