基于TRIZ技術的便攜式牙刷的創新設計

王冬梅 / 上海電機學院

基于TRIZ技術的便攜式牙刷的創新設計

王冬梅 / 上海電機學院

本文基于triz創新理論，利用螺旋三層伸縮機構原理，設計了一種方便收納衛生又便于攜帶的牙刷，詳細介紹了其總體結構以及工作原理。

牙刷；便攜式；螺旋機構

引言

TRIZ理論的核心思想主要體現在三個方面。首先，無論是一個簡單產品還是復雜的技術系統，其核心技術的發展都是遵循著客觀的規律發展演變的，即具有客觀的進化規律和模式；其次，各種技術難題和矛盾的不斷解決是推動這種進化過程的動力；第三，技術系統發展的理想狀態是用最少的資源實現最大效益的功能。 簡單地說，ARIZ第一就是將系統中存在的問題最小化，原則是在系統能夠實現其必要功能的前提下，盡可能不改變或少改變系統；第二是定義系統的技術矛盾，并為矛盾建立“問題模型”；然后分析該問題模型，定義問題所包含的時間和空間，利用物－場分析法分析系統中所包含的資源；接下來，定義系統的最終理想解。利用triz理論對現行牙刷進行優缺點分析，結合三層式螺旋伸縮機構，進行移植創新，提出了便于收納攜帶的創新型牙刷設計。

1.便攜牙刷設計總體方案

牙刷作為人們日常生活中一種不可或缺的護理用具，通常地，在牙齒清潔后牙刷之手柄置于漱口杯中，牙刷之刷毛外露于空氣中。顯然地，這種收納方式使得傳統牙刷不僅容易沾灰，而且易于細菌滋生。

另外，為了便于外出旅行攜帶，新式的折疊牙刷也已問世。雖然其占用空間較小，但是所述折疊式牙刷之手柄承載能力欠佳，當置于收納箱中時往往容易折斷，實用性差。

故針對現有技術存在的問題，本設計根據生活經驗，積極研究改良，設計了一種便攜式牙刷。

本設計是針對現有技術中，現有的牙刷不便于攜帶，且易于滋生細菌，以及現有的折疊式牙刷之手柄承載能力欠佳，當置于收納箱中時往往容易折斷，實用性差等缺陷提供一種便攜式牙刷。

為了解決上述問題，本牙刷包括微型電機，伸縮螺旋機構式牙刷體及牙刷頭。具體結構包括：螺桿，呈中空柱狀，螺桿之兩端分別設置內螺紋和導槽；螺紋頂桿的外側設置與螺桿的內螺紋相匹配的外攻絲；牙刷本體的一端設置與螺桿的導槽相匹配的滑動塊，牙刷本體的另一端設置用于牙齒清潔的刷毛；蓋體，用于牙刷本體收容在螺桿后與螺桿之異于內螺紋的一端蓋盒。

2.工作原理

在使用時，螺紋頂桿12的外側設置與螺桿11的內螺紋相匹配的外攻絲121，螺紋頂桿12的外側的外攻絲121與螺桿11的內側的內螺紋以螺旋方式連接。牙刷本體13的一端設置與螺桿11的導槽相匹配的滑動塊131，牙刷本體13的滑動塊131在外力作用下，可沿著螺桿11的導槽移動。牙刷本體13的滑動塊131與螺桿11的導槽滑動連接。蓋體14用于牙刷本體13收容在螺桿11后并螺桿11之異于內螺紋的一端蓋盒，即蓋體14避免牙刷本體13的刷毛132與外界空氣接觸。

當使用便攜式牙刷1時，第一、旋轉螺紋頂桿12，螺桿11在內螺紋與外攻絲的扭力作用下旋轉上升；第二、牙刷本體13之滑動塊131容置在螺桿11之導槽內，并在推力作用下向異于螺紋頂桿12一側的方向運動；第三、刷毛132在牙刷本體13的運動中露于螺桿11之外側，便于牙齒清潔。

當收納便攜式牙刷1時，在清潔完畢后，以與便攜式牙刷1工作方向的反方向旋轉螺紋頂桿12，則牙刷本體13、螺桿11，以及螺紋頂桿12套置為一體，并蓋盒蓋體14。

便攜式牙刷1通過設置螺旋方式連接的螺紋頂桿12和螺桿11，以及滑動連接的牙刷本體13和螺桿11，不僅在使用時操作方便，而且在使用后可通過所述蓋體14蓋盒為一體，起到攜帶方便、環保衛生的功效。

3.結束語

本設計受到螺旋伸縮機構設計的啟發，結合生活中使用牙刷不夠衛生，收納不方便等情況，設計的一款創新性便攜式牙刷，結構簡單，經濟方便。

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王冬梅:（1968-）女，博士，副教授，機械設計及其自動化專業,主要研究方向：現代機械設計方法學。