居家生活用品基于TRIZ理論40個發(fā)明原理的研究

曹顯瑩 宋明皓 牛犇

摘 要 通過學習利用TRIZ理論中40個發(fā)明原理提出創(chuàng)新設計方案。以居家生活用品設計為研究對象， 并對產(chǎn)品在創(chuàng)新設計過程當中所存在的問題進行描述，通過結(jié)合問題利用40個發(fā)明原理進行改進，并總結(jié)出作品存在的文藝對應的設計要素以及可以利用的創(chuàng)新原理。結(jié)論TRIZ理論在產(chǎn)品領域的創(chuàng)新設計是具有一定的可行性，在產(chǎn)品開發(fā)過程中運用TRIZ理論可以快速找出聚焦到設計的思路方向，有效的提高創(chuàng)新設計的時間效率。

關鍵詞 生活用品 40個發(fā)明原理 創(chuàng)新設計

中圖分類號：F276.44文獻標識碼：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隊，針對人類當時已有的大量的技術創(chuàng)新成果，對其進行搜集、研究、整理、歸納、提煉，進而創(chuàng)建的一整套系統(tǒng)化、實用的解決發(fā)明問題的理論體系。

通過大量的專利由TRIZ理論凝練出了40個基本的發(fā)明原理，通過長期的應用表明，這40個發(fā)明原理不僅可以反復并直接地應用于發(fā)明創(chuàng)新當中，同樣也可以與TRIZ理論中的其他工具相配合，從而找到發(fā)明問題的解決辦法。近年來科技的不斷發(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理論的應用研究也因此受到廣泛的關注，研究領域主要集中在機械產(chǎn)品設計、家電產(chǎn)品、專利管理及工程管理。將其應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問題分析及解決方法

1.1問題分析

人的一生的時間超過67%的時間是在家庭中度過的，總有一些用品在居家幸福生活中起到關鍵作用。例如：舒適的馬桶、方便的剝蒜器、簡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證著人類的每一段歷史進程。而伴隨著人們生活水品的不斷提高，對生活品質(zhì)的要求也愈加關注，智能家居垃圾桶隨之而生。

本作品主要由芯片的信號檢測電路模塊，控制語音電路模塊與電路模塊幾個部分組成。是一款集合了機、光、音、電于一體的新型科技產(chǎn)品。利用信號檢測電路模塊對本品探測范圍內(nèi)有人進入或其他檢測信號時，利用芯片控制中心模塊的分析進行處理。

本文以智能垃圾桶為例進行說明。通過該產(chǎn)品面臨的實際問題進行具體的剖析，對需要解決的問題通過TRIZ理論中的技術矛盾提出可實施的方案，并參考TRIZ40個發(fā)明原理（反饋原理）制定出一系列的方案，尋找問題最后的發(fā)展方向。

其設計的創(chuàng)新點主要有以下三方面：

（1）環(huán)保節(jié)能：本作品有休眠喚醒功能，長時間內(nèi)，探測區(qū)域內(nèi)沒有人進行投放垃圾，單片機自動關閉除紅外感應以外的電路電源，進行睡眠，進而對電能的消耗起到減少消耗的作用，而且通過語音提示來進行垃圾分類，也做到了環(huán)保的作用。

（2）智能感應：當物體或人手接近感應窗（投放口）約100cm時，智能垃圾桶蓋自動開啟，垃圾投放過程結(jié)束之后，在系統(tǒng)設定時間內(nèi)桶蓋會自動關閉，無需碰觸智能垃圾桶。

（3）干凈衛(wèi)生：智能垃圾桶應求了大眾社會的追求，打破了傳統(tǒng)市面帶蓋垃圾桶的打開方式，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)生不良氣體的散溢，同樣也避免人與垃圾桶的接觸，減小細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運用得到的TRIZ原理

技術矛盾改善的參數(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適應性及多用性;No.38自動化程度。

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、適應性及多用性、自動化程度。

根據(jù)39個工程參數(shù)提出的方案：

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

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

原理5：組合法，把空間上相同或類似的操作聯(lián)合起來。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，一個物體能夠執(zhí)行多種不同功能。通過在智能垃圾桶來解決垃圾處理的不同方式。

原理15：動態(tài)化法，將物體不動的部分變?yōu)閯拥脑鰪娖溥\動性。智能垃圾桶不再局限于裝垃圾。

原理18：機械振動法，利用無線信號和電磁場共同作用解決智能開鎖問題。

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)射無線信號。

原理28：機械系統(tǒng)替代法，用感應器代替原來打開的機械力。

2結(jié)語

采用對應的發(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)出幾個比較可行的方案，進行分析比較方案1（把垃圾桶換成智能垃圾桶）和方案2（制作用通過電信號控制垃圾桶）可知：方案1，雖然可以解決便捷扔垃圾、提高安全度的問題，但是無法解決當人不在近距離時進行遙感的問題;但是方案2卻可以解決，并且從技術上可以實現(xiàn)方案2比方案1成本更低。

基金項目：黑龍江省教育科學規(guī)劃2018年度青年專項課題 （課題批準號GJD1318016）研究成果。

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

參考文獻

[1] 孫東陽.TRIZ理論在旅游紀念品設計中的應用[J].包裝工程，2017，38（07）：248-252.