小型家用智能园林工具设计研究

何晓乔 高洋 苏琰妮 董懿樊 刘俊哲

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。[1]

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]

3 研究的目的和意义

目前，在上海、苏州等大城市，日常看见的大多是汽油机动力的园林工具，如割草机、打草机、修边机、割灌机等。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。

参考文献：

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

[2] 中研普华集团. 2018-2023年中國园林工具行业竞争分析及投资风险预测报告[R].深圳：中国行业研究网，2018.

[3] 我国园林机械行业发展及市场容量预测[J].林业机械与木工设备，2012，40（03）：4-7.

[4] 林飞扬，王玮，马伯尧.竹制灯具设计与研究[J].戏剧之家，2018（30）：67-68.

[5] 孔祥炎，王玮.城市景观的视觉表征对城市文化传播效果的研究——以杭州南宋御街为例[J].大众文艺，2018（23）：82-83.

指导老师：刘俊哲