TRIZ理論在雨傘傘柄創(chuàng)新設(shè)計中的應用研究

劉宇鵬 陳春晟 周志龍

摘 要：本文針對傳統(tǒng)雨傘傘柄不方便固定放置的缺陷，基于TRIZ理論的最終理想解原理，通過功能分析，使用場景和狀態(tài)分析，技術(shù)功能分析對傘柄進行創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計，使用Pro/E軟件進行三維建模;同時提出了雨傘防丟功能的解決方案。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論;傘柄;創(chuàng)新設(shè)計;最終理想解

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.187

0 引言

創(chuàng)新設(shè)計是傳統(tǒng)產(chǎn)品進步的基礎(chǔ)，產(chǎn)品通過不斷創(chuàng)新進行改進，實現(xiàn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，使其更加符合現(xiàn)代人們的使用習慣。21世紀產(chǎn)品的市場競爭越來越激烈，在同類產(chǎn)品的競爭中，產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計顯得愈發(fā)重要。

創(chuàng)新方法是科學思維、科學方法和科學工具的總稱，創(chuàng)新活動的進行有了創(chuàng)新方法的指導，而變得有跡可循。經(jīng)常被使用的創(chuàng)新方法包括：形態(tài)分析法，功能模擬法，檢驗表法，魚骨圖法和TRIZ理論等。在上述方法中，TRIZ理論在解決發(fā)明創(chuàng)造問題上有著獨到的優(yōu)勢，該方法體現(xiàn)了先進的科學思維，是技術(shù)創(chuàng)新的現(xiàn)代化工具，同時也是建設(shè)創(chuàng)新型國家的科學方法[1]。

1 傳統(tǒng)傘柄存在的問題

雨傘是人類生活的必備品之一，其基本功能是遮陽和避雨。隨著社會生產(chǎn)力的進步，對雨傘的個性化和人性化需求也相應提升。越來越多的附加功能如支撐（雨傘拐杖），座椅，音樂播放被開發(fā)出來。然而在雨傘使用過程中，不易放置，加上在公共場合容易丟失，使很多人放棄了雨傘的使用。

1.1 放置困難

在一些公共場合會提供雨傘的包裝袋，把雨傘包裹起來放置到固定的放置雨傘的設(shè)施上，整個過程一般需要2人以上進行操作，在人員密集的公共場所效率非常低，使用體驗差。在放置功能實現(xiàn)的過程中，只有彎鉤形傘柄能夠提供的放置功能，同時受使用場景的限制。

1.2 攜帶困難

隨著生活水平的提高生活節(jié)奏的加快，購物途中、回家路上，時常有突如其來的電話或消息需要馬上處理，傳統(tǒng)傘柄多數(shù)情況下至少占用1只手，給人們的日常生活帶來諸多不便。如果能夠通過產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計，在不占用雙手的情況下攜帶雨傘，必然會使人們逐漸回歸使用雨傘的生活習慣。

1.3 丟失風險

在公共場所，當傘被放置或收納時，意味著傘離開了使用者的視線，而外觀一致的臨時包裝袋增加了雨傘丟失的風險。

針對上述問題，如能夠通過創(chuàng)新設(shè)計加以克服，必然會增加傘的易用性和用戶友好性，改變雨傘的傳統(tǒng)使用習慣，進而達到產(chǎn)品功能與用戶需求緊密聯(lián)系的目的[2]。

2 TRIZ理論和最終理想解

TRIZ理論被翻譯為“發(fā)明問題解決理論”，是為解決發(fā)明創(chuàng)造問題的方法學。TRIZ理論的研究始于1946年，TRIZ英文縮寫TIPS（theory of inventive problem solving），是由前蘇聯(lián)著名發(fā)明家G.S.Altshuller領(lǐng)導的研究機構(gòu)分析了世界近250萬件高水平的發(fā)明專利，并綜合多學科領(lǐng)域的原理和法則，建立起來的理論體系[3]，其目的是研究人類進行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題過程中所遵循的科學原理和法則，簡單來說，TRIZ理論方法就是一種將發(fā)明從“困難的”任務轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂唵蔚摹比蝿盏姆椒?[1] 。

最終理想解（（ideal final result， IFR））是TRIZ理論中五種克服思維慣性的方法之一，在解決技術(shù)問題的過程中，IFR發(fā)揮著重要的作用。產(chǎn)品處于理想狀態(tài)的解稱為理想解。最終理想解應當具備以下四個特點：一是最終理想解保持了原有系統(tǒng)的優(yōu)點;二是消除了原系統(tǒng)的不足;三是沒有使系統(tǒng)變得更復雜;四是沒有引入新的缺陷[4]。

3 解決方案的確定

3.1 最終理想解的引入

通過最終理想解原理尋找解決方案的一般步驟見圖1。

3.2 雨傘放置問題解決方案

日常生活中，雨傘按照傘柄長度的不同主要分為長柄傘和短柄傘，長柄傘的傘柄形狀以手拐形居多，而短柄傘的傘柄形狀多為圓柱體。

對于圓柱體傘柄，在原有產(chǎn)品上基礎(chǔ)上將傘柄加長分成上下兩個部分，中間采用獨立的直桿，傘柄的上下兩部分通過推動的方式實現(xiàn)加緊和放松。通過這種方式，傘柄可以牢固懸掛在桌沿等平面物體上（圖2-a）。

對于長柄傘的傘柄，選用一種耐彎折、扭曲的金屬作為傘柄的材質(zhì)，傘柄部分就可以自由地彎曲扭動，同時傘柄圓環(huán)直徑大大小也可以根據(jù)使用者的情況調(diào)節(jié)，傘柄表面附以防滑涂層，在行走時，可將傘柄彎曲成圓形，套于手腕之上，從而解放雙手，同時解決行走時雨傘的放置問題;雨傘不需要使用時，可以將傘柄彎折成與桌子平行的狀態(tài)，傘柄可以與桌子表面平行貼合，平穩(wěn)地放置于桌旁或者懸掛在橫梁上（圖2-b ，c）。

3.3 雨傘丟失問題解決方案

將傘柄中空部分植入容量為2000mA鋰聚合物電池和小型藍牙芯片，同時連接USB端口作為輸出端口，電池在外出時可當作應急電源使用。鋰聚合物電池體積小，重量輕，不會增加使用負擔。藍牙芯片匹配報警器，當芯片與報警器超過指定范圍，報警器鳴響，以此達到防盜防丟的目的。

4 結(jié)語

TRIZ理論可以幫助設(shè)計者將創(chuàng)新具體化，為設(shè)計者提供一條有跡可循的思路，最終理想解方法則為設(shè)計者提供更加明確的設(shè)計目標?；赥RIZ理論，設(shè)計完成的傘柄，在傳統(tǒng)傘柄的造型的基礎(chǔ)上，更加貼合快節(jié)奏生活人群的需求，實現(xiàn)了雨傘妥善放置和防丟功能，同時體現(xiàn)使用者個性，是TRIZ理論創(chuàng)新方法的有益嘗試。

參考文獻：

[1]謝東鋼，王建國，楊拉道，陳堅興，張國華.“TRIZ”理論是科技創(chuàng)新的現(xiàn)代化工具[J].重型機械，2010（S1）：1-9.

[2]楊杰，王麗麗，張志明，李蓉，劉攀.基于技術(shù)系統(tǒng)進化理論的停車警示裝置創(chuàng)新設(shè)計[J].包裝工程，2018，39（14）：13-17.

[3]武青艷，陳瑞三，羅玲玲.TRIZ理論的優(yōu)勢特點及其局限性[J].遼寧教育行政學院學報，2013，30（04）：17-21.

[4]吳國榮，堯優(yōu)生.基于TRIZ理論的家用吸塵器概念設(shè)計[J].包裝工程，2007（05）：101-103.