1、課程報告課程名稱創新方法題目名稱自行車防盜系統分析學生學院機電工程_專業班級學號學生姓名指導教師2015年10月30日摘要在科技高速發展的今天，人們對交通工具的追求已不再是越快越好，而是追求一個更加環保更加便捷的交通方式。因此，自行車成為人們出行的不二選擇，但是，自行車的設計越來越高端，價值越來越高，小偷對自行車的覬覦程度也越來越大。本文運用triz設計理論方法，通過triz的解決問題方式分析目前傳統自行車的防盜系統，設計出幾種新的防盜效果更好的鎖。關鍵詞：自行車防盜鎖AbstractWiththerapiddevelopmentoftechnology,peoplearenolongerpu

2、rsuingthevehicleisthesoonerthebetter,butthepursuitofamoreenvironmentallyfriendlymodeoftransportationmoreconvenient.Therefore,bicyclesbecomepeopletravelchoice,however,moreandmorehigh-endbicycledesign,theincreasingvalueofthethiefcoveteddegreeofthebikeisalsogrowing.Inthispapertrizdesigntheory,thewaytos

3、olvetheproblembytrizanalysisofthecurrentconventionalbicycleanti-theftsystem,devisedseveralnewanti-theftlocksbetter.Keywords:bicycletheftlock目錄1緒論錯誤!未指定書簽。1.1題目背景錯誤!未指定書簽。1.2解決問題的思路流程錯誤!未指定書簽。2問題描述錯誤!未指定書簽。2.1問題情境描述錯誤!未指定書簽。2.2系統當前存在的主要問題錯誤!未指定書簽。2.3系統主要缺點出現的情境錯誤!未指定書簽。2.4明確要解決的問題錯誤!未指定書簽。2.5技術系統IFR錯

4、誤!未指定書簽。3問題分析錯誤!未指定書簽。3.1系統功能分析與建立功能模型錯誤!未指定書簽。3.1.1組件分析錯誤!未指定書簽。3.1.2相互作用分析錯誤!未指定書簽。3.1.3建立功能模型錯誤!未指定書簽。3.1.4裁剪的應用錯誤!未指定書簽。3.1.5通過功能模型分析與裁剪得到的關鍵問題錯誤！未指定書簽。3.2因果分析錯誤!未指定書簽。3.2.1原因軸分析錯誤!未指定書簽。3.2.2結果軸分析錯誤!未指定書簽。3.2.3因果軸分析錯誤!未指定書簽。3.2.4因果分析的規范化錯誤!未指定書簽。3.2.4選擇解題的入手點錯誤!未指定書簽。3.2.5識別出的問題錯誤!未指定書簽。4矛盾問題求解

5、錯誤!未指定書簽。4.1技術矛盾分析與求解軍錯誤!未指定書簽。4.1.1技術矛盾1錯誤!未指定書簽。4.1.2技術矛盾2錯誤!未指定書簽。4.1.3技術矛盾3錯誤!未指定書簽。4.2物理矛盾分析與求解軍錯誤!未指定書簽。4.2.1物理矛盾識別錯誤!未指定書簽。4.2.3時間分離錯誤!未指定書簽。5方案評價錯誤!未指定書簽。5.1方案列表說明錯誤!未指定書簽。5.2方案評價與決策錯誤!未指定書簽。6結論與課程學習心得錯誤!未指定書簽。7報告說明錯誤!未指定書簽。參考文獻錯誤!未指定書簽1緒論1.1題目背景隨著“無碳生活”理念的推廣，很多人都喜歡選擇用自行車這種綠色出行的方式。市場上有部分自行車價

6、格高昂，動輒幾千甚至上萬元。但自行車高昂的價格和防盜系統并不對稱，往往會成為小偷下手的對象。目前，基礎機械工業發達，市面上有很多省力工具，例如液壓剪，在小偷的手里競成了便利的偷車工具。許多愛車之人往往靠多鎖幾把鎖來防盜，但這種做法的防盜效果甚微，并且鎖的重量還增加了騎車者的負擔。1.2 解決問題的思路流程圖1.1TRIZ創新路線2問題描述2.1 問題情境描述隨著人們生活質量的提高，對生活水平的要求越來越高，出行方式愈加環保，自行車受到人們的重視與歡迎，價值也越來越高，但是，自行車的防盜系統卻不如人意，容易成為小偷下手的目標。因此，自行車防盜系統的輕巧屬性與安全屬性之間的矛盾需要一種新的方式去解

7、決。2.2 系統當前存在的主要問題自行車價值高卻不能擁有高端防盜系統，普通的防盜設備又極其容易被犯罪分子撬開或剪斷并將自行車盜走。2.3系統主要缺點出現的情境在商業圈附近自行車停放處等繁忙地段，人流比較密集，騎車前來的人一般很少注意自行車停放點的情況。2.4明確要解決的問題如何防止自行車被偷2.5技術系統IFR小偷不想或者不敢偷自行車3問題分析3.1系統功能分析與建立功能模型車把手圖3.1自行車防盜系統組件圖3.1.1組件分析表3.1自行車防盜系統的組件列表技術系統主要功能組件超系統自行車防盜系統操作方便、防止自行車被不正當解除除約束車把欄桿前輪后輪腳踏車座支架鎖頭鎖架3.1.2相互作用分析表

8、3.2自行車防盜系統的相互作用矩陣車把前輪后輪腳踏車座支架鎖頭鎖架欄桿車把+前輪、-+后輪+腳踏+車座支架鎖頭鎖架欄桿+3.1.3建立功能模型圖3.3防盜系能模型3.1.4應用根功能載體功能名稱功能等級性能水平評價（成本）車把連接前輪BNAc后輪支撐支架BNAc支架連接車把BNAc連接腳踏BNAc連接車座BNAc鎖頭連接鎖架BNAc連接欄桿AXNAc連接支架AxNAc連接前輪AxNAc鎖架連接欄桿AXNAc連接支架AxNAc連接前輪AxNAc表3.3自行車防盜系統的功能分析表自行車統的功圖裁剪的據C2CSolutions公司技術系統裁剪六規則，分析得到本系統鎖架的功能可由其它系統組件或超系統組

9、件提供，故裁剪掉鎖架。3.1.5通過功能模型分析與裁剪得到的關鍵問題得到的問題:裁剪掉的鎖架的功能將由哪個組件代替可能的解決方案：經分析，車座架可以設計成鎖架，代替鎖架的功能。由于車座架比一般的鎖架要粗，將車座架與鎖架結合，既增強了鎖的防盜功能，又降低了系統的整體質量,使系統防盜系統變得更便捷。圖3.4自行車行駛狀態圖圖3.5自行車鎖上鎖狀態圖3.6自行車鎖車狀態圖圖3.7自行車鎖解鎖狀態3.2因果分析3.2.1原因軸分析圖3.8原因軸分析圖3.9結果軸分析323因果軸分析圖3.10因果軸分析3.2.4因果分析的規范化圖3.11因果分析規范化3.2.4選擇解題的入手點1鎖硬度低，直徑小2作案過

10、程沒有引起人的注意3.系統里有破壞鎖的著力點4.鎖的破壞對車沒影響3.2.5識別出的問題通過因果分析，引起自行車被盜問題的根本原因是：1. 車鎖強度不夠2. 車鎖被破壞過程中沒有特殊現象報警；3. 車鎖容易被破壞的地方暴露在外4. 鎖的破壞對車的完整性沒有影響。4矛盾問題求解4.1技術矛盾分析與求解圖4.1技術矛盾求解流程4.1.1技術矛盾1工程問題車鎖強度不夠，增強鎖的抗剪能力，材料重量會變大工程矛盾：改善的參數是：強度惡化的參數是：靜止物體的重量在矛盾矩陣中相關發明原理：復合材料原理、復制原理、廉價代替品原理、分割原理可能的解決方案：采用復合材料原理，尋找一種質量輕抗剪強度高的材料制造抗剪

11、鎖4.1.2技術矛盾2工程問題：車鎖被破壞過程中沒有特殊現象報警；工程矛盾：改善的參數是：作用于物體的有害因素惡化的參數是：可靠性在矛盾矩陣中相關發明原理：廉價代替品原理、借助中介物原理、抽取原理、復合材料原理可能的解決方案并附圖：采用借助中介物原理，采用機械金屬鎖與電子傳感器結合，當鎖被剪時，電子傳感器感應發出報警聲，嚇跑小偷。4.1.3技術矛盾3工程問題：車鎖容易被破壞的地方暴露在外；工程矛盾：改善的參數是：靜止物體的長度；惡化的參數是：靜止物體的面積；在矛盾矩陣中相關發明原理：空間維數變化原理、嵌套原理、預先作用原理、復合材料原理可能的解決方案并附圖：采用嵌套原理，把鎖設計嵌套在前車輪輪

12、軸里，車鎖鎖住的時候前車輪轉不了。設計在輪軸里的鎖，沒有液壓剪的著力點，可以有效防止車鎖被_、r剪。圖4.2自行車輪軸鎖圖4.2 物理矛盾分析與求解4.2.1 物理矛盾識別個體鎖的破壞，對整體自行車功能各方面的影響不大。故要解決的物理矛盾為：既保留鎖的個體特性，又增強鎖與自行車整體性能方面的聯系。423時間分離Stepl：定義物理矛盾參數：運動物體的形態要求1：可以組裝成鎖，防止車被盜；要求2：可以組裝成為自行車正常騎行的必要組件；Step2：如果想實現技術系統的理想狀態，這個參數的不同要求應該在什么時間得以實現？時間1：鎖車時，組裝成為鎖；時間2：騎車時，組裝自行車正常騎行必要組件；Step

13、3:以上兩個時間區域是否交叉？否：應用時間分離是：嘗試其他分離方法應用時間分離可能產生解決方案的原理解為：運動物體在不同時間，通過簡單的機構變換就能實現不同的功能；可能的解決方案和附圖：車鎖與車把手結合；騎車時，構件組裝在車頭，形成車把手；鎖車時，構件組裝成車鎖。當有人要破壞車鎖時，同時也是破壞了車把手，使得自行車不能正常的被騎走。圖4.3車頭把手變形U型鎖圖4.4未上鎖狀態圖圖4.4上鎖狀態圖5方案評價5.1 方案列表說明表5.1方案列表序號名稱方案描述1車座鎖將車座架設計成一個大型的U型鎖，騎車時鎖在支架上，實現車座的功能，鎖車時鎖住輪子實現鎖的功能。2復合材料鎖使用新的復合材料，例如咼硬

14、度的立方氮化硼,特殊熱處理或化學處理過的咼硬度強韌性的合金，制造把強抗剪的鎖。3電子報警鎖設計個帶有電子傳感器、報警器的鎖，當車鎖被破壞時，觸動傳感器，帶動報警器鳴響，驚嚇小偷并吸引周圍人群的注意。4嵌入式前輪輪軸鎖在車前輪輪軸里設計一個鎖，只有鎖孔暴露出來，鎖的其他部位都嵌入到輪軸里。鎖車時，可以鎖住前輪不轉。5車頭把手變形U型鎖把車頭兩個把手分別設計成U型鎖的半，當兩個把手鎖分別鎖在車頭架時，就是車把手，當兩個把手鎖鎖在起時，就成為個U字形鎖。5.2 方案評價與決策方案評價：方案一:車座鎖設計簡單，成本低，操作便捷，對一些小型壓力剪等工具有一定的抗剪作用但對于一些大型的工具就顯得強度不夠。

15、方案二:復合材料鎖抗剪能力提高了，但也只是治標不治本，終究抵抗不了現在各種先進的壓力剪的剪力。方案三：電子報警鎖防盜性能高，但成本高，電子器件存在一定的不確定性。方案四：嵌入式前輪輪軸鎖從根本解決了抗剪的問題，但設計復雜，鎖芯質量可能不高。方案五：車頭把手變形U型鎖設計簡單，成本較低，防盜性能好，但自行車鎖和自行車整合為一整體，換鎖的成本比較高，同時操縱性也變得比較復雜。方案決策：經比較分析，采用方案四，“嵌入式前輪輪軸鎖”，和方案五，“車頭把手變形U型鎖”，或者方案四和方案五的結合。？6結論與課程學習心得通過半個學期的課程學習，收獲挺多，不僅從課本中學習到很多問題的分析與解決方法，還從課堂中學習到了很多解決問題的技巧。課本中的內容不僅開拓了我的視野，還拓展了我的創新思維，不過，單從課本中吸收知識是很難消化了，通過老師的講解，我對課本的內容了解也更加深入。此外，課本中還有專利與知識產權的相關知識，這是我之前就很感興趣的一