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)計背景

根據(jù)我國近年來的肉類消費(fèi)概況所示，我國肉類的消費(fèi)情況一直呈上升趨勢，豬肉一直占據(jù)主導(dǎo)。但是，近年國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2016年，我國水產(chǎn)品生產(chǎn)量為6700萬噸，其中74%來自水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。2000～2016年，中國淡水與海水水產(chǎn)品天然生長量年均分別增長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94.1%和117.8%。魚類產(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?？梢?，健康飲食越來越受到人們的重視，高蛋白、低脂肪的魚類產(chǎn)品更多地擺上了餐桌，魚類產(chǎn)品受到了更多用戶的青睞。

但鮮活魚類的剖殺對許多人來說既費(fèi)時又費(fèi)力，只能選擇賣場已處理好的不太新鮮的半成品魚類食材。為了降低剖殺魚過程的難度，滿足消費(fèi)者能更快更安全地處理魚類產(chǎn)品的需求，因此，一款操作簡單、安全、多功能的剖魚器的設(shè)計就成為必要。

2 設(shè)計方案

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)部安裝有剖魚裝置，產(chǎn)品頂端安裝有剁魚器，尾端為刀柄，在產(chǎn)品內(nèi)部安裝有機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)。刮鱗裝置是由一個紡錘狀薄殼刮鱗器及其表面安裝的多個刮鱗刀組成，固定于刀身前端；剖魚裝置安裝于刮鱗器內(nèi)部，由托力盤、推力桿、剖魚刀、彈簧、刀嘴組成；剁魚器為剁魚刀，嵌于刀身頂部；機(jī)械傳動結(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，帶動托力盤上移，彈簧壓縮，直至托力盤與傳力杠桿1左端卡住，此時，傳力杠桿1左端受到托力盤向下的壓力，傳力杠桿1右端上移，再帶動傳力杠桿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，帶動傳力杠桿1右端下降，左端抬升，推動托力盤上移，擠壓彈簧。當(dāng)傳力杠桿1左端抬到指定高度，托力盤脫離傳力杠桿1的影響，此時，托力盤就會受到彈簧的彈力，帶動剖魚刀向刀嘴方向彈出。

圖2 傳力分析示意圖

2.3 產(chǎn)品操作過程

使用本設(shè)計產(chǎn)品對一條魚的清理過程可歸納為以下七個步驟，如圖3所示：

步驟一：準(zhǔn)備好要清理的魚和多功能剖魚器；步驟二：手持剖魚器手柄部分利用刮鱗器模塊進(jìn)行魚鱗的清理；步驟三：調(diào)節(jié)調(diào)力桿，設(shè)置剖魚刀的推力；步驟四：將剖魚刀位置對準(zhǔn)魚腹，按下手柄處的按鍵，將魚腹剖開；步驟五：清理魚腹內(nèi)部雜物；步驟六：根據(jù)需要利用剁魚刀剁掉魚頭或者是其他部分；步驟七：清洗干凈剖魚器，擦干、收納。在操作過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)行交互的過程，產(chǎn)品的整體尺度、每個按鍵的尺寸、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)，為使用者在操作過程中提供更加舒適的、省力的體驗(yàn)。

在手柄的尺度設(shè)計中，還需要考慮手幅長度、手握粗度、握持狀態(tài)和觸覺的舒適性，通常手柄的周長必須小于手幅的長度，才能使手掌對手柄實(shí)行完全抓握，使手在握柄上有一個活動和選擇的范圍，采用人機(jī)工程學(xué)中數(shù)據(jù)計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)計的產(chǎn)品尺寸與來自此數(shù)據(jù)的結(jié)果相結(jié)合，確定本設(shè)計手把的直徑為65mm較為合適。

對于產(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減小重量。雙手配合反向扭動的角度為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。而刮動一次所以的力大概100～200N，而在產(chǎn)品使用時，整個手臂需要多次來回伸縮，并且還有魚鱗的阻力的情況下，清理一條魚的時間大概為3～5min。因此，一個多功能剖魚器的重量大概是180～220g，刮動一次的力大概需要150N之間，刮一次魚鱗的時間按大概為3min，因此，刮鱗很少會感覺到累，很符合產(chǎn)品的人機(jī)工學(xué)。而剖魚刀上設(shè)計有省力的裝置，可以輕松地進(jìn)行剖魚活動。

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。就本設(shè)計產(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，更容易打動人心。

產(chǎn)品在被使用時，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，還能節(jié)省空間。

3 結(jié)語

該多功能剖魚器設(shè)計可總結(jié)如下：一是實(shí)現(xiàn)刮鱗、剖魚、剁魚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，操作簡單，使用方便。

該多功能剖魚器設(shè)計優(yōu)化了殺魚、剖魚的過程，并大大提高了用戶的使用安全系數(shù)，具有很好的市場開發(fā)價值。