劉春蘭 馮澤錕 魏勇 趙嫦欣

【摘要】臺燈作為生活的必需品，其使用的方便性和安全性具有很大的研究價值，為了解決臺燈容易發(fā)生觸電危險，忘記關(guān)燈后不節(jié)能的問題。引用現(xiàn)代TRIZ技術(shù)中物-場模型與標準解系統(tǒng)，將臺燈設(shè)計為使用人體傳感器，光敏電阻的新型臺燈。使其只有在光線較暗、檢測到人存在時，才會發(fā)光，具有安全節(jié)能操作方便等優(yōu)點，應用前景較好。

【關(guān)鍵詞】TRIZ；物-場模型；臺燈；人體傳感器

臺燈在我們生活中是非常重要的一種照明工具，但臺燈存在安全系數(shù)低和忘記關(guān)燈后浪費電能的問題。應用TRIZ理論中的物-場模型與標準解系統(tǒng)來解決臺燈中的上述問題具有一定的必要性與研究價值。

一、初始問題描述

臺燈一般是使用按鍵開關(guān)來控制臺燈的亮與滅，包括：燈泡、電源、開關(guān)、導線若干。由電源輸出電能，經(jīng)過導線的傳遞，使電燈發(fā)光；而我們通過開關(guān)控制電路的通斷，從而控制電燈的亮滅。大部分臺燈還使用燈罩，使光線集中，保護眼睛。但是傳統(tǒng)臺燈使用的是按鍵式開關(guān)，需要手動控制，就產(chǎn)生了一些不便。

所以筆者希望開發(fā)制作一種新型臺燈，其應該具備的主要優(yōu)點有：（1）在洗手后需要打開臺燈，用沾滿水的手去打開臺燈，不存在觸電的危險。（2）在工作或?qū)W習完后，忘了關(guān)燈，不存在浪費的問題。（3）結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。

二、基于物-場模型的設(shè)計方法

描述關(guān)鍵問題：如何使人不用手打開臺燈，并在忘記關(guān)燈后方便關(guān)燈。

列出有關(guān)的物質(zhì)和場：在臺燈系統(tǒng)中的物質(zhì)有：電源、開關(guān)導線、燈泡、燈罩、人，人和開關(guān)是通過開關(guān)一部分的傳動裝置相作用，可以認為是機械場。

選擇組件，建立工程問題的物-場模型：我們挑出人和開關(guān)作為物質(zhì)，但兩者之間沒有任何相互接觸，所以它們之間的場已經(jīng)不存在了。因此兩者之間屬于不完整的物-場模型，即在開關(guān)與人之間已經(jīng)沒有了場。如圖1所示。

依據(jù)物-場模型的種類找到相應類別的標準解：對于解決不完整的物-場模型，我們從第一類“建立或拆解物-場模型”中第一子類，“完善物-場模型”中尋找合適標準解。

確立解決工程問題的標準解：在第一類標準解第一子類中，可以使用的標準解如下：如果物-場模型不完整，可以根據(jù)需要，加入物質(zhì)或場，使物-場模型完備，并且建立起物質(zhì)和場之間的相互作用。

利用上述標準解，建立物-場模型：在本問題的物-場模型中，缺少一個場，所以需要加入一個場。雖然人和開關(guān)不能接觸，但是人會自發(fā)輻射紅外線，所以可以利用電磁場、使用人體傳感器，這樣，就有了兩個物質(zhì)和一個場，就可以創(chuàng)建一個新的物-場模型，解決方案的物-場模型如圖2所示。

則關(guān)于新型臺燈物-場模型的解決方案為：改進的臺燈系統(tǒng)，臺燈系統(tǒng)的開關(guān)使用人體傳感器和光敏電阻。在光線較暗時，人未靠近臺燈，開關(guān)處傳感器未感應到人，開關(guān)閉合，臺燈不發(fā)光；人靠近臺燈，傳感器感應到人，開關(guān)閉合，臺燈發(fā)光；在人走后，臺燈若10s后未檢測到人即熄滅。在光線充足時，不管有沒有人，臺燈都不發(fā)光。

四、結(jié)語

利用物-場模型改進臺燈系統(tǒng)，設(shè)計出新型臺燈系統(tǒng)。使用人體傳感器，光敏電阻，設(shè)計出能自動開關(guān)臺燈的新型臺燈，解決了傳統(tǒng)臺燈需要手動開關(guān)、容易觸電，忘記關(guān)燈后不易關(guān)燈的問題。實踐證明，TRIZ理論能幫助我們發(fā)明改進工程系統(tǒng)，幫助我們得到優(yōu)秀的產(chǎn)品。TRIZ理論提供的發(fā)明思想，幫助我們打破傳統(tǒng)思維方式，提高我們的創(chuàng)新能力。物-場模型可以使問題模塊化，加快解決方案的誕生，對發(fā)明創(chuàng)新起到了極大的促進作用。

參考文獻

[1]丁俊武，韓玉啟，鄭稱德.創(chuàng)新問題解決理論——TRIZ研究綜述[J].科學學與科學技術(shù)管理，2004（11）：53.

[2]孫永偉，謝爾蓋·伊克萬科.TRIZ 打開創(chuàng)新之門的金鑰匙[M].北京：科學出版社，2015.

作者簡介：劉春蘭（1989.03—），女，漢族，四川人，碩士，助理實驗師，研究方向：光纖傳感；馮澤錕（1998.02—），男，漢族，四川鄰水人；魏勇（1987.06—），男，漢族，內(nèi)蒙包頭人，博士，講師，研究方向：光纖傳感、大學生創(chuàng)新教育；趙嫦欣（1991.03—），女，漢族，黑龍江拜泉人，碩士，助理實驗員，研究方向：光纖傳感。