基于TRIZ理論的移門無障礙導(dǎo)軌創(chuàng)新設(shè)計(jì)

谷宇，史翔

（南京康尼機(jī)電股份有限公司，江蘇 南京 210013）

目前移門的導(dǎo)向裝置一般有兩種，一種是用帶有凹槽的門檻和下部有凸出的門板配合實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向，由于這種移門的門檻上有凹槽的存在，在實(shí)際使用過程中，一些細(xì)碎雜物會掉進(jìn)凹槽內(nèi)，影響門的移動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會將門卡死。凹槽過大的話，高跟鞋的鞋跟或其他物體都可能嵌在凹槽內(nèi)，造成安全隱患。

另一種是使用門檻上固定的凸出的導(dǎo)軌和門板底下的凹槽配合實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向，固定的凸出的導(dǎo)軌經(jīng)常會絆倒老人和小孩等行動(dòng)不便的人，不利于清掃，造成安全隱患。本研究的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種移門無障礙導(dǎo)軌，通過滑塊和導(dǎo)向銷構(gòu)成的凸輪推桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)門檻上無障礙的通行。

1 TRIZ理論介紹

TRIZ是在1946年由科學(xué)家G.S.Altshuller創(chuàng)立并發(fā)展完善的一門創(chuàng)新學(xué)科。TRIZ建立了一個(gè)通過學(xué)習(xí)并利用多種創(chuàng)新原理和算法實(shí)現(xiàn)發(fā)明創(chuàng)新的綜合理論體系。TRIZ理論體系是在哲學(xué)的認(rèn)識論、系統(tǒng)論和辯證法的思想指導(dǎo)下，以交叉學(xué)科知識、專業(yè)知識和基礎(chǔ)知識為基礎(chǔ)，以系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)為支柱，建立了以技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則為TRIZ理論基礎(chǔ)，運(yùn)用了物場模型、資源分析、矛盾分析和功能分析4個(gè)分析工具，從理想化、資源、矛盾和技術(shù)系統(tǒng)過程4大基本概念出發(fā)，運(yùn)用技術(shù)矛盾、創(chuàng)新原理、效應(yīng)庫和物理矛盾分離法4大工具求解較簡單的問題。應(yīng)用發(fā)明問題解決算法ARIZ做求解較難的問題。

技術(shù)和物理矛盾是TRIZ發(fā)明問題解題工具的一種，矛盾是指對系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)產(chǎn)生對立的影響。TRIZ根據(jù)矛盾的性質(zhì)，把矛盾歸納為2類：一類是技術(shù)矛盾，另一類是物理矛盾。

技術(shù)矛盾：技術(shù)矛盾是指對技術(shù)系統(tǒng)的兩個(gè)技術(shù)參數(shù)產(chǎn)生對立的需求或影響。

物理矛盾：物理矛盾是指對技術(shù)系統(tǒng)的同一個(gè)技術(shù)參數(shù)產(chǎn)生對立的需求或影響。解決此類矛盾，可以運(yùn)用分離原理求解。

2 移門無障礙導(dǎo)軌的TRIZ分析

根據(jù)問題描述，由于導(dǎo)軌在導(dǎo)向的時(shí)候，凸出和凹陷是必需的，但是在人員通過時(shí)是不需要的，導(dǎo)軌的導(dǎo)向特征這一技術(shù)參數(shù)產(chǎn)生了對立的需求，是一對物理矛盾。

通過提取物理矛盾，采用時(shí)間分離原理。使用可伸縮的導(dǎo)向銷代替導(dǎo)軌的凸出部分，當(dāng)門扇關(guān)閉的時(shí)候，導(dǎo)向銷伸出門檻踩踏面，并插入門板底部的凹槽，對門扇起導(dǎo)向定位的作用。當(dāng)門扇打開的時(shí)候，導(dǎo)向銷縮入門檻踩踏面，此時(shí)門檻的踩踏面是平的，方便行人通過。

3 移門無障礙導(dǎo)軌技術(shù)方案

如圖1本技術(shù)解決方案組成：包括門檻（1）、導(dǎo)向銷（2）、滑塊（3）、底部帶凹槽的門板（4），其中門檻（1）作為機(jī)架為導(dǎo)向銷（2）和滑塊（3）的往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供支撐，導(dǎo)向銷（2）裝在門檻（1）體內(nèi)，與滑塊（3）的曲線輪廓或凹槽接觸，可以上下伸縮，當(dāng)導(dǎo)向銷（2）伸出門檻（1）踩踏面時(shí)插入門板（4）底部的凹槽實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向；滑塊（3）是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，滑塊（3）裝在門檻（1）體內(nèi)，滑塊（3）和門板（4）連接，滑塊（3）在門檻（1）踩踏面下和門板（4）同步同方向做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；滑塊（3）和導(dǎo)向銷（2）之間形成凸輪推桿機(jī)構(gòu)，通過摩擦副傳遞運(yùn)動(dòng)，滑塊（3）做為凸輪的角色，導(dǎo)向銷（2）作為推桿的角色。本裝置通過滑塊（3）的曲線輪廓或凹槽，控制導(dǎo)向銷（2）配合門板（4）的移動(dòng)進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)。

圖1

如圖2：門扇處于關(guān)閉位置，導(dǎo)向銷（2）全部伸出門檻踩踏面，并插入門板底部的凹槽，對門扇起導(dǎo)向定位的作用。

圖2

如圖3：當(dāng)開門時(shí)，門板（4）帶動(dòng)滑塊（3）沿開門方向移動(dòng)，滑塊（3）的凸輪曲面的移動(dòng)帶動(dòng)導(dǎo)向銷（2）縮回，；當(dāng)關(guān)門時(shí)，門板（4）帶動(dòng)滑塊（3）沿關(guān)門方向移動(dòng)，滑塊（3）的凸輪曲面的移動(dòng)帶動(dòng)導(dǎo)向銷（2）依次適時(shí)伸出插入門板（4）底部的凹槽中，導(dǎo)向銷（2）與門板（4）底部的凹槽配合，實(shí)現(xiàn)門系統(tǒng)導(dǎo)向。

圖3

如圖4：門扇處于全開位置，導(dǎo)向銷（2）全部縮回到門檻的踩踏面下，保證門檻（1）通過區(qū)是平坦的沒有凸出物妨礙出入。

圖4

如圖5所示，移門無障礙導(dǎo)軌的三維結(jié)構(gòu)如下圖，結(jié)構(gòu)簡單可靠。

圖5

4 主要技術(shù)指標(biāo)

占用地板以下厚度小于40mm，不與車體邊梁干涉。

導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)阻力小于20N。

移門能夠承受2000N的承載力試驗(yàn)。

環(huán)境溫度范圍：－25～+50℃。

相對濕度：≤100%，部件中材料表面處理后能夠滿足大于96h的中性鹽霧試驗(yàn)要求。

5 結(jié)語

此裝置克服傳統(tǒng)移門導(dǎo)軌存在的缺陷，其利用門板的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)，滑塊的移動(dòng)可以帶動(dòng)導(dǎo)向銷伸縮，導(dǎo)向銷的伸縮無需額外的動(dòng)力，僅依靠門板自身的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向銷的自動(dòng)伸縮，從而實(shí)現(xiàn)門的導(dǎo)向；由于使用的是凸輪推桿機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、機(jī)構(gòu)零件少、加工精度要求不高、便于維修。