您现在的位置: 新晨 >> 设计论文 >> 作业设计论文 >> 正文

雨伞伞柄创新设计中TRIZ理论的应用

2019/07/03 阅读:

摘要:本文针对传统雨伞伞柄不方便固定放置的缺陷,基于TRIZ理论的最终理想解原理,通过功能分析,使用场景和状态分析,技术功能分析对伞柄进行创新结构设计,使用Pro/E软件进行三维建模;同时提出了雨伞防丢功能的解决方案。

关键词:TRIZ理论;伞柄;创新设计;最终理想解

引言

创新设计是传统产品进步的基础,产品通过不断创新进行改进,实现产品的更新换代,使其更加符合现代人们的使用习惯。21世纪产品的市场竞争越来越激烈,在同类产品的竞争中,产品的创新设计显得愈发重要。创新方法是科学思维、科学方法和科学工具的总称,创新活动的进行有了创新方法的指导,而变得有迹可循。经常被使用的创新方法包括:形态分析法,功能模拟法,检验表法,鱼骨图法和TRIZ理论等。在上述方法中,TRIZ理论在解决发明创造问题上有着独到的优势,该方法体现了先进的科学思维,是技术创新的现代化工具,同时也是建设创新型国家的科学方法[1]。

1传统伞柄存在的问题

雨伞是人类生活的必备品之一,其基本功能是遮阳和避雨。随着社会生产力的进步,对雨伞的个性化和人性化需求也相应提升。越来越多的附加功能如支撑(雨伞拐杖),座椅,音乐播放被开发出来。然而在雨伞使用过程中,不易放置,加上在公共场合容易丢失,使很多人放弃了雨伞的使用。

1.1放置困难

在一些公共场合会提供雨伞的包装袋,把雨伞包裹起来放置到固定的放置雨伞的设施上,整个过程一般需要2人以上进行操作,在人员密集的公共场所效率非常低,使用体验差。在放置功能实现的过程中,只有弯钩形伞柄能够提供的放置功能,同时受使用场景的限制。

1.2携带困难

随着生活水平的提高生活节奏的加快,购物途中、回家路上,时常有突如其来的电话或消息需要马上处理,传统伞柄多数情况下至少占用1只手,给人们的日常生活带来诸多不便。如果能够通过产品创新设计,在不占用双手的情况下携带雨伞,必然会使人们逐渐回归使用雨伞的生活习惯。

1.3丢失风险

在公共场所,当伞被放置或收纳时,意味着伞离开了使用者的视线,而外观一致的临时包装袋增加了雨伞丢失的风险。针对上述问题,如能够通过创新设计加以克服,必然会增加伞的易用性和用户友好性,改变雨伞的传统使用习惯,进而达到产品功能与用户需求紧密联系的目的[2]。

2TRIZ理论和最终理想解

TRIZ理论被翻译为“发明问题解决理论”,是为解决发明创造问题的方法学。TRIZ理论的研究始于1946年,TRIZ英文缩写TIPS(theoryofinventiveproblemsolving),是由前苏联著名发明家G.S.Altshuller领导的研究机构分析了世界近250万件高水平的发明专利,并综合多学科领域的原理和法则,建立起来的理论体系[3],其目的是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则,简单来说,TRIZ理论方法就是一种将发明从“困难的”任务转变为“简单的”任务的方法[1]。最终理想解((idealfinalresult,IFR))是TRIZ理论中五种克服思维惯性的方法之一,在解决技术问题的过程中,IFR发挥着重要的作用。产品处于理想状态的解称为理想解。最终理想解应当具备以下四个特点:一是最终理想解保持了原有系统的优点;二是消除了原系统的不足;三是没有使系统变得更复杂;四是没有引入新的缺陷[4]。

3解决方案的确定

3.1最终理想解的引入

3.2雨伞放置问题解决方案

日常生活中,雨伞按照伞柄长度的不同主要分为长柄伞和短柄伞,长柄伞的伞柄形状以手拐形居多,而短柄伞的伞柄形状多为圆柱体。对于圆柱体伞柄,在原有产品上基础上将伞柄加长分成上下两个部分,中间采用独立的直杆,伞柄的上下两部分通过推动的方式实现加紧和放松。通过这种方式,伞柄可以牢固悬挂在桌沿等平面物体上(图2-a)。对于长柄伞的伞柄,选用一种耐弯折、扭曲的金属作为伞柄的材质,伞柄部分就可以自由地弯曲扭动,同时伞柄圆环直径大大小也可以根据使用者的情况调节,伞柄表面附以防滑涂层,在行走时,可将伞柄弯曲成圆形,套于手腕之上,从而解放双手,同时解决行走时雨伞的放置问题;雨伞不需要使用时,可以将伞柄弯折成与桌子平行的状态,伞柄可以与桌子表面平行贴合,平稳地放置于桌旁或者悬挂在横梁上(图2-b,c)。

3.3雨伞丢失问题解决方案

将伞柄中空部分植入容量为2000mA锂聚合物电池和小型蓝牙芯片,同时连接USB端口作为输出端口,电池在外出时可当作应急电源使用。锂聚合物电池体积小,重量轻,不会增加使用负担。蓝牙芯片匹配报警器,当芯片与报警器超过指定范围,报警器鸣响,以此达到防盗防丢的目的。

4结语

TRIZ理论可以帮助设计者将创新具体化,为设计者提供一条有迹可循的思路,最终理想解方法则为设计者提供更加明确的设计目标。基于TRIZ理论,设计完成的伞柄,在传统伞柄的造型的基础上,更加贴合快节奏生活人群的需求,实现了雨伞妥善放置和防丢功能,同时体现使用者个性,是TRIZ理论创新方法的有益尝试。

参考文献:

[1]谢东钢,王建国,杨拉道,陈坚兴,张国华.“TRIZ”理论是科技创新的现代化工具[J].重型机械,2010(S1):1-9.

[2]杨杰,王丽丽,张志明,李蓉,刘攀.基于技术系统进化理论的停车警示装置创新设计[J].包装工程,2018,39(14):13-17.

[3]武青艳,陈瑞三,罗玲玲.TRIZ理论的优势特点及其局限性[J].辽宁教育行政学院学报,2013,30(04):17-21.

]吴国荣,尧优生.基于TRIZ理论的家用吸尘器概念设计[J].包装工程,2007(05):101-103.

作者:刘宇鹏 陈春晟 周志龙 吴松 单位:东北林业大学工程技术学院包装工程系

雨伞伞柄创新设计中TRIZ理论的应用

2019/07/03 阅读:

推荐度:

免费复制文章