一种多功能剖鱼器设计

叶飞，罗威，张伟，钟仕，王倩

（成都理工大学，四川 成都 610051）

1 设计背景

根据我国近年来的肉类消费概况所示，我国肉类的消费情况一直呈上升趋势，猪肉一直占据主导。但是，近年国家统计局数据显示，2016年，我国水产品生产量为6700万吨，其中74%来自水产养殖业。2000～2016年，中国淡水与海水水产品天然生长量年均分别增长16.3%和12.7%，淡水与海水水产品人工养殖量年均分别增长94.1%和117.8%。鱼类产品不再是沿海沿江人民的特产，而是走入了更多的内陆居民的家庭。可见，健康饮食越来越受到人们的重视，高蛋白、低脂肪的鱼类产品更多地摆上了餐桌，鱼类产品受到了更多用户的青睐。

但鲜活鱼类的剖杀对许多人来说既费时又费力，只能选择卖场已处理好的不太新鲜的半成品鱼类食材。为了降低剖杀鱼过程的难度，满足消费者能更快更安全地处理鱼类产品的需求，因此，一款操作简单、安全、多功能的剖鱼器的设计就成为必要。

2 设计方案

2.1 产品结构

该产品整体为钉枪形状。如图1所示，其前端设置有刮鳞装置，在刮鳞装置内部安装有剖鱼装置，产品顶端安装有剁鱼器，尾端为刀柄，在产品内部安装有机械传动结构。刮鳞装置是由一个纺锤状薄壳刮鳞器及其表面安装的多个刮鳞刀组成，固定于刀身前端；剖鱼装置安装于刮鳞器内部，由托力盘、推力杆、剖鱼刀、弹簧、刀嘴组成；剁鱼器为剁鱼刀，嵌于刀身顶部；机械传动结构由按键、传力杠杆1、传力杠杆2和销子构成，可实现剖鱼刀的收起和弹出。

图1 整体结构示意图

2.2 机械传动分析

准备阶段（传力方向如图2虚箭头所示）：将推力杆上推，带动托力盘上移，弹簧压缩，直至托力盘与传力杠杆1左端卡住，此时，传力杠杆1左端受到托力盘向下的压力，传力杠杆1右端上移，再带动传力杠杆2左端上移右端下降，进而使得按键凸起，进入准备状态。

剖鱼阶段（传力方向如图2实箭头所示）：按压按键，传力杠杆2右端上升，左端下降，同时，带动传力杠杆1右端下降，左端抬升，推动托力盘上移，挤压弹簧。当传力杠杆1左端抬到指定高度，托力盘脱离传力杠杆1的影响，此时，托力盘就会受到弹簧的弹力，带动剖鱼刀向刀嘴方向弹出。

图2 传力分析示意图

2.3 产品操作过程

使用本设计产品对一条鱼的清理过程可归纳为以下七个步骤，如图3所示：

步骤一：准备好要清理的鱼和多功能剖鱼器；步骤二：手持剖鱼器手柄部分利用刮鳞器模块进行鱼鳞的清理；步骤三：调节调力杆，设置剖鱼刀的推力；步骤四：将剖鱼刀位置对准鱼腹，按下手柄处的按键，将鱼腹剖开；步骤五：清理鱼腹内部杂物；步骤六：根据需要利用剁鱼刀剁掉鱼头或者是其他部分；步骤七：清洗干净剖鱼器，擦干、收纳。在操作过程中步骤三与步骤四必须按照顺序执行。

2.4 人机分析

图3 操作流程示意图

产品在整体的使用过程就是主要就是人体的手部与产品之间进行交互的过程，产品的整体尺度、每个按键的尺寸、在功能的实现中，所需要的握力、压力与扭力、剁鱼刀使用的力气大小，都需要着重考虑人机工程学，为使用者在操作过程中提供更加舒适的、省力的体验。

在手柄的尺度设计中，还需要考虑手幅长度、手握粗度、握持状态和触觉的舒适性，通常手柄的周长必须小于手幅的长度，才能使手掌对手柄实行完全抓握，使手在握柄上有一个活动和选择的范围，采用人机工程学中数据计算得出一般人体的手掌宽度一般在71～97mm，和人体手掌持握的最佳尺寸50～70（其数据取值范围为95%的女性到5%的男性手掌宽度数据），将本设计的产品尺寸与来自此数据的结果相结合，确定本设计手把的直径为65mm较为合适。

对于产品的易操作性分析。结合人机工程中所讲手部的产品设计重量应小于2.3kg并且重心尽可能接近手掌中心。产品的材料尽可能在保持功能需要的同时减小重量。双手配合反向扭动的角度为0°～120°，再结合手腕握力最佳的握力空间在51～76，最大力是450N。而刮动一次所以的力大概100～200N，而在产品使用时，整个手臂需要多次来回伸缩，并且还有鱼鳞的阻力的情况下，清理一条鱼的时间大概为3～5min。因此，一个多功能剖鱼器的重量大概是180～220g，刮动一次的力大概需要150N之间，刮一次鱼鳞的时间按大概为3min，因此，刮鳞很少会感觉到累，很符合产品的人机工学。而剖鱼刀上设计有省力的装置，可以轻松地进行剖鱼活动。

产品在与环境的适应性当中，产品小巧、收纳方便、与一般环境相适应。示能是人与环境之间可能的互动。就本设计产品而言，可与任何家居环境相适，产品更需要与当下的人们的价值观相适应。能在情感上产生共同的情感共鸣的产品，更容易打动人心。

产品在被使用时，可以作为摆件放置在家中的任何可以摆放位置。产品在与环境的适应性当中，产品小巧、收纳方便，与一般环境相适应。产品的外形设计是与一般刀具大小相同，与大多数柜体相适，方便收纳的同时，还能节省空间。

3 结语

该多功能剖鱼器设计可总结如下：一是实现刮鳞、剖鱼、剁鱼了为一体的基本功能，即产品的一体化；二是功能的独立区域划分，实现了产品的多元化使用方式；三是功能的有序组合，增加了可操作性，实现了流程化操作；四是在外观造型、配色上更加年轻化，增加了观赏性、趣味性；五是在多功能的基础上实现了资源的合理利用，增加了更多的环保性；六是符合人机工程学原理，操作简单，使用方便。

该多功能剖鱼器设计优化了杀鱼、剖鱼的过程，并大大提高了用户的使用安全系数，具有很好的市场开发价值。