集成AD和TRIZ的箱式电梯防疫功能创新设计

箱式电梯狭小空间内人员之间大量的间接接触给2019冠状病毒病的传播带来了隐患，如何抑制病毒在电梯中生存和传播成为亟待解决的问题。为此，通过分析公理化设计（axiomatic design，AD）和发明问题解决理论（Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch，TRIZ）这2种创新设计方法的优缺点，面向突破性设计、适应性设计和变参数设计等不同的设计类型，提出了集成AD和TRIZ的创新设计方法。首先，对产品的功能需求进行分析，以确定其归属的设计类型，并利用AD理论对功能需求进行分解，采用TRIZ构建功能-结构树。然后，对初步确定的设计方案进行耦合判断，并利用TRIZ进行解耦，经多次迭代求解后得到最终的设计方案。以传统箱式电梯的公共交互控制面板和密闭运载轿厢为研究对象，面向阻止病毒传播和消杀病毒的功能需求，采用集成AD和TRIZ的创新设计方法对箱式电梯的防疫功能模块进行设计，最终为传统箱式电梯设计了非接触式交互控制模块和分条件消毒灭菌模块。创新设计实例在从传统的机械结构设计拓展到新型的人机交互模式设计方面做了有益的尝试，验证了集成AD和TRIZ的创新设计方法的可行性。研究结果可为产品新功能模块的概念创新设计提供有效的理论支撑。     

线路避雷器在输电线路防雷中的应用

线路避雷器是目前输电线路上采用的有效而稳妥的防雷技术措施,不仅可以防止反击导致的绝缘子闪络跳闸故障,而且能防止绕击导致的绝缘子闪络跳闸故障,具有很高的可行性,分析线路避雷器的原理,探讨其在输电线路防雷中的应用。     

基于物理矛盾分析的带式输送机托辊专利规避设计

本文提出一种基于物理矛盾分析的专利规避创新设计流程,通过专利检索获取要规避的目标专利,运用TRIZ工具对目标专利进行问题分析,通过分析物理矛盾得出初始设计方案,构建原始解的功能模型,辅助功能裁剪,得到最终结构设计方案,并进行专利侵权判定,最后用带式输送机托辊验证流程的可行性。     

浅析一种配网线路防雷装置

针对雷雨天气下,配网线路易发生雷击断线,绝缘子裙边易破损,伞裙易积尘等现象,本文提出一种新型的防雷绝缘子,除了常规绝缘子已经有的承力主部件、伞裙主部件、横担连接部件以外,增加及改善了防雷部件、清洁部件、压线部件。其中防雷部件的设计提高了配网线路的防雷效果,清洁部件的设计解决了伞裙易积尘的问题,压线部件的设计在不影响绝缘导线抗拉强度的前提下降低了工作人员的剥线压力。     

伦理关怀视角下的核酸检测试剂盒改良设计

目的 在疫情常态化背景下,为避免核酸检测试剂盒在使用与回收周期中,对传染源处理不当造成二次污染,因此进行试剂盒改良设计,以构建良好的伦理关怀关系。方法 首先分析了当下核酸检测产品所存在的弊端,获取功能需求,确定了所属设计类型,运用AD理论对功能需求进行分解,然后对初步设计方案进行耦合判断,运用TRIZ进行解耦,最终得到设计方案。结果 采用集成AD和TRIZ的设计方法,从伦理关怀的视角下,对核酸检测试剂盒的安全消毒模块进行设计,将核酸检测试剂盒改良为一体化结构,并增添消毒灭菌模块,最终设计方案可有效解决二次污染问题并实现伦理关怀。结论 方案通过集成AD和TRIZ的设计方法,从功能结构上对核酸检测试剂盒进行改良设计,解决了现有产品存在的诸多问题。在设计中注重产品使用感受,帮助人们在使用产品时舒缓紧张感并构建信任,同时为产品新功能模块的创新设计提供思路和参考。     

基于感性工程/TRIZ理论的鞋架创新设计

针对鞋架设计中存在的功能单一等问题,采用感性工程/TRIZ集成理论设计了一款具有自动全方位擦鞋功能的新型鞋架。首先根据用户调查得出鞋架设计4个关键感性词汇,采用阶层类别分析法将感性词汇转化为设计要素;其次通过设计要素分析,得出1对物理矛盾和2对技术矛盾,利用TRIZ理论的4条分离原理和40个发明原理解决矛盾并提供了一种可行性方案。与市场上现有鞋架相比,该创新型鞋架方便运输、轻松放鞋、具有自动刷鞋功能,使用者能够体验到更加舒适的生活。     

基于AHP/QFD/TRIZ的景区共享代步车创新设计研究

目的 针对家庭用户使用现有景区共享代步车出现的乘坐拥挤、缺少安全防护、运营成本高、续航不足等问题,构建集成AHP/QFD/TRIZ方法的创新流程进行设计研究以获得解决方案。方法 首先,使用层次分析法拆解并量化景区代步车用户需求;其次,导入质量屋模型建立相关关系矩阵,完成从用户需求到产品设计特性的转化;最后,根据该模型识别的产品特性冲突,利用TRIZ理论进行化解。结果以创新流程结果和发明原理为依据,对代步车驾驶舱、座椅、续航、导览等方面的需求提出解决措施,并对优化后的方案进行客观合理性和主观满意度的验证评价。结论 构建了集成AHP层次分析法、QFD质量功能展开和TRIZ创新理论的产品创新设计流程,以此完成景区共享代步车设计研究,方案评价结果表明该流程导出的设计方案更符合用户需求,具备功能创新价值。     

基于AHP/QFD/TRIZ理论的手机包装创新设计

本研究目的为丰富手机包装的应用,扩展使用功能,优化传统手机包装设计,满足当今用户日益多样化的需求。通过问卷调查获取用户需求,利用AHP层次分析法计算各项用户需求综合权重,通过QFD质量功能展开构建用户需求与质量特性的质量屋模型,利用TRIZ创新理论提出创新方案解决矛盾。基于AHP/QFD/TRIZ集成理论提出了手机包装创新设计方法,得到了手机包装创新方案,为相关产品的创新设计提供了思路和理论参考。     

基于功能&结构分析与TRIZ理论集成的产品创新设计

目的提出一种基于功能结构分析与TRIZ理论集成的产品创新设计方法。方法首先利用功能分解和功能结构流图的方法,明确产品的功能元组成和功能元间的关系,然后找出与待改进问题相关的功能元,并与待改进产品实体结构对应,将功能元、实体结构和待改进问题,按功能结构流图的关系绘制功能结构链,再运用TRIZ理论及工具等对功能元和相应结构进行分析与改进,最后应用于吸油烟机的创新设计中。结果得到了吸油烟机的油网和集烟罩等实体结构的改进创新方案。结论对吸油烟机的改进创新,证明了功能结构分析与TRIZ理论集成的产品创新设计方法的有效性。     

基于现代TRIZ工具的多功能课桌创新设计

目的结合高校不同教学环节对课桌的功能需求,设计一种集多种功能于一体的新型课桌,解决因教室资源与教学需求不匹配而导致的教学设施不足的问题。方法运用现代TRIZ功能导向搜索,在各领域搜索可实现课桌各分功能的相关产品或装置;运用对标分析,优选相关产品功能实现的机构运动方案或结构;运用特征传递工具,将优选的功能实现方案应用于课桌设计。结论通过运用上述方法,借用其他领域较成熟的功能实现原理和结构,低风险、低成本地产生创新解决方案,设计出一种创新性突出的多功能课桌。相对于常规的产品开发全新方案设计,该设计方法提高了创新设计效率,缩短了产品开发周期,设计方案具有较好的可靠性。     

Simulation and analysis of metal-oxide surge block arrester dynamic characteristics

Metal-oxide surge arresters play an important role in protecting power system equipment doing lightning surges and switching surges. Especially, overhead transmission lines are often struck by lightning. This often results in line faults. These can be reduced effectively by installing lightning arresters. Recently, some simulation programs such as EMTP/ATP have been developed to estimate the benefits of the installation of lightning arresters. For those simulation programs, the arrester model is usually a non-linear resistor. As seen in many discussions from papers and theories, the ZnO arrester, which is the most popular, has the dynamic behavior of frequency dependence. In other words, the residual voltage of the arrester depends on the frequency of surge. The higher the frequency of surges, the higher the residual voltage of the arrester. In this article, the simulation results of four different frequency-dependent models examined by EMTP/ATP show relative maximum error lower than 9%, as well as the residual voltage of arrester being increased by 14% when the front time of surge is reduced from 8 to 1?µs. With these results, this article offers suggestions to use frequency-dependent arrester models for all corrective arrester simulations to enhance the accuracy of simulation programs.     

Statistical evaluation of lightning-related failures for the optimal location of surge arresters on the power networks

Direct lightning strokes cause unscheduled supply interruptions in power systems because of a failure of the insulation. Metal oxide surge arresters, as a proper protective device, have been widely adopted in power systems to reduce lightning initiated flashovers and, hence, increase the power quality and reliability of the systems. Based on a genetic algorithm approach, a cost effective solution is described to find the optimum location of surge arresters on a power network in order to minimise the global risk of the network, and to improve its reliability. A statistical approach to evaluate lightning failures has been introduced and an optimisation procedure developed to analyse the network in order to satisfy the power utility requirement for a specific value of risk and/or line performance with a minimum set of arresters, that is, at minimum cost. Not only the insulation flashover but also the failure of the arrester can affect the reliability of power systems. Therefore, both the failure of the insulation and that of the arrester are considered in the proposed method.     

Measurement of the resistive leakage current in surge arresters under artificial rain test and impulse voltage subjection

Surge arresters are installed on transmission and distribution lines and in substations between phase and earth in order to improve the lightning performance and reduce the failure rates. High-energy stresses and housing deterioration are the main factors of degradation and damage of surge arresters. Thus, there is need for testing and monitoring the electrical network?s arresters, in order to verify their good condition and their ability to effectively protect the lines. The most common method used, is the measurement of the arresters? total leakage current (with the isolation of the resistive part), which is an indicator of the arrester?s condition, since every change, deterioration or damage leads to an increase of the resistive leakage current. In the current work, the total leakage current of two 20 kV ZnO surge arresters without gaps is measured and the resistive component for three different cases (brand new arresters, measurements under artificial rain and measurements after impulse voltage subjection) is computed. The analysis of the produced results can be useful in correct diagnosis of arresters? condition and in more effective schedule maintenance, since any recorded high-resistive currents do not necessarily result arrester?s repair or replacement.     

基于并联机器人的禽蛋包装生产线的研究与试验

目的 为了提高禽蛋包装加工的效率和成本,设计了一台基于并联机器人的禽蛋拾放包装生产线。方法 根据禽蛋装盘的实际需求,设计了一条禽蛋包装加工生产线,主要由输送部分、并联机器人、传感器、蛋托输送部分等组成,对机器人的拾放路径和拾放方案作了伦理分析和计算,并通过实验比较得到了机器人拾放的最优方案。结果 对64种拾放方案均进行3次试验,每次均完成一整托30枚鸡蛋的取放,结果表明机器人的拾蛋成功率为99.3%,在保证成功率和精度的前提下,机器人完成一次拾放过程,最快速度为2.4 s。 结论 此禽蛋拾放包装生产线的设计符合预期设计要求,为并联机器人在禽蛋包装上的应用提供了技术支持。     

输电线路金具出口产品的分类包装设计

目的研究出口产品的包装设计方法,确保输电线路金具出口产品安全抵达目的地。方法利用分类包装设计的方法,先对出口输电线路金具产品按品种、材质、质量、尺寸等因素分类,按类别的不同特点有针对性地进行包装设计。具体类别的包装设计过程中,利用CAD等绘图软件进行模拟排布试装,确定包装件外形尺寸。结果通过对输电线路金具进行分类包装设计和模拟排布试装,针对不同品种设计出了合理的产品外包装,出口产品安全抵达了目的地,节省了包装成本。结论对于输电线路金具产品的包装设计,分类包装设计和模拟排布试装方法切实可行。     

Endurance burning flame arresters using sintered metal fibres

Endurance burning flame arresters are used to protect the inner part of an apparatus or fuel tank against flame transmission from the outside. Based on the endurance burning test according to EN 12874, the temporal and local temperature distributions are measured using different flame arrester elements. Based on these results, porous structures made of sintered fibres seem to be a very attractive material for the design of endurance burning flame arrester elements.     

基于模糊群决策的天津特色食品包装SPA–TOPSIS评价

目的 针对地方特色食品包装设计需兼具功能性和文化性的特征,开展包装设计方案评价,有效辅助设计开发过程,丰富地方特色食品包装设计的思路。方法 以天津特色食品——麻花包装为研究对象,构建分层次的包装评价准则框架;采用基于梯形模糊数的专家评价法来获得备选方案在各准则上的评分,通过群决策来集结多位专家的评判意见,进而求解得到备选方案的准则值;引入集对分析理论(SPA),采用连接向量距离来替换经典TOPSIS中的欧氏距离,提出SPA–TOPSIS评价方法来实现备选方案的评价和排序。结果 针对麻花的6种包装设计方案,实施了基于模糊群决策的SPA–TOPSIS评价,6种包装设计方案与正理想解的贴近度依次为0.55、0.46、0.53、0.49、0.56、0.44,方案5为最优方案。结论 通过天津特色食品包装评价,完善了城市文化内涵包装设计的理念,为包装的文化性设计提供了重要支持。     

波轮式洗衣机包装的关键防护部位研究

以一款典型波轮洗衣机运输包装件为研究对象,通过堆码试验、随机振动试验及跌落试验分析,初步确定了波轮洗衣机包装的关键防护部件为洗衣机盛水桶底部的离合器组件;建立了波轮洗衣机与缓冲包装衬垫的分析模型,并进行了模型简化及力学计算,从理论上证明了初步结论的正确性;分析了波轮洗衣机关键防护部位的防护技术措施,为波轮洗衣机关键部位防护包装结构设计提供参考。     

包装功能要素设计法

提出的包装功能要素设计法，从分析包装的功能入手，以实现包装功能为主线进行包装设计，整个设计过程包括五个步骤，为各类产品的包装设计提供了一个有效、完整的设计方法。     

高档白酒共享快递包装设计

目的 针对高档白酒快递包装在运输、配送、使用、回收等诸环节出现的产品破损及包装资源浪费等问题,结合共享包装的概念与特点,提出一款标准化、可折叠,并具有防伪、防盗功能的高档白酒共享快递包装创新设计方案.方法 通过市场调研深入分析高档白酒快递包装的现状,明确共享理念,并将其融入高档白酒快递包装中,从共享包装造型、结构设计、包装选材、显窃启功能、租赁和回收系统等方面探讨高档白酒共享快递包装设计策略,并进行创新设计实践.结果 方案采用环保材料以及标准化、易折叠的箱体结构设计,提高包装可循环使用频次,降低包装单次周转成本;在功能设计上,以内置气囊替代传统缓冲物,有效解决了内置产品的适配问题,在一定程度上提高了包装缓冲强度;显窃启辅助功能提高了包装的安全防护系数,极大地降低了包裹的失窃概率,使高档白酒快递包装能够做到绿色、安全的共享循环运输.结论 设计方案中的可循环高档白酒共享快递包装在满足快递包装基本功能的同时有效地解决了现有快递包装的资源浪费、安全性及适配性差等问题,为共享包装的创新发展提供良好的借鉴形式.