Triz理论应用实例——拖把的创新设计

SCI-TECH INNOVATIONSAND BRANDS创新中国文/东北大学机械学院工业设计专业 蒋瑶希 葛琼颖 赵新军1 引言人类自诞生以来从未停止过对美与整洁的追求，家用清洁工具作为家庭清洁的辅助帮手，是每个家庭必不可缺的必需品。

它给人们的清扫工作带来了便捷，为人们的生活增添一份清爽。

随着社会和经济发展，生活水平日益提高，人们对家用产品的要求不再只停留在实现基本功能上，而是追求更人性化。

交互式的使用体验，在提高生活品质的同时让家务不再劳累。

本文基于TRIZ理论分析家用地面清洁工具的发展与演变，进而预测未来家用地面清洁工具的发展趋势，为该产品进一步的设计生产提供有价值的理论参考。

2 地面清洁工具的诞生和发展演变2.1孕育时期早在原始社会，人们便开始思考如何能将地面上的垃圾轻松移去，保证周围环境的整洁，他们把草木枝条聚成捆，用它去“划拉”，将散落的垃圾聚集成堆，这便是扫帚最初的雏形。

2.2正式诞生在中国的夏朝时期，人们从受伤野鸡拖地爬行受到启发，用鸡毛做成了第一把扫把，即鸡毛掸子（图1）。

由于使用的鸡毛太软不耐磨损，人们又换上竹条、草等材料，将其改制为耐用的扫把。

2.3发展阶段在十八世纪的美国，由于富兰克林政府对高粱栽植产业的推广，一次新的尝试推动了扫把的发展，美洲、欧洲乃至世界各地开始应用一种用高粱穗做的扫把。

2.4近代现况随着人们生活水平的不断提高，扫把的用料也越来越考究，也更加细分，包括清扫衣服、衣柜、木质地板等专用的小扫把。

但除了增加了扫把的大小，改进了材质，在其他方面并未做出太大的改变；最近几十年，由于科技的进步，才对于扫帚这一传统工具有了一些质的变化，增加了一些功能，并考虑了多种使用情景，且演变出了吸尘器和扫地机器人。

3 基于TRIZ理论的地面清洁工具的发展分析随着人们更加关注设计的交互体验与人性化关怀，地面清洁工具的发展也更加多元化，人们对地面清洁工具的要求也越来越高。

3.1 独立站立的扫把扫帚不用时总是只能靠墙，这多少有些麻烦，这把可以直立的扫帚，只要向下施力便可折叠扫帚头，再顺时针方向旋转一下把手，扫帚便可以稳固直立。

Triz理论应用实例——拖把的创新设计一、应用背景拖把是一个在我们日常生活中每天都会用到的物品，应该说它的出现已经有很长一段时间了，但是，现在人们用的各种拖把真的很好用吗？如果你经常做家务的话，我想你一定会皱起眉头的。

二、问题描述现在市场上的拖把主要有以下几种，如图所示：图1 图2图3 图4市场主流拖把优缺点比较进行一个创新设计，争取想出一款功能更加完善，使用更加方便的新型拖把！三、问题分析1、解决拖把不易拧干或者拧干十分困难的问题改善的技术特性参数：10#力——用更小的力完成同样的工作33#可操作性——使得拧干的过程动作更加简单，增强其可操作性恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性——要增加拧干功能必然使得装置较普通拖把而言更加复杂。

时间可以将拖把放置在某个装置内，然后用脚踩或者手拉的方式即可自动将水拧干。

经调查，这种方案已经运用于现代产品中，并且效果良好。

如图：2、解决拖把使用时不符合人体舒适度的问题改善的技术特性参数：31#物体产生的有害因素——使得人体疲劳恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性——其形状必将更加的复杂将拖把的手柄设置成符合人体工学的形状，最理想的情况是，人不需要弯腰便可以完成拖地的过程。

3、解决一个拖把不能同时用来清洁和擦干的问题改善的技术特性参数：35#适用性及多样性恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性可以使用两块拖把布，当需要湿拖的时候换上其中一块，当需要将水擦干的时候换上另一块即可。

4、解决拖把吸水能力不强的问题改善的技术特性参数：27#可靠性——拖把是否能够可靠的将地板上的水吸干净恶化的技术特性参数：26#物质或事物的数量——很可能需要增加某一具有强吸附能力的物质解决方法：利用40#复合材料原理中用复合材料来替代单一材料寻找一种吸水能力超强的材料，将其使用到拖把布中即可。

5、解决拖把不能清除死角灰尘的问题改善的技术特性参数：35#适应性及多样性——可以适应各种复杂环境恶化的技术特性参数：13#结构稳定性——可以灵活运动，必然会使其结构不太稳定将拖把手柄与拖布的连接部位的焊接变为一个可以实现360°自由转动的铰接的结构，那么当有死角需要擦拭的时候，该拖把可以轻松完成此任务。

拖把脱水机构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解拖把脱水机构的基本原理，掌握其结构与功能；2. 学生能掌握与拖把脱水机构相关的物理知识，如杠杆原理、离心力等；3. 学生能了解拖把脱水机构在生活中的应用，提高对科学技术的认识。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并解决与拖把脱水机构相关的实际问题；2. 学生能通过小组合作，设计并制作简单的拖把脱水机构模型；3. 学生能运用科学方法，对拖把脱水机构进行实验研究，提高实验操作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能培养对科学的兴趣和好奇心，提高探索精神；2. 学生能认识到科学技术在生活中的重要性，增强学以致用的意识；3. 学生能通过小组合作，培养团队协作精神，提高沟通与表达能力；4. 学生能关注生活中的物理现象，激发对物理学科的热情。

课程性质：本课程为动手实践类课程，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力、观察力和创新能力。

学生特点：六年级学生对新鲜事物充满好奇，具备一定的物理知识基础，动手能力强，善于合作。

教学要求：教师需结合学生特点，运用启发式教学，引导学生主动探究，注重培养学生的实践能力和科学素养。

通过课程学习，使学生达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标。

在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 引入新课：通过生活实例，引导学生了解拖把脱水机构在日常生活中的应用，激发学生兴趣。

相关教材章节：第五章《简单机械》第三节《杠杆原理的应用》2. 理论知识学习：a. 介绍拖把脱水机构的基本原理，如杠杆原理、离心力等；b. 分析拖把脱水机构各部分结构及其功能；c. 讲解与拖把脱水机构相关的物理知识。

相关教材章节：第五章《简单机械》第一节《杠杆》和第二节《轮轴》3. 动手实践：a. 学生分组讨论，设计拖把脱水机构模型；b. 学生根据设计方案，利用实验材料，动手制作拖把脱水机构模型；c. 学生进行实验，观察并记录实验现象，分析实验结果。

Triz理论应用实例——拖把的创新设计一、应用背景拖把是一个在我们日常生活中每天都会用到的物品，应该说它的出现已经有很长一段时间了，但是，现在人们用的各种拖把真的很好用吗？如果你经常做家务的话，我想你一定会皱起眉头的。

二、问题描述现在市场上的拖把主要有以下几种，如图所示：图1 图2图3 图4市场主流拖把优缺点比较现在市场上的各式拖把都有着这样或者那样的问题，下面我就用triz理论的方法来对拖把进行一个创新设计，争取想出一款功能更加完善，使用更加方便的新型拖把！三、问题分析1、解决拖把不易拧干或者拧干十分困难的问题改善的技术特性参数：10#力——用更小的力完成同样的工作33#可操作性——使得拧干的过程动作更加简单，增强其可操作性恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性——要增加拧干功能必然使得装置较普通拖把而言更加复杂。

查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：26，35，10，18；32，25，12，17而不浪费时间可以将拖把放置在某个装置内，然后用脚踩或者手拉的方式即可自动将水拧干。

经调查，这种方案已经运用于现代产品中，并且效果良好。

如图：2、解决拖把使用时不符合人体舒适度的问题改善的技术特性参数：31#物体产生的有害因素——使得人体疲劳恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性——其形状必将更加的复杂查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：19，1，31将拖把的手柄设置成符合人体工学的形状，最理想的情况是，人不需要弯腰便可以完成拖地的过程。

3、解决一个拖把不能同时用来清洁和擦干的问题改善的技术特性参数：35#适用性及多样性恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：15，29，37，28组成部分可以使用两块拖把布，当需要湿拖的时候换上其中一块，当需要将水擦干的时候换上另一块即可。

4、解决拖把吸水能力不强的问题改善的技术特性参数：27#可靠性——拖把是否能够可靠的将地板上的水吸干净恶化的技术特性参数：26#物质或事物的数量——很可能需要增加某一具有强吸附能力的物质查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：21，28，40，3寻找一种吸水能力超强的材料，将其使用到拖把布中即可。

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。

第39卷第4期2020年8月Vol.39No.4Aug.2020南昌工程学院学报Journal of Nanchang Institute of Technology文章编号：1674-0076(2020)04-0061-05基于TRIZ理论的如厕助力装置设计与分析曾宇露▽，曾庆山彳，李豪辉2,杨武1,2,祝志芳1,2(南昌工程学院1.江西省精密驱动与控制重点实验室;2.机械与电气工程学院，江西南昌330099)摘要:基于TRIZ创新理论，结合阿奇舒勒矛盾矩阵，对如厕助力产品的辅助形式和结构进行设计，同时引入防滑机构，对关键机构进行力学原理分析，采用Solidworks软件对整体结构进行三维建模，并制作出实物样机。

实验测试表明，装置单程辅助时间仅为6s,工作效率提高的同时其稳定性和安全性也得到显著提升，可为同类产晶设计提供借鉴。

关键词：如厕助力装置;TRIZ理论；阿奇舒勒矛盾矩阵;创新设计中图分类号:TH122文献标志码:ADesign and analysis of toilet auxiliary device based on TRIZ theoryZENG Yulu1>2,ZENG Qingshan2,LI Haohui2,YANG Wu1>2,ZHU Zhifang1'2(1.Jiangxi Province Key Laboratory of Precision Drive&Control；2.School of Mechanical and Electrical Engineering,Nanchang Institute o£Technology,Nanchang330099,China)Abstract:Based on TRIZ innovation theory,combined with Archieschuler Contradiction Matrix,the form and structure of toi­let auxiliary device is designed.Meanwhile,the anti-skid mechanism is introduced to analyze the principle.The3D modeling of the structure is carried out with solidworks software, and the physical prototype is produced.The experimental results show that the one-way auxiliary time of the device needs only six seconds,the stability and safety of the device are significantly improved,which may provide reference for the design o£similar devices.Key words:toilet auxiliary device;TRIZ theory；Achischuler contradiction matrix；innovation design截至2019年底，我国60岁及以上的老年人口达2.54亿，占总人口比例的18.1%。

TRIZ理论的应用实例分析一、TRIZ理论的起源TRIZ理论是阿奇舒勒(G.S.Altshuller)在1946年创立的一种发明理论，其意义为发明问题的解决理论。

二、主要内容现代TRIZ理论体系主要包括以下几个方面的内容：方法，包括模型的修整、转换、物质与场的添加等等。

5.发明问题解决算法ARIZ主要针对问题情境复杂，矛盾及其相关部件不明确的技术系统。

它是一个对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程，实现对问题的逐步深入分析，问题转化，直至问题的解决。

6.基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库基于物理、化学、几何学等领域的数百万项发明专利的分析结果而构建的知识库可以为技术创新提供丰富的方案来源。

三、基本哲理TRIZ理论的基本哲理包括以下6条：1、所有的工程系统服从相同的发展规则。

这一规则可以用来研究创造发量专利信息基础上的？基于偶然发现的少数事例的发明项目不是严肃的研究成果。

事实证明，一项重大或重要的发明项目通常是建立在不少于1万到2万项专利（或知产权/版权）研究的基础上。

（2）发明人或研究者是否考虑过发明问题的级别？大量低水平的发明不如一项或少量高水平的发明。

因为，低水平的发明只能在简单的情况下运用。

（3）该项发明是否是从大量高水平的试验中提炼出来的结论或建议？ 6、在大多数情况下，理论的寿命与机器的发展规律是一致的。

因而，“试凑”法很难产生两种或两种以上的系统解。

来的 2 分离1) 石油加工中，将一些油渣或其他有害物质提炼分离，已获得精度较高的汽油或柴油。

2) 子弹发出后，弹芯与弹壳分离 3) 电脑键盘与鼠标分开，为的是方便人们更好的操作。

4) 火箭在冲出大气层的过程中将已经燃完燃料的部分解体分离 5) 现在用在建筑中的隔音材料将噪音吸收或隔离，从而使噪音被分离出我们所处的环境。

3 局部质量1) 锤子的一边做成平的一边做成扁的，增加了锤子的切削功能（采4) 将室内的多个等串联在一起，共用一个开关。

46ANHUI METALLURGY2019年第1期•学习园地•创新方法之TRIZ基本概念及案例之二编者按：创新从最通俗的意义上讲就是创造性地发现问题和创造性地解决问题的过程，TRIZ 理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。

“工欲善其事、必先利其器”，掌握先进的创新方法是提高创新效率的最佳途径。

为了给广大冶金工作者们提供创新方法学习平台，特推出《创新方法》专栏。

0前言在学习TRIZ过程中，首先需要了解它的基本概念，包括TRIZ中通用的一些表述名词和名词的含义。

了解了TRIZ世界的语言，以便于进一步学习TRIZ中的工具和方法。

TRIZ包括克服思维惯性的、正确分析问题的、有效解决问题的以及预测产品未来发展的一系列工具和方法。

本期主要介绍TRIZ的基本概念，包括技术系统、功能、矛盾、理想度和资源等。

1技术系统技术系统是由相互联系的组件与组件之间的相互作用以及子系统所组成，以实现某种（些）功能作用的组件与子系统的集合。

技术系统存在的目的是实现某种（些）特定的功能，而这种（些）功能的实现是通过一系列组件的集合实现的。

例如，汽车是一个技术系统，发动机、车体、车厢、座位和轮胎等则是构成这一技术系统的子系统和系统组件。

组件是指组成工程技术系统或超系统的一个部分,是由物质或者场组成的一个物体。

例如，汽车发动机属于汽车系统的组件。

在基于组件的TRIZ功能分析中，物质是指拥有净质量的物体，而场是没有净质量的物体，但是场可以传递物质之间的相互作用。

超系统是将已经分析过的技术系统作为组件的系统，或不属于系统本身但是与系统及其组件有一定相关性的系统。

例如，汽车在行驶过程中需要驾驶员的操作，需要道路的支撑，同时也会受到空气阻力的影响，驾驶员、道路和空气等则是汽车系统的超系统。

由于超系统不属于已有的技术系统本身，因此无法对超系统进行改变，这是由超系统本身的特性所决定的。

技术系统的目标是指技术系统的作用对象，是系统功能的承受体，属于特殊的超系统组件。

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。