陸尚平，農(nóng)田友，陸美文，全鴻偉

（廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧530023）

新產(chǎn)品開發(fā)

基于TRIZ特性傳遞的電動(dòng)滑板車創(chuàng)新設(shè)計(jì)

陸尚平，農(nóng)田友，陸美文，全鴻偉

（廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧530023）

為了解決滑板車動(dòng)力、減小占據(jù)空間和攜帶便利性的問題，引入現(xiàn)代TRIZ創(chuàng)新理論的特性傳遞方法；將滑板車設(shè)計(jì)為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、可折疊、拉桿攜帶的新型倒三輪電動(dòng)滑板車。實(shí)踐表明，TRIZ創(chuàng)新理論的特性傳遞能有效提高創(chuàng)新產(chǎn)品的開發(fā)效率。

TRIZ；特性傳遞；滑板車；創(chuàng)新設(shè)計(jì)

國(guó)際TRIZ理論是前蘇聯(lián)發(fā)明家G.S.Althsuler所開創(chuàng)的一種基于知識(shí)、面向人的發(fā)明問題解決的系統(tǒng)化方法學(xué)[1]。經(jīng)過多年的發(fā)展，TRIZ已經(jīng)成為解決技術(shù)問題或發(fā)明問題的強(qiáng)有力方法學(xué)，應(yīng)用該方法已成功解決了美國(guó)、歐洲、日本等許多國(guó)家企業(yè)成千上萬(wàn)的新產(chǎn)品研發(fā)難題[2]。從經(jīng)典TRIZ，到設(shè)計(jì)創(chuàng)新技術(shù)，再到現(xiàn)代TRIZ理論，剪裁、因果鏈分析、特性傳遞等現(xiàn)代TRIZ理論發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。特性傳遞是一種通過將具備類似主要功能的其他系統(tǒng)的某個(gè)特性傳遞到本系統(tǒng)，以解決某個(gè)問題或者提高系統(tǒng)性能的工具。其主要特征是傳遞的是具有優(yōu)點(diǎn)的特性，而不是一個(gè)系統(tǒng)的某個(gè)組件[3]。

滑板車是青少年喜愛的運(yùn)動(dòng)器材，依靠人體動(dòng)力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，深受青少年喜愛，但滑板車存在功能單一、體積龐大與攜帶困難等問題。為了改善滑板車特性，將TRIZ理論的特性傳遞引入以創(chuàng)新開發(fā)新型滑板車。

1 滑板車功能特性

現(xiàn)有滑板車是依靠使用者自身的騎行完成運(yùn)動(dòng)，無(wú)需其他動(dòng)力。一只腳踩在踏板上，借助于另一只腳的蹬地驅(qū)動(dòng)滑板車前行。傳統(tǒng)滑板車的機(jī)構(gòu)包含踏板、輪子（4個(gè)）、轉(zhuǎn)軸及連接件組成，如圖1所示。傳統(tǒng)滑板車缺乏動(dòng)力，功能單一，屬運(yùn)動(dòng)器材；現(xiàn)代滑板車對(duì)傳統(tǒng)滑板提出了新的功能要求，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、代步與載物的有機(jī)結(jié)合；孫學(xué)雁等利用人體自身重力作用為動(dòng)力源，采用踩踏運(yùn)動(dòng)方式，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的健身踏步滑板車[4]。張帆等將滑板車應(yīng)用于地面清潔工作中，明顯縮短了做家務(wù)的時(shí)間并減輕工作量[5]。

圖1 滑板車

2 TRIZ特性傳遞

特性傳遞是現(xiàn)代TRIZ理論的重要組成部分，與剪裁方法一樣，同屬系統(tǒng)關(guān)鍵問題分析的前導(dǎo)，其在現(xiàn)代TRIZ理論中的位置如圖2所示[3]。特性傳遞的通俗案例為蘿卜根根性和白菜葉特性的有機(jī)結(jié)合體，即開發(fā)的新型物體具備蘿卜的根和白菜的葉，兼有二者的特性優(yōu)點(diǎn)[6]。在工程實(shí)踐中，通過把其他工程系統(tǒng)中有利及好的特性移植到待改善的系統(tǒng)中，通過特性傳遞實(shí)現(xiàn)保持原有系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和使基礎(chǔ)系統(tǒng)具有其他移植系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

圖2 特性傳遞在現(xiàn)代TRIZ理論中的位置

在特性傳遞理論體系中定義主要功能相同的工程系統(tǒng)為競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)；具有完全相反特征的競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)為備選系統(tǒng)；具備一定缺點(diǎn)并作為承接優(yōu)勢(shì)特性的工程系統(tǒng)為基礎(chǔ)系統(tǒng)；具備基礎(chǔ)系統(tǒng)所不具備的而具有目標(biāo)特性的系統(tǒng)為特性來(lái)源工程系統(tǒng)。特性傳遞的實(shí)施步驟[3]：

（1）識(shí)別系統(tǒng)的主要功能；

（2）確定競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)；

（3）分析系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)；

（4）尋找備選系統(tǒng)；

（5）確定基礎(chǔ)系統(tǒng)；

（6）識(shí)別特性來(lái)源工程系統(tǒng)造成的優(yōu)點(diǎn)特性或組件；

（7）描述特性來(lái)源系統(tǒng)新特性或組件附帶問題。

3 特性傳遞的滑板車創(chuàng)新設(shè)計(jì)

根據(jù)滑板車的功能特點(diǎn)，依據(jù)TRIZ創(chuàng)新方法的理想解，新型滑板車能自身具有動(dòng)力，能夠具備動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，放置時(shí)占據(jù)空間小并便于攜帶。將滑板車確定為3個(gè)功能要素點(diǎn)：新型動(dòng)力、占據(jù)空間小及便于攜帶。依據(jù)各個(gè)功能要點(diǎn)分別采用TRIZ的特性傳遞進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以下結(jié)構(gòu)占據(jù)空間?。ㄕ郫B或嵌套）為例。

（1）識(shí)別系統(tǒng)的主要功能：依據(jù)TRIZ功能分析，滑板車的主體結(jié)構(gòu)為支撐人體，特征為折疊或嵌套。

（2）分析系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：折疊式的滑板車結(jié)構(gòu)占據(jù)空間小，外出存放于汽車尾箱節(jié)省空間，便于存放。

（3）確定競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)：具有折疊與嵌套特性的競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)有合頁(yè)、鏈條、夾子、折本、手風(fēng)琴、套娃、天線、扇子、液壓缸等。

（4）尋找備選系統(tǒng)：即找出具有目標(biāo)功能特性的競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)作為創(chuàng)新依據(jù)，將成熟技術(shù)、理念及方法運(yùn)用于創(chuàng)新的目標(biāo)產(chǎn)品，確定合頁(yè)為備選系統(tǒng)。

（5）確定基礎(chǔ)系統(tǒng)：以承載人體并占據(jù)主要結(jié)構(gòu)的滑板腳踏板為基礎(chǔ)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新以此為基礎(chǔ)。

（6）識(shí)別特性來(lái)源工程系統(tǒng)造成的優(yōu)點(diǎn)特性或組件：將合頁(yè)特性作用于滑板車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，將滑板車腳踏板單體面積一分為二，前后機(jī)構(gòu)折疊縮小結(jié)構(gòu)空間，使得折疊后的滑板車結(jié)構(gòu)緊湊，如圖3（b）所示。

（7）描述特性來(lái)源系統(tǒng)新特性或組件附帶問題：合頁(yè)折疊特性的引入，帶來(lái)了前后板連接以及折疊后機(jī)構(gòu)干涉問題，為解決干涉本文采取了區(qū)別于傳統(tǒng)4輪滑板的三輪模式（如圖3），并以后輪的電機(jī)輪作為驅(qū)動(dòng)，如圖3（a）左輪；在解決合頁(yè)折疊連接問題上采取了插銷連接展開，撤銷抽出折疊的辦法。對(duì)于新型動(dòng)力（電動(dòng)）和便于攜帶（拉桿）的TRIZ特性傳遞創(chuàng)新設(shè)計(jì)其方法步驟與結(jié)構(gòu)占據(jù)空間?。ㄕ郫B或嵌套）相似，如表1所示。采用TRIZ特性傳遞進(jìn)行新型動(dòng)力（電動(dòng)）和便于攜帶（拉桿）的創(chuàng)新設(shè)計(jì)分別如圖 3（a）和圖 3（c）.

圖3 可折疊電動(dòng)倒三輪滑板車

表1 特性傳遞的滑板車創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)施步驟

4 結(jié)果與討論

將TRIZ理論特性傳遞運(yùn)用于新型滑板車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、折疊存放及拉桿拉動(dòng)為功能目標(biāo)，依據(jù)特性傳遞創(chuàng)新設(shè)計(jì)7步法，完成了電動(dòng)倒三輪滑板車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并獲批國(guó)家實(shí)用新型發(fā)明專利ZL201420325795.9.實(shí)踐表明，TRIZ特性傳遞能有效將成熟技術(shù)、方法運(yùn)用與新產(chǎn)品開發(fā)。特性傳遞的創(chuàng)新方法及步驟思路清晰，可操作性強(qiáng)，對(duì)指導(dǎo)創(chuàng)新實(shí)踐具有積極指導(dǎo)意義。

[1]ALTSCHULLER G S.Creativitv as an Exact NewYork[M].Gordon&Breach，1984.

[2]趙新軍.技術(shù)創(chuàng)新理論TRIZ及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[3]孫永偉，謝爾蓋.伊克萬(wàn)科.TRIZ打開創(chuàng)新之門的金鑰匙[M].北京：科學(xué)出版社，2015.

[4]孫學(xué)雁，土赫瑩.基于人機(jī)工程學(xué)的健身踏步滑板車的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31（5）：544-547.

[5]張 凡，楊秀芝，李濤一種清潔滑板車的設(shè)計(jì)[J].湖北理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，29（1）：13-16.

[6]孫永偉.特性傳遞[J].TRIZ 評(píng)論，2016（1）：3-7.

Innovative Design of Electric Scooter Based on TRIZ Characteristic Transfer

LU Shang-ping，NONG Tian-you，LU Mei-wen，QUAN Hong-wei
（Guangxi Vocational College of Water Resources and Electric Power，Nanning Guangxi 530023，China）

In order to solve the problem of scooter power，reduce space occupation and portability，the characteristic transfer method of modern TRIZ was introduced.The scooter is designed as an electric drive，foldable and pull rod.Innovation practice shows that characteristic transfer of TRIZ could effectively improve the development efficiency of innovative products.

TRIZ；characteristic transfer；scooter；innovative design

TH122

A

1672-545X（2017）08-0048-03

2017-05-16

廣西高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目（編號(hào)：2013JGA336）；廣西高校優(yōu)秀中青年骨干教師培養(yǎng)工程項(xiàng)目；廣西高?？茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（2013YB303）

陸尚平（1981-），男，廣西來(lái)賓人，博士，副教授，研究方向：機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。