基于TRIZ理論改進的一種中藥切削臺

張永慧 張世杰 羅斯字 史菲 陳進松 劉丹

關鍵詞：TRIZ;創新方法;中藥材;中藥切削臺

我國藥材資源十分豐富，其經營、流通的藥材達千余種，除少數礦物藥和部分質地堅硬而不適合切制的動植物藥材外，近超過一半的中藥材需要切削加工，切削成薄片、厚片、段、顆粒等不同形狀，針對目前情況，市場上現有的中藥切片機和粉碎機均存在功能單一，加工效率低等問題，因此本文通過TRIZ創新方法理論，提出關于一種中藥材切削臺改進綜合方法。

1方案研究

1.1問題分析

首先我們對當前發明問題進行初始形勢分析，通過調查研究發現目前市面上的中藥材切削臺種類繁多，但存在刀片不夠鋒利、藥材粉汁易黏附在刀片上、藥材無光澤、功能單一缺點。

本團隊運用TRIZ理論中功能分析一組件分析，根據中藥材切削臺劃分出系統和超系統，列出中藥材切削臺系統組件和超系統組件，進而進行功能建模，發現存在問題：切割刀、削片器、固定安裝不當可能對手有傷害作用（見圖1）。

1.2問題轉化與求解

根據TRIZ理論，通過運用技術矛盾來解決明顯問題（見下表）。

從上述技術矛盾表中列出有技術矛盾1與技術矛盾2，我們用阿奇舒勒矛盾矩陣中所定義的39個工程參數來進行描述，確定“改善的參數”：No.9速度，與“惡化的參數”;No.31物體產生的有害因素，查詢出對應的發明原理;35.物理、化學狀態變化;28.機械系統替換;3.局部質量。

1.3反饋原理找到可能解決的方案

結合上述技術矛盾、阿奇舒勒矛盾分析后，得到了解決刀片效率低及容易傷手的方案，在解決了刀片效率低，以及容易劃傷手的問題后，迎來了單一的參數矛盾，在本項目中，我們希望能在同一切削臺上有較多的切削方式，這樣能提高機器切削的效率，但是，我們又希望能在同一切削臺上有較少的切削方式，這樣能使得機器重量輕，對于這個參數的相反要求都合乎情理，于是繼續采用TRIZ理論方法中的物一場分析法，應用符號系統先建立物場模型，切片機（攪碎機）物場分析模型，其中兩種物場分別為切片系統或攪碎系統既s2、物料（中藥材）s1，機械場FMe、化學場FCh，其原理為切片系統（攪碎系統）s2通過機械場作用于物料（中藥材）s1并改變物料（中藥材）s1（對物料/進行切片或攪碎），該物場模型為完整物場模型，但執行元件對被執行元件的作用不能滿足系統要求（不能同時達到切片攪碎兩種效果），即需要加強系統模型，目前的系統需要加強才能滿足系統要求，可以采用TRIZ問題解決模型中提供的標準解法集中的增強物理模型與向超級系統躍遷何向微級系統躍遷作用方法，對s2進行修改，切片（攪碎）系統的設計功能單一化，根據TRIZ理論40條發明原理中的合并原理，將切片系統和攪碎系統合并為一個系統，但由于空間體積的限制不能把這兩者簡單的疊加，而要進行系統上的優化，進而又用到TRIZ理論40條發明原理中的嵌套原理，將兩系統互為嵌套，同時用一個桌面將兩系統連接，既$3S2為切片系統，攪碎系統合并為一個系統。

切片系統的主要部件為切片、支撐座、夾持裝置、擋板等組成;攪碎系統主要部件為粉碎刀片、粉碎室、凹槽、轉動軸等組成。具體嵌套為：將切片機與攪碎裝置一同放置，于桌面上，并留出一定距離，使之兩種模式在同一空間相互獨立工作，考慮到削片器的削片，本團隊在桌座上設計有固定針，用于固定一些需要削片的中藥材，使得削片更加便捷。

1.4方案分析

通過上述TRIZ理論工具方法綜合得出下列九個方案：

方案一：我們采用了發明原理2提取法，將現有的中藥切削臺的優點結合在一起，使其功能更加完善。

方案二：我們采用了發明原理5組合，在現固有的基礎上把切削臺分為各自的工作區域，能夠獨立進行工作，當使用時能同時滿足切割或攪拌，提高切削效率，避免資源浪費。

方案三：我們采用了發明原理21快速通過法，采用鋒利的削片器，隨著搖把的快速轉動導致削片器也快速通過，因此達到一個能在短時間內快速提升效率的作用。

方案四：我們根據不同人群的切削要求，選擇合適的切削模板，并切削成特定形狀，可以快速且高質量滿足客戶所要求切削的藥切形狀。

方案五：在固有的基礎是，我們選用的材料都是安全，耐用的，如桌面采用的是大芯板材料，內部齒輪箱采用的是POM，具有摩擦系數低，耐用性高特點，不易損害。

方案六：我們采用了發明原理6多用性，在固有的基礎上，我們使一個對象中藥切削臺能夠執行多種不同的功能，從而使得其他只具有單一功能的對象成為多余。

方案七：我們采用了發明原理20有效作用的連續性原理，操作者在使用中藥切削臺的時候，在時間、順序、物質組成或范圍廣度上建立連續的流程，并消除使用的空閑及間歇性動作，即使切削效率得到提高，但是中藥切削臺的操作人員需要定時休息，不可能連續的進行工作。

方案八：我們采用了發明原理11預補償（事先防范）原理，我們為中藥切削臺準備好應急措施，如在使用過程中組件出現問題的話，應及時補償對象較低的可靠性，但中藥切削臺在正常的操作過程中，發生此類問題概率很低。

方案九：對切割刀進行了改進，我們將切割刀片的角度整體做成弧形刀狀，左右上下各設一對，增大切割接觸面積與接觸時間，使得切割更徹底，并在刀片外安裝有環形保護裝置。

經過整合考慮，本團隊決定采用方案一、二、五、九;利用TRIZ理論改進一臺中藥切削臺，通過提取把現有的中藥切削臺優點集聚一起，并把切割與攪碎組合在同一平面上，在切割刀進行改進，把切割刀片的角度整體做成弧形刀狀，左右上下各設一對，在裝置材料上選用的堅固的大芯板，POM，高密度鐵皮，搖把與握把包裝有高密度海綿，這樣一來使得裝置更具有人性化也給使用者帶來了方便。

2結論

該中藥切削臺屬于中藥材領域，整個系統改進是基于國際上先進的創新方面原理TRIZ理論完成，使得在一種中藥切削臺的改進過程中大量降低研發成本及減少了研發時間。通過系統分析明確各個系統組件和相互作用，由“技術矛盾及矩陣”和"TRIZ標準解”等工具尋找解決問題的思路。一種中藥切削臺技術的研發成功，給人們帶來驚喜，相比較于目前市場上同時使用切片機，粉碎機占據更小的空間，給人們帶來方便、性能穩定、綠色環保、可回收利用等相關參數完全符合當前我國基層地區使用。