基于TRIZ 理论的自行车驱动方式改进
一 . 设计背景及意义
我国是自行车大国,拥有的自行车数量在世界上一直名列前茅。
随着环保,健康等理念的日益普及,越来越多的人选择自行车代步。
然而传统的自行车驱动方式较为单一,都是由脚驱动,由手控制方向。
随着经济的不断发展,人们对产品的个性化需求也越来越突出,因此自行车的驱动方式也需要更加多样化,以满足日益增长的个性化需求。
二.用TRIZ方法解决问题
1 .TRIZ 理论解决问题的基本思路如下:
(1)我们所遇到的问题大多都是不同的,因此我们称之为具体问题或者特殊问题。
在这一部分,我们要对遇到的问题进行清楚的定义,将问题明确化,然后搜索可能的方向,最后定义我们项目成功的标准或者目标(理想最终
解) 。
(2)利用因果分析和功能模型分析对问题进行分析,找到突破问题瓶颈的其它路径,或者找到问题出现的根源,然后将这个问题抽象为一个一般化的问题。
(3)对于这个一般化的问题,根据TRIZ 的工具,如标准解,发明原理,科学效应库,技术发展趋势等找到一般的解决方案。
(4)将这些一般化的解决方案引入到我们的具体项目中,转化为我们自己的解决方案。
TRIZ 理论更注重问题的分析和借用,从前人的解决方案中,从其他领域的类似的问题中去寻找答案。
所以通过TRIZ 理论所得到的解决方案通常是被证实可用的,所以可靠性高,易于操作,项目失败的风险也比较小。
2.定义问题
我们的目的是设计出由脚控制方向,由手进行驱动的的自行车。
但是如果按照传统自行车的设计来看,手脚的相对位置是手在前,脚在后的,若改为手驱动的话会导致重心不稳,难以控制平衡的问题。
3.功能模型分析
工程系统:工程系统指的是能够执行一定功能的系统。
一般说来,它指的是我们整体的研究对象。
比如,我们研究的对象是一辆车,车的功能是载人或者载物,则车就是一个工程系统。
而如果我们的研究对象是一个车轮,车轮能够执行的功能是支撑车以及移动车等功能,则我们可以将车轮看成一个工程系统。
工程系统的级别是相对的,根据我们的研究目的来确定谁是工程系统。
超系统:超系统指的是包含被分析的工程系统的系统,在超系统中,我们所要分析的系统只是其中的一个组件。
组成超系统的组件,就是超系统组件。
工程系统和超系统的划分并没有那么清楚。
这种划分完全取决于项目的需要,一般来说,超出项目范围以外的组件,或者说出于项目的限制,某个组件没有可调节的自由度,那么这个组件可以列为超系统组件。
功能模型分析分为三部分,即组件分析、相互作用分析和功能模型。
组件分析是指将系统和超系统的组件加以区分,并分类列出来;相互作用分析指的是识别组件两两之间的相互作用,为以后的功能模型打下基础;功能模型是指识别组件之间的功能,并根据他们执行功
能的性能加以评估,最后形成功能模型图。
3.2相互作用分析
相互作用分析矩阵将相接触的部件标识出来,带+”的单元意味着可能有功能,为后面
的功能分析打下良好的基础。
4.小结
综上所述,自行车驱动的方式与前轮、后轮、车座、车身及传动方式有关。
具体的设计如下:1.把车座往后移动,并设计一个有一定倾斜度的靠背,使得重心后移以增加舒适度。
2.在前轮铰接处增设两个“火箭炮”(如图4.1),双脚通过其来控制前轮的方向。
3.手的驱动可以仿照传统自行车的传动方式,即齿轮链条传动。
4.后轮由一个变为两个,从而增加平衡性与稳定性。
图4.1 “火箭炮”
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