TRIZ理论在产品感性设计中的应用研究

以产品感性设计中遇到的矛盾(冲突)问题为起点,论述了TRIZ理论的适用性、不易应用处以及改进的必要。通过分析感性设计的特点,将TRIZ理论中的39项工程参数、40条发明原理、冲突解决矩阵,进行分类、整理、简化,并从产品设计的角度进行专业化改造,以得到适用于产品感性设计的新发明原理和简化的冲突解决矩阵表,最终运用于产品感性设计过程中,解决感性设计中的矛盾冲突。     

基于TRIZ理论的汽车造型语义解集

目的克服汽车造型语义设计向TRIZ标准问题转化这一难点。方法在论证TRIZ原理应用于汽车造型语义设计可行性基础上,通过案例分析,应用TRIZ冲突解决原理对汽车造型语义逐一进行解读。结论列出了汽车造型语义设计TRIZ解集表,简化了应用TRIZ理论进行汽车造型语义设计的流程。     

电气设计中的发明原理分类研究——发明原理之No.21至No.40

 TRIZ理论用40条发明原理来解决冲突,其发明原理具有普遍性。为指导电气创新设计,在总结电气设计规律的基础上,对大量设计实例进行筛选,将部分典型实例按TRIZ 40条发明原理的后20条原理进行分类,进一步丰富了TRIZ中发明原理的工程设计实例库,并为解决电气设计中的冲突问题提供发明原理参考。     

公理化设计理论与TRIZ集成的设计方法研究

公理化设计理论与TRIZ在产品设计开发中都有其优势及局限性。公理设计在系统性地生成概念初始方案方面有优势,TRIZ在解决设计中出现的冲突方面有优势。提出了集成公理化设计理论与TRIZ解决设计问题的一种方法。首先应用公理设计理论形成设计的概念初始方案;其次分析所得设计方案中可能存在的冲突,并分清冲突的类型是物理冲突还是技术冲突;然后对不同的冲突采用相应的冲突解决原理来解决;最后重新设计新的设计参数来消除冲突。通过液压修井机设计实例说明了这种方法的有效性。     

基于TRIZ的榨菜真空包装机设计

目的针对目前榨菜包装行业存在的包装效率低、人工耗费高等问题,对现有榨菜灌装机进行改进设计。方法利用TRIZ理论,对设计过程中存在的问题进行归纳和分析,通过建立放袋机构、装袋机构和真空热封机构设计的冲突矩阵,得到相应的创新设计原理,并选择最佳原理解决设计中涉及到的技术冲突问题。结果放袋装置能够适应175.5 mm×125mm,120 g和138 mm×93 mm,60 g等2种不同规格的包装,且解决了上袋频率快与上袋结构复杂间的技术矛盾;生产节拍达到了40袋/分钟,解决了灌装时开袋状态与装袋结构复杂间的技术矛盾;提高了真空热封效率,且通过改变热封结构布置方式,解决了结构衔接紧密与物流运输间的技术矛盾。结论通过综合运用TRIZ理论,解决了设计基于榨菜灌装机械平台的新型榨菜包装机涉及到的技术冲突问题。不仅实现了现有榨菜灌装机的高效利用,提高了包装效率,且榨菜灌装和包装工序衔接紧密,结构紧凑,实现了生产的自动化。     

TRIZ冲突解决原理在饮水机设计中的应用

目的依据TRIZ理论中的冲突解决原理来解决产品功能等属性中的负相关问题,提出创新设计方案。方法以饮水机为研究对象,通过对其使用情况的市场调查,建立质量屋来确定饮水机设计中的负相关问题。结果运用冲突解决原理解决了饮水机设计中的负相关问题。结论利用质量屋确定设计中的负相关问题,TRIZ冲突解决原理解决设计问题,可以较快速得到产品创新设计方案,使饮水机在日常使用中更安全、便捷、美观。     

运用TRIZ理论解决新产品开发中的冲突

 TRIZ是俄语“发明问题解决理论”的缩写，是研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则，并运用这些原理指导人们发明创造的方法学．在新产品的开发中，基本矛盾是最难解决的一类问题之一，TRIZ提供了解决此类冲突的合理的基于知识的技术．运用TRIZ理论可以解决基本矛盾和冲突．通过运用TRIZ技术可以发现消除冲突的突破性概念，快速突破性地解决工程的基本问题．     

基于TRIZ理论的行李箱安全装置优化设计

目的 为满足用户的潜在需求,在保证现有行李箱实用性的同时,解决其安全性能不足的问题,并结合TRIZ设计改良方案。方法引入TRIZ理论分析行李箱系统中存在的矛盾冲突,将其转化为常用工程参数,并通过矩阵分析和查找标准解来解决问题,以筛选的创新发明原理来确定最优方案。结果 得到既能保障行李箱整体安全、临时停放无需人看管,同时又具有便捷操作功能的安全装置设计方案。结论 通过将TRIZ理论与行李箱改良设计相结合解析了行李箱系统中的多对矛盾冲突,并对其进行解决,提出了改良方案;经过优化设计的行李箱安全装置,具有生产工序简单和实用功能较强的特点,从而提高了行李箱使用弹性。     

TOC构造过程模型驱动产品创新设计

简要分析了产品冲突问题的约束理论(theory of constraints,TOC)思维流程,介绍了发明问题解决理论(theory of inventive problem solving,TRIZ)创新设计过程。描述了TOC中5个逻辑图表及其相互之间的关系。提出一种将TRIZ与TOC相结合的产品冲突问题解决过程构造模型的设计方法,利用所构造的产品当前实现树、逻辑图表和TRIZ的矛盾冲突解决矩阵来解决产品冲突问题。实例证明TRIZ与TOC相结合的方法用于驱动产品创新设计是切实可行的。     

基于TRIZ的计算机辅助创新原型系统的研究与实现

在研究TRIZ理论的基础上,提出并开发了一个基于TRIZ的计算机辅助创新原型系统.利用冲突问题的结构表示来对问题进行分析,并提出了通过冲突结构得到冲突的自动生成算法.该系统使得TRIZ创新的自动化程度有一定提升,并采用多条路径得到推荐的原理,同时使TRIZ与其他创新方法的结合更加便利.最后通过一个实例介绍了这个系统进行创新的全过程.     

瓶盖自动烫金机的结构设计与实现

目的为减轻工人劳动强度、确保操作安全、提高产品质量,设计开发一种针对瓶盖的自动烫金机。方法通过对瓶盖烫金工艺及烫金设备现状的分析和探讨,构建机器总体方案,制定工作流程,借助Solid Works和Caxa软件对机器的组成和结构进行设计和验证。结果通过改进上料机构,满足了对瓶盖上料速度和上料质量的要求;通过优化传送机构、转印烫头、运行机构等关键部件,保证了瓶盖的传送精度和瓶盖的烫金质量。结论实际使用表明,该机器设计合理、结构紧凑、效率高、操作安全、工作运行平稳可靠。     

基于TRIZ的冷凝器清洗机器人创新设计

目的 针对目前清洗设备工作效率低和成本高等问题,设计出一种基于矛盾冲突理论和物–场模型的高效率冷凝器清洗机器人。方法 通过TRIZ系统组件分析和因果轴问题分析,找出冷凝器清洗机器人的有效功能和不足功能;运用TRIZ的技术矛盾理论、物理冲突理论以及物–场分析得出针对上述原因的解决方案。结果 最终创新设计出了基于混联机构的多喷枪协同式冷凝器清洗机器人,并制作了实物样机进行测试。与传统机器人相比,该创新设计的机器人节省维修工时76%,节约成本约25%。结论 结果表明,该清洗机器人能克服现有技术的缺陷,在结构刚度、运动精度、灵活性和作业效率均得到提高,并降低了劳动强度和人力成本。     

全自动袋装颗粒式干燥剂灌装机的设计

目的 为解决手动灌装条形袋装颗粒干燥剂存在的劳动强度高、生产效率低、计量不均匀等生产难题.方法 结合袋装颗粒式干燥剂罐装的要求及特点,优选框架式结构,设计自动上料、自动称量、自动灌装装置的机械结构.结果 经结构设计、电气控制设计对自动实现颗粒干燥样机进行了搭建与调试,使其具备自动上料、自动称量、自动灌装等功能.实验结果显示全自动智能干燥灌装机与传统罐装相比,生产效率提升了4倍,成本降低了约2/3,罐装计量最大偏差值约为0.5 g.结论 通过企业实践生产验证,不仅大幅减少了操作人员的劳动强度,而且有效地提升了条形袋干燥剂的生产效率和产品加工品质,降低了企业的生产成本.     

基于TRIZ理论的模切压力试验平台设计与分析

目的 利用发明问题解决理论(TRIZ)设计一种试验平台,来解决模切机上的模切压力难以直接检测的问题。方法 首先文中引入光纤Bragg光栅传感器来检测模切压力,针对光纤Bragg光栅传感器自身特点,结合TRIZ理论中的因果链分析与完备性法则,形成直接检测模切压力的初步设计方案。其次利用矛盾解决原理提高初步设计方案中的稳定性、测量精度和抗变形性,并通过物质–场模型分析法对初步设计方案中的底座结构进一步优化,得到试验平台的总体设计方案。最后对试验平台的关键零件进行静力学分析和模态分析。结果 关键零件——顶板的最大应力和最大变形量分别为77.063 MPa、0.525 24 mm,表明强度和刚度均满足要求,并且不会发生共振现象,验证了基于TRIZ理论设计的试验平台可以满足光纤Bragg光栅传感器的工作要求。结论 利用TRIZ理论来指导模切压力试验平台的创新设计,为精确测量模切机的模切压力提供了新方法。     

多方法融合的柑橘自动剥皮设备创新设计

目的设计一种能提高一次剥净率、降低果肉破损率的柑橘自动剥皮设备。方法提出一种多方法融合创新设计模型,并将其应用于柑橘自动剥皮设备的创新设计中。首先,根据Kano模型得到柑橘自动剥皮设备的用户需求属性;然后,结合公理设计理论完成域间映射,得到设计矩阵;由独立公理判断出设计矩阵类型,得到设计矩阵是准耦合设计,运用TRIZ理论进行解耦设计,得到柑橘自动剥皮机的创新设计方案;最后,结合层次分析法和模糊综合评价法对设计方案进行评价。结果利用该创新设计模型得到的柑橘自动剥皮机创新设计方案,在功能属性、安全属性和经济属性等3个方面都要优于现有的柑橘自动剥皮设备。结论设计的柑橘自动剥皮设备满足设计要求,验证了该创新设计模型的可行性及合理性。     

基于TRIZ的螺旋道钉自动包装生产线设计与应用

目的 针对螺旋道钉人工包装方式,采用TRIZ理论的创新思维与方法进行螺旋道钉自动包装生产线的设计,实现其全自动包装。方法 首先提出实际问题,然后运用TRIZ理论构建矛盾矩阵表,从而获得生产线设计时所遇问题的发明原理解,设计全自动的智慧包装生产线并进行安装,最后通过实际包装验证生产线包装效果。结果 通过设计的自动包装生产线将螺旋道钉进行实际包装验证,结果表明该生产线能够实现螺旋道钉的全自动包装,且包装效率高、包装质量优异。结论 该全自动包装生产线实现了PLC的集成统一控制,各包装工序工作协调,设备操作简单,提高了产品包装效率、降低了人工强度。     

冲压生产用送料转盘机构及自动控制系统设计

目的针对目前冲压生产中手工送料产生的质量问题,设计一个自动送料旋转托架。方法通过控制矩形波信号发生器输出信号的占空比和频率来控制旋转托架的间歇旋转,利用光电传感器检测旋转托架停止位置来配合冲床完成工件的自动冲压生产。结果该设计能改进现有的手动加工方式,节省人力,实现冲床生产线的自动化运行。结论该设计对同类生产线的送料自动化生产具有参考价值。     

菠萝自动采摘收集机结构设计与分析

针对我国菠萝果实采摘机械化水平较低、采摘效率低下且易对采摘人员手部造成伤害的问题,设计了一种菠萝采摘、收集连续化作业的机器。首先,对菠萝自动采摘收集机的整体结构进行设计,并详细介绍了采摘切割机构、带式运输机构的设计。其次,采用SolidWorks三维软件对采摘切割机构进行三维建模,并通过SolidWorks软件、Motion模块进行应力、应变、位移特性和动力学仿真分析。然后,对菠萝自动采摘收集机的电子控制系统进行设计与分析,包括电源输出的升降压方案以及三自由度机械臂步进电机驱动控制的设计。最后,进行了菠萝果柄切割试验与菠萝果实采摘收集试验。试验结果表明,该机器的切割效率可达1 636株/h,是人工切割效率的2倍以上;菠萝果实收集效率达195株/h。所设计的自动采摘收集机可实现菠萝果实的采摘、收集过程连续化,可提高菠萝采摘效率和减轻采摘人员劳动强度。     

QFD与TRIZ在菠萝去皮机设计中的应用

目的为简化菠萝去皮过程,提高去皮效率,减少因去皮而导致的浪费现象,满足菠萝的加工需求,结合菠萝的特性,设计一种新型菠萝去皮机。方法建立基于QFD和TRIZ的创新设计模型,利用QFD法分析整理出用户需求,并建立质量屋,确定关键设计要素,再运用TRIZ理论将设计要素转化为设计技术矛盾,通过40个发明原理进行问题解决。结果通过对技术矛盾的解决,对菠萝去皮机进行创新设计,使得菠萝去皮机能够适用于不同的菠萝,减少了切削时间以及果肉浪费的现象,并保持其完整、美观的形态。结论依据QFD和TRIZ的创新设计模型,在设计过程中既可以满足用户需求,也可以缩短创新设计时间,提高了设计效率,进而为菠萝去皮机的设计提供了一种新的设计思路,为菠萝加工产业的快速发展起着重要意义。     

基于TRIZ理论的纸盒成型机主轴结构的优化设计

目的运用TRIZ理论对纸盒成型机主轴结构进行优化设计。方法利用TRIZ理论的冲突解决原理对纸盒成型机主轴结构进行分析归纳,得到相应的创新设计原理和优化方向,通过分析对比选择最佳的创新原理,以解决设计中的矛盾,并利用TRIZ理论提供的优化方向对主轴结构进行有限元分析。结果通过TRIZ理论得到了纸盒成型机主轴结构的优化方案和方向,利用有限元仿真软件进一步分析得到了纸盒成型机主轴结构的的最大变形为0.1796 mm,通过对纸盒成型机主轴结构最终优化方案的实验验证,得到主轴结构的最大变形为0.18 mm,满足使用要求。结论利用TRIZ理论和有限元相结合的方式为纸盒成型机主轴结构的优化设计提供了一种新的思路,同时也为纸盒成型机主轴结构的进一步优化设计提供了依据。