小型家用智能園林工具設計研究

何曉喬 高洋 蘇琰妮 董懿樊 劉俊哲

摘 要：我國園林工具行業正面臨產業升級，在未來，家用的、小型的、智能化的園林工具將成為市場需求的新走向。本文簡要介紹了園林工具的作用和類別，分析了我國園林工具行業的產業現狀，指出了現有小型家用園林工具的不足之處，并且給出了功能和外觀設計上的建議。

關鍵詞：園林工具;工具設計;智能家居

1 概述

園林工具是人類綠化景觀的養護設備，是以養護草坪、綠籬，保護花草、樹木為作業對象的，代替大部分手工勞動為代表的機械化工具。目前，市面上的園林工具按照使用對象分類，能夠分成家用工具和專業工具。按照使用場合分類可以分為園藝工具和園林機具。其中，園藝工具包括園林剪刀（高枝剪、整籬剪、整枝剪、修枝剪、多用剪、摘果剪、剪花剪等）和花卉工具（花鍬、花鏟、花耙、花鋤、花叉等）。園林機具則包括草坪修剪機、割灌割草機、綠籬修剪機、油鋸、水泵、打孔機、起草皮機、打藥機及其他各款園林工具。[1]

2 我國園林工具產業現狀

我國加入WTO（世界貿易組織）以后，園林工具產業有了很大的發展，政策的扶持和市場需求的增加使得本土的園林工具企業飛速成長，從引入日本小松、德國STIHL等品牌的園林工具向自主生產并大量出口高質量的產品轉變。2015年，中國園林工具市場規模為48.07億元，到2017年市場規模達到了74.23億元，相比2015年增長了54.42%。可見，我國園林工具產業容量之大，發展之快。經過近20年的進步和沉淀，我國已經是園林工具的制造大國，但仍然不是制造強國。在國際市場上，與美國、德國、日本等老牌園林工具生產和消費國家相比，我國在這個領域起步晚、創新水平較低、缺乏競爭力，目前還沒有形成世界知名的民族品牌，也沒有出現引領技術風潮的產品。

2013—2018年，全球園藝和戶外市場保持2.77%的復合年增長率。全球園藝和戶外市場的增長有多種因素，其中主要的因素是全球經濟的復蘇和家庭可支配收入的提高。[2]預計到2023年，市場容量可能達到255.93億元，園林電動工具產業未來發展空間很大。[3]

3 研究的目的和意義

目前，在上海、蘇州等大城市，日常看見的大多是汽油機動力的園林工具，如割草機、打草機、修邊機、割灌機等。汽油制動的發動機雖然動力十足，但是不可避免地存在體量大、噪聲大、震動強、排放大、安全性較差等問題。近年來，受綠色生活理念的影響，種花、種菜、打理園子已經成為我國很多上班族的業余愛好，既能鍛煉身體，又能培養審美情操，還能一定程度地改善生活環境，可謂一舉三得。在未來，小型的、環保的、輕便的、智能化的園林工具將逐步走入普通家庭并且成為市場需求的新走向。故而本次設計研究的目的就在于：

第一，通過外觀設計，使其在造型上更加小巧、輕便、美觀且多樣化，符合我國普通宅院使用的需要。

第二，整合產品功能，發展“一機多用”和聯合作業。提高產品的實用性、安全性和經濟性，使消費者在使用時能夠獲得良好的操作體驗。

第三，靈活搭配各種傳感器元件，提高產品自動化和智能化水平，減少人力勞動時間，提高勞動效率。

第四，通過設計一款配套的園林監控APP，把戶外的園林工具納入智能家居的體系之中，打造綠色、科技的生活空間。

4 小型家用園林工具的設計研究綜述

4.1 現有小型家用園林工具的優點和不足

這里定義的小型家用園林工具包括各類園林剪、噴壺、園藝工具以及各種體積較小的草坪修剪機、綠籬修剪機、油鋸、打藥機、起草皮機等園林機械。總體而言，現有的小型家用園林工具產品已經擁有成熟的技術體系，除燃油驅動的機械之外，還發展了不少電力制動的產品。比如草坪機械設備，除了主流的步行操縱式割草機和乘騎式割草機之外，電力驅動的機器人割草機也越來越受市場歡迎。另外，園林剪等小型工具在設計時基本都能考慮到人手的生理特點，人機工程學的應用使產品符合人性化的設計原則。隨著上游金屬制造行業的技術進步，園林工具的零部件質量有所提高，成本也進一步降低。但是我國的小型家用園林工具仍然存在不少問題，具體如下：

第一，產品品種較少，沒有進行系列化、標準化的設計，造型色彩比較單一，難以滿足我國不同消費群體的需求。

第二，產品的功能單一且自動化程度不夠高，對傳感器元件和相關技術的應用非常少。

第三，不夠智能化，產品沒有與互聯網相連接，整體獨立于智能家居體系之外。

第四，環保性和安全性較差，我國生產的園林機械多數不能達到國外很多國家的排放、噪聲、無線電干擾、安全、振動指標的要求，從我國向美國、歐盟出口的產品看，排放和安全已成為園林機械面臨的非關稅技術壁壘。

4.2 小型家用園林工具設計的趨勢和建議

在園林工具領域，面對強大的競爭對手，我國企業在技術水平不占優勢的情況下需要另尋出路，必須通過細致的市場調研，挖掘潛在的消費需求，不斷地推陳出新來贏取廣闊的市場。本文根據技術上先進，經濟上合理，生產上可靠的原則提出幾點建議：

第一，提高產品的環保性，將電力作為主要動力源，降低噪聲和污染。

第二，研制多功能產品，發展“一機多用”和聯合作業，提高勞動生產率。

第三，合理應用各類傳感器，提高產品的自動化和智能化水平。可以參考掃地機器人的相關技術，讓智能的園林工具具備自動充電、自動行走、自動避障等功能。

第四，結合人機工程學相關理論，通過人性化設計，進一步提高產品的安全性和可靠性。

第五，產品接入物聯網，完善信息交互功能，打造包括戶外空間在內的智能家居體系。

第六，靈活運用色彩學、心理學、材料學、人機工程學等理論，使產品外形更加美觀、輕巧，使用時更加方便、省力。

第七，通過技術改良降低生產成本，提高產品質量。

5 結語

目前，我國的園林工具設計還停留在模仿外國同類產品的階段，自主創新嚴重不足。雖然歐美擁有先進的機械設備和完善的產品規格體系，但是受中外園林差異的影響，大型的、燃油動力的園林機械并不適合在我國宅院中使用。個人認為，園林工具的設計要做到“量體裁衣”，根據不同的使用環境、使用方式和使用人群進行細分設計。要讓消費者在使用的過程中感到更加舒適和便利，充分地體會到工業設計的力量。因此，在進行園林工具設計分析的時候，盡量從人體工程學、造型、材料、色彩、安全性、經濟性、情感化等角度展開，需分析園林工具在結構中的優點或合理之處，以及考慮設計在產品全生命周期中的影響。

參考文獻：

[1] 楊劍虹.園林工具[DB/OL]. http： //www.cajcd.edu.cn/pub/wml.txt/980810–2.html，2019-03-07.

[2] 中研普華集團. 2018-2023年中國園林工具行業競爭分析及投資風險預測報告[R].深圳：中國行業研究網，2018.

[3] 我國園林機械行業發展及市場容量預測[J].林業機械與木工設備，2012，40（03）：4-7.

[4] 林飛揚，王瑋，馬伯堯.竹制燈具設計與研究[J].戲劇之家，2018（30）：67-68.

[5] 孔祥炎，王瑋.城市景觀的視覺表征對城市文化傳播效果的研究——以杭州南宋御街為例[J].大眾文藝，2018（23）：82-83.

指導老師：劉俊哲