劉宇鵬 陳春晟 周志龍

摘 要：本文針對(duì)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(guò)功能分析，使用場(chǎng)景和狀態(tài)分析，技術(shù)功能分析對(duì)傘柄進(jìn)行創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用Pro/E軟件進(jìn)行三維建模;同時(shí)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(jì);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(jì)是傳統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)步的基礎(chǔ)，產(chǎn)品通過(guò)不斷創(chuàng)新進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)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(xí)慣。21世紀(jì)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，在同類產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)中，產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)顯得愈發(fā)重要。

創(chuàng)新方法是科學(xué)思維、科學(xué)方法和科學(xué)工具的總稱，創(chuàng)新活動(dòng)的進(jìn)行有了創(chuàng)新方法的指導(dǎo)，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(yàn)表法，魚(yú)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(wèn)題上有著獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，該方法體現(xiàn)了先進(jìn)的科學(xué)思維，是技術(shù)創(chuàng)新的現(xiàn)代化工具，同時(shí)也是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的科學(xué)方法[1]。

1 傳統(tǒng)傘柄存在的問(wèn)題

雨傘是人類生活的必備品之一，其基本功能是遮陽(yáng)和避雨。隨著社會(huì)生產(chǎn)力的進(jìn)步，對(duì)雨傘的個(gè)性化和人性化需求也相應(yīng)提升。越來(lái)越多的附加功能如支撐（雨傘拐杖），座椅，音樂(lè)播放被開(kāi)發(fā)出來(lái)。然而在雨傘使用過(guò)程中，不易放置，加上在公共場(chǎng)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(chǎng)合會(huì)提供雨傘的包裝袋，把雨傘包裹起來(lái)放置到固定的放置雨傘的設(shè)施上，整個(gè)過(guò)程一般需要2人以上進(jìn)行操作，在人員密集的公共場(chǎng)所效率非常低，使用體驗(yàn)差。在放置功能實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，只有彎鉤形傘柄能夠提供的放置功能，同時(shí)受使用場(chǎng)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(gòu)物途中、回家路上，時(shí)常有突如其來(lái)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(lái)諸多不便。如果能夠通過(guò)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在不占用雙手的情況下攜帶雨傘，必然會(huì)使人們逐漸回歸使用雨傘的生活習(xí)慣。

1.3 丟失風(fēng)險(xiǎn)

在公共場(chǎng)所，當(dāng)傘被放置或收納時(shí)，意味著傘離開(kāi)了使用者的視線，而外觀一致的臨時(shí)包裝袋增加了雨傘丟失的風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)上述問(wèn)題，如能夠通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)加以克服，必然會(huì)增加傘的易用性和用戶友好性，改變雨傘的傳統(tǒng)使用習(xí)慣，進(jìn)而達(dá)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(wèn)題解決理論”，是為解決發(fā)明創(chuàng)造問(wèn)題的方法學(xué)。TRIZ理論的研究始于1946年，TRIZ英文縮寫(xiě)TIPS（theory of inventive problem solving），是由前蘇聯(lián)著名發(fā)明家G.S.Altshuller領(lǐng)導(dǎo)的研究機(jī)構(gòu)分析了世界近250萬(wàn)件高水平的發(fā)明專利，并綜合多學(xué)科領(lǐng)域的原理和法則，建立起來(lái)的理論體系[3]，其目的是研究人類進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題過(guò)程中所遵循的科學(xué)原理和法則，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，TRIZ理論方法就是一種將發(fā)明從“困難的”任務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂?jiǎn)單的”任務(wù)的方法 [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(wèn)題的過(guò)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(yīng)當(dāng)具備以下四個(gè)特點(diǎn)：一是最終理想解保持了原有系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn);二是消除了原系統(tǒng)的不足;三是沒(méi)有使系統(tǒng)變得更復(fù)雜;四是沒(méi)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(guò)最終理想解原理尋找解決方案的一般步驟見(jiàn)圖1。

3.2 雨傘放置問(wèn)題解決方案

日常生活中，雨傘按照傘柄長(zhǎng)度的不同主要分為長(zhǎng)柄傘和短柄傘，長(zhǎng)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(duì)于圓柱體傘柄，在原有產(chǎn)品上基礎(chǔ)上將傘柄加長(zhǎng)分成上下兩個(gè)部分，中間采用獨(dú)立的直桿，傘柄的上下兩部分通過(guò)推動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)加緊和放松。通過(guò)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(duì)于長(zhǎng)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(dòng)，同時(shí)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(shí)，可將傘柄彎曲成圓形，套于手腕之上，從而解放雙手，同時(shí)解決行走時(shí)雨傘的放置問(wèn)題;雨傘不需要使用時(shí)，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(wèn)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(lán)牙芯片，同時(shí)連接USB端口作為輸出端口，電池在外出時(shí)可當(dāng)作應(yīng)急電源使用。鋰聚合物電池體積小，重量輕，不會(huì)增加使用負(fù)擔(dān)。藍(lán)牙芯片匹配報(bào)警器，當(dāng)芯片與報(bào)警器超過(guò)指定范圍，報(bào)警器鳴響，以此達(dá)到防盜防丟的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

TRIZ理論可以幫助設(shè)計(jì)者將創(chuàng)新具體化，為設(shè)計(jì)者提供一條有跡可循的思路，最終理想解方法則為設(shè)計(jì)者提供更加明確的設(shè)計(jì)目標(biāo)?；赥RIZ理論，設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了雨傘妥善放置和防丟功能，同時(shí)體現(xiàn)使用者個(gè)性，是TRIZ理論創(chuàng)新方法的有益嘗試。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝東鋼，王建國(guó)，楊拉道，陳堅(jiān)興，張國(guó)華.“TRIZ”理論是科技創(chuàng)新的現(xiàn)代化工具[J].重型機(jī)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(jìn)化理論的停車警示裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)[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(shì)特點(diǎn)及其局限性[J].遼寧教育行政學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，30（04）：17-21.

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