基于生態(tài)可持續(xù)的藤類作物智能收種農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)

摘要：經(jīng)過對(duì)現(xiàn)階段中國(guó)北方農(nóng)業(yè)地區(qū)藤類作物種植區(qū)種植生態(tài)計(jì)劃的梳理和分析，以該區(qū)域內(nèi)農(nóng)機(jī)功能適應(yīng)性情況研究作為切入點(diǎn)，并借農(nóng)業(yè)機(jī)械模塊化設(shè)計(jì)來應(yīng)對(duì)該區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)可持續(xù)的復(fù)雜性要求。首先，運(yùn)用桌面調(diào)研的方法分析了現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r；其次，通過SWOT分析等方法分析現(xiàn)階段暢銷農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)；再次，借助用戶訪談等方法定位設(shè)計(jì)；接著建立服務(wù)系統(tǒng)藍(lán)圖、原型建立論證其實(shí)用性；最后，在設(shè)計(jì)反思后完成了智能收種農(nóng)機(jī)的設(shè)計(jì)推演。完成實(shí)地測(cè)試后得到三維裝備模型。通過農(nóng)機(jī)的 “智能播種及收獲”“秸稈回收預(yù)處理”等模塊的切換，證實(shí)產(chǎn)品可以對(duì)農(nóng)田合理生態(tài)規(guī)劃，使該區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)可持續(xù)的設(shè)計(jì)理念得以發(fā)展和呈現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：智慧農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)；生態(tài)平衡；可持續(xù)設(shè)計(jì)；模塊化思維；農(nóng)機(jī)交互設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2024）04-0136-05

Abstract：The objective is to take the study of the functional adaptability of agricultural machinery in the region as an entry point after the analysis of the planting ecological plan in the current stage of the agricultural region of northern China，and to respond to the complex requirements of sustainable agroecology in the region by means of the modular design of agricultural machinery.The method was to analyze the current stage of agricultural development by desktop research firstly；secondly，to analyze the advantages and disadvantages of the current stage of agricultural machine design by SWOT analysis；to position the design by means of user interviews；then to proceed to build a prototype to prove its practicality；finally，to reflect on the design and completed the design projection of the intelligent harvesting and planting agricultural machine.3D equipment model after completion of field tests.Through the switching of modules such as \"intelligent sowing and harvesting\" and \"straw recycling and pre-treatment\" of the farm machine，it was confirmed that the product can make reasonable ecological planning of the farmland，so that the design concept of sustainable agriculture in the region can be developed and presented.

Keywords：Intelligent farm machinery design；Ecological balance；Sustainable design；Modular thinking；Interaction design for agricultural machinery

引言

2022年10月，黨的二十大報(bào)告中提出“全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興”“堅(jiān)持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展”等關(guān)鍵詞，反映出國(guó)家對(duì)于堅(jiān)決推進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)決心。近5年中，農(nóng)業(yè)發(fā)展腳步雖愈發(fā)加快，但生態(tài)化轉(zhuǎn)型不足、機(jī)械化農(nóng)機(jī)購(gòu)買量與使用量不匹配等的問題也隨之產(chǎn)生。在對(duì)現(xiàn)有農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的研究與分析中，發(fā)現(xiàn)因多數(shù)進(jìn)口農(nóng)機(jī)不能很好地適應(yīng)中國(guó)農(nóng)田的原因，經(jīng)常出現(xiàn)農(nóng)機(jī)使用方式與農(nóng)機(jī)自身功能不匹配的情況。在農(nóng)田收獲方面，廢棄作物根莖葉因數(shù)量巨大不能回收或者回收后不能利用形成污染等問題也使農(nóng)機(jī)助力生態(tài)化轉(zhuǎn)型的概念也沒有得到良好的呈現(xiàn)。以中國(guó)藤類種植為例，學(xué)者唐瀚[1]提出的品種同質(zhì)化、檢疫性病害蔓延與學(xué)者楚簫[2]提到的30年來藤類植物在培育中產(chǎn)生大量無用藤蔓無法回收利用的問題依然沒有得到良好的解決。基于以上問題，項(xiàng)目以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)可持續(xù)為目標(biāo)；以藤類種植區(qū)的作物及其農(nóng)副遺留產(chǎn)品的收種為示范；以模塊化方式提供農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)啟示，通過農(nóng)機(jī)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)化轉(zhuǎn)型的可行性方案。

一、基于農(nóng)業(yè)發(fā)展中的現(xiàn)實(shí)問題

（一）羅列問題探索設(shè)計(jì)方向

中國(guó)大部區(qū)域著手生態(tài)化農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型工作時(shí)，產(chǎn)生的問題也漸漸顯現(xiàn)，其一，從生態(tài)農(nóng)業(yè)角度出發(fā)，生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，產(chǎn)品的種類范圍不斷增長(zhǎng)，服務(wù)原有作物的從農(nóng)業(yè)者與他們所使用的農(nóng)業(yè)器具上限制了農(nóng)業(yè)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)展；其二，從農(nóng)用機(jī)械覆蓋率的角度出發(fā)，據(jù)統(tǒng)計(jì)自2015年起，中國(guó)西部地區(qū)以隆化縣農(nóng)機(jī)站為代表的農(nóng)業(yè)區(qū)的農(nóng)機(jī)數(shù)量以每年20%的幅度增長(zhǎng)[3]其農(nóng)機(jī)使用率卻只有總數(shù)量的52%。其三，從勞作人員的角度出發(fā)，年輕的從農(nóng)人員進(jìn)城務(wù)工數(shù)量大幅上升，高素質(zhì)農(nóng)機(jī)操作人員缺乏嚴(yán)重，高齡操作手的農(nóng)機(jī)知識(shí)儲(chǔ)備極度不足且不愿參加培訓(xùn)，農(nóng)機(jī)作業(yè)的效率大大降低。

（二）根據(jù)目的尋找科學(xué)依據(jù)

從中國(guó)自1978年至2016年的農(nóng)業(yè)投入、產(chǎn)出與TFP指數(shù)對(duì)比折線圖中能夠得到結(jié)論，我國(guó)農(nóng)業(yè)在過去幾年的勞動(dòng)生產(chǎn)能力長(zhǎng)期低于工業(yè)產(chǎn)業(yè)中的服務(wù)業(yè)，農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率的增長(zhǎng)幅度逐年減緩的同時(shí)，農(nóng)業(yè)的地區(qū)差異性在不斷地?cái)U(kuò)大，受影響的農(nóng)業(yè)發(fā)展活力長(zhǎng)期處于不足的狀態(tài)[4]。而其中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的固定老舊、農(nóng)業(yè)跨區(qū)域、跨環(huán)節(jié)延伸效果差、農(nóng)業(yè)增值產(chǎn)品分配不合理問題間接導(dǎo)致了土地、勞動(dòng)力資源缺失，嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)生態(tài)化轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活力的提升。從對(duì)比數(shù)據(jù)中可知，農(nóng)作物產(chǎn)量與農(nóng)業(yè)機(jī)械化的水平的進(jìn)一步提高能夠產(chǎn)生相互推進(jìn)的作用。兩者進(jìn)入一種良性循環(huán)的同時(shí)，也在證明農(nóng)機(jī)的推廣與優(yōu)化改良意義的重要性[5]。

（三）分析現(xiàn)狀著手調(diào)查分析

人們的生活水平提高，對(duì)于飲食與健康已經(jīng)不單單是停留于“如何吃飽”的基礎(chǔ)要求上，南京日?qǐng)?bào)一篇名為《健康食品更暢銷，國(guó)產(chǎn)水果唱主角》的報(bào)道中提到，人們消費(fèi)的新特點(diǎn)在于購(gòu)買新鮮健康的果蔬，尤其是以西瓜、蘋果為主的國(guó)產(chǎn)水果[6]。中國(guó)的最主要藤類作物——西瓜的產(chǎn)量早在2013年就以66.75%數(shù)據(jù)位列世界第一。但是進(jìn)一步調(diào)研發(fā)現(xiàn)，2020年西瓜產(chǎn)量數(shù)據(jù)6024萬噸與2011年的西瓜產(chǎn)量數(shù)據(jù)6025萬噸幾乎持平且略有下降。究其原因后發(fā)現(xiàn)，制約西瓜甜瓜的“品種同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重”“加工環(huán)節(jié)重視不夠，設(shè)備相對(duì)落后”等阻礙問題都直接或間接地將矛頭指向了農(nóng)田機(jī)械化工作的不充足、大量無用藤蔓無法回收利用的問題[7]。

二、實(shí)地調(diào)研探尋理論支撐

（一）訪農(nóng)業(yè)“打柴人”劃農(nóng)田“山中事”

中國(guó)古語道“欲知山中事，須問打柴人”，在用戶調(diào)研方面，將使用農(nóng)機(jī)用戶與未使用農(nóng)機(jī)用戶的用戶原話提取、用戶觸媒情況統(tǒng)計(jì)以及用戶UX MAP的制作等方式進(jìn)行系統(tǒng)性調(diào)研。

首先，在對(duì)原話提取調(diào)研階段結(jié)果進(jìn)行整理與概括的過程中，訪問地點(diǎn)位于山東省青島市嶗山區(qū)街道桑園社區(qū)，有效訪問樣本30份，以上受訪者均從事農(nóng)業(yè)活動(dòng)，使用農(nóng)機(jī)用戶樣本13份，未使用農(nóng)機(jī)用戶樣本17份。該階段主題目的是尋找未使用農(nóng)機(jī)用戶的原因與解決辦法，提取了原話出現(xiàn)次數(shù)超過5次的用戶原話進(jìn)行了著重展示，如表1。其次，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，從農(nóng)用戶的觸媒情況也逐漸可以作為一項(xiàng)重要的參考數(shù)據(jù)，其中電子產(chǎn)品以電視、電腦、手機(jī)使用量為主，App軟件以微信、互聯(lián)網(wǎng)使用量為主。

1.考察量產(chǎn)農(nóng)機(jī)

考察量產(chǎn)農(nóng)機(jī)的主要分為前期對(duì)于FENDT、CLAAS、CNH、JOHN DEERE等現(xiàn)有農(nóng)機(jī)品牌進(jìn)行的以SWOT分析法模型，以及后期的實(shí)際機(jī)型近距離觀察、拍照、測(cè)量調(diào)研。在SWOT調(diào)研矩陣分析結(jié)果中，可以比較全面、更科學(xué)地了解每一個(gè)目標(biāo)廠家的優(yōu)勢(shì)。FENDT公司的農(nóng)機(jī)交互設(shè)計(jì)是其最突出的特點(diǎn)；CLASS公司最突出的特點(diǎn)是其生產(chǎn)的可折疊式農(nóng)機(jī)零件，收放自如、即開即用；CNH公司所設(shè)計(jì)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品尺寸和功能豐富，在這個(gè)品牌下的農(nóng)機(jī)擁有更多的功能思路的拓展與創(chuàng)新；JOHN DEERE公司在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)的過程中更加注重生態(tài)的保護(hù)與綠色農(nóng)業(yè)工作機(jī)制的建立。根據(jù)制作的評(píng)價(jià)報(bào)告進(jìn)行客觀的數(shù)據(jù)與意向分析，能夠得出在即將開始進(jìn)行設(shè)計(jì)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品中的部分設(shè)計(jì)思路，即生態(tài)保護(hù)型綠色農(nóng)機(jī)、優(yōu)化繁雜交互過程、節(jié)省空間的折疊結(jié)構(gòu)、具有差異化的品類。

2.放眼未來農(nóng)機(jī)

在未來概念農(nóng)機(jī)的探索中，綜合設(shè)計(jì)比賽中的農(nóng)機(jī)概念作品后，選擇了一款名為HIDRONEK的獲獎(jiǎng)作品為代表的產(chǎn)品。整理分析結(jié)果后得到了部分使用結(jié)論例如：其一，未來農(nóng)機(jī)的使用或許可以采用無人駕駛的交互形式進(jìn)行工作；其二，在輪胎的設(shè)計(jì)上應(yīng)該有更多的形態(tài)嘗試以解決中國(guó)農(nóng)區(qū)地形復(fù)雜多變的問題；其三，在藤類植物的收獲問題上應(yīng)該嘗試更多的收集方式，加入更多模塊化功能零件，如生態(tài)化可持續(xù)處理模塊等。

（二）匯集農(nóng)機(jī)“金剛鉆”總攬?jiān)O(shè)計(jì)“瓷器活”

1.判斷各功能的運(yùn)用可行性

綜合前期3個(gè)階段的桌面調(diào)研以及實(shí)地調(diào)研，根據(jù)前期的方案靈感制作QFD質(zhì)量模型，如圖1的構(gòu)建為功能的篩選提供有力證據(jù)。經(jīng)圖表計(jì)算，農(nóng)機(jī)的主要功能以藤類作物采摘設(shè)計(jì)為主其次為無人駕駛與模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路，在各個(gè)模塊化結(jié)構(gòu)中需要包括以產(chǎn)品運(yùn)輸、輪胎差異化設(shè)計(jì)、生物堆肥、自主維修為先后順序的設(shè)計(jì)。

在對(duì)于藤蔓類秸稈肥料化與能源化利用的方面的調(diào)研中，如表2，根據(jù)數(shù)據(jù)可以得到結(jié)論，西瓜藤蔓經(jīng)過青貯的處理方式后，其粗纖維經(jīng)過進(jìn)一步水解為低糖，其所含營(yíng)養(yǎng)成分并沒有明顯降低數(shù)值。

2.分析確定農(nóng)機(jī)架構(gòu)

本文分別對(duì)于農(nóng)機(jī)服務(wù)流程、農(nóng)機(jī)外殼各零件尺寸兩個(gè)方面對(duì)于農(nóng)機(jī)的預(yù)定義架構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析，如圖2，后又對(duì)無人駕駛架構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步的細(xì)化工作。

三、著手實(shí)踐建立設(shè)計(jì)原型

（一）分析理念確定設(shè)計(jì)策略

1.探尋空白定位意向

在農(nóng)機(jī)服務(wù)流程圖中，如圖1，本文規(guī)劃了育種播種、智能采摘、產(chǎn)品運(yùn)輸3個(gè)步驟以完成整個(gè)農(nóng)機(jī)操作的服務(wù)。其中，需要人工操作的，如作物枝葉整理、小面積藥物噴灑與落實(shí)、根莖葉按需預(yù)處理選擇等細(xì)節(jié)問題均可使用遙控指揮農(nóng)機(jī)進(jìn)行小部分的細(xì)節(jié)作業(yè)。在農(nóng)機(jī)收獲采摘模塊與堆肥預(yù)處理模塊完成第一批作物收集以及堆肥預(yù)處理的狀態(tài)下，播種模塊可以將準(zhǔn)備好的肥料取出后在第二批作物播種結(jié)束后進(jìn)行施肥操作。所有模塊在同一時(shí)間按計(jì)劃完成不同的工作。落實(shí)生態(tài)化、減少遺落根莖葉形成污染的同時(shí)，減少了田地收獲與再次播種期間的田地空白期。

完善設(shè)計(jì)策略后，本文利用設(shè)計(jì)定位法模型對(duì)于現(xiàn)階段的量產(chǎn)農(nóng)機(jī)進(jìn)行了分別以價(jià)格差異、功能差異、心理差異、技術(shù)差異4個(gè)方向的區(qū)域劃分，從中探尋設(shè)計(jì)空白后最后給予即將進(jìn)行設(shè)計(jì)的產(chǎn)品較為明確的設(shè)計(jì)定位：功能上的定位：無人駕駛、藤類植物采摘、生物堆肥、農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸、農(nóng)作物保護(hù)；結(jié)構(gòu)上的定位：模塊化艙體、履帶式輪胎、采摘機(jī)械臂。在設(shè)計(jì)意向關(guān)鍵詞中提取出“科技”“沉穩(wěn)”“高效”3個(gè)關(guān)鍵詞，并尋找了與之相對(duì)應(yīng)的意向圖片。

2.實(shí)踐計(jì)劃的制訂

按照制作的設(shè)計(jì)流程圖，如圖3，結(jié)束了前兩個(gè)階段的設(shè)計(jì)調(diào)研與設(shè)計(jì)定位后，準(zhǔn)備正式進(jìn)入設(shè)計(jì)實(shí)踐的工作當(dāng)中，在接下來的建立設(shè)計(jì)原型的階段中，將從設(shè)計(jì)草圖原型開始尋找設(shè)計(jì)靈感，經(jīng)歷結(jié)構(gòu)原型、模型原型、交互原型后，對(duì)于所有原型展開用戶的測(cè)試工作并記錄數(shù)據(jù)與評(píng)估。

（二）依據(jù)策略建立設(shè)計(jì)原型

1.草圖原型建立

草圖原型的繪制前，本文主要對(duì)履帶的受力分析與尺寸、堆肥瓜藤原料的利用價(jià)值、采摘機(jī)械臂的選擇、預(yù)處理模塊的零件選擇進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)據(jù)計(jì)算與規(guī)劃，為草圖的繪制做好準(zhǔn)備。在農(nóng)機(jī)輪胎差異化的進(jìn)一步討論中，因?yàn)榭紤]到農(nóng)機(jī)在中國(guó)農(nóng)田崎嶇地形的適應(yīng)性，對(duì)于穩(wěn)定性較強(qiáng)的履帶式輪胎進(jìn)行了著重討論，在青宗翼等[9]將履帶式農(nóng)機(jī)的上坡與下坡，如圖4，進(jìn)行了詳細(xì)的力學(xué)分析。

在數(shù)值計(jì)算后，獲得了農(nóng)機(jī)履帶設(shè)計(jì)的最基本參數(shù)要求，如表3。

根據(jù)總結(jié)的輪胎物理的計(jì)算公式得出的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)尺寸參考，并在農(nóng)機(jī)在收獲采摘與貨物運(yùn)送兩個(gè)工作模塊的區(qū)別上做出了模塊解體后分別工作的設(shè)計(jì)方式，以完成模塊化的理念。

在農(nóng)機(jī)生態(tài)化模塊的設(shè)計(jì)上，為提高模塊的生態(tài)化物料提供效率，應(yīng)設(shè)計(jì)為青貯、堆肥等工作提供原料的預(yù)處理模塊，如表4，使用者可按需進(jìn)行瓜藤利用的預(yù)處理后，將生產(chǎn)出的原料投入使用。使用者只需要通過操縱屏幕完成工作類型模式的選擇，預(yù)處理模塊便可以進(jìn)行工作。

關(guān)于采摘機(jī)械臂的討論中，如表5，分析采摘機(jī)械臂自由度的優(yōu)缺點(diǎn)可以看出，4自由度的采摘機(jī)械臂更加適合瓜田的果實(shí)采摘環(huán)境，4個(gè)自由度分別為腰關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)，其中腰關(guān)節(jié)與腕關(guān)節(jié)為球形關(guān)節(jié)，肘關(guān)節(jié)與肩關(guān)節(jié)為圓形旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。

2. 3D模型原型建立

依據(jù)草圖原型建立3D模型，如圖5，能夠更好地為空間想象提供更加直觀的思路，零件架構(gòu)與尺寸的合理性，模型與模型之間的關(guān)系是否存在穿模以及缺失的情況，都能在界面當(dāng)中得以呈現(xiàn)。

（三）基于評(píng)估進(jìn)行設(shè)計(jì)迭代

1.實(shí)體原型組裝與測(cè)試

為彌補(bǔ)3D原型缺失的實(shí)體空間感，決定根據(jù)3D原型建立實(shí)體原型，如圖5，并進(jìn)行組裝測(cè)試。實(shí)體原型的建立目的是在空間感良好的情況下更好地觀察產(chǎn)品形態(tài)、產(chǎn)品零件銜接、產(chǎn)品架構(gòu)等產(chǎn)品生產(chǎn)上的實(shí)際問題，以此來更好地論證設(shè)計(jì)理念的合理性。實(shí)體模型建立的過程中，模型的轉(zhuǎn)換、機(jī)械零件的插接、履帶式輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)、升降結(jié)構(gòu)的規(guī)劃都會(huì)以最直觀的形式呈現(xiàn)，并且提供有力的可行性論證。同時(shí)，實(shí)體模型的建立也是一個(gè)對(duì)于草圖原型、3D模型原型的一次設(shè)計(jì)迭代與反思。同等比例縮小狀態(tài)下的實(shí)體結(jié)構(gòu)，如機(jī)械臂的運(yùn)作結(jié)構(gòu)、艙體的伸縮結(jié)構(gòu)、模塊之間的銜接結(jié)構(gòu)是否能正常制造與功能是否能正常實(shí)現(xiàn)是這一階段的重點(diǎn)問題。因?yàn)榭紤]到瓜田采摘環(huán)境的場(chǎng)地局限性，在3D原型的基礎(chǔ)上，將履帶與艙體都進(jìn)行了伸縮結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以及機(jī)械臂的存放倉也一并設(shè)計(jì)在了后期的艙體之上。在制動(dòng)模塊上添加了變速遙控馬達(dá)以達(dá)到模擬預(yù)期制動(dòng)模塊尋找其他連接模塊與進(jìn)行掃描工作的目的。所有的伸縮結(jié)構(gòu)都使用國(guó)產(chǎn)微型滑塊MGN7型號(hào)進(jìn)行連接，模塊與模塊之間采用0.5cm與1.5cm為半徑的磁力為20的圓形磁鐵與塑料卡扣，配合模擬模塊連接的運(yùn)行工作，如圖5。在產(chǎn)品的CMF上也做了初期的討論，對(duì)部分零件做了噴漆和石膏粉的上色處理，在艙體中添加了隔熱材料以計(jì)算艙體的客容量條件。

原型測(cè)試小組的建立是能夠在集思廣益的思路中探尋同一原型的不同使用方法，可以讓設(shè)計(jì)者很好地脫離自身所沉浸其中的設(shè)計(jì)舒適區(qū)域。在此過程中，以視頻拍攝的方式，如圖6，記錄下用戶使用的過程并進(jìn)行整理，尋找設(shè)計(jì)最新的設(shè)計(jì)迭代方向。

2.交互原型組裝與測(cè)試

交互原型的組裝與測(cè)試，目的是將此原型的設(shè)計(jì)還原于其本身的工作環(huán)境中，基于環(huán)境尋找設(shè)計(jì)漏洞的同時(shí)論證交互原型的使用可行性。在前期的實(shí)體模型建立中，已經(jīng)添加了部分的遙控編程模塊，如圖5，以實(shí)體模型的尺寸為基礎(chǔ)，模擬產(chǎn)品的使用環(huán)境，測(cè)試遙控交互裝置的可實(shí)現(xiàn)性無人駕駛、遠(yuǎn)程遙控、裝備拆卸等交互過程在這一階段得以測(cè)試并記錄。在所有工作結(jié)束后完成了最終的效果圖原型的制作，見圖6，檢查前期所有步驟合理性的同時(shí)，為后期的模型3D打印以及模型CMF的設(shè)計(jì)做好了前期準(zhǔn)備工作。

3.設(shè)計(jì)反思提出迭代計(jì)劃

在綜上所有階段的設(shè)計(jì)結(jié)束后，需反思最后的設(shè)計(jì)結(jié)果。最終產(chǎn)出的產(chǎn)品在對(duì)于“可持續(xù)”的基本主題上雖然通過將藤蔓收集后無害化預(yù)處理的方式得以體現(xiàn)，但是在回收過程中所消耗的燃料以及排放的尾氣問題依然不能作為一個(gè)很好的設(shè)計(jì)結(jié)果得以呈現(xiàn)。在藤類植物的收獲上，機(jī)械臂零件的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)的合理性上依然存在行為動(dòng)作有所復(fù)雜、采摘結(jié)構(gòu)不夠簡(jiǎn)單高效的設(shè)計(jì)缺陷，需要進(jìn)一步改進(jìn)。在履帶式輪胎的應(yīng)用上，履帶雖然在農(nóng)田中展現(xiàn)了良好的適應(yīng)性，但是在貨物運(yùn)送的服務(wù)階段，履帶對(duì)于送貨速度的提升帶來了阻礙，如果多生產(chǎn)一組普通類輪胎則又會(huì)增加一部分成本造成更多的資本消耗。以上問題應(yīng)該在未來的新一次設(shè)計(jì)迭代中進(jìn)行改進(jìn)。

結(jié)論

通過以上對(duì)于針對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)可持續(xù)性的模塊化智能收種農(nóng)機(jī)在藤類種植區(qū)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，提出了藤類植物的選種、種植、農(nóng)藥噴灑、果實(shí)收獲、藤蔓堆肥與農(nóng)機(jī)模塊化工作、系統(tǒng)化服務(wù)流程的設(shè)計(jì)思想。加強(qiáng)了農(nóng)機(jī)位于中國(guó)藤類種植區(qū)的運(yùn)作適應(yīng)性與機(jī)械覆蓋性。同時(shí)，經(jīng)過總結(jié)與評(píng)估，在農(nóng)機(jī)的模塊化鏈接與切換可行性的設(shè)計(jì)與實(shí)踐以及用于產(chǎn)品的收獲采摘的機(jī)械零件的巧妙設(shè)計(jì)上依然存在著運(yùn)行方式簡(jiǎn)易化操作設(shè)計(jì)不足、服務(wù)流程銜接細(xì)節(jié)不明確等缺陷問題，需要繼續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的迭代與反思。在未來對(duì)于該產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)踐的任務(wù)中，希望該產(chǎn)品所提供的設(shè)計(jì)思路能應(yīng)用于更多品類農(nóng)作物的種植工作中。讓該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想與落地性實(shí)踐得到進(jìn)一步的補(bǔ)充與加強(qiáng)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)思想的呈現(xiàn)與對(duì)于社會(huì)的發(fā)展預(yù)示本領(lǐng)仍需要進(jìn)一步的學(xué)習(xí)與探索。以此來彌補(bǔ)在本次設(shè)計(jì)上的缺點(diǎn)，為農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性提供明確的方向。

參考文獻(xiàn)

[1]歐小球，唐瀚，謝向陽，等.我國(guó)西瓜甜瓜種植業(yè)發(fā)展存在的問題及對(duì)策[J]，中國(guó)瓜菜，2014，（4）：75-76.

[2]楚簫，黎 豪，梁少華，等.西瓜藤蔓材料化利用研究進(jìn)展[J]，中國(guó)瓜菜，2019，（11）：1-3.

[3]王順甲.西部邊遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)機(jī)利用效率低的原因及提升措施[J]，青海農(nóng)技推廣，2021，（2）：66-68.

[4]“中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究2050”項(xiàng)目綜合組.面向2050年我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]，中國(guó)工程科學(xué)，2022年，（1）：9-18.

[5]謝冬梅.農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展對(duì)中國(guó)糧食生產(chǎn)的影響研究[D]，西南財(cái)經(jīng)大學(xué)，2022.72-73.

[6]王懷艷.健康食品更暢銷，國(guó)產(chǎn)水果唱主角[N]，南京日?qǐng)?bào)，2022，2022-01-13.

[7]張如峰.安徽省濉溪縣西瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃建議[J]，世界熱帶農(nóng)業(yè)信息，2021，（10）：71-72.

[8]趙京，張曉丹，張自強(qiáng)，等.模塊化機(jī)械裝備及其設(shè)計(jì)方法研究綜述[J]，華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2021，10（19）：11.

[9]青宗翼，黃 龍，樊 越，等.履帶式農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)及其爬坡運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真[J]，農(nóng)機(jī)使用與維修，2022，（2）：1-10.

[10]王征，鄭剛強(qiáng).設(shè)計(jì)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的模型構(gòu)建與優(yōu)化策略研究[J].設(shè)計(jì)，2023，36（23）：89-93.

[11]張婉，蘇晨.共生視域下生態(tài)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究[J].設(shè)計(jì)，2022，35（3）：124-127.