基于TRIZ理论的多功能异形架椅创新设计

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1、基于TRIZ理论的多功能异形架椅创新设计作者：潘承怡张简一向敬忠宋伟峰苏人明随着科技的不断进步，家具产品的种类和功能也越来越多。然而，传统家用座椅的外形和功能却一直没有什么变化，虽然也有一些研究和改进，但大多局限于外观造型和舒适性上,而在座椅的使用功能上，尤其是功能的多样性上，尚缺乏大胆的创新。在进行座椅的功能创新时需要考虑加入某些机械要素，从机构运动学的角度进行分析來改进现冇结构，并H.力求简单、方便和实用，能真止解决人们在生活中遇到的问题。在知识快速更新的今天，传统创新技法必须与先进、科学的创新理论相结合，才能提高新产品设计的质量和效率,TR

2、IZ理论就是近年來在我国发展较快的一•种创新理论。其尤其适合应用于机械工程领域，卜•而我们就介绍一种基于TRIZ理论进行多功能界形架椅的创新设计。1TRIZ理论TRIZ理论是山询苏联发明家根里奇■阿奇舒勒(G・S.Altshuller)在1946年创立的，属于前苏联的军事机密，在军事、航空航天等领域均发挥了巨大作用，成为创新的“点金术”。TRIZ是将俄文单词用英语标音后的缩写，翻译为“发明问题解决理论”，是阿奇舒勒及其领导的一批研究人员在分析了世界各国250多万项高水平专利的基础上，提岀的具有普遍适用性的一套发现问题并找到解决办法的发明理论。TR

3、IZ的方法是高效的，它用系统的方法和工具来彻底解决那些常人“看似不可能解决的问题”。阿奇舒勒矛盾矩阵、40个发明原理、物一场模型分析、76个标准解法、ARIZ和科学知识原理库等方法，如同科学家和发明家就在我们身边，能帮助我们快速获得创造性的解决方案。TRIZ求解问题的模式如图1所示。首先，对实际问题进行抽象，将实际问题转化为TRIZ的标准问题;然后,利用TRIZ工具得到TRIZ的标准解;最后，针对实际问题,应用专业知识，将标准解再转化为实际问题的最终解。由于TRIZ方法的先进性，缩小了解决问题的思路方向与最终理想解的偏差，使创新变得容易，比直接利

4、用专业知识求解的效率更高,而且最终解的质虽:也更高。图1TRIZ求解问题的模式2多功能异形架椅创新设计2.1设计要求及功能分析传统家用座椅如图2(a)所示，其功能单一，现欲设计一种多功能异形架椅，可随意变形和组合，并具有台架功能。即：①基本功能，H常坐的功能；②新增功能，通过改变机构工作位査來变换形态，形成台架，供人们在进行一定高度的空中作业时踩踏，可替代现有的A字形梯，但要比A字形梯更加安全可靠，同时还要求存放方便、美观实用。TRIZ理论是把创新设计中有待解决的问题作为一些才盾问题，一个机械系统可能包含很多个矛盾，将其分为“技术矛盾”、“物理才

5、盾”和“管理才盾”。多功能界形架椅属于纯机械系统,设计时应力求造型简洁和操作方便，不存在子系统间的“管理矛盾”，所以“技术矛盾”和“物理矛盾”的解决是木设计的主要问题。2.2应用TRIZ解决技术才盾设计技术矛盾是由系统中两个I大I素导致的，这两个因素相互促进、相互制约。TRIZ理论用阿奇舒勒矛厉矩阵解决技术矛石，将导致技术矛盾的因素总结成通用参数(改善的参数和恶化的参数)，利用才盾矩阵找出最有可能解决问题的发明原理。首先，将多功能异形架椅的技术参数抽彖成TRIZ的39个通用参数中的参数。由椅到架的功能改进确定出问题的技术矛盾如卜：改善的参数为：适

6、应性及多用性(No.35)；恶化的参数为：运动物体的重量(No.1)和装置的复杂性(No.36)o由矛盾矩阵杳得发明原理号为1、6、15、8和15、29、37、2。经分析选収1(分割原理)、6(—物多用原理)、15(动态化原理)。分割原理是将物休分成可拆的各独立部分，既可单独使用乂町纽合使用；-•物多用原理是使一个部件具有多功能以取代其余部件；动态化原理是使不动的物体变成可动的，将物体分成彼此可相对移动的儿个部分，物体特性的变化在每i个工作阶段都是最住的。基于TRIZ的第1、6、15号发明原理，对传统朋椅进行改进，改进后的台架结构如图2(b)所示

7、。将椅子座板设计成可拆分的，拆下座板后，在原座椅上增加一个与椅背对称的支架,该支架与座椅前腿用螺栓紧固连接，在椅背与支架之间安装支撑台板，台板高度可根据椅背与支架上横杆的位置随意调整，支架和支撑台板冇足够的强度和刚度，完全可满足人们踩踏使川要求。当人们需要在室内的高空工作时(如清理顶棚或灯具等)，可将平时用于坐的椅子变成这样的台架，使用十分方便，而且由于此台架是四腿支承，比现在人们常用的折叠式A字形梯在安全性上要更加可靠。由于平时是座椅，所以不但功能多了一种，存放也比A字形梯更加方便，体现了TRIZ的一物多用原理；支架和支撑台板在不用时可拆下放在

8、其它位置，灵活方便，体现了TRIZ的分割原理和动态化原理。图2多功能架椅的变界形态2.3应用TRLZ解决物理孑盾设计改进后的架椅增加了支