2026院校毕业设计作品展示｜自动化设计篇（农业与养殖业）

自动化设计-01

薯田智收——共享化土豆杀秧采收系统设计

SPUD DESIGN OF A SHARED POTATO HARVESTING SYSTEM

院校：江苏大学设计艺术学院

设计者：陈辉

指导老师：沙春发（江苏大学设计艺术学院副院长、副教授、硕士生导师）

作者阐述：在农业现代化与智慧农业快速融合的背景下，传统土豆采收方式因高度依赖人工、流程分散、损伤率高等问题，难以应对集中采收期的效率与品质挑战。本设计专为西南平坝地区的中小规模土豆种植户设计，以“低损伤、易使用、可共享”为核心设计理念，整合了杀秧、挖掘、薯土分离、柔性输送与集薯暂存等功能，形成一体化作业流程。同时，配套设计的共享充电站与 APP 交互系统构建了集预约、作业、监控、补能、维护于一体的完整闭环，探索了土豆采收装备共享的新模式，为中小农户提供更加高效、便捷、可持续的智能采收解决方案。

指导老师评语：本选题精准切中西南平坝地区土豆机械化采收的痛点，尤其是充分考虑了目标用户（中小农户）的实际使用需求，具有重要的现实意义与应用价值。该生并未停留在对单一农机具的造型改良上，而是以系统性的设计思维，构建了一个集无人智能装备、共享服务模式与数字化管理平台于一体的完整解决方案，体现出优秀的设计洞察力与创新整合能力。

设计成果“SPUD 无人杀秧采收装备”，将复杂的采收流程整合为前、中、后三个连续模块，技术逻辑严谨。运用“锐面紧凑”风格，通过简洁的块面、低重心的履带结构与克制的银灰与橙色色彩体系，塑造出既稳固可靠又具有未来科技感的装备形象，很好地平衡了农业机械的功能性与审美性。配套的共享充电站与 APP 设计，与主机的视觉高度统一，共同构成了完整的服务生态系统，使设计从“产品”层面上升到了“服务”层面，是具有前瞻性和探索性的优秀概念设计。

/ 案例解析 /

设计选题与创作背景：在智慧农业快速发展的时代背景下，传统土豆采收方式人工依赖度高、作业流程分散、采收损伤难以控制等问题愈发突出。我国西南平坝地区土豆种植以中小农户和合作社为主体，面临采收期集中、购机与维护成本高、现有农机功能单一且难以连续作业等现实困境。基于乡村振兴与智能装备发展的战略导向，本选题以土豆成熟期采收为切入点，打造 SPUD 共享化无人杀秧采收系统，探索一种更加高效、低损、便捷且可持续的土豆采收新模式。

设计理念与创新点：本设计以“低损伤、易使用、可共享”为核心设计理念重构共享采收系统。功能一体：将杀秧、挖掘、薯土分离、柔性输送与集薯暂存进行一体化整合，有效减少人工重复参与、多机具反复进地的效率低下问题。共享模式：引入共享模式，通过乡镇服务站持有、农户按需租用，显著降低中小农户使用高端智能农机的门槛，提高设备利用率。数字体验：配套 APP 实现从预约、监控到结算的全流程数字化管理，使复杂的农机操作变得简单透明，极大降低用户学习成本。

人机与功能说明：产品采用清晰的“前中后”分区式功能结构。行走系统：低重心履带底盘，提供优异的田间通过性与作业稳定性。前端（杀秧模块）：可依据垄面状态进行高度自适应调节，确保茎叶清理干净且不损伤薯块。中部（采收模块）：集成低损伤挖掘铲、柔性输送链与薯土分离结构，完成核心的挖掘、筛分与输送工作。后部（集薯模块）：设置集薯暂存仓，减少人工在田间反复捡拾与搬运的负担。交互系统：依托车身传感器与 APP，用户可远程完成作业预约、实时进度查看、设备状态监控与异常报警，实现人机分离的智能化管理。

材料与工艺

机身主体：耐候性工程塑料与金属骨架相结合，兼具轻量化、抗冲击、耐磨损和易维护的特点。

行走部件：橡胶履带与金属承载件组合，保证通过性的同时，减少对土壤的压实。

作业部件：前端杀秧、挖掘等关键部件采用高强度钢材，确保结构耐用性、耐候性。

表面处理：银灰与黑色的主色调传递专业、耐用的产品性格，橙色作为点缀色用于功能区域和安全警示，提升识别度与安全性。

设计流程简述：设计前期围绕土豆产业、采收流程、用户需求与竞品装备展开调研，明确场景痛点。随后完成服务模式、功能架构、APP 构思与造型推演，并通过建模、渲染、贴花优化和模型制作，形成完整产品系统方案。

产品功能说明：本产品围绕丘陵地带甘蔗自动化种植需求，功能上主要分为地形识别、路径规划、开沟、供种排种与覆土五个模块，操作流程清晰，用户通过触摸屏遥控器完成启动、路线确认与作业控制。人机设计上，整机采用低重心、紧凑化布局，控制界面信息分区明确，便于合作社及小农户快速上手；储种箱与关键操作部件设置在 便于观察和维护的位置，提升补种与检修效率。结构上采用模块化设计，各功能单元可独立拆装，便于运输、收纳与后期维护，增强了设备在复杂丘陵环境中的实用性与适配性。

自动化设计-02

面向丘陵地带的甘蔗自动化种植装备 创新设计

INNOVATIVE DESIGN OF AUTOMATED SUGARCANE PLANTING EQUIPMENT FOR HILLY AREAS

院校：广东工业大学艺术与设计学院

设计者：林振楠

指导老师：张超（广东工业大学艺术与设计学院工业设计系副主任、讲师）

张晓刚（广东工业大学艺术与设计学院副院长、教授、博士生导师）

作者阐述：本装备是一款面向丘陵地带甘蔗种植场景的智能化小型自动化装备，主要针对传统甘蔗种植在复杂地形条件下存在的劳动强度高、作业效率低、机械化适应性差等现实问题而设计。装备采用两段式履带行走底盘，以增强在坡地、松软土壤及不规则地块中的通过性与稳定性；同时将仿形开沟系统与仿形覆土系统进行集成设计，使设备能够更好地适应丘陵地区狭小、分散且起伏明显的作业环境，提升开沟深度与覆土厚度的一致性。整体设计以高效、轻量、智能为导向，将机械化作业与智能控制相结合，在满足丘陵甘蔗种植农艺要求的基础上，形成了一套具备较强适应性和连续作业能力的一体化装备解决方案，为丘陵地区甘蔗种植的机械化升级与农业现代化发展提供了新的设计思路。

指导老师评语：面向丘陵地带的甘蔗自动化种植装备创新设计围绕丘陵地区地块零散、坡度大、人工种植效率低等实际问题，提出了集开沟、供种、排种、覆土及无人机协同识别于一体的智能化种植装备方案，具有较强的现实针对性和一定的创新价值，对丘陵地区甘蔗机械化种植装备的设计研究具有积极的参考意义。研究结合用户需求、作业流程及农艺要求开展系统分析，并完成从设计定位、造型推演到功能实现的完整设计过程，体现出较好的综合设计能力与工程思维。

/ 案例解析 /

设计选题与创作背景：本设计面向丘陵地带甘蔗种植场景，针对地块破碎、坡度大、人工种植效率低、机械适配性差等现实痛点展开研究。选题来源于乡村振兴与农业现代化需求，聚焦丘陵蔗区蔗农与合作社的实际作业场景，旨在通过智能化、小型化、适地化的种植装 备设计，降低人工依赖，提升丘陵地区甘蔗种植效率与机械化水平，推动丘陵蔗区农业现代化发展。

设计理论与创新点：本设计以“丘陵适应、智能协同、精准种植”为核心理念，构建了一套面向丘陵地带复杂地形的自动化种植解决方案。造型上采用模块化体块组合设计语言，通过紧凑布局与低重心设计提升设备稳定性。功能上创新引入无人机与种植装备协同作业模式，实现地形识别、路径规划与自动种植联动；针对甘蔗横向种植农艺需求，设计储种、整流、定距排种一体化机构，提高种植精度与作业效率。 技术上采用两段式履带底盘、模块化结构设计及多传感器融合控制技术，增强复杂丘陵地形适应能力，为丘陵农业装备智能化发展提供新的设计思路。

材料与工艺：本产品以耐用性、轻量化与可制造性为原则进行材料与工艺选择。整机主承力框架采用高强度钢材焊接成型，满足复杂 工况下的结构强度与稳定性需求；外覆盖件采用铝合金板材与工程塑料相结合的方式，在保证强度的同时降低整机重量；储种箱内衬及防 护部件选用工程塑料与耐磨复合材料，以降低摩擦和卡料风险。在制造工艺方面，主体结构主要采用钣金折弯、激光切割、焊接组装等成熟工艺，既保证结构精度，又有利于后期批量化生产。选材上强调成本可控、耐腐蚀、易维护，同时通过耐候性工业喷涂工艺提升装备的工业感与专业性。

设计流程阐述：本设计首先围绕丘陵地带甘蔗种植的地形特征、农艺要求与蔗农作业痛点展开调研，通过分析广西、云南丘陵蔗区环境、用户旅程以及国内外丘陵农机与甘蔗种植机案例，提炼出设备在地形适应、横向排种和作业效率上的核心需求。随后进行草图推演与方案筛选，再完成三维建模、效果渲染、UI 界面设计与样机展示，并在此基础上不断迭代优化，最终形成完整的设计方案。

自动化设计-03

SHELL GUARDIAN——未来海水酸化情景下的贝类养殖和采集产品概念设计

SHELL GUARDIAN - CONCEPTUAL DESIGN OF SHELLFISH FARMING AND COLLECTION PRODUCTS IN THE FUTURE SCENARIO OF SEAWATER ACIDIFICATION

院校：浙江理工大学艺术与设计学院

设计者：谢益群

指导老师：包德福（浙江理工大学艺术与设计学院产品设计系主任、副教授、硕士生导师）

作者阐述：全球气候变化充满挑战，如何与变化的世界共处，成为当今社会不得不关注的问题。本设计关注全球海洋酸化对贻贝养殖造成的贻贝生长不良、壳体破碎严重的问题，提出了一种“养殖柱 + 运输平台”的组合方式，在保障贻贝正常生长的同时实现自动采收。养殖柱配备有 pH 监测以及碱性液体喷洒装置，能够对养殖柱区域水体酸碱度进行监测并加以调节，采用套筒式刮刀缓慢提升的方式剥离贻贝，实现自动采收。而运输平台则负责自动抓取养殖柱上的暂存盒，完成贻贝的运输，同时补充碱性液体，从而实现“监测—调控—采摘—运输—补充”的产品系统。为酸化海水中的贻贝养殖提供了能够保证产量、降低劳动力成本、提高工作效率的产品服务系统，以应对气候变化带来的巨大挑战。

指导老师评语：“未来海水酸化情景下的贝类养殖和采集产品概念设计”聚焦全球海洋酸化对贻贝养殖的胁迫问题，选题具有明确的社会价值与社会意义。该生以贻贝养殖为对象，通过大量的桌面调研以及实地走访了解了市场具体需求，提出了“养殖柱 + 运输平台”协同的产品系统。设计功能逻辑清晰，创新性地将 pH 监测、碱性物质主动喷洒、套筒式柔性刮刀自动采收与无人转运整合为闭环产品服务系统。该生能够将海洋科学中的 pH 阈值、壳体溶解规律等研究成果转化为具体的设计参数，展现出良好的跨学科整合能力。作品为酸化海域贻贝养殖提供了一种降人工、提效率、保完整度的系统性解决方案，具有较强的创新性和应用潜力，为应对气候变化带来的挑战提供了一种概念性的产品应对方案。

/ 案例解析 /

设计选题与创作背景：全球海洋酸化加剧，影响了贻贝摄食能力和生长速度，造成贻贝壳薄易碎、产量及品质下降。目前缺乏专门应对酸化的养殖设备，沿海渔民仍然采用传统方式检测水质并进行贻贝采收，劳动力消耗大并且贻贝容易损伤。本产品围绕智能化及绿色可持续的主题，从“酸化适应性”的理念出发，设计出一种“养殖柱 + 运输平台”的组合方案，对局部区域进行 pH 控制并实现低损伤自动化采收，从而减少人工作业负担，解决酸化海域贻贝养殖痛点。

设计理念与创新点：本设计以“酸化适应性”为核心理念，将环境变化作为设计约束而非外部干扰。功能创新上，养殖柱具有 pH 监测以及碱性物质喷淋的功能，可以对局部水体进行调节；套筒式柔性刮刀以较低速度剥离贻贝，取代传统的敲打或铲除方式，大大降低贻贝外壳损伤率。在造型及系统上，养殖柱表面质感粗糙，模仿自然附着面；正三角形运输装置配合三个抓夹，可实现自主运输；模块化养殖柱设计符合合作社和散户的需求，可组成自动化养殖的产品系统。

产品功能说明：养殖柱产品集成 pH 监测及碱性物质自动喷淋功能，在海水 pH 过高时可以对局部水体进行调节。贻贝成熟时，套筒式刮刀传动提升，刮片将贻贝刮下并使其掉入暂存盒中，实现低损伤自动化采收。运输平台能对接暂存盒并运输，同时具备添加碱性物质的功能，可一键完成全部工作。养殖柱以及运输平台上搭载太阳能电池板，自行发电以延长续航时间。运输平台采用共享服务模式，降低使用成本，满足个人或者合作社的不同需求。

材料与工艺：主体结构采用海洋级铝合金以及 316L 不锈钢材质，耐腐蚀性能优良且强度高，保证其能够长时间处于水中而不易损坏；对接抓夹以及密封圈为硅胶材质，具有一定的弹性并且不易打滑；暂存盒使用半透明聚碳酸酯以及 HDPE 材质，可以清晰地看到内部剩余的空间并且不易破裂；太阳能板采用钢化玻璃层压工艺，表面自清洁涂层可减少海盐附着。考虑到耐候性、轻便性以及后期维护难度等因素，整体材料均适合应用于海上高湿、高盐环境中。

设计流程简述：本设计首先分析海水酸化对贻贝养殖的影响，分析市场需求和技术难点。根据渔民作业特点，确定以“酸化适应性”为主题进行设计，绘制草图并规划其功能结构。用 Arduino 模拟工作流程，在此基础上制作模型，测试可行性，形成完整的设计方案。