產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計給老年人用品市場帶來很大的潛力。據(jù)了解，老年人群體中普遍存在行動不便的問題，大部分老人家常常需要靠拐杖輔助行走，需要從上述現(xiàn)狀出發(fā)，本項目著力于研究拐杖與椅子的有效結(jié)合，以拐杖為原便，使用簡單，人性化程度高，符合當(dāng)前市場的需求，其產(chǎn)品必將受到普遍歡2、TRIZ理論與方法概述TRIZ理論是由前蘇聯(lián)發(fā)明家阿利赫舒列爾(G.S.Altshuller)在1946年創(chuàng)立各國著名的發(fā)明專利過程中，他總是考慮這樣一個問題：當(dāng)人們進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題時，是否有可遵循的科學(xué)方法和法則進(jìn)、技術(shù)的變革、創(chuàng)新和生物系統(tǒng)一樣，都存在產(chǎn)生、生亡，是有規(guī)律可循的。人們?nèi)绻莆樟诉@些規(guī)律發(fā)展進(jìn)化遵循的規(guī)律模式，以及解決各種技、TRIZ的核心思想和基本特征任何問題的解決過程都包括兩部分：問題分析和問題解決。成功的創(chuàng)新經(jīng)驗表明，問題分析和系統(tǒng)轉(zhuǎn)換對于解決問題都是非常重要的。因此，TRIZ包含用于問題分析的分析工具、用于系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的基本知識的工具和理論基礎(chǔ)。技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化模式或定律是TRIZ的基礎(chǔ)。這些模式包含用于工程系統(tǒng)進(jìn)化的基本規(guī)律，理解這些模式可以增強人們解決問題的能力。TRIZ分析工具包含ARIZ算法、物質(zhì)—場分析、沖突分析和功能分析，這些工具用于問題模型的建立、分析和轉(zhuǎn)換。它們并不是要利用存在問題的產(chǎn)品的每一條信息，而是用一種特殊的方式，如沖突、物質(zhì)一場模型或功能模型來表(1)物質(zhì)—場分析：G.S.Altshuller對發(fā)明問題解決理論的貢獻(xiàn)之一是提出了功能的物質(zhì)一場(substance-field)描述方法與模型。其原理為所有功能都可以分解為兩種物質(zhì)及一種場，即一種功能由兩種物質(zhì)及一種場三個元件組成。產(chǎn)品的功能是一種實現(xiàn)，因此可用物質(zhì)—場分析產(chǎn)品的功能。題解決算法，它是TRZI的一種主要工具，是發(fā)明問題解決的完整算法，該算法采用一套邏輯過程逐步將初始化問題程序化。該算法特別強調(diào)沖突與理想解的程序化，一方面技術(shù)系統(tǒng)向著理想解的方向進(jìn)化，另一方面如果一個技術(shù)問題存在沖突需要克服，該問題就變成一個發(fā)明問題。應(yīng)用ARIZ取得成功的關(guān)鍵在于沒有理解問題的本質(zhì)前，要不斷地對問題進(jìn)行細(xì)化，一直到確定了物理沖突。該過程及物理沖突的求解已有軟件支持。(3)功能分析功能分析的目的是從完成功能的角度而不是從技術(shù)的角度分析系統(tǒng)、子系統(tǒng)和部件。該過程包括裁剪，即研究每一個功能是否必需，如果必須。系統(tǒng)中的其他元件是否可完成其功能。設(shè)計中的重要突破、成本或復(fù)雜程度的顯著降低往往是功能分析及裁剪的結(jié)果。些工具是在積累人類創(chuàng)新經(jīng)驗和大量專利的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的額，基于知識的工具與分析工具的不同之處在于：基于知識的工具指出解決問題的過程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的方式，而分析工具用于改變問題的描述。(1)40條發(fā)明原理用于指導(dǎo)TRIZ使用者找出用于創(chuàng)新的解決方案。每一種解決方案都是一個建議，應(yīng)用該建議可以使系統(tǒng)產(chǎn)生特定的變化以消除技術(shù)沖突。在解決大約1250項已知沖突時，沖突矩陣會推薦應(yīng)當(dāng)考慮的原理。(2)76個標(biāo)準(zhǔn)解用于解決基于技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式的標(biāo)準(zhǔn)問題。按照目標(biāo)，這些標(biāo)準(zhǔn)解被分為五累，分類中解的順序反映出技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化方向。要使用這些工具必須先確定問題的類別(基于物質(zhì)一場模型),然后再選定一系列標(biāo)準(zhǔn)解。這些標(biāo)準(zhǔn)解會建議采用哪一種系統(tǒng)變換來消除存在的問題。(3)效應(yīng)知識庫該知識庫是TRIZ中最容易使用的一種工具。在對其進(jìn)行研究的早期階段，G.S.Altshuller就已驗證：對于一個給定的難題，運用各種物理、化學(xué)和幾何效應(yīng)可以使解決方案更理想和簡單地實現(xiàn)，而要實現(xiàn)這一點必須開發(fā)出一份大型的知識庫。要使用效應(yīng)知識庫，必須先選定一項系統(tǒng)要實現(xiàn)的適當(dāng)功能，然后知識庫會提供一些可選擇方案來轉(zhuǎn)化功能。于進(jìn)化之中，解決沖突是其進(jìn)化的推動力。進(jìn)化速度隨技術(shù)系統(tǒng)一般沖突的解除沖突的發(fā)明原理，建立了消除沖突的基于知識的邏輯方法，這些方法包括發(fā)在利用TRIZ解決問題的過程中，設(shè)計者首先將待設(shè)計的產(chǎn)品表達(dá)成為TRIZ或特解。、TRIZ的研究現(xiàn)狀TRIZ近60年默默無聞的發(fā)展及近十幾年來的迅速爆發(fā)性的普及與應(yīng)用，越新概念設(shè)計過程中的強大功能，在全世界范圍內(nèi)興起了研究TRIZ的熱潮，TRIZ的研究與實踐得以迅速的普及和發(fā)展。俄羅斯、瑞典、日本、以色列、美國等都成立了TRIZ研究中心，TRIZ方法也已廣泛應(yīng)用于工程技經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，如今TRIZ已經(jīng)發(fā)展成為一套解決新產(chǎn)品開發(fā)了重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會利益。在美國，許多公司都致力于以TRIZ為核心原理開發(fā)計算機輔助創(chuàng)新軟件，如美國Inventionmachine公司的GoldfireInnovator軟件及IdeationInternational公司的IWB軟件，另外還有Trisolver2.1、Improver等等。一些著名的公司如Ford、Motorola、GM、GE、HP等都已使用計算機輔助創(chuàng)新軟件解決工程技術(shù)問題并取得了巨大收益。計算機輔助計算機輔助創(chuàng)新軟件已經(jīng)成為國外企業(yè)、尖端科技領(lǐng)域解決技術(shù)難題、實現(xiàn)創(chuàng)新的有用工具。軟件用戶遍及航空航天、機械制TRIZ的理論研究一直沒有停止，其理論方法也在不斷發(fā)展，并形成了龐大的理論體系。TRIZ目前的發(fā)展包括以下五個方面：(1)TRIZ基礎(chǔ)理論研究如用資源的挖掘及ARIZ算法的改進(jìn)等。(2)TRIZ與其他創(chuàng)新技法的集成研究TRIZ方法以其他的設(shè)計理論集成，為新產(chǎn)品的開發(fā)和創(chuàng)新提供了理論新過程由以往憑借經(jīng)驗和靈感，發(fā)展到按照技術(shù)演變規(guī)律進(jìn)行。例如，TRIZ與QFD、穩(wěn)健設(shè)計的集成，TRIZ與CPC的組合等。(3)TRIZ與技術(shù)創(chuàng)新管理過程集成研究提供宏觀過程模型，增加(4)開發(fā)計算機輔助創(chuàng)新軟件計算機輔助創(chuàng)新軟件是基于知識的創(chuàng)新工具，它以TRIZ方法作為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)、計算機輔助技術(shù)、程技術(shù)領(lǐng)域新產(chǎn)品、新技術(shù)的創(chuàng)新提供科學(xué)的理論指導(dǎo)，指明探索方向。將TRIZ方法與計算機軟件技術(shù)結(jié)合可以釋放出巨大的能量，不僅為產(chǎn)品研發(fā)提3、基于TRIZ理論分析求解過程(1)技術(shù)系統(tǒng)：多功能拐杖作用：在老人需要憩息之時隨時可以轉(zhuǎn)換拐杖的形態(tài)，變拐杖為椅子，供(2)初始情景存在的問題高齡者由于年齡、身體等等的原因，一般在日常生活中行走都會覺得吃力，大多數(shù)這類的老者都會有一把拐杖在身雖然是靠著拐杖行走，但隨著許多高齡者伴隨體質(zhì)的下降、骨質(zhì)疏松與關(guān)(3)主要問題在高齡者或者行動不便的人外出散步的時候，一般靠的是拐杖幫助他們保持身體的平衡得以行走，走的時間一長，很容易就會感覺到疲憊，肯定需要就地歇息，卻常常苦于無椅子可坐，身邊就只有拐杖這一工具而已。這是他們感(4)發(fā)生上述問題的條件問題普遍性：上述的主要問題是廣大高齡者或者行動不便的人常常對象針對性：對于高齡者、老人們，身邊都有一把貼身拐杖。兒女們忙于工作無法相陪，這時候拐杖確是他們行動的時候的唯一依靠。(5)初步思路(討論解決方案)方案一：老人們在外出的時候可以隨身攜帶一椅子；缺點：實用性低，對于老人而言，外出時候再帶一凳子會加重他們的負(fù)方案二：社區(qū)可在路邊建設(shè)更多的凳子椅子供路人歇息；缺點：這些公共椅子的事后維護(hù)是比較困難的，而且此舉操作起來的范圍可想而知。(6)待解決的問題如何解決普遍性和操作便捷性之間的關(guān)系；(7)對新技術(shù)系統(tǒng)的要求符合力學(xué)性能，穩(wěn)定性強；對大多數(shù)高齡者或者行動不便的人都適用，普遍性高；、本項目TRIZ方法應(yīng)用過程與求解(發(fā)明)過程在將問題轉(zhuǎn)化成TRIZ標(biāo)準(zhǔn)問題的過程中，主要是尋找沖突，然后根據(jù)沖突的特點，分別采用沖突矩陣及發(fā)明原理、分離原理、效應(yīng)及效應(yīng)庫、標(biāo)準(zhǔn)解、進(jìn)化模式及路線進(jìn)行解決。TRIZ提出描述技術(shù)沖突的39個通用工程參數(shù)：運動物體質(zhì)量、靜止物體質(zhì)量、運動物體長度、靜止物體長度等。為了解決技術(shù)沖突，TRIZ理論提出了40項發(fā)明原理，如分割、分離、局部質(zhì)量、不對稱等。而沖突矩陣將描述技術(shù)沖突的39個工程參數(shù)與40條發(fā)明原理建立了對應(yīng)關(guān)系，解決了設(shè)計過程中選擇發(fā)明原理的難題。、產(chǎn)品參數(shù)的技術(shù)沖突分析拐杖在老齡人群體當(dāng)中頗受歡迎，它能幫助行動不便的高齡者外出行走，現(xiàn)有的傳統(tǒng)拐杖的形態(tài)，最簡單的就是僅一木棍，使之成為老齡人行走的“第三只腳”。但是傳統(tǒng)的拐杖在實際使用中存在設(shè)計上的不足，需要對其進(jìn)行改傳統(tǒng)的拐杖功能單一，唯輔助老齡人行走，當(dāng)老人們長時間行走之后，需要停下來休息，而考慮到無地方可以歇息，此時，普通的拐杖就無法滿足使用者的要求了。而在普通拐杖上加上多項不同的功能，這樣拐杖的結(jié)構(gòu)就會顯得很復(fù)雜，拐杖的形狀和重量就會大大增加了使用者的負(fù)擔(dān)。改進(jìn)參數(shù)：適應(yīng)性及多用性惡化參數(shù)：裝置的復(fù)雜性由沖突矩陣確定可用的發(fā)明原理為：動態(tài)化、機械系統(tǒng)的代替、氣動與液壓結(jié)構(gòu)、熱膨脹。對于實際問題，可以采用動態(tài)化，改變物體的形態(tài)，在不同的時間、不同的環(huán)境中變換不同的功能。使用沖突分離原理：將沖突的雙方在不同的時間分離，在某一時間內(nèi)沖突的雙方只出現(xiàn)一方。拐杖在平時輔佐使用者走路的時候，只呈現(xiàn)傳統(tǒng)拐杖的基本單一的功能；當(dāng)使用者需要休息時，變換拐杖的形態(tài)，改變拐杖原有的功能，使之成為椅子，以發(fā)揮椅子的基本功能，達(dá)到時間分離的效果。而這種方案在實際使用中，功能增多的拐杖在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性上難以把握，結(jié)構(gòu)不再簡單，技術(shù)系統(tǒng)中的某一些構(gòu)件不穩(wěn)定，例如椅子面的支撐桿在工作的時候受力方向不同，使之難以確定它實質(zhì)的位置。這樣，就產(chǎn)生了另一對技術(shù)沖突。改進(jìn)參數(shù)：適應(yīng)性及多用性由沖突矩陣確定可用惡的僂激理：為結(jié)：構(gòu)分穩(wěn)、案性殼體或薄膜、拋棄與修復(fù)、參數(shù)變化。對此，我從中選擇采用參數(shù)變化。使用沖突分離原理：整體與局部的分離，使沖突雙方在不同的層次分離。支撐桿和主軸的連接部件可選用強度和硬度高的材料，在確定支撐桿展開的位置的同時，也提高了各部分支架的承受壓力的強度。、產(chǎn)品參數(shù)的物理沖突分析根據(jù)上述問題的描述，老齡人在平時行走的時候會用到傳統(tǒng)拐杖的基本功能，就是能輔助行走，這個功能要求拐杖必須越簡單越好，以減輕老齡人行走的負(fù)重，并且操作方便。而在另一個條件下---老齡人長時間走動需要停下來休息的條件下，則希望拐杖的功能越多越好，以便達(dá)到停下來用以歇息、有地方可以歇息的要求。這樣就產(chǎn)生了矛盾：功能可產(chǎn)生物理沖突可產(chǎn)生物理沖突功能物理沖突：拐杖需要結(jié)構(gòu)簡單便于使用，減少負(fù)重；拐杖的結(jié)構(gòu)應(yīng)避免過于簡單而功能單一。解決原理：分離原理為物理沖突提供解決方法。通常，分離原理有四種形式：空間分離、時間分離、基于條件的分離、整體與局部的分離。每個分離原理都對應(yīng)多種不同的發(fā)明原理。、物質(zhì)—場模型分析TRIZ理論認(rèn)為，技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成要素S1、作用體S2、場F三者缺少其中一個就會造成系統(tǒng)不完整。而當(dāng)系統(tǒng)中某一物質(zhì)的特定機能沒有實現(xiàn)時，系統(tǒng)就會產(chǎn)生問題。為了控制這一物質(zhì)產(chǎn)生的問題，有必要引入另外的物質(zhì)。由此產(chǎn)生這些物質(zhì)之間的相互作用并伴隨能量(場)的產(chǎn)生、變換、吸收等，物一場模型也從一種形式變換為另一種形式。因此各種技術(shù)系統(tǒng)及其變換都可用物質(zhì)和場的相互作用形式表述。建立物質(zhì)——場模型其中F為機械場，S1為拐杖，S2為人(手)缺少功能：用以歇息的地方在原有的系統(tǒng)上，我發(fā)現(xiàn)缺少了可以滿足需要——用以歇息的功能，在建立系統(tǒng)的物質(zhì)——場模型之后，我對此進(jìn)行了改良。根據(jù)約束條件，我從標(biāo)準(zhǔn)化表中體出改進(jìn)方案。使用標(biāo)準(zhǔn)解法3,向外部復(fù)雜物質(zhì)——場躍遷，在S2或者S1的外部引入一種永久的或者臨時的外部添加物S3。由此得出，若在S2的外部引入的話，可以在原有的系統(tǒng)——拐杖(S2)上加入椅子(S3),以補足拐杖所缺少的功能。如下模型：F椅子的種類很多，倘若加入的是定型椅子，所組成的系統(tǒng)的體積必定很大，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化表中的標(biāo)準(zhǔn)解法17,向帶有工具分散物質(zhì)—場躍遷，提高完成工具功能的物質(zhì)分散度。把定型椅拆成小零件或者小部件再與拐杖結(jié)合，這時，我可以用折疊椅來代替原有的定型椅，利用折疊椅的靈活性和伸縮性改變原有系統(tǒng)的形態(tài)，減小為了解決新系統(tǒng)中兩個小系統(tǒng)之間連接的復(fù)雜性和穩(wěn)定性問題，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化表中的標(biāo)準(zhǔn)解法38,改變雙系統(tǒng)或者多系統(tǒng)之間的連接。由此得出，把拐杖(S2)和椅子(S3)合二為一，即椅子的中心支撐桿為拐杖，拐杖的外部和頂部為椅子，兩個小系統(tǒng)的構(gòu)件互相應(yīng)用，組合成一個新、由TRIZ分析得到的部分通解基于以上應(yīng)用TRIZ方法的分析，我得到了一下幾個通解：1、老人外出可以攜帶一張比較輕便的椅子，累的時候可以就地休息2、政府在更多的活動場所建設(shè)更多的公共椅子，讓老人隨時隨地可以歇息3、制作一張可折疊的適合老人的椅子，便于老人出門攜帶。4、老人攜帶一張墊子，可以隨時隨地坐。5、我通過制作一支多功能拐杖，一舉兩得。在多功能拐杖這個問題上，我結(jié)合以上的TRIZ分析得到以下幾種方案：(1)、通過簡單的機械結(jié)構(gòu)將椅子和拐杖合并，即在拐杖的主體部分與椅子的椅面配合，然后通過設(shè)計一個三角形結(jié)構(gòu)來作為椅子的腳。(2)、通過簡單的機械結(jié)構(gòu)，拐杖由多截可以通過鉸鏈連接的棍體組成，我通過拆卸拐杖來重新組合成一張椅子，當(dāng)要作為拐杖的時候，可以通過拆卸椅子來重新拼回拐杖。(3)、基于這個通解，我發(fā)現(xiàn)很難將一支拐杖拼出一張椅子，我考慮使用兩條拐杖來組合在一起，拼成一張椅子。(4)、我從舒適度考慮，同樣是采用拐杖拼接成椅子的方法，但是材料改為使用面積比較大的塑料板。(5)、通過簡單的機械結(jié)構(gòu)，將拐杖通過伸縮切換為椅子。基于以上分析，同時結(jié)合現(xiàn)有的物品雨傘的工作原理，我得到以下的一個通解：圖1.折疊態(tài)圖為椅子的狀態(tài)以(1)、手握端(效果圖如下圖所示)拆卸為椅子的時候，可以簡單地拆卸下來，這樣就形成了一張平整的椅子。手握端與主軸的結(jié)合原理很簡單，我是仿照電燈泡和燈座配合的原理來實現(xiàn)，即在主軸安裝彈簧和預(yù)留一個槽，當(dāng)用力將手握端頂進(jìn)去時間的作用使得手握端能穩(wěn)固地固定在主軸上。這樣的結(jié)構(gòu)拆卸非常方便而且不(2)、滑塊對稱，使得受力均勻。棱柱的一個斷面切割了八個中心對稱分布的槽，目的是把限定搖桿機構(gòu)左右移動的螺柱桿件，當(dāng)八個螺柱(圖中沒有標(biāo)出)。棱柱的八個側(cè)面挖了八個中心對稱分布的槽，這些槽是預(yù)(3)、主軸合的彈簧卡座，由于時間問題沒有畫出來!下面有一條螺釘伸出來，目的是讓(4)、底座