基于TRIZ原理的自行车防盗锁的创新设计.doc

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1、基于TRIZ原理的自行车防盗锁的创新设计前言我国在20世纪90年代以前，由于经济欠发达，很少有人买得起私家车，自行车是只要的交通工具，因而被西方国家成为自行车王国。如今，我国自行车的绝对数量和产量仍居世界第一，但是功能已不再是简单的代步工具了，而是向着便携、健身、娱乐方向发展，呈现出多样化的功能和形式。随着人们对产品的样式、功能、质量、审美要求的不断提高，迫使自行车设计根据需求变化而花样翻新。自行车按照应用可以分为公里竞赛自行车、越野自行车、一般工勤自行车、折叠自行车、花式表演自行车等。本文针对现代人喜欢出游带上自行车，但是苦于容易被盗，而创新性的设计了一款防盗

2、锁。一、TRIZ理论概况早在20世纪，前苏联的GenrichAlthuller和他的同事们分析研究了250万个技术领域的专利文献，并综合上述文件提出了TRIZ论。目前，TRIZ理论已成为世界公认的创新理论研究方法。德国所有名列世界500强的大型企业都运用TRIZ理论，像西门子、奔驰、宝马、大众、博世等著名公司都有专门机构及专人负责TRIZ培训和应用，涉及的行业很广。自1993年以来，美国数以百计的公司开始研究和应用TRIZ方法，其中最成功的是福特汽车公司，由TRIZ创新的产品为其每年带来超过10亿美金的销售利润。但是在我国，TRIZ理论的应用研究还是非常少，还没

3、有引起重视，虽然有一些机构已经开始致力于推广TRIZ理论的工作，但在应用方面的研究并不系统。TRIZ理论可以成功地揭示创造发明地内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终地理想解。运用TRIZ理论能够突破思维障碍、打破思维定式，最主要的是可加速和规范创新的进程。它能够帮助我们系统地分析问题，快速发现问题本质或者矛盾并能够准确确定问题探索方向。TRIZ解决发明问题地基本思路是：（1）定义和描述具体问题，根据所选定地TRIZ工具或者工具组合，将具体问题标准化；（2）将标准化的具体问题抽象化；（3）寻找抽象化问题地解决方案；（4）

4、将抽象化地解决方案根据具体问题转换为具体解决方案，即具体地技术创新方案。TRIZ工具包含：（1）40个创新原理和技术矛盾解决矩阵；（2）发明问题解决算法；（3）发明问题标准解法和物场分析法；（4）S曲线和技术系统进化法则；（5）最终理想解；（6）侏儒模型建模（7）物理效应和现象、几何和化学效应数据库。二、基于TRIZ的自行车防盗锁创新设计第一步：初始问题描述我国素有自行车王国之称，自行车拥有量约3亿辆。自行车凭借其方便快捷、价格低廉、生态环保等众多优点，得到普通民众的广泛使用。然而传统自行车锁太容易被剪断，很容易就丢车。目前丢车现象屡见不鲜。如果把锁设计的不容易

5、被剪短，必然会使锁很笨重，体积会很大。另一方面，自行车锁太过于笨重，体积太大，在自行车上不容易存放，影响骑车的感受。因而现有方案都是加重了自行车锁或者增加了体积，进而增加车锁的牢固度，防止被剪断。针对以上问题，我们描述理想状态下的自行车锁：不会被液压钳剪断，不会很重，体积不会很大，而且便于携带。第二步：定义技术矛盾我们的目标是设计能够有效的防止自行车被盗的防盗锁，不会被液压钳剪断，携带方便，一般的做法是加粗车锁，增加车锁的体积，这样就会增加车锁的重量，体积变大，特别不容易携带。因而我们将以上两种矛盾归结为39个通用技术参数中的两个参数，技术矛盾1中希望改善的参数

6、是：强度；导致恶化的参数是：变的笨重；技术矛盾2中希望改善的参数是：便捷；恶化的参数是形状。第三步：查询矛盾矩阵将以上两种技术矛盾参数输入到矛盾矩阵中，得到相应的创新原理。技术矛盾1相应的创新原理：30号原理（柔性壳体或薄膜原理）、14号原理（曲面化、曲率增加原理）、10号原理（预先作用原理）、40号原理（复合材料原理）。技术矛盾2相应的创新原理：1号原理（分割原理）、28号原理（机械系统替代原理）；23号原理（反馈原理）。第四步：应用创新原理解决技术矛盾1的创新原理：基于30号原理——柔性壳体或薄膜原理，将原本固定的坐垫变弯曲，在坐垫后面设计一个锁，不用的时候

7、可以让坐垫弯曲，锁在后轮上。基于40号原理——复合材料原理了，代替传统材料，用一种复合材料，使其强度大而且质量轻。这样就解决了车锁笨重。解决技术矛盾2的创新原理：基于28号原理——机械代替原理，用自行车车座垫代替传统的车锁，在自行车不用的时候，让坐垫弯曲，在弯曲的坐垫上设计一个锁，这样就灵活的解决了携带车锁的不便性。基于以上原理，可得如图所示的创新设计方案——弯曲的自行车坐垫代替车锁式自行车。