一種多功能剖魚(yú)器設(shè)計(jì)

葉飛，羅威，張偉，鐘仕，王倩

（成都理工大學(xué)，四川 成都 610051）

1 設(shè)計(jì)背景

根據(jù)我國(guó)近年來(lái)的肉類消費(fèi)概況所示，我國(guó)肉類的消費(fèi)情況一直呈上升趨勢(shì)，豬肉一直占據(jù)主導(dǎo)。但是，近年國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2016年，我國(guó)水產(chǎn)品生產(chǎn)量為6700萬(wàn)噸，其中74%來(lái)自水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。2000～2016年，中國(guó)淡水與海水水產(chǎn)品天然生長(zhǎng)量年均分別增長(zhǎng)16.3%和12.7%，淡水與海水水產(chǎn)品人工養(yǎng)殖量年均分別增長(zhǎng)94.1%和117.8%。魚(yú)類產(chǎn)品不再是沿海沿江人民的特產(chǎn)，而是走入了更多的內(nèi)陸居民的家庭。可見(jiàn)，健康飲食越來(lái)越受到人們的重視，高蛋白、低脂肪的魚(yú)類產(chǎn)品更多地?cái)[上了餐桌，魚(yú)類產(chǎn)品受到了更多用戶的青睞。

但鮮活魚(yú)類的剖殺對(duì)許多人來(lái)說(shuō)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，只能選擇賣場(chǎng)已處理好的不太新鮮的半成品魚(yú)類食材。為了降低剖殺魚(yú)過(guò)程的難度，滿足消費(fèi)者能更快更安全地處理魚(yú)類產(chǎn)品的需求，因此，一款操作簡(jiǎn)單、安全、多功能的剖魚(yú)器的設(shè)計(jì)就成為必要。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

該產(chǎn)品整體為釘槍形狀。如圖1所示，其前端設(shè)置有刮鱗裝置，在刮鱗裝置內(nèi)部安裝有剖魚(yú)裝置，產(chǎn)品頂端安裝有剁魚(yú)器，尾端為刀柄，在產(chǎn)品內(nèi)部安裝有機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。刮鱗裝置是由一個(gè)紡錘狀薄殼刮鱗器及其表面安裝的多個(gè)刮鱗刀組成，固定于刀身前端；剖魚(yú)裝置安裝于刮鱗器內(nèi)部，由托力盤(pán)、推力桿、剖魚(yú)刀、彈簧、刀嘴組成；剁魚(yú)器為剁魚(yú)刀，嵌于刀身頂部；機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)由按鍵、傳力杠桿1、傳力杠桿2和銷子構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)剖魚(yú)刀的收起和彈出。

圖1 整體結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 機(jī)械傳動(dòng)分析

準(zhǔn)備階段（傳力方向如圖2虛箭頭所示）：將推力桿上推，帶動(dòng)托力盤(pán)上移，彈簧壓縮，直至托力盤(pán)與傳力杠桿1左端卡住，此時(shí)，傳力杠桿1左端受到托力盤(pán)向下的壓力，傳力杠桿1右端上移，再帶動(dòng)傳力杠桿2左端上移右端下降，進(jìn)而使得按鍵凸起，進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。

剖魚(yú)階段（傳力方向如圖2實(shí)箭頭所示）：按壓按鍵，傳力杠桿2右端上升，左端下降，同時(shí)，帶動(dòng)傳力杠桿1右端下降，左端抬升，推動(dòng)托力盤(pán)上移，擠壓彈簧。當(dāng)傳力杠桿1左端抬到指定高度，托力盤(pán)脫離傳力杠桿1的影響，此時(shí)，托力盤(pán)就會(huì)受到彈簧的彈力，帶動(dòng)剖魚(yú)刀向刀嘴方向彈出。

圖2 傳力分析示意圖

2.3 產(chǎn)品操作過(guò)程

使用本設(shè)計(jì)產(chǎn)品對(duì)一條魚(yú)的清理過(guò)程可歸納為以下七個(gè)步驟，如圖3所示：

步驟一：準(zhǔn)備好要清理的魚(yú)和多功能剖魚(yú)器；步驟二：手持剖魚(yú)器手柄部分利用刮鱗器模塊進(jìn)行魚(yú)鱗的清理；步驟三：調(diào)節(jié)調(diào)力桿，設(shè)置剖魚(yú)刀的推力；步驟四：將剖魚(yú)刀位置對(duì)準(zhǔn)魚(yú)腹，按下手柄處的按鍵，將魚(yú)腹剖開(kāi)；步驟五：清理魚(yú)腹內(nèi)部雜物；步驟六：根據(jù)需要利用剁魚(yú)刀剁掉魚(yú)頭或者是其他部分；步驟七：清洗干凈剖魚(yú)器，擦干、收納。在操作過(guò)程中步驟三與步驟四必須按照順序執(zhí)行。

2.4 人機(jī)分析

圖3 操作流程示意圖

產(chǎn)品在整體的使用過(guò)程就是主要就是人體的手部與產(chǎn)品之間進(jìn)行交互的過(guò)程，產(chǎn)品的整體尺度、每個(gè)按鍵的尺寸、在功能的實(shí)現(xiàn)中，所需要的握力、壓力與扭力、剁魚(yú)刀使用的力氣大小，都需要著重考慮人機(jī)工程學(xué)，為使用者在操作過(guò)程中提供更加舒適的、省力的體驗(yàn)。

在手柄的尺度設(shè)計(jì)中，還需要考慮手幅長(zhǎng)度、手握粗度、握持狀態(tài)和觸覺(jué)的舒適性，通常手柄的周長(zhǎng)必須小于手幅的長(zhǎng)度，才能使手掌對(duì)手柄實(shí)行完全抓握，使手在握柄上有一個(gè)活動(dòng)和選擇的范圍，采用人機(jī)工程學(xué)中數(shù)據(jù)計(jì)算得出一般人體的手掌寬度一般在71～97mm，和人體手掌持握的最佳尺寸50～70（其數(shù)據(jù)取值范圍為95%的女性到5%的男性手掌寬度數(shù)據(jù)），將本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品尺寸與來(lái)自此數(shù)據(jù)的結(jié)果相結(jié)合，確定本設(shè)計(jì)手把的直徑為65mm較為合適。

對(duì)于產(chǎn)品的易操作性分析。結(jié)合人機(jī)工程中所講手部的產(chǎn)品設(shè)計(jì)重量應(yīng)小于2.3kg并且重心盡可能接近手掌中心。產(chǎn)品的材料盡可能在保持功能需要的同時(shí)減小重量。雙手配合反向扭動(dòng)的角度為0°～120°，再結(jié)合手腕握力最佳的握力空間在51～76，最大力是450N。而刮動(dòng)一次所以的力大概100～200N，而在產(chǎn)品使用時(shí)，整個(gè)手臂需要多次來(lái)回伸縮，并且還有魚(yú)鱗的阻力的情況下，清理一條魚(yú)的時(shí)間大概為3～5min。因此，一個(gè)多功能剖魚(yú)器的重量大概是180～220g，刮動(dòng)一次的力大概需要150N之間，刮一次魚(yú)鱗的時(shí)間按大概為3min，因此，刮鱗很少會(huì)感覺(jué)到累，很符合產(chǎn)品的人機(jī)工學(xué)。而剖魚(yú)刀上設(shè)計(jì)有省力的裝置，可以輕松地進(jìn)行剖魚(yú)活動(dòng)。

產(chǎn)品在與環(huán)境的適應(yīng)性當(dāng)中，產(chǎn)品小巧、收納方便、與一般環(huán)境相適應(yīng)。示能是人與環(huán)境之間可能的互動(dòng)。就本設(shè)計(jì)產(chǎn)品而言，可與任何家居環(huán)境相適，產(chǎn)品更需要與當(dāng)下的人們的價(jià)值觀相適應(yīng)。能在情感上產(chǎn)生共同的情感共鳴的產(chǎn)品，更容易打動(dòng)人心。

產(chǎn)品在被使用時(shí)，可以作為擺件放置在家中的任何可以擺放位置。產(chǎn)品在與環(huán)境的適應(yīng)性當(dāng)中，產(chǎn)品小巧、收納方便，與一般環(huán)境相適應(yīng)。產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)是與一般刀具大小相同，與大多數(shù)柜體相適，方便收納的同時(shí)，還能節(jié)省空間。

3 結(jié)語(yǔ)

該多功能剖魚(yú)器設(shè)計(jì)可總結(jié)如下：一是實(shí)現(xiàn)刮鱗、剖魚(yú)、剁魚(yú)了為一體的基本功能，即產(chǎn)品的一體化；二是功能的獨(dú)立區(qū)域劃分，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的多元化使用方式；三是功能的有序組合，增加了可操作性，實(shí)現(xiàn)了流程化操作；四是在外觀造型、配色上更加年輕化，增加了觀賞性、趣味性；五是在多功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了資源的合理利用，增加了更多的環(huán)保性；六是符合人機(jī)工程學(xué)原理，操作簡(jiǎn)單，使用方便。

該多功能剖魚(yú)器設(shè)計(jì)優(yōu)化了殺魚(yú)、剖魚(yú)的過(guò)程，并大大提高了用戶的使用安全系數(shù)，具有很好的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)價(jià)值。