居家生活用品基于TRIZ理論40個(gè)發(fā)明原理的研究

曹顯瑩 宋明皓 牛犇

摘 要 通過(guò)學(xué)習(xí)利用TRIZ理論中40個(gè)發(fā)明原理提出創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。以居家生活用品設(shè)計(jì)為研究對(duì)象， 并對(duì)產(chǎn)品在創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中所存在的問(wèn)題進(jìn)行描述，通過(guò)結(jié)合問(wèn)題利用40個(gè)發(fā)明原理進(jìn)行改進(jìn)，并總結(jié)出作品存在的文藝對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)要素以及可以利用的創(chuàng)新原理。結(jié)論TRIZ理論在產(chǎn)品領(lǐng)域的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是具有一定的可行性，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中運(yùn)用TRIZ理論可以快速找出聚焦到設(shè)計(jì)的思路方向，有效的提高創(chuàng)新設(shè)計(jì)的時(shí)間效率。

關(guān)鍵詞 生活用品 40個(gè)發(fā)明原理 創(chuàng)新設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：F276.44文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0前言

TRIZ理論是由前蘇聯(lián)發(fā)明家——根里奇·阿奇舒勒為首的研究團(tuán)隊(duì)，針對(duì)人類(lèi)當(dāng)時(shí)已有的大量的技術(shù)創(chuàng)新成果，對(duì)其進(jìn)行搜集、研究、整理、歸納、提煉，進(jìn)而創(chuàng)建的一整套系統(tǒng)化、實(shí)用的解決發(fā)明問(wèn)題的理論體系。

通過(guò)大量的專(zhuān)利由TRIZ理論凝練出了40個(gè)基本的發(fā)明原理，通過(guò)長(zhǎng)期的應(yīng)用表明，這40個(gè)發(fā)明原理不僅可以反復(fù)并直接地應(yīng)用于發(fā)明創(chuàng)新當(dāng)中，同樣也可以與TRIZ理論中的其他工具相配合，從而找到發(fā)明問(wèn)題的解決辦法。近年來(lái)科技的不斷發(fā)展，如何高效的發(fā)明創(chuàng)新成為科技工作者廣為思考的方向，TRIZ理論的應(yīng)用研究也因此受到廣泛的關(guān)注，研究領(lǐng)域主要集中在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、家電產(chǎn)品、專(zhuān)利管理及工程管理。將其應(yīng)用于居家生活用品的研究與創(chuàng)新，從而改善生活質(zhì)量提高生活舒適度。

1問(wèn)題分析及解決方法

1.1問(wèn)題分析

人的一生的時(shí)間超過(guò)67%的時(shí)間是在家庭中度過(guò)的，總有一些用品在居家幸福生活中起到關(guān)鍵作用。例如：舒適的馬桶、方便的剝蒜器、簡(jiǎn)潔的衣物收納以及多層褲掛等等。如今生活中，垃圾桶作為生活中的必需品見(jiàn)證著人類(lèi)的每一段歷史進(jìn)程。而伴隨著人們生活水品的不斷提高，對(duì)生活品質(zhì)的要求也愈加關(guān)注，智能家居垃圾桶隨之而生。

本作品主要由芯片的信號(hào)檢測(cè)電路模塊，控制語(yǔ)音電路模塊與電路模塊幾個(gè)部分組成。是一款集合了機(jī)、光、音、電于一體的新型科技產(chǎn)品。利用信號(hào)檢測(cè)電路模塊對(duì)本品探測(cè)范圍內(nèi)有人進(jìn)入或其他檢測(cè)信號(hào)時(shí)，利用芯片控制中心模塊的分析進(jìn)行處理。

本文以智能垃圾桶為例進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)該產(chǎn)品面臨的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行具體的剖析，對(duì)需要解決的問(wèn)題通過(guò)TRIZ理論中的技術(shù)矛盾提出可實(shí)施的方案，并參考TRIZ40個(gè)發(fā)明原理（反饋原理）制定出一系列的方案，尋找問(wèn)題最后的發(fā)展方向。

其設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下三方面：

（1）環(huán)保節(jié)能：本作品有休眠喚醒功能，長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，探測(cè)區(qū)域內(nèi)沒(méi)有人進(jìn)行投放垃圾，單片機(jī)自動(dòng)關(guān)閉除紅外感應(yīng)以外的電路電源，進(jìn)行睡眠，進(jìn)而對(duì)電能的消耗起到減少消耗的作用，而且通過(guò)語(yǔ)音提示來(lái)進(jìn)行垃圾分類(lèi)，也做到了環(huán)保的作用。

（2）智能感應(yīng)：當(dāng)物體或人手接近感應(yīng)窗（投放口）約100cm時(shí)，智能垃圾桶蓋自動(dòng)開(kāi)啟，垃圾投放過(guò)程結(jié)束之后，在系統(tǒng)設(shè)定時(shí)間內(nèi)桶蓋會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，無(wú)需碰觸智能垃圾桶。

（3）干凈衛(wèi)生：智能垃圾桶應(yīng)求了大眾社會(huì)的追求，打破了傳統(tǒng)市面帶蓋垃圾桶的打開(kāi)方式，不拘泥于肢體接觸的思維慣性，既保證了垃圾存放期間內(nèi)的產(chǎn)生不良?xì)怏w的散溢，同樣也避免人與垃圾桶的接觸，減小細(xì)菌在日常生活中的交叉感染。讓日常垃圾丟棄成為一種生活的享受，提高生活質(zhì)量。

1.2運(yùn)用得到的TRIZ原理

技術(shù)矛盾改善的參數(shù)：No.12形狀;No.31物體產(chǎn)生的有害因素;No.33可操作性;No.35適應(yīng)性及多用性;No.38自動(dòng)化程度。

惡化的參數(shù)：No.22能量損失;No.27可靠性;No.36裝置復(fù)雜性。由矛盾矩陣表查得可利用發(fā)明原理為：

改善的參數(shù)：能量損失、可靠性、裝置復(fù)雜性。

惡化的參數(shù)：形狀、物體產(chǎn)生的有害因素、可操作性、適應(yīng)性及多用性、自動(dòng)化程度。

根據(jù)39個(gè)工程參數(shù)提出的方案：

原理2：提取法則，從物體中抽出產(chǎn)生負(fù)面影響的部分或?qū)傩浴⒗安槐憬莶粶?zhǔn)確的缺點(diǎn)提出。

原理3：局部質(zhì)量改善法，物體的不同部分應(yīng)具有不同的功能。紅外感應(yīng)器接受感應(yīng)芯片處理功能。

原理5：組合法，把空間上相同或類(lèi)似的操作聯(lián)合起來(lái)。智能垃圾桶將處理垃圾處理異味完美結(jié)合。

原理6：一物多用法，一個(gè)物體能夠執(zhí)行多種不同功能。通過(guò)在智能垃圾桶來(lái)解決垃圾處理的不同方式。

原理15：動(dòng)態(tài)化法，將物體不動(dòng)的部分變?yōu)閯?dòng)的增強(qiáng)其運(yùn)動(dòng)性。智能垃圾桶不再局限于裝垃圾。

原理18：機(jī)械振動(dòng)法，利用無(wú)線(xiàn)信號(hào)和電磁場(chǎng)共同作用解決智能開(kāi)鎖問(wèn)題。

原理24：中介法，利用可以遷移或有傳遞作用的中間物體。利用發(fā)射無(wú)線(xiàn)信號(hào)。

原理28：機(jī)械系統(tǒng)替代法，用感應(yīng)器代替原來(lái)打開(kāi)的機(jī)械力。

2結(jié)語(yǔ)

采用對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理、結(jié)合資源產(chǎn)生擬解決的方案：根據(jù)以上分析總結(jié)出幾個(gè)比較可行的方案，進(jìn)行分析比較方案1（把垃圾桶換成智能垃圾桶）和方案2（制作用通過(guò)電信號(hào)控制垃圾桶）可知：方案1，雖然可以解決便捷扔垃圾、提高安全度的問(wèn)題，但是無(wú)法解決當(dāng)人不在近距離時(shí)進(jìn)行遙感的問(wèn)題;但是方案2卻可以解決，并且從技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)方案2比方案1成本更低。

基金項(xiàng)目：黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃2018年度青年專(zhuān)項(xiàng)課題 （課題批準(zhǔn)號(hào)GJD1318016）研究成果。

作者簡(jiǎn)介：曹顯瑩（1984.10-）女，漢族，山東省人，碩士，哈爾濱石油學(xué)院講師，研究方向：物理教育。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫東陽(yáng).TRIZ理論在旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].包裝工程，2017，38（07）：248-252.