居家生活用品基于TRIZ理论40个发明原理的研究

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　　摘 要 通过学习利用TRIZ理论中40个发明原理提出创新设计方案。以居家生活用品设计为研究对象， 并对产品在创新设计过程当中所存在的问题进行描述，通过结合问题利用40个发明原理进行改进，并总结出作品存在的文艺对应的设计要素以及可以利用的创新原理。结论TRIZ理论在产品领域的创新设计是具有一定的可行性，在产品开发过程中运用TRIZ理论可以快速找出聚焦到设计的思路方向，有效的提高创新设计的时间效率。
　　关键词 生活用品 40个发明原理 创新设计
　　中图分类号：F276.44 文献标识码：A
　　0前言
　　TRIZ理论是由前苏联发明家——根里奇·阿奇舒勒为首的研究团队，针对人类当时已有的大量的技术创新成果，对其进行搜集、研究、整理、归纳、提炼，进而创建的一整套系统化、实用的解决发明问题的理论体系。
　　通过大量的专利由TRIZ理论凝练出了40个基本的发明原理，通过长期的应用表明，这40个发明原理不仅可以反复并直接地应用于发明创新当中，同样也可以与TRIZ理论中的其他工具相配合，从而找到发明问题的解决办法。近年来科技的不断发展，如何高效的发明创新成为科技工作者广为思考的方向，TRIZ理论的应用研究也因此受到广泛的关注，研究领域主要集中在机械产品设计、家电产品、专利管理及工程管理。将其应用于居家生活用品的研究与创新，从而改善生活质量提高生活舒适度。
　　1问题分析及解决方法
　　1.1问题分析
　　人的一生的时间超过67%的时间是在家庭中度过的，总有一些用品在居家幸福生活中起到关键作用。例如：舒适的马桶、方便的剥蒜器、简洁的衣物收纳以及多層裤挂等等。如今生活中，垃圾桶作为生活中的必需品见证着人类的每一段历史进程。而伴随着人们生活水品的不断提高，对生活品质的要求也愈加关注，智能家居垃圾桶随之而生。
　　本作品主要由芯片的信号检测电路模块，控制语音电路模块与电路模块几个部分组成。是一款集合了机、光、音、电于一体的新型科技产品。利用信号检测电路模块对本品探测范围内有人进入或其他检测信号时，利用芯片控制中心模块的分析进行处理。
　　本文以智能垃圾桶为例进行说明。通过该产品面临的实际问题进行具体的剖析，对需要解决的问题通过TRIZ理论中的技术矛盾提出可实施的方案，并参考TRIZ40个发明原理（反馈原理）制定出一系列的方案，寻找问题最后的发展方向。
　　其设计的创新点主要有以下三方面：
　　（1）环保节能：本作品有休眠唤醒功能，长时间内，探测区域内没有人进行投放垃圾，单片机自动关闭除红外感应以外的电路电源，进行睡眠，进而对电能的消耗起到减少消耗的作用，而且通过语音提示来进行垃圾分类，也做到了环保的作用。
　　（2）智能感应：当物体或人手接近感应窗（投放口）约100cm时，智能垃圾桶盖自动开启，垃圾投放过程结束之后，在系统设定时间内桶盖会自动关闭，无需碰触智能垃圾桶。
　　（3）干净卫生：智能垃圾桶应求了大众社会的追求，打破了传统市面带盖垃圾桶的打开方式，不拘泥于肢体接触的思维惯性，既保证了垃圾存放期间内的产生不良气体的散溢，同样也避免人与垃圾桶的接触，减小细菌在日常生活中的交叉感染。让日常垃圾丢弃成为一种生活的享受，提高生活质量。
　　1.2运用得到的TRIZ原理
　　技术矛盾改善的参数：No.12形状;No.31物体产生的有害因素;No.33可操作性;No.35适应性及多用性;No.38自动化程度。
　　恶化的参数：No.22能量损失;No.27可靠性;No.36装置复杂性。由矛盾矩阵表查得可利用发明原理为：
　　改善的参数：能量损失、可靠性、装置复杂性。
　　恶化的参数：形状、物体产生的有害因素、可操作性、适应性及多用性、自动化程度。
　　根据39个工程参数提出的方案：
　　原理2：提取法则，从物体中抽出产生负面影响的部分或属性。将垃圾桶不便捷不准确的缺点提出。
　　原理3：局部质量改善法，物体的不同部分应具有不同的功能。红外感应器接受感应芯片处理功能。
　　原理5：组合法，把空间上相同或类似的操作联合起来。智能垃圾桶将处理垃圾处理异味完美结合。
　　原理6：一物多用法，一个物体能够执行多种不同功能。通过在智能垃圾桶来解决垃圾处理的不同方式。
　　原理15：动态化法，将物体不动的部分变为动的增强其运动性。智能垃圾桶不再局限于装垃圾。
　　原理18：机械振动法，利用无线信号和电磁场共同作用解决智能开锁问题。
　　原理24：中介法，利用可以迁移或有传递作用的中间物体。利用发射无线信号。
　　原理28：机械系统替代法，用感应器代替原来打开的机械力。
　　2结语
　　采用对应的发明原理、结合资源产生拟解决的方案：根据以上分析总结出几个比较可行的方案，进行分析比较方案1（把垃圾桶换成智能垃圾桶）和方案2（制作用通过电信号控制垃圾桶）可知：方案1，虽然可以解决便捷扔垃圾、提高安全度的问题，但是无法解决当人不在近距离时进行遥感的问题;但是方案2却可以解决，并且从技术上可以实现方案2比方案1成本更低。
　　 基金项目：黑龙江省教育科学规划2018年度青年专项课题 （课题批准号GJD1318016）研究成果。
　　作者简介：曹显莹（1984.10-）女，汉族，山东省人，硕士，哈尔滨石油学院讲师，研究方向：物理教育。
　　参考文献
　　[1] 孙东阳.TRIZ理论在旅游纪念品设计中的应用[J].包装工程，2017，38（07）：248-252.
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