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自行车的创新设计

时间:[2018-08-08]  来源:TRIZ

一、研究目的

应用TRIZ进行自行车创新设计,解决自行车与公交系统的互补与延续。同时增加新的使用乐趣。

二、基本思路及创新点:

交通覆盖的空白使得人们在出行时产生不便这是一个典型的管理矛盾,那么现在要将这个管理矛盾转化成技术矛盾,即在减小自行车体积的同时不改变它使用时的基本形态,保证它的强度、稳定性和使用时可靠性。查阅TRIZ矛盾矩阵表得到表一:

表一:自行车创新设计解决方案矩阵表

                             

从这个图表中,可以看到解决这个问题可以从2、7、14、15、16、17、28、35、40号解决方案中找到方案。查阅TRIZ理论解决矛盾的40个标准方法,得到:

2.抽出:①从物体中抽出产生紊乱的部分或属性;②从物体中抽出必要的部分或属性。

7.套叠法:把一物体嵌入另一物体,然后再嵌入另一物体中。

14.曲线、曲面化法①将直线、平面变成弯曲的形状,将立方体变成椭圆体;②使用滚筒、球状、螺旋状;③改直线运动为回转运动,使用离心力。

15.动态法:①自动调节物体,使其在各动作阶段的性能最佳;②将物体分割成既可变位又可相互配合的数个构成要素;③使不动的物体可动或相互交换。

16.部分超越法:所期望的效果难以100%实现时,在可以实现的程度上加大动作幅度,使问题简化。

17.多维法:①将做一维直线运动的物体变成二维平面运动;②单层构造的物体变为多层构造;③将物体倾斜或侧向放置。

28.机械系统的替代法:①用光学系统、听觉系统、嗅觉系统取代机械系统;②使用与物体相互作用的电场、磁场、电磁场;③场的取代a)可变场与恒定场相取代,b)固定场与随时间变化的可动场相取代,c)随机场与恒定场相取代,④把场与强磁粒子组合使用。

35.性能转化法:改变物体的凝聚状态、密度分布、可挠度、湿度等。

40.复合材料法:用复合材料替代单一材料。

在以上这些方法是解决静止物体体积的一般性解决方法。但做为自行车在普遍性的基础上,又有其特殊性。根据TRIZ理论中的系统完备性法则对自行车系统进行全面的认识,在这个系统中包含了动力装置、传动装置、执行装置和控制装置:

动力装置——脚蹬,把人的生物能,转化为机械能;

传动装置——链条、轴承、齿轮,传递机械能;

执行装置——车轮,滚动使车行驶;

控制装置——车把、脚蹬、车闸,控制方向和速度。

进而,又将自行车的系统分为子系统进行考察和研究,对得到九个标准解决方法进行评价和筛选。再根据产品创新设计中经济、美观、实用的原则,利用第7、15、17、40号解决方案,参考市场调研的结果,进行具体方案的设计与开发。对车把、脚蹬、车轮、等部分进行折叠处理,梁、车座,进行套叠设计,改变使用的材料等,最终形成新的设计方案。

三、装置结构图


对自行车进行再设计,把各个部位做了细致的规划:自行车前后轮折叠后,并行做为推车;车梁由一个平行四边形与两个三角形连接前后车轮架;车把部和车座部都可折叠;考虑稳定性,设计一个支架。

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