基于TRIZ理论的折叠家具设计研究

居家生活用品基于TRIZ理论40个发明原理的研究居家生活用品是人们日常生活中不可或缺的部分。

为了提高功能性、舒适度和安全性，许多新颖的发明和创新被引入到家居用品中，其中许多应用了TRIZ理论的40个发明原理。

这篇文章将探讨一些基于TRIZ理论的发明原理在居家生活用品中的应用。

1. Segmentation (分割)：针对大小不同的物品，可以采用分割的方式来存放，增加存放量。

2. Taking out (取出)：对于较高的物品，可以使用可伸缩式的手柄来方便取出。

3. Local quality (局部质量)：在家居用品中局部应用更高品质的材料，使其更加结实耐用。

4. Asymmetry (非对称)：设计一个可以旋转的几何形状，使家居用品既可以在水平方向占用更小的空间，又可以在垂直方向放置更多的物品。

5. Merging (合并)：将运动和静止组件合并在一起，使这种家居用品不但可以用于存放物品，还可以用于运动锻炼。

6. Universality (通用性)：设计多功能使用的家居用品，可以切换为不同的状态，以适应不同的功能需求。

7. Nesting (嵌套)：设置家居用品的不同部件可以嵌套在一起，以节省空间。

8. Counterweight (平衡重量)：在家居用品较高的部分添加一个配重块，以提高其稳定性。

9. Preliminary anti-action (先行抵制)：在家居用品中添加抗锈、耐腐蚀和其他耐用性材料，以延长其使用寿命。

10. Preliminary action (先行加强)：在家居用品中增加加强件或增加厚度，以增强家居用品结构的稳定性。

11. Cushioning (缓冲)：设计缓冲材料，以降低家居用品使用过程中的震动、噪音和碰撞。

12. Equipotentiality (等电位)：在家居用品中使用统一的材料和技术，以确保整个家居用品的电位相等，从而避免电击事故。

13. The other way round (相反的方向)：设计可以后向旋转或相反方向旋转的家居用品，使其可以适应不同的功能需求。

基于TRIZ分割原理下多功能课桌椅创新设计和创新制作摘要：通过TRIZ分割原理对校园中的课桌椅进行创新小发明，通过对翻盖式课桌的分割，再加入平行铰链机构，减少学生翻开课桌板时课桌上的物品被洒落。

通过对普通椅子的分割，再加入合页机构，增加学生平时的储存空间，解决了学生在实训课后使用的劳保鞋无处放的困难或下雨天雨伞的安放困难。

在学校原有的课桌椅基础上，通过拆解，装上铰链机构和合页发挥作用，更好地实现学生物品多难安放的问题。

在各个中小学中可以广泛推广，实用性极高。

关键词：：TRIS分割储存空间解决问题一、TRIZ和分割原理简介1.TRIS40法简介。

TRIS是有苏联工程师、发明家阿奇舒勒于20世纪40年代在研究了来自世界各国的大量高水平发明专利的基础上提出的一套体系相对完整的发明问题求解理论。

通过对海量高级别发明专利的分析、研究和总结，阿奇舒勒发现发明家用来解决发明创造问题的原理可以用40种原理概括解决，也就是我们现在用的TRIS40法。

2.分割原理。

分割原理是指这样一种过程：以虚拟的方式或真实的方式将一个系统分成多个部分，以便（分开、分隔、抽取）或合并一种有益的或有害的系统属性。

在多数情况下，会对分隔后得到的多个部分进行重组（或集成），以便实现某些新的功能，并（或）消除有害作用。

随着分割程度的提高，技术系统逐步向微观级别发展。

二、创造背景和创新来源1.平行铰链式课桌。

现今中小学学校内的课桌基本分为两种：一种是普通课桌，课桌下有一个抽屉洞，空间小，取物品有些麻烦；另一种是翻盖式的课桌，空间还行，取物品时需要将课桌上的物品整理下，不然物品将会滑落。

以上两种课桌在使用过程中都产生了许多不便利。

虽然翻盖式已经解决取物品时的相对不便利，但是还存在一定的不足。

所以通过多次研究发现，翻盖式在打开课桌会形成一个角度，会导致物品滑落，因此上需要解决这个问题。

2.椅子的合页坐板。

现在学校的学生书包大部分多挂在椅子的后备，很容易掉落或肩带的损坏。

居家生活用品基于TRIZ理论40个发明原理的研究居家生活用品是指在家庭生活中使用的各种物品和设备，如厨房用具、卫生洁具、家具和家电等。

在设计和改进这些用品时，可以借鉴TRIZ理论的40个发明原理，以解决各种问题和提高产品的性能和功能。

一、物理参数变化原理1. 分割原理：将一个大的物体分割成小的部分，使操作更加方便。

将厨房切菜板分割成几个小板，可以同时处理不同的食材。

2. 提高温度原理：通过增加热量，提高物体的温度，改善物品的使用效果。

加热床垫可以提高床的舒适度。

3. 减小温度原理：通过降低物体的温度，达到物品的保鲜和冷却的效果。

冰箱能够将食物保持在较低的温度，延长食材的保存时间。

二、力学振动原理4. 力的反方向原理：通过应用相反的力来平衡物体，保持平衡。

餐桌使用桌腿的反方向力来支撑桌面，保持平稳。

5. 力的互补原理：利用不同力量的互补作用，实现物体的平衡和稳定。

沙发底部使用不同方向的支撑架，增加稳定性和承载能力。

6. 力的振荡原理：通过力的振荡来实现物体的运动和晃动。

婴儿床使用摇篮机构，能够使床摇晃，帮助婴儿入睡。

三、热膨胀原理7. 热膨胀原理：利用物体在受热时膨胀的特性，设计扩张形式的家居用品。

热水袋在注入热水后膨胀，提供热量和温暖。

8. 热收缩原理：利用物体在受冷时收缩的特性，设计收缩形式的家居用品。

折叠伞在收起时变小，方便携带。

四、修复原理9. 退化防止原理：设计物品时考虑到潜在的退化因素，延长产品的使用寿命。

购买坚固耐用的木质家具，减少投资和维修成本。

10. 预防防护原理：在产品中加入预防性的零部件，提前防止问题的发生。

将家具腿底部加装防潮胶垫，预防潮湿环境下的腐蚀和损坏。

五、化学变化原理11. 降解原理：利用化学变化使物体发生降解，降低对环境的污染。

使用可降解的塑料袋减少塑料垃圾的产生。

12. 合成原理：通过化学合成创造新的材料和产品。

利用化学反应合成出耐高温的炊具。

六、热传导原理13. 热传导原理：通过材料或结构的导热性能，实现热量的传导和分布。

居家生活用品基于TRIZ理论40个发明原理的研究居家生活用品是人们日常生活中不可或缺的一部分，它们为我们的生活提供了诸多便利和舒适。

而TRIZ理论则是一种创新方法，它可以帮助我们解决问题、改进产品，达到更高的效率和创造力。

本文将以居家生活用品为研究对象，结合TRIZ理论的40个发明原理来探讨如何通过创新设计来改进这些产品，提升其性能和功能。

1. Segmentation（分割）领域：厨房用品问题：厨房刀具易造成手部伤害创新：设计具有自动回收刀刃功能的厨房刀解决方案：引入可伸缩刀刃设计，使用后可自动缩回刀把内部，避免刀刃外触碰造成伤害。

2. Taking out (提取)领域：清洁用品问题：擦拭家具时需要频繁更换拖把抹布创新：设计可自动更换抹布的拖把系统解决方案：引入一套自动更换抹布装置，当抹布使用完毕时，按下按钮即可自动更换新的抹布，方便快捷。

3. Local Quality (局部质量)领域：家用电器问题：电热水壶沉积水垢难以清洁创新：设计易清洁的水壶内胆解决方案：使用特殊材质制作内胆，减少水垢附着，以及可拆卸设计，方便清洁。

4. Asymmetry (非对称)领域：家居装饰问题：墙壁装饰画易因挂钩脱落而掉落创新：设计可固定在墙壁的装饰画解决方案：引入不对称形状的挂钩设计，增加装饰画与挂钩之间的摩擦力，提高稳定性。

5. Merging (合并)领域：厨房用品问题：厨房垃圾桶占用空间大创新：厨房垃圾桶与储物柜合并设计解决方案：设计一个可以在储物柜内部收纳的垃圾桶，既美观又实用。

6. Universality (泛化)领域：清洁用品问题：清洁地板时需要更换不同类型的拖把创新：设计可适用于不同地板的拖把解决方案：引入可更换拖把头的设计，能够适应不同种类的地板并保持清洁效果。

7. Nested doll (套娃)领域：储物用品问题：居家收纳杂物时位置不够创新：设计可叠放的储物盒解决方案：设计一种可以套进另一个的储物盒，节省空间的同时提高收纳能力。

居家生活用品基于TRIZ理论40个发明原理的研究TRIZ理论是一种解决问题和创新的方法论，强调使用“40个发明原理”来创造新的技术解决方案。

在居家生活用品领域，应用TRIZ理论可以提高产品设计的创新性和实用性。

以下是基于TRIZ理论40个发明原理的居家生活用品研究：1. 分割大型家具和电器可以通过分割为几个更小的部分来优化储存和易于搬运。

例如，折叠式桌椅、拼接式床。

2. 提前行动产品设计可以考虑将特定步骤提前到更早的阶段完成，从而为用户提供更便利的服务。

例如，自动洗衣机可以在用户将衣物放入洗衣机前自动添加洗涤剂。

3. 局部质量如果一个产品或系统的功能不均匀，可以将不同的质量级别分配给不同部分，以均衡整个系统的性能。

例如，智能灯可以在指定时间点调节亮度，完成不同场景的切换。

4. 非凡的解决方案在设计过程中，产品开发人员可以考虑使用不同的解决方案，例如使用新材料，改变结构和形状等，从而提高产品的性能和实用性。

5. 联合使用将不同的元素结合起来可以产生新的效果和能力。

例如，床的床垫和床上附件可能需要将其他可嵌入的元素添加到产品中，以提高功能。

6. 物理性能可以调节或控制产品的物理性质，以增强产品的功能和实用性。

例如，隔音效果较好的窗户对减少噪声有很好的帮助。

7. 细化通过增加产品的细节，可以更好地表达产品的功能和美观。

例如，厨房小器具设计出筷子沟，既方便放筷子，又保持厨房洁净。

8. 把缺点变成美点在面对产品极难解决的缺点时，可以将其视为一种资源，并探索如何利用这种资源创造一些新的可能性。

例如，榆木磨刀器刀口长期使用会变钝，但由于榆木自带缓冲性质，还可作为压菜板使用。

9. 重组通过重组产品的不同部分来改进产品的性能和功能。

例如，拆卸充电式电动车的电池后可以作为移动电源使用。

10. 延长通过增加产品的寿命，可以减少成本并提高产品的环保性。

例如，一些床垫采用反转设计，延长使用寿命。

通过加入新的细节，可以改善产品的外观，同时也可以增加性能和实用性。

居家生活用品基于TRIZ理论40个发明原理的研究作为现代人的生活方式变得越来越快节奏和需要方便和高效的居家生活用品，已经成为了我们日常生活中的必需品。

为了满足消费者对这些用品的需求，制造商不断地推出新产品。

然而，这些产品的质量和功能并不总是让人满意，这也是因为制造商们缺乏创新和发明的原则。

为了解决这一问题，TRIZ理论的40个发明原则被应用于设计和改进居家生活用品。

1．分割原则该原则是将系统分为不同部分，并使其正常运行。

例如，一些切割板可以分为不同的区域，从而使该板适用于不同种类的食材。

2．组合原则组合原则倡导不同的部分和组件之间的混合和匹配，以创造出新的产品和工具。

例如，将锅和锅盖组合起来，从而创造出高效的蒸锅。

3．多功能原则多功能原则是指设计具有多种功能的单个部件。

例如，一把多功能菜刀可以用来切割、去骨和拍打食材。

4．助笔原则该原则是指在设计中考虑到使用者的需要和局限性。

例如，一些智能烤箱可以允许用户通过语音指令来控制温度和时间，从而方便了那些双手被占用或有行动不便的人。

5．将副产品转化为有用原则该原则是将系统中存在的副产品或过程中产生的废料转化为有用的原料和工具。

例如，再利用菜肴中的底渣来制作面条或汤。

6．用其他资源原则该原则是利用其他资源来解决问题，例如利用太阳能作为太阳能热水器中的能源。

7．改变尺度原则该原则是改变系统规模以改变其性质。

例如，将一台大型吸尘器改为手持式，从而方便使用。

8．可逆性原则该原则是将系统的功能反转，以创造新的用途。

例如，智能扫地机除了清扫房间外，也可以用来给房间空气消毒。

9．自修复原则该原则是让系统具有自行修复能力。

例如，电视机具有自动断电功能，在电量不充足时可以自动关闭从而防止过载和短路。

该原则是在设计中考虑到可能的问题和障碍，并先行解决。

例如，一些煮饭锅在设计时考虑到过热的问题并设计了自动防烧开关，从而避免了煮饭烧焦的问题。

11．使用资源效率原则该原则是设计高效的使用资源的系统。

居家生活用品基于TRIZ理论40个发明原理的研究【摘要】本研究旨在探讨基于TRIZ理论的40个发明原理在居家生活用品设计中的应用。

通过对TRIZ理论的概述和发明原理的介绍，结合创新设计案例分析和方法探讨，揭示了TRIZ理论在居家生活用品设计中的实际应用和启示。

研究发现，TRIZ理论能够激发设计师的创造力，帮助他们找到解决问题的新思路，推动居家生活用品的创新设计。

未来研究可以进一步深入挖掘TRIZ理论在居家生活用品设计领域的应用潜力，为创新设计提供更多思路和方法。

通过本研究对TRIZ理论在居家生活用品设计中的应用进行总结和展望，可为相关领域的研究和实践提供有益的借鉴和指导。

【关键词】TRIZ理论、40个发明原理、居家生活用品、创新设计、设计方法、实例应用、启示、展望、总结。

1. 引言1.1 研究背景居家生活用品在人们日常生活中起着重要的作用，随着社会的发展和科技的进步，人们对居家生活用品的设计和功能要求也在不断提高。

为了满足人们对居家生活用品的需求，传统的设计方法已经不能完全满足创新和发展的要求。

如何运用新颖的设计理念和方法进行居家生活用品的创新设计成为了当前研究的焦点之一。

本研究旨在探讨基于TRIZ理论的居家生活用品创新设计方法，通过对TRIZ理论的原理进行介绍，结合实际设计案例，探讨TRIZ理论在居家生活用品设计中的应用实例，为今后居家生活用品设计提供新思路和方法。

这将有助于促进居家生活用品的创新和提高用户体验，推动居家生活用品行业的发展。

1.2 研究意义居家生活用品在我们日常生活中扮演着重要的角色，如家具、厨具、卫生用品等，其设计与功能对我们的生活质量有着直接影响。

随着科技的不断发展和生活水平的提高，人们对居家生活用品的需求也在日益增加，传统的设计和生产方式已经无法满足人们的需求。

本研究旨在探讨基于TRIZ理论的居家生活用品创新设计方法，并通过实际案例分析和应用实例验证其有效性。

通过这些研究成果，不仅可以改善人们的生活品质，还可以促进相关产业的发展和提升国家的竞争力。

基于TRIZ理论的多功能异形架椅创新设计作者：潘承怡张简一向敬忠宋伟峰苏大明随着科技的不断进步，家具产品的种类和功能也越来越多。

然而，传统家用座椅的外形和功能却一直没有什么变化，虽然也有一些研究和改进，但大多局限于外观造型和舒适性上，而在座椅的使用功能上，尤其是功能的多样性上，尚缺乏大胆的创新。

在进行座椅的功能创新时需要考虑加入某些机械要素，从机构运动学的角度进行分析来改进现有结构，并且力求简单、方便和实用，能真正解决人们在生活中遇到的问题。

在知识快速更新的今天，传统创新技法必须与先进、科学的创新理论相结合，才能提高新产品设计的质量和效率，TRIZ理论就是近年来在我国发展较快的一种创新理论。

其尤其适合应用于机械工程领域，下面我们就介绍一种基于TRIZ理论进行多功能异形架椅的创新设计。

1 TRIZ理论TRIZ理论是由前苏联发明家根里奇-阿奇舒勒(G．S．Altshuller)在1946年创立的，属于前苏联的军事机密，在军事、航空航天等领域均发挥了巨大作用，成为创新的“点金术”。

TRIZ是将俄文单词用英语标音后的缩写，翻译为“发明问题解决理论”，是阿奇舒勒及其领导的一批研究人员在分析了世界各国250多万项高水平专利的基础上，提出的具有普遍适用性的一套发现问题并找到解决办法的发明理论。

TRIZ的方法是高效的，它用系统的方法和工具来彻底解决那些常人“看似不可能解决的问题”。

阿奇舒勒矛盾矩阵、40个发明原理、物—场模型分析、76个标准解法、ARIZ和科学知识原理库等方法，如同科学家和发明家就在我们身边，能帮助我们快速获得创造性的解决方案。

TRIZ求解问题的模式如图1所示。

首先，对实际问题进行抽象，将实际问题转化为TRIZ 的标准问题；然后，利用TRIZ工具得到TRIZ的标准解；最后，针对实际问题，应用专业知识，将标准解再转化为实际问题的最终解。

由于TRIZ方法的先进性，缩小了解决问题的思路方向与最终理想解的偏差，使创新变得容易，比直接利用专业知识求解的效率更高，而且最终解的质量也更高。

TRIZ理论在家具设计综合实习中的应用探索作者：孙静覃卓凯来源：《广西教育·C版》2018年第08期【摘要】本文针对家具设计综合实习中实习单位难联系、学生对实习重要性认识不足、顶岗实习不切实际等问题，提出将TRIZ理论应用于家具设计综合实习中的，从分割原理、分隔原理、颠倒原理等方面分别提出分割的解决方案、分隔的解决方案和颠倒的解决方案，从而提高家具设计实习质量，培养合格的家具人才。

【关键词】TRIZ理论家具设计综合实习应用【中图分类号】G 【文献标识码】A【文章编号】0450-9889（2018）08C-0186-02家具设计综合实习是在学生第六学期开设的一门实践课程，实习时间为一个月，学生主要是进企业，进生产车间，运用学到的家具设计与制造相关理论知识进行生产实践。

家具设计综合实习承上启下，是实践教学环节中非常重要的一环，也是培养合格家具人才的必要途径。

其目的是理论联系实际，并让学生了解社会、了解行业、了解企业，建立专业与职业之间的关系。

一、家具设计综合实习现状近年来，广西大学林学院家具与室内设计方向的学生在南宁市一些大的家具卖场，在广州、深圳家具生产企业进行家具设计实习，主要采用集中实习和分散实习两种方式，实习过程中暴露出不少的问题。

（一）实习模式分析1.集中实习。

实习指导教师在实习前制订实习计划，分配实习任务并统一带领学生到南宁市内的家具企业、家具卖场以及广东的家具企业进行参观实习。

家具卖场各种风格材质的家具众多，学生可通过卖场体验家具；在家具企业里实习，学生可真实了解一件家具如何从图纸到实物。

可随着时间的推移，这种集中参观实习模式的弊端也逐渐显现出来，主要体现在：学生人数多影响卖场工作人员销售；学生在企业实习时间短，虽有师傅讲解，但以参观为主，没法深入理解现场家具的工艺及结构；广东的部分家具企业直接拒绝指导教师带队到车间进行参观实习，实习单位难以落实，即使有企业同意参观实习，可实习的时间短促，并有人数限制。

林业工程学报，２０２４，９（１）：１７７－１８３ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２３０４０１５收稿日期：２０２３－０４－１７㊀㊀㊀㊀修回日期：２０２３－１０－０９基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金（２０２１ＳＣＬ０３）；国家艺术基金２０２０年度艺术人才培养资助项目（２０２０Ａ０５０４２４０２）㊂作者简介：吴春锦，女，研究方向为竹质功能材料㊂通信作者：宋莎莎，女，副教授㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓｏｎｇｒｕｉ＿１６８８＠１２６．ｃｏｍ基于ＫＡＮＯ模型与ＴＲＩＺ理论的竹质椅类家具创新设计吴春锦１，２，宋莎莎１，２∗，刘毅１，２，刘焕荣３（１．木质材料科学与应用教育部重点实验室（北京林业大学），北京１０００８３；２．木材科学与工程北京市重点实验室，北京１０００８３；３．国家林业草原木质材料循环利用工程技术研究中心，北京１０００８３）摘㊀要：竹板材家具作为竹家具工业化生产的一个新的方向，可有效缓解我国木材短缺的现状，有利于充分利用我国丰富的竹林资源，但目前竹家具的设计㊁研究和生产仍存在许多不足㊂为了给竹家具的创新设计寻找一种新的现代化设计方法，本研究将ＫＡＮＯ模型与ＴＲＩＺ理论相结合，以竹质椅类家具为例，对竹家具设计展开研究㊂经过文献查阅调研后进行ＫＡＮＯ问卷的设计，对ＫＡＮＯ问卷结果进行分析后得出外观现代简洁㊁可调节２个魅力型需求指标㊂通过问卷所得的两项设计需求以及竹材自身性质的分析，进行了竹质椅类家具方案的初步设计㊂将问卷所得需求转化为３项技术矛盾，利用ＴＲＩＺ矛盾矩阵寻找相应的发明原理并筛选出适用的设计方法进行分析，得出设计改进策略，代入初步设计方案中进一步优化，得出最终的竹质椅类家具方案㊂本研究通过完整的竹质椅类家具创新方案设计流程，验证了所建立的竹家具创新设计方法的科学性及实用性，为竹家具的设计㊁加工㊁生产等提供了更加标准高效的解决思路，从而为竹家具的设计制造提供参考㊂关键词：ＫＡＮＯ模型；ＴＲＩＺ理论；竹家具；椅类；创新设计中图分类号：ＴＳ６６４．２㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９６－１３５９（２０２４）０１－０１７７－０７ＩｎｎｏｖａｔｉｖｅｄｅｓｉｇｎｏｆｂａｍｂｏｏｃｈａｉｒｆｕｒｎｉｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎＫＡＮＯｍｏｄｅｌａｎｄＴＲＩＺｔｈｅｏｒｙＷＵＣｈｕｎｊｉｎ１，２，ＳＯＮＧＳｈａｓｈａ１，２∗，ＬＩＵＹｉ１，２，ＬＩＵＨｕａｎｒｏｎｇ３（１．ＭＯＥＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＷｏｏｄＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（ＢｅｉｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＷｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；３．ＮａｔｉｏｎａｌＦｏｒｅｓｔｒｙａｎｄＧｒａｓｓｌａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒｆｏｒＷｏｏｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｃｙｃｌｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｎｏｖｅｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｂａｍｂｏｏｐａｎｅｌｆｕｒｎｉｔｕｒｅｈｏｌｄｓｔｈｅｐｏ⁃ｔｅｎｔｉａｌｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｌｌｅｖｉａｔｅｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｅｏｆｔｉｍｂｅｒｓｃａｒｃｉｔｙｉｎＣｈｉｎａａｎｄｐｒｏｍｏｔｅｓｔｈｅｆｕｌｌｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｖａｓｔｂａｍｂｏｏｆｏｒｅｓｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｅｃｏｕｎｔｒｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｒｅａｒｅｎｕｍｅｒｏｕｓｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎ，ｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏｆｕｒｎｉｔｕｒｅ．Ｔｏｅｘｐｌｏｒｅａｎｅｗａｎｄｍｏｄｅｒｎｄｅｓｉｇｎａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｂａｍｂｏｏｆｕｒｎｉｔｕｒｅ，ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｂａｍｂｏｏｃｈａｉｒｓｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＫＡＮＯｍｏｄｅｌｗｉｔｈＴＲＩＺｔｈｅｏｒｙ．Ｉｎｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｓｔａｇｅｓｏｆｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅｒｅｖｉｅｗｏｆｌｉｔｅｒａｔｕｒｅａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅＫＡＮＯｑｕｅｓｔｉｏｎｎａｉｒｅ．Ｔｈｉｓｑｕｅｓｔｉｏｎｎａｉｒｅｗａｓｔｈｏｕｇｈｔｆｕｌｌｙｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｖｏｌｕｍｅｏｆｒｅｓｐｏｎｓｅｓｗａｓｃｏｌｌｅｃｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｍｅｔｉｃｕｌｏｕｓｌｙａｎａｌｙｚｅｄ，ｗｈｉｃｈｌｅｄｔｏｔｈｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｗｏａｔｔｒａｃｔｉｖｅｄｅｍａｎｄｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ，ｉ．ｅ．，ａｍｏｄｅｒｎａｎｄｍｉｎｉｍａｌｉｓｔａｐｐｅａｒａｎｃｅａｎｄａｄｊｕｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｓｅｔｗｏｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｒｏｍｔｈｅｑｕｅｓｔｉｏｎｎａｉｒｅ，ｉｎｃｏｎｊｕｎｃｔｉｏｎｗｉｔｈａｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｉｎｈｅｒｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｂａｍｂｏｏａｓａｍａｔｅｒｉａｌ，ｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｉｎｉｔｉａｔｅｔｈｅｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｄｅｓｉｇｎｏｆｂａｍｂｏｏｃｈａｉｒｆｕｒｎｉｔｕｒｅ．Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅｑｕｅｓｔｉｏｎｎａｉｒｅｗｅｒｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｓ．ＴｈｅＴＲＩＺｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｍａｔｒｉｘｗａｓｔｈｅｎａｐｐｌｉｅｄｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｉｎｖｅｎｔｉｖｅｐｒｉｎｃｉ⁃ｐｌｅｓａｎｄｓｅｌｅｃｔａｐｐｌｉｃａｂｌｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｄｅｓｉｇｎｉｍｐｒｏｖｅ⁃ｍｅｎｔｓｔｒａｔｅｇｙ，ｗｈｉｃｈｗａｓｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｔｏｔｈｅｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｕｌｔｉｍａｔｅｌｙｌｅａｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｉｎａｌｂａｍｂｏｏｃｈａｉｒｆｕｒｎｉｔｕｒｅｃｏｎｃｅｐｔ．Ｂｙｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｂａｍｂｏｏｃｈａｉｒｆｕｒｎｉｔｕｒｅｉｎｎｏ⁃ｖａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅ，ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｖａｌｉｄａｔｅｄｔｈｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｉｇｏｒａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒ林业工程学报第９卷ｂａｍｂｏｏｆｕｒｎｉｔｕｒｅ．Ｉｔｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｍｏｒｅｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎ，ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏｆｕｒｎｉｔｕｒｅ，ｔｈｅｒｅｂｙｏｆｆｅｒｉｎｇｖａｌｕａｂｌｅｉｎｓｉｇｈｔｓａｎｄｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｂａｍｂｏｏｆｕｒｎｉｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕ⁃ｒｉｎｇ．Ｉｎｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＫＡＮＯｍｏｄｅｌａｎｄＴＲＩＺｔｈｅｏｒｙｐａｖｅｄｔｈｅｗａｙｆｏｒａｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅａｎｄｉｎｎｏｖａ⁃ｔｉｖｅｆｕｔｕｒｅｉｎｂａｍｂｏｏｆｕｒｎｉｔｕｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．ＩｔｎｏｔｏｎｌｙａｄｄｒｅｓｓｅｄｔｈｅｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｆａｃｅｄｂｙｔｈｅｂａｍｂｏｏｆｕｒｎｉｔｕｒｅｉｎｄｕｓｔｒｙｉｎＣｈｉｎａｂｕｔａｌｓｏｏｆｆｅｒｅｄａｍｏｒｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｅｃｏ⁃ｆｒｉｅｎｄｌｙａｐｐｒｏａｃｈｔｏｕｔｉｌｉｚｅｔｈｅａｂｕｎｄａｎｔｂａｍｂｏｏｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｅｃｏｕｎｔｒｙ，ｕｌｔｉｍａｔｅｌｙｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｔｉｍｂｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＫＡＮＯｍｏｄｅｌ；ＴＲＩＺｔｈｅｏｒｙ；ｂａｍｂｏｏｆｕｒｎｉｔｕｒｅ；ｃｈａｉｒｓ；ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｄｅｓｉｇｎ㊀㊀随着中国经济的快速增长和人民生活水平的不断提高，国家对绿色环保材料提出了更高的使用要求㊂目前木材资源短缺，供求矛盾明显，而竹在我国分布范围广㊁资源丰富㊁成材速度快，与木材相比强度大㊁韧性好，逐渐受到了业界的关注㊂竹材的开发能够使我国巨大的竹林资源得到充分利用，近年来，竹展平材等新型竹材的研发与制造也逐渐成熟㊂在这样的背景下，如何合理利用竹材资源对竹家具进行创新设计成为设计师需要面对的一个课题㊂目前竹家具在市场中的发展仍存在许多挑战：传统竹家具的造型较为单调厚重，未能满足现代消费者的审美需求；竹家具的生产工艺仍比较落后，很难实现大批量标准化的生产；此外，消费者对于竹家具的认知不足，认为其质量㊁耐用性不如普通木质家具等问题都导致了竹家具的发展受到限制［１－２］㊂因此，需要寻找一种新的现代化设计方法，结合竹材的自身优势，为竹家具的创新设计与发展提供方向㊂１㊀设计研究方法ＫＡＮＯ模型最初由东京理工大学的狩野教授提出［３］，通过问卷的方式调研用户对于产品的需求实现程度的满意度，并将产品的质量分为５类，分别是基本型需求（ｂａｓｉｃｑｕａｌｉｔｙ）㊁期望型需求（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｑｕａｌｉｔｙ）㊁魅力型需求（ａｔｔｒａｃｔｉｖｅｑｕａｌｉ⁃ｔｙ）㊁无差异型需求（ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｑｕａｌｉｔｙ）以及反向型需求（ｒｅｖｅｒｓｅｑｕａｌｉｔｙ）［４］㊂ＫＡＮＯ模型能够准确反映产品或服务质量与满意度之间的关系，快速地识别用户需求，为产品的开发设计提供了有力的指导，同样也被应用于家具设计［５－６］㊂ＴＲＩＺ理论，又可称为发明解决问题理论，是１９６４年由根里奇㊃阿奇舒勒（Ｇ．Ｓ．Ａｌｔｓｈｕｌｌｅｒ）提出的，是一种能够提高效率㊁为解决问题提供最优方案的理论方法体系［７］㊂在设计中大大缩短解决复杂问题的时间，为产品的创新设计㊁发明提供更加清晰明了的思路㊂随着我国对ＴＲＩＺ理论研究的完善，其逐步被广泛应用于各个学科与工程领域，在家具设计中也多有运用［８－９］㊂目前在家具设计中也常常将ＫＡＮＯ模型与ＴＲＩＺ理论相结合，充分利用两者优势实现互补［１０－１２］㊂ＫＡＮＯ模型能够将使用者的主观性需求转化为更为严谨的需求度指标，解决产品的设计定位；而ＴＲＩＺ理论可将其得到的用户需求与现存问题进行标准化归类，结合矛盾矩阵寻找相应的发明原理，从而快速合理地得到产品设计方法㊂基于此，本研究归纳出了ＫＡＮＯ⁃ＴＲＩＺ的竹质椅类家具设计流程，将二者的特性相结合，通过ＫＡＮＯ问卷得出竹质椅类家具需要解决的问题；再使用ＴＲＩＺ理论提供的发明原理得出存在问题的解决方法并进行改进，最终得到完整的竹质椅类家具设计方案，如图１所示㊂图１㊀基于ＫＡＮＯ⁃ＴＲＩＺ的竹质椅类家具设计流程Ｆｉｇ．１㊀ＫＡＮＯ⁃ＴＲＩＺｂａｓｅｄｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｂａｍｂｏｏｃｈａｉｒｆｕｒｎｉｔｕｒｅ２㊀椅类竹家具设计需求分析２．１㊀ＫＡＮＯ问卷设计一般来讲，竹材的密度约为木材的两倍，这就８７１㊀第１期吴春锦，等：基于ＫＡＮＯ模型与ＴＲＩＺ理论的竹质椅类家具创新设计意味着同款家具在使用竹材的情况下会比常规的木质家具要更加沉重［１３］，不仅在使用过程中会造成不便，还会导致家具的运输成本提高，这也大大限制了竹质板式家具的推广使用，成为设计中的一大痛点㊂因此，可以对竹板式家具结构进行相应的优化，实现竹质板式家具轻量化设计的要求㊂此外，目前竹家具设计大多延续传统木家具的形式，通过分析当前竹家具的产品现状，对竹质板材家具进行用户调研，为竹材在现代家具设计中的应用提供参考是十分必要的㊂本研究基于ＫＡＮＯ模型与ＴＲＩＺ理论相结合的方法，通过文献查阅调研的方法对用户需求进行整理分类汇总，从椅类功能结构与外观等角度设计了对应的ＫＡＮＯ问卷，包括可拆装㊁可折叠㊁扁平化㊁模块化㊁多功能㊁可调节㊁易于移动㊁具有文化内涵㊁外观现代简洁㊁颜色丰富１０类需求㊂设计ＫＡＮＯ调查问卷时，需要对每个需求指标设置能被满足和不能被满足正反两个方向的提问㊂正反两个问题均设置喜欢㊁理应如此㊁无所谓㊁能忍受㊁不喜欢５个选项供受访者进行选择（表１）㊂表１㊀ＫＡＮＯ模型评价结果分类对照Ｔａｂｌｅ１㊀ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｕｒｖｅｙｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅＫＡＮＯｍｏｄｅｌｕｓｅｒｎｅｅｄｓ功能／服务负向题不喜欢能忍受无所谓理应如此喜欢不喜欢ＱＲＲＲＲ能忍受ＭＩＩＩＲ正向题无所谓ＭＩＩＩＲ理应如此ＭＩＩＩＲ喜欢ＯＡＡＡＱ㊀注：Ａ．魅力属性；Ｏ．期望属性；Ｍ．必备属性；Ｉ．无差异属性；Ｒ．反向属性；Ｑ．可疑属性㊂表格来源为ＳＰＳＳＡＵ平台㊂㊀㊀将每种问题的需求数据按照表１进行需求层次评估，获知每一种需求对应的用户数量㊂反向属性表示用户没有此类需求，若提供满意度反而会下降；而可疑属性的出现可能是由于用户对题目理解不当，在分析中需要去除（图２）㊂计算每种需求属性的用户选择数量占总用户数量的百分比，选取百分比最大的为该需求类型㊂Ｂｅｔｔｅｒ（满意影响力）⁃Ｗｏｒｓｅ系数（不满意影响力）可用来判断某功能可以增加满意或消除很不喜欢的影响程度，计算公式为：Ｂｅｔｔｅｒ（满意影响力）＝（Ａ＋Ｏ）／（Ａ＋Ｏ＋Ｍ＋Ｉ）Ｗｏｒｓｅ（不满意影响力）＝－１ˑ（Ｏ＋Ｍ）／（Ａ＋Ｏ＋Ｍ＋Ｉ）注：图片来源为ＳＰＳＳＡＵ平台㊂图２㊀ＫＡＮＯ模型功能需求与满意度之间的关系情况Ｆｉｇ．２㊀ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｄｅｍａｎｄａｎｄｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎｉｎＫＡＮＯｍｏｄｅｌ２．２㊀基于ＫＡＮＯ问卷的用户需求分析本次调查发放问卷共计回收２３８份，在ＳＰＳＳＡＵ平台进行统计分析，结果如表２所示㊂整理表１中１０个需求指标的ＫＡＮＯ属性，其中有外观现代简洁㊁可调节２个魅力型需求指标，其余均为无差异型需求指标㊂作为魅力型需求指标，虽然没有不会降低消费者满意度，但若能提供，其满意度会大大上升㊂表２㊀ＫＡＮＯ模型分析结果汇总Ｔａｂｌｅ２㊀ＳｕｍｍａｒｙｏｆＫＡＮＯｍｏｄｅｌａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ功能ＫＡＮＯ属性Ｂｅｔｔｅｒ系数／％Ｗｏｒｓｅ系数／％外观现代简洁魅力５９．１１－１５．５６可调节魅力５４．６３－１５．４２易于移动无差异５２．６１－３１．３０具有文化内涵无差异４８．２５－１０．９６多功能设计无差异４３．６１－５．２９模块化设计无差异４２．０４－７．９６可折叠无差异３７．５６－６．３３扁平化设计无差异３１．８４－６．７３颜色丰富无差异２７．７０－５．６３可拆装无差异２７．３５－７．１７㊀㊀魅力属性Ａ指超出用户预期的功能／服务，而无差异属性指有和没有某功能㊁服务均不影响满意度㊂根据问卷结果的分析，椅类模型的设计将以外观现代简洁㊁可调节为设计重点，并结合竹展平材材性的特点，采用轻量化的结构设计㊂２．３㊀竹质椅类初步设计方案根据ＫＡＮＯ问卷的调查结果分析以及竹质家具的特性可知，对竹质椅类家具的设计需要重点关注轻量化㊁外观现代简洁以及可调节３个方面㊂在此基础上，本研究根据市场现有竹质椅类家具的形式提出了初步设计方案，如图３所示㊂在初步设计方案基础上，利用ＴＲＩＺ理论对提炼出的使用者需求进行转化，使用矛盾矩阵表对应９７１林业工程学报第９卷的４０条发明原理对初步方案进行对比及优化，以获得最佳设计方案㊂图３㊀竹质椅类初步设计方案Ｆｉｇ．３㊀Ｂａｍｂｏｏｃｈａｉｒｓｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｄｅｓｉｇｎｐｒｏｐｏｓａｌ３㊀基于ＴＲＩＺ理论的竹质椅类家具设计冲突分析㊀㊀使用ＴＲＩＺ理论对竹质椅类家具功能组件进行分析㊂椅子具有很强的实用性，为人体提供支撑㊁便于人们休息，使用场景十分丰富㊂对椅类家具的结构组成和功能组件进行分析，可将其大致分为靠背㊁椅面㊁扶手㊁椅腿４个部分，如表３所示㊂表３㊀椅类功能组件分析Ｔａｂｌｅ３㊀Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｉｎｄｅｘｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ主要功能组件超系统组件支撑靠背人椅面扶手椅腿㊀㊀根据椅类功能组件分析表，结合问卷的调研结果，将得到的两个魅力型需求指标以及提出的轻量化设计需求转换为ＴＲＩＺ工程参数中所对应的技术矩阵矛盾参数项㊂轻量化设计：为了达到竹质椅类家具的轻量化设计，意味着在设计中需要减小其运输㊁移动中的质量，减小椅子的材积，与此同时还需保证其使用强度㊂即优化参数为运动物体重量㊁静止物体重量以及静止物体体积，需要避免恶化的参数为强度与结构稳定性㊂可调节：可调节家具功能灵活多变，在使用中能够满足不同人群的各类需求，更加受到使用者欢迎㊂实现可调节功能就意味着需要增强家具在多种场景下的适用性，但这也会使家具结构变得更为复杂㊂即优化参数为适用性及多用性，需要避免恶化的参数为装置的复杂性㊂外观简洁：随着人们审美喜好以及装修风格的变化，外观简洁现代的家具越来越受到消费者青睐㊂如何在实现外形结构简单的同时保证其使用中的稳定性是十分重要的问题，即优化参数为形状，需要避免恶化的参数为结构稳定性㊂根据上述分析，各个矛盾在ＴＲＩＺ矩阵矛盾中所对应的发明原理编号项如表４ ５所示㊂表４㊀功能需求指标转化Ｔａｂｌｅ４㊀Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ功能需求对应优化通用参数名称对应恶化通用参数名称对应发明原理编号运动物体重量强度２８㊁２７㊁１８㊁４０轻量化静止物体重量强度２８㊁２㊁１０㊁２７静止物体体积结构稳定性２８㊁１０㊁１㊁３９可调节适用性及多用性装置的复杂性１５㊁２９㊁３７㊁２８外观简洁形状结构稳定性３３㊁１㊁１８㊁４表５㊀ＴＲＩＺ矛盾矩阵对应发明原理Ｔａｂｌｅ５㊀ＴＲＩＺｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｍａｔｒｉｘｉｎｖｅｎｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅ４㊀基于ＴＲＩＺ发明原理的竹质椅类家具优化设计对策㊀㊀根据表４㊁５共整理出１３条发明原理，由于ＴＲＩＺ的发明原理只是为设计者提供一种解决问题的通用思路方法，并不是所有原理都适用于本次设计，所以需要根据设计需求，正确理解原理之间的联系，在具体问题上探讨实际可行性㊂因此，本研究根据原理适用性以及其出现频率的统计分析进行了一部分筛选整理㊂１）在竹板材椅的轻量化问题中，可以运用１号分割原理以及４０号复合材料，解决方案为将竹０８１㊀第１期吴春锦，等：基于ＫＡＮＯ模型与ＴＲＩＺ理论的竹质椅类家具创新设计板材椅的各个部件的连接方式设计为可拆卸结构，这种方式能够缩小椅类家具运输中的体量，将立体的家具转换成扁平化的形态，降低运输难度［１４］㊂使用机器在竹板材椅类部件中加工出卡槽，通过卡槽之间的互相交叉㊁卡挂进行连接，加工方便㊁造型简洁㊁安装容易，是对榫卯结构很好的继承和简化；五金件连接结构也更加利于现代化㊁标准化的加工生产，能够实现便捷的装配和拆卸，在加工精度高的家具中能够做到反复安装［１５］，如图４所示㊂此外，金属等材料具有比竹板材更高的强度，在结构连接处与竹板材配合使用能够有效减轻整体重量，实现家具的轻量化㊂图４㊀家具卡槽及五金件连接结构Ｆｉｇ．４㊀Ｆｕｒｎｉｔｕｒｅｃａｒｄｓｌｏｔａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ㊀㊀２）对于竹板材椅的可调节性，可以运用１５号动态特性原理进行优化㊂一般的可调节家具的调节方式可分为伸缩式和旋转式，根据动态特性原理可知，实现同样的效果旋转会比往复运动更省力，所以家具的调节方式尽量选择旋转式以实现家具形态的灵活变化，便于移动，如图５所示㊂此外，折叠结构拆卸部分由于受力㊁活动较多，容易对竹板材产生磨损，在设计时可以将结构部件换成耐磨材质，能够有效地提升家具的强度及耐久性㊂图５㊀家具旋转式调节结构Ｆｉｇ．５㊀Ｆｕｒｎｉｔｕｒｅｒｏｔａｒｙａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ３）对于竹板材椅外观的简化，可以运用３３号同质化原理㊂在对竹板材椅进行装饰的过程中，可以尽量选用同种材料或属性相似的自然材料，如竹编㊁木材等材质，同质材料能够为使用者带来更加和谐统一的视觉感受㊂竹编作为我国的传统民间手工艺，具有悠久的历史和文化底蕴，在现代家居装饰中也得到了发展和传承㊂竹编装饰形式丰富多彩，除了平面编织还有立体编织［１６］㊂竹质的天然材质色彩亲切温和，保持现代简约风格的同时也能够辅以自然纯朴的装饰美，如图６所示㊂图６㊀竹编家具设计Ｆｉｇ．６㊀Ｂａｍｂｏｏｗｏｖｅｎｆｕｒｎｉｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ５㊀竹质椅类家具设计优化通过上述ＴＲＩＺ理论提炼出的发明原理及改进方法，本研究对提出的竹质椅类家具初步设计进行了改进与优化㊂针对轻量化过程中运动㊁静止物体的重量以及静止物体体积对椅类家具强度㊁稳定性的影响，选用复合材料与分割原理，将折叠椅的连接结构由榫卯结构替换为可拆卸的五金件连接，运输时能够扁平化拆分为多个部件，便于运输㊂且金属连接件相较竹材强度更大，重量更轻，更加结实耐用，如图７１８１林业工程学报第９卷所示㊂对于椅类的可调节中适用性及多用性对椅类装置复杂性的影响，选用１５号动态特性原理，将折叠椅的靠背部分由上下垂直调节改为可旋转调节，满足使用者对靠背的不同角度需求，如图８所示㊂图７㊀矛盾一方案解决优化Ｆｉｇ．７㊀ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｔｏＣｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎ１图８㊀矛盾二方案解决优化Ｆｉｇ．８㊀ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｔｏＣｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎ２㊀㊀针对外观简化中对椅类家具强度的影响，选用同质化原理，在折叠椅的靠背以及座位板使用竹编进行进一步装饰，提升美观度的同时视觉效果和谐统一，具有现代简洁之感，如图９所示㊂图９㊀矛盾三方案解决优化Ｆｉｇ．９㊀ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｔｏＣｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎ３根据以上ＴＲＩＺ理论提供的解决方法对设计初稿进行优化后，得到了竹质椅类家具的最终设计方案，效果图如图１０所示㊂将最终设计方案与ＫＡＮＯ问卷中得到的用户图１０㊀最终方案优化效果Ｆｉｇ．１０㊀Ｆｉｎａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ需求与竹质板式家具轻量化设计的要求进行对照，可发现最终方案较好地解决了所需问题，满足消费者与市场的需求，达到了预期目标㊂后续的评估还需要通过进一步调查㊁试产试销等方式验证产品的市场满意度及认可度㊂６㊀结㊀语目前，竹质椅类家具的设计大多仍处于对木质家具的单纯模仿，根据ＫＡＮＯ模型提炼出用户需求后，应用ＴＲＩＺ理论的４０条发明原理能够更加快速科学地定位到使用者对于竹质椅类家具这一产品的需求并提出解决方案㊂本研究基于该方法，使用ＴＲＩＺ矛盾矩阵分析解决了用户的魅力需求，为竹质椅类家具设计提供了设计思路，提出了优化设计方案，对竹家具的设计与推广具有积极的意义㊂２８１㊀第１期吴春锦，等：基于ＫＡＮＯ模型与ＴＲＩＺ理论的竹质椅类家具创新设计参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］丁智荣． 慢设计 理念下的可拆装竹家具设计研究［Ｄ］．南京：南京林业大学，２０１９．ＤＯＩ：１０．２７２４２／ｄ．ｃｎｋｉ．ｇｎｊｌｕ．２０１９．０００１１４．ＤＩＮＧＺＲ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｋｎｏｃｋ⁃ｄｏｗｎｂａｍｂｏｏｆｕｒｎｉ⁃ｔｕｒｅｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｓｌｏｗｄｅｓｉｇｎ［Ｄ］．Ｎａｎｊｉｎｇ：ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒ⁃ｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１９．［２］张楚楚．基于个性化定制的竹家具设计研究［Ｄ］．福州：福州大学，２０１９．ＤＯＩ：１０．２７０２２／ｄ．ｃｎｋｉ．ｇｆｚｈｕ．２０１９．０００１２１．ＺＨＡＮＧＣＣ．Ａｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｂａｍｂｏｏｆｕｒｎｉｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎｐｅｒｓｏｎａｌｉｚｅｄｃｕｓｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ［Ｄ］．Ｆｕｚｈｏｕ：ＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１９．［３］ＫＡＮＯＮ，ＳＥＲＡＫＵＮ，ＴＡＫＡＨＡＳＨＩＦ，ｅｔａｌ．Ａｔｔｒａｃｔｉｖｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｍｕｓｔ⁃ｂｅｑｕａｌｉｔｙ［Ｊ］．ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＪａｐａｎｅｓｅＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌ，１９８４，１４：１４７－１５６．［４］叶益．基于Ｋａｎｏ模型的家庭智能茶几设计研究［Ｊ］．工业设计，２０２０（５）：１２３－１２４．ＹＥＹ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｈｏｍｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｅａｔａｂｌｅｂａｓｅｄｏｎＫａｎｏｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＤｅｓｉｇｎ，２０２０（５）：１２３－１２４．［５］赵项，魏峰，缪远．用户需求驱动下的家具产品设计方法［Ｊ］．林业工程学报，２０２２，７（４）：１９４－２００．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２１１００３８．ＺＨＡＯＸ，ＷＥＩＦ，ＭＩＡＯＹ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｆｕｒ⁃ｎｉｔｕｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓｄｒｉｖｅｎｂｙｕｓｅｒｄｅｍａｎｄｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，７（４）：１９４－２００．［６］刘鹏．基于Ｋａｎｏ模型的中高层管理者办公家具设计研究［Ｄ］．长沙：中南林业科技大学，２０１３．ＬＩＵＰ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｂａｓｅｄｏｎＫａｎｏｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｅｘｅｃｕｔｉｖｅｓ ｓｏｆ⁃ｆｉｃｅ⁃ｆｕｒｎｉｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ［Ｄ］．Ｃｈａｎｇｓｈａ：ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３．［７］ＡＬ ＴＳＨＵＬＬＥＲＧＳ，ＳＨＵＬＹＡＫＬ，ＲＯＤＭＡＮＳ．Ｔｈｅｉｎｎｏｖａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ：ＴＲＩＺ，ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｉｎｎｏｖａｔｉｏｎａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｒｅａｔｉｖｉｔｙ［Ｒ］．Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ，Ｍａｓｓ．：ＴｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，１９９９．［８］田钰彬，朱剑刚．ＴＲＩＺ理论在木塑复合家具中的应用［Ｊ］．家具与室内装饰，２０２０（３）：３４－３７．ＤＯＩ：１０．１６７７１／ｊ．ｃｎ４３－１２４７／ｔｓ．２０２０．０３．０１１．ＴＩＡＮＹＢ，ＺＨＵＪＧ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＴＲＩＺｔｈｅｏｒｙｉｎｗｏｏｄ⁃ｐｌａｓｔｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｕｒｎｉｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ＆ＩｎｔｅｒｉｏｒＤｅｓｉｇｎ，２０２０（３）：３４－３７．［９］林佳欣，聂桂平．基于ＴＲＩＺ理论的折叠家具设计研究［Ｊ］．东华大学学报（自然科学版），２０１１，３７（４）：５１８－５２１．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－０４４４．２０１１．０４．０３１．ＬＩＮＪＸ，ＮＩＥＧＰ．ＦｏｌｄｉｎｇｆｕｒｎｉｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎｒｅｓｅａｒｃｈｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆＴＲＩＺ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｏｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅ⁃ｎｃｅ），２０１１，３７（４）：５１８－５２１．［１０］温丹妮，章彰．基于ＫＡＮＯ和ＴＲＩＺ理论的独居青年家具设计策略研究［Ｊ］．家具与室内装饰，２０２２，２９（３）：５－１０．ＤＯＩ：１０．１６７７１／ｊ．ｃｎ４３－１２４７／ｔｓ．２０２２．０３．００２．ＷＥＮＤＮ，ＺＨＡＮＧＺ．Ｓｔｕｄｙｏｎｆｕｒｎｉｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｆｏｒ ｅｍｐｔｙ⁃ｎｅｓｔ ｙｏｕｔｈｓｂａｓｅｄｏｎＫＡＮＯｍｏｄｅｌａｎｄＴＲＩＺｔｈｅｏｒｙ［Ｊ］．Ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ＆ＩｎｔｅｒｉｏｒＤｅｓｉｇｎ，２０２２，２９（３）：５－１０．［１１］刘宗明，李倩文．基于ＫＡＮＯ模型与ＴＲＩＺ理论的儿童家具轻设计研究［Ｊ］．林产工业，２０２０，５７（８）：４１－４６，５２．ＤＯＩ：１０．１９５３１／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－５２９９．２０２００８０１０．ＬＩＵＺＭ，ＬＩＱＷ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｌｉｇｈｔｄｅｓｉｇｎｏｆｃｈｉｌｄｒｅｎ ｓｆｕｒｎｉｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎＫＡＮＯａｎｄＴＲＩＺｔｈｅｏｒｙ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０２０，５７（８）：４１－４６，５２．［１２］周游．基于ＫＡＮＯ用户需求模型和ＴＲＩＺ技术矛盾矩阵的竹家具创新设计研究［Ｄ］．雅安：四川农业大学，２０１８．ＺＨＯＵＹ．ＢａｓｅｄｏｎＫＡＮＯｕｓｅｒｄｅｍａｎｄｍｏｄｅｌａｎｄＴＲＩＺｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｍａｔｒｉｘｏｆｂａｍｂｏｏｆｕｒｎｉｔｕｒｅｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｒｅｓｅａｒｃｈ［Ｄ］．Ｙａａｎ：ＳｉｃｈｕａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１８．［１３］刘楠洁．竹集成材家具产品轻量化设计研究［Ｄ］．长沙：中南林业科技大学，２０１９．ＬＩＵＮＪ．Ｓｔｕｄｙｏｎｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｄｅｓｉｇｎｏｆｂａｍｂｏｏｌａｍｉｎａｔｅｄｗｏｏｄｆｕｒｎｉｔｕｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓ［Ｄ］．Ｃｈａｎｇｓｈａ：ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９．［１４］刘雨璐．基于竹展平集成材的折叠式桌椅类家具设计研究［Ｄ］．长沙：中南林业科技大学，２０２１．ＤＯＩ：１０．２７６６２／ｄ．ｃｎｋｉ．ｇｚｎｌｃ．２０２１．０００３４０．ＬＩＵＹＬ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｆｏｌｄｉｎｇｔａｂｌｅｓａｎｄｃｈａｉｒｓｆｕｒ⁃ｎｉｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｆｌａｔｔｅｎｅｄｂａｍｂｏｏｌａｍｉｎａｔｅ［Ｄ］．Ｃｈａｎｇｓｈａ：ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２１．［１５］杨子纬，郑凡宇，朱盈．竹集成材办公家具可拆装化设计研究［Ｊ］．林产工业，２０１９，５６（１０）：４０－４３．ＤＯＩ：１０．１９５３１／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－５２９９．２０１９１０００８．ＹＡＮＧＺＷ，ＺＨＥＮＧＦＹ，ＺＨＵＹ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｅｔａｃｈａｂｌｅｄｅ⁃ｓｉｇｎｏｆｇｌｕｅｄｌａｍｉｎａｔｅｄｂａｍｂｏｏｏｆｆｉｃｅｆｕｒｎｉｔｕｒｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０１９，５６（１０）：４０－４３．［１６］闵雨晨，宋莎莎，费本华．竹编在家具设计中的创新应用研究［Ｊ］．林产工业，２０２０，５７（４）：４７－５０．ＤＯＩ：１０．１９５３１／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－５２９９．２０２００４０１０．ＭＩＮＹＣ，ＳＯＮＧＳＳ，ＦＥＩＢＨ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｎｎｏｖａｔｉｖｅａｐｐｌｉｃａ⁃ｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏｗｅａｖｉｎｇｉｎｆｕｒｎｉｔｕｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０２０，５７（４）：４７－５０．（责任编辑㊀田亚玲）３８１。

创新技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald34目前多数校园中已有的木制课桌存在结构笨重、搬运不便、功能单一、高度不可调节、管理不便及浪费资源等诸多不足。

市场上一些其他形式的便携或者可折叠的桌椅尽管实现了便携性和可折叠功能，但其整体结构复杂，对管件间配合精度要求较高，即工艺性较差，进而造成加工成本的增加。

此外，桌椅一般配套使用，所以其是否便于管理很重要。

综上所述，影响桌椅使用和生产特性的因素主要包括桌面高度、桌椅重量、便携性、可调节性、结构稳定性、工艺性、是否便于管理等。

因此，研究开发出一种新型课桌椅，便携可折叠，工艺性好，高度可调，桌椅一体。

1 技术背景[1]我国学生的课桌椅大体沿袭着西方学校课桌椅的发展轨迹。

从构成的材质和发展历史看，两者并无明显不同，都经历了杂木制造、钢木合一、硬塑替代等过程；从外形看，由单一的形态逐渐过渡到升降式等更符合人机工程学的多种形态。

并且随着青少年身高、体重的变化，国内外都存在课桌椅标准再修订的问题，但也有不同，主要体现在课桌椅的摆放方面，相对国内普遍的整齐划一，国外学生课桌椅的摆放则灵活多样。

当下可升降学生课桌材质主要为钢木结合结构，桌面为三聚氰胺板，桌腿钢结构。

凳子也多为钢木结构，桌凳也有相关固件来调节高度；也有塑料的升降学生课桌。

但是钢木结构导致桌凳腿结果复杂，使得教室打扫起来比较麻烦，且因为不能随手调节高度，需要借用一定的器械才能调节高度，导致很多学校的升降课桌沦为固定课桌。

目前我国采用实施的是G B /T 3976－2002标准。

该标准是对G B/T 7792－1987《学校课桌椅卫生标准》和G B /T 3976－1983《学校课桌椅功能尺寸》的合并修订。

同时该标准的修订，主要依据近年我国的人体测量资料和专门调查，非等效采用了国际标准ISO 5970－1979《家具—— 教学用桌椅—— 功能尺寸》，并参考了日本工业规格JIS S 1021－1991《学校家具（普通教室用桌椅）》和JIS S 1015－1974《讲课教室用固定式桌椅尺寸》。

TRIZ原理对家居的应用1. 引言在家居设计和创新领域，TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）原理是一种被广泛应用的方法论。

TRIZ通过系统性地分析问题和解决方案之间的关系，帮助设计师们创造出更具创新性和高效性的家居产品和解决方案。

本文将介绍TRIZ原理在家居领域的应用，并列举一些实际案例。

2. 家居设计中的问题家居设计中常常会遇到一些难以处理的问题，例如：•空间利用不够合理，造成浪费或者拥挤；•家居产品功能不够完善，无法满足人们的需求；•家居产品使用过程中存在安全隐患等。

这些问题对于家居设计师来说是挑战，同时也是机遇，可以通过TRIZ原理进行创新解决。

3. TRIZ原理在家居设计中的应用TRIZ原理提供了一套系统的思维工具，可以应用于家居设计中的各个方面。

以下是一些常用的TRIZ原理在家居设计中的应用：3.1. 空间利用优化•在家居产品设计中，可以应用“副产品”原理，即通过利用原来产品中的某些元素或者功能，设计出新的功能或者产品，以优化空间利用。

•可以采用“中间产品”原理，即通过在两个主要产品之间增加一个中间产品，来充分利用空间。

•运用“推迟功能”原理，即将某些功能延迟到需要的时候才启动，以节省空间。

3.2. 家居产品功能创新•利用“逆转”原理，在家居设计中逆转现有的功能，来创造全新的功能和体验。

•运用“多功能”原理，即在一个产品中设计出多种不同的功能，以满足用户的多样化需求。

•可以采用“局部质量”原理，即在家居产品中的某个局部区域提供更高质量的材料或设计，以提升整体产品的形象。

3.3. 解决安全隐患•运用“替代”原理，在家居产品设计中替代具有危险性的材料或构造，以提高产品的安全性。

•利用“重力场”原理，在家居产品设计中运用重力的作用来增加产品的稳定性和安全性。

•采用“适应性”原理，通过让家居产品自动适应用户需求，来降低人为操作带来的安全隐患。

4. TRIZ原理在家居设计中的案例4.1. 副产品原理的应用案例通过在婴儿床的侧柜上增加护栏，将护栏展开后可当做储物柜使用，充分利用空间。

第37卷第4期2011年8月东华大学学报(自然科学版)JOU RN AL O F DO NG H U A U NIV ERSIT Y (NA T U RA L SCIEN CE)Vol.37,No.4Aug.2011收稿日期:2011-04-08作者简介:林佳欣(1986)),男,山东文登人,硕士,研究方向为设计艺术学.E -mail:linjiaxin6868@聂桂平(联系人),女,教授,E -mail:nieg ping@文章编号:1671-0444(2011)04-0518-04基于T RIZ 理论的折叠家具设计研究林佳欣,聂桂平(华东理工大学艺术设计与传媒学院,上海200237)摘要:在折叠家具的设计研究中,以发明问题解决理论(T heory of the Solution of Inv entive Problems,TRIZ)为指导,发现折叠家具设计中的冲突,利用分离原理与发明原理,找到设计过程中解决冲突的办法.并在此基础上,进行了个人设计实践与探索,寻求更合理的折叠家具设计手段.关键词:折叠家具;发明问题解决理论(T RIZ);冲突中图分类号:TH 47 文献标志码:AFolding Furniture Design Research Based on the Theory of TRIZLI N J ia -x in,NI E Gui -p ing(School of A r t Design and M edia,East China U niver sity o f Science and T echno lo gy ,Shang hai 200237,China)Abstract:W ith the theo retical guidance o f Theo ry o f the So lutio n of Inventiv e Pro blems(TRIZ ),co nflict is fo und in the study o f fo lding furniture desig n.And metho d is also found to resolv e the co nflict in the design process thro ugh separatio n and inv entio n principle.On this basis,there w ill be m or e reaso nable folding fur niture design m etho ds by co nstantly per sonal pr actice a nd e xplor atio n.Key words:fo lding furniture;Theor y o f the So lution of Inventive Problem s(TRIZ);co nflict折叠家具的研究目的之一在于有效地利用或节省环境空间,并且在有限空间中追求宜人效果;其研究目的之二在于借助先进的技术手段发现新的家具折叠方式,既可丰富家具品种,又可愉悦用户生活;其研究目的之三在于寻求折叠式产品设计的新概念,为设计师提供展示才华和实现遐想的平台.其最终目的是为产品设计的整体水平的提高增加素材.但是处在信息社会中的折叠家具设计,与其他产品设计一样,面临着激烈的市场竞争与挑战.折叠家具的设计需要考虑的因素比以往更为复杂.运用发明问题解决理论(T heor y of the Solution of Inventive Problem s,T RIZ)指导折叠家具的设计,有助于设计出符合消费者需求并且具有市场竞争力的产品.1 TRIZ 理论T RIZ 理论最先是由俄国学者G.S.A ltshuller 及其同事于1946年提出的,并不断完善至今.TRIZ 理论认为,发明问题的核心是解决冲突,未克服冲突的设计不是创新设计.产品进化的过程是不断解决产品所存在冲突的过程.一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程式化方法,描述得越清楚,问题的解就越容易找到.也就是说,发现问题求解的过程是对问题的不断描述、不断程式化的过程[1].2 折叠家具设计中的冲突当今时代,科技的高度发展使折叠家具的功能越来越复杂,而普通消费市场要求家具的使用更方便和操作更简单,折叠家具的设计面临着越来越多第4期林佳欣,等:基于TRIZ理论的折叠家具设计研究的冲突.通过TRIZ理论可以有效发现并解决这些冲突,使折叠家具的设计向理想化的方向进化.2.1物理冲突物理冲突是TRIZ理论研究范围的主要冲突之一.物理冲突是指为了实现某种功能,一个子系统或元件具有某种特性,但与此同时该子系统或元件也会呈现出与此特性相悖的特性[2].T RIZ理论中的分离原理可以有效解决物理冲突,其方法分别为空间分离、时间分离、基于条件的分离和整体与部分的分离.折叠家具设计中的最基本的物理冲突是/张0与/驰0./张0象征着家具的合拢,一般以储存和整合为目的;/驰0象征着家具的开启,一般以扩大领域为目的.家具为了实现折叠的功能,同时呈现了两种相悖的特性,即对空间利用的逆向追求.以折叠椅为例,使用时需展平椅面,此时椅子体积呈最大化;储藏时需将椅面与椅背合拢,此时椅子体积呈最小化.使用和储存发生在不同的时间段,因此可采用时间分离法解决该矛盾.用抽象语言可以得到时间分离方法适用的条件,即在指定时间段中冲突的一方如果可以不按一个方向发展,则时间分离法可行.2.2技术冲突技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结果,也可指有用作用的介入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或系统变坏.常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突[3].折叠家具设计中不可避免技术冲突.例如,传统的折叠桌大多进行一次折叠完成简单的收纳,而当代很多折叠桌采用插接式折叠结构进行了可载物面积的变化尝试.插接折叠结构较传统的折叠结构要复杂许多,传统折叠家具的结构通常都是依靠一种折叠形式来实现/折0与/叠0的变换,而插接折叠结构往往需要多种折叠方式的协同运动来实现,这意味着用户的操作方式将比以往更加复杂.TRIZ理论认为可以依靠齿轮、螺纹或液压等方式来代替人力直接操作.图1是一款利用活动榫式结构(插接式折叠结构的一种)而设计的折叠桌的结构示意图.整个桌面有3层,可呈现2种直径尺寸,当折叠桌处于收拢状态时,实际上是张小直径的圆桌,此时的桌面由6块同等大小的平面放射状拼接而成.当旋开桌面下方的锁扣,利用螺纹工作原理和齿轮齿条机构,实现6块平面沿固定导轨径向外移,第2层桌面(共6块)与其联动,当到达极限位置时,第1层桌面下降30mm与第2层桌面共面,同时第3层桌面(呈12角形)上升30m m,实现3层桌面合成为一张大直径的圆桌面,此时折叠桌处于最大极限状态.该项设计的意义在于家具的尺寸可以因地制宜或因需要而异.图1活动榫式折叠示意图Fig.1Activities tenon type f olding schemes3基于TRIZ理论的设计实践3.1折叠家具的需求分析在实际的折叠家具设计调研过程中,用户经常会提出这样的要求,即要求折叠家具可以实现多种功能,如要求一件折叠家具同时实现坐、收纳、临时搁物等多重功能,多向折叠或翻转导致家具零配件较多,板面间的结构也相对会复杂得多.但为了实现家具的稳定性、减少重量、便于安装或拆卸以及减少连接部位松脱的几率等,零件数应该越少越好.3.2构建质量屋质量功能展开(Quality Function Deploy ment, QFD)是一种用户驱动的产品设计方法,而其中的核心元件是质量屋(H OQ).笔者构建了如图2所示的质量屋结构,主要目的是确定在折叠家具设计过程中,各质量要素对于用户需求满足的重要程度.图2质量屋:质量要素与用户要求Fig.2HOQ:Quality elements and user requirements3.3发现和描述冲突折叠家具是折叠功能的直接体现者.任何一件折叠家具都包含一个或多个功能,为了实现这些功能,折叠家具要由具有相互关系的多个零部件组成.519东华大学学报(自然科学版)第37卷当改变某个零件、部件的设计,即提高折叠家具某些方面的性能时,可能会影响到与这些被改进设计零部件相关联的零部件,结果可能使其或系统另一些方面的性能受到影响.如果这些影响是负面的,则设计出现了冲突.由图2不难发现,在期望的折叠设计中存在着一对明显的技术冲突,对此可描述为:折叠家具的装置复杂化的设计,会同时导致有用及有害两种结果.有用的结果是装置的复杂化有利于折叠家具更好地实现多种功能;有害的结果是装置复杂化的同时,导致这个折叠系统出现连接构件脱落的几率增大,即变相地降低了整个折叠系统的稳定性.所以,在概念设计中要求达到这样的预期:既使折叠家具的功能多样化、重量轻,又要使该折叠家具具备较好的稳定性.按照T RIZ 理论的/物质-场0分析方法,笔者建立的冲突模型和理想模型分别如图3和4所示.参照39个工程参数[4]的标准描述,笔者将折叠家具的需求进行分析,描述为希望改进的通用工程参数是装置的复杂性(No.36),但因此而带来的冲突,恶化了其他的某些通用工程参数,即结构的稳定性(No.13).根据上面的冲突描述,以功能性优化为前提,通过冲突解决矩阵(如表1所示)的行与列的交叉处找到了推荐的发明原理序号.其中,矩阵中行表示改进的通用工程参数,列表示恶化的通用工程参数.由表1可知,2,22,17,19都是发明原理中推荐的解决方法,其中最优化的发明原理17描述为如下的维数变化:(1)将一维空间中运动或静止的物体变成二维空间中运动或静止的物体,在二维空间中的物体变成三维空间中的物体;(2)将物体用多层排列代替单层排列;(3)使物体倾斜或改变其方向.笔者根据实际情况,选取了维数变化中的第一种方法,进行整体形态构思,然后/从创造一种更合理的空间利用方式0的角度出发,调研了不同人对室内空间的需求和同一个人在不同环境、场合、条件、时间对空间的需求,细化了新产品方案的设计过程.这款折叠家具的几种呈现形式如图5所示.图5 新产品折叠过程示意图Fig.5 New product f olding process schematic drawing520第4期林佳欣,等:基于TRIZ 理论的折叠家具设计研究将图4中的新产品与已有的折叠家具的设计思路进行对比,笔者发现以往普遍的折叠结构通常停留在对二维空间的把握上,包括常见的单轴心双折动轴式结构、单轴心多折动轴式结构以及多轴心多折动轴式结构.基于TRIZ 理论的启发,在这个新产品设计中,折叠家具已顺利地从二维空间过渡到三维空间,较为准确地贯彻了一物多用的设计理念,既保证了产品功能的多样化,又简化了折叠连接机构,增强了系统的稳定性.并且由于新折叠产品在变换成某种过渡状态时,会运用到三维结构支撑的原理,无意中也增加了该产品的可靠性.4 结 语本文以发现折叠家具的设计过程中物理及技术冲突为主线,以T RIZ 理论为核心,利用分离与发明原理,提出了冲突的解决办法.然后将折叠家具陌生化,回到设计原点,这样的思考过程造就了更为合理的设计.参 考 文 献[1]檀润华.发明问题解决理论[M ].北京:科学出版社,2004[2]檀润华.产品设计中的冲突及解决原理[J ].河北工业大学学报,2001,30(3):1-6.[3]杨晓丹,杨明朗,卢晓琴.基于T RIZ 理论的国产手机的创新设计[J].包装工程,2005,26(2):140-141.[4]熊兴福.TRIZ 理论在超市环保购物袋设计中的应用[J].包装工程,2008,29(10):185-187.(上接第489页)(c)P 2的局部放大图图11 修正后模型计算结果与标准图形的对比Fig.11 Comparison of correction model resultwith standard drawing评价模型的优劣,不仅要看其算法的有效性,还要关注其计算效率.计算过程中每个步骤的用时统计如表3所示.由表3可以看出,模型的处理速度较快,即对于一般的二维图纸照片,该模型的计算效率较高.表3 每个步骤计算时间统计Table 3 Statistical of computation time of each step 计算步骤计算点数/个所用时间/s (1)00(2)3823 1.984000(3)7646 6.437980(4)3823120.141000(5)4 结 语本文给出了基于双线性方程的双线性模型,将拍照后得到的照片数据还原成拍照前的原始数据.该方法不需要获取相机的内、外部参数,也不需要严格的先验条件,且模型的计算相对简单.另外,本文根据试验结果对模型进行了有效的修正,从而保证矫正后的数据与原始标准图像数据间的误差在1m m 以内.这种矫正方法对同一拍照条件下二维图纸有较好的矫正效果.算法为后续的矢量化处理提供参考.参 考 文 献[1]何绪堂,张宏,刘培玉.用于交通事故处理的图像测距研究与实现[J].现代电子技术,2007,30(24):1-4.[2]张勇,金学波.基于先验信息和射影几何变换的车牌图像矫正[J].计算机应用研究,2008,25(7):2210-2212.[3]罗晓晖,杜召彬.基于双灭点的图像透视变换方法[J ].计算机工程,2009,35(15):212-214.[4]谢志鹏,陈锻生.基于Gauss 消元法的车牌图像变形矫正[J].计算机技术与发展,2006,16(1):99-101.[5]田学东,马兴杰,韩磊,等.视觉文档图像的几何校正[J].计算机应用,2007,27(12):3045-3047.521。

居家生活用品基于TRIZ理论40个发明原理的研究居家生活用品是指在日常生活中常见的、用于帮助人们进行家庭生活的各种物品，如厨房用具、浴室设备、家具等。

随着科技的进步和人们对生活品质的追求，居家生活用品不断地更新换代，不断地发展和创新。

本文使用TRIZ理论中的40个发明原理，对居家生活用品的创新进行探讨。

1. 段思维：把家具拆分成更小的组件，提高可拆卸性。

2. 提前准备：准备一个带有时间提示功能的路线规划器，用于在旅途中帮助您计算剩余时间。

3. 使用异质材料：将磁性材料用于制造持续保持温度的保温杯。

4. 自动化：使用自动感应系统来自动控制家电设备。

5. 简化：制造可以自动降温的冰箱，不再需要手动调节。

6. 联合：将家电设备联合起来，形成家庭能源管理系统，方便控制和管理。

7. 层次性：在婴儿车上安装一个可单独使用的座椅，可方便地转换使用。

8. 抛弃与复用：设计一款支持可持续发展的环保爆米花机，可直接利用废弃物料。

9. 找出直接矛盾：制作一款可以同时满足低能耗和高效率的吸尘器。

10. 必要条件：开发一种双功能电动自行车，可以充电，也可以供电。

11. 功能结合：制作一个具有搅拌功能的可折叠饭盒，方便人们外出携带。

12. 整体完整性：设计一款功耗低、噪音小、体积小的集成化家庭影院系统。

13. 中介：在家用电器的使用中添加一个省电中介设备。

14. 这个与那个联合起来：将酒店门锁与手机联接，以提高安全性。

15. 动静态结合：开发一款可以同时进行保温和冷却的保温杯。

16. 部分或抽象：将传统茶壶抽象为一款自动冲泡茶叶的茶壶，方便快捷。

17. 资源替代：使用更环保的材料制造家具，例如再生塑料。

18. 反馈：设计一个自动调节烤焦程度的烤面包机。

19. 另一路径：利用纳米科技制造高效的空气净化器，不再需要滤网或过滤器。

20. 连续过程：将冰箱设置为静音日间操作，晚间自动降噪。

21. 动力构成：将住宅卫生间排泄物处理与种植植物相结合，实现废水的回收和利用。

居家生活用品基于TRIZ理论40个发明原理的研究一、简介TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）理论是由俄罗斯发明家Altshuller 所提出的一种创新方法，它系统地总结了人类创新活动的规律，提出了40个发明原理，并通过这些原理来解决技术问题和推动创新。

居家生活用品作为人们日常生活中的重要组成部分，可以应用TRIZ理论来进行创新设计，从而提高其实用性和竞争力。

二、40个发明原理在居家生活用品中的应用1. Segmentation（分割）：将居家生活用品进行分割，使得不同部分可以独立工作，提高了整体的可靠性和灵活性。

比如智能灯具的设计，可以根据用户的需求进行分割，便于进行更个性化的控制。

2. Taking out（取出）：将物品从原有的环境中取出来，以便更方便地使用。

比如垃圾桶的设计，可以采用自动开盖的设计，方便用户将垃圾取出来。

3. Local quality（局部质量）：使得居家生活用品的局部部分具有更高的质量。

比如厨房刀具的设计，可以采用更坚固耐用的刀刃材料，以提高刀具的使用寿命。

4. Asymmetry（非对称性）：通过非对称性的设计，使得居家生活用品更加个性化和独特。

比如马克杯的设计，可以采用非对称的造型设计，增加产品的艺术感和趣味性。

5. Merging（合并）：将不同的部分或功能进行合并，提高了整体的效率和功能性。

比如智能家居系统的设计，可以将不同的功能模块进行合并，使得整个系统更加智能和便利。

6. Universality（普遍性）：使得居家生活用品具有更广泛的适用性。

比如可调节灯具的设计，可以根据不同的环境和需求进行调节，使得灯具更具适用性。

7. Nesting（套入）：将不同的部分进行套入，降低了整体的体积和成本。

比如储物柜的设计，可以采用折叠式的设计，方便收纳和节省空间。

8. Anti-weight（反重量）：通过设计形式、结构或材料的改变，使得居家生活用品具有更轻便的特性。

居家生活用品基于TRIZ理论40个发明原理的研究居家生活用品是人们日常生活不可或缺的一部分，随着科技的不断发展，人们对居家生活用品的需求也在不断提高。

为了能够更好地满足人们对居家生活用品功能、舒适性、便利性的需求，本文基于TRIZ理论对居家生活用品进行研究，探讨40个发明原理在居家生活用品中的应用。

一、精确性原理1. 根据不同人群需求设计不同尺寸的家具，如老年人的沙发、儿童的桌椅等。

2. 设计智能垃圾桶，能够自动感应垃圾并分类处理。

二、资源原理3. 利用可再生材料制作家具，如竹子、纸张等。

4. 设计可折叠式家具，节约空间、减少材料浪费。

三、时间和空间的转换原理5. 开发可以调节大小的家具，适应不同场合的需求，如餐桌、书桌等。

6. 利用智能技术设计可变形家具，可以实现多种功能，满足不同空间使用需求。

四、动力原理7. 利用动力学原理设计折叠式床铺，方便收纳，节约空间。

8. 设计节能环保型家用电器，减少能源浪费。

五、增加和减少原理9. 设计可升降的儿童桌椅，方便随着孩子的成长而调整高度。

10. 利用可变形原理设计多功能家具，通过改变结构实现多种功能。

六、均匀化原理11. 使用智能技术设计家具表面温度均匀的暖气。

12. 利用均匀化设计原理制作防滑、耐磨的家居地板材料。

七、参数变化原理13. 开发高密度调节饰面家具，用于调整家具的美观度。

14. 利用自动调节功能，制作可自动适应温湿度的空调。

八、动态性原理15. 利用智能技术设计可变形橱柜，根据不同物品的存放需要进行调节。

16. 利用动态技术制作智能调节的照明灯具，可以根据环境的变化进行调节亮度。

九、前期成果原理17. 利用前期成果设计多功能厨房用具，如刀叉、锅碗等。

18. 利用前期成果设计智能咖啡机，可以根据用户需求调整磨豆程度、浓度等。

十、质量变化原理19. 利用轻质材料设计家居用品，减轻搬运、使用的负担。

20. 设计可伸缩式晾衣架，可以根据不同衣物的大小进行调整。