淺析智暴法在自行車方面的應用

汪圣凌　劉凱華　周進

摘要：現代社會創新設計方法眾多，每個方法都有各自的優缺點，本文主要介紹智暴法，且以自行車為例詳述其主要設計過程。

關鍵詞：智暴法；功能元；功能載體；形態學矩陣

引言：

本文主要介紹用智暴法求解主要功能元的功能載體。

根據傳統自行車的結構以及現在功能的需求，經過瘋狂的頭腦風暴，結合了傳統交通工具的設計以及新型便攜單人交通工具對的設計理念，加以發散思維，每個人都根據自己的知識庫針對每一個功能元用哪種功能載體實現或多或少地發表了自己的意見。參照著功能元的排列順序逐一地進行了討論，下面是主要的設計流程：

1、能量轉化為動能：此功能流程是輸入的能量通過一個能量轉化裝置以后成為該交通工具的動能，能夠實現這一功能的載體有電機、螺旋槳，還有例如輪滑鞋的輪子和雪橇的滑板，工作原理分別是電磁感應原理、伯努利原理和摩擦原理。

2、能量傳遞與分配：能夠傳遞能量的傳動結構很多，但是對于交通工具來說摩擦傳動、鏈傳動、齒輪傳動較為合理，這些傳動方式的零件分別是摩擦輪皮帶、鏈條鏈輪和齒輪齒圈

3、承載方式：這個功能就是在研究人在交通工具上面的姿態，入座和平躺可以用座椅來實現，站立可以用踏板來實現。

4、制動：制動功能的實現流程是較大的動能經過制動裝置的控制轉化為較小的動能和其他形式的能量，可以實現這一功能的功能載體有液氣壓制動器、剎車裝置等，對應的工作原理分別為牛頓第三定律和摩擦原理

5、速度調節：根據所學過的有關速度的公式（v=conP=Fv；v=at）實現速度大小的變化，我們想到了相關的實體，有自行車變速器、內燃機、電機、滑板。

6、轉向：較方便的有直線型車把和圓形方向盤

7、平衡與行走：保證交通工具平衡的方法分為兩類，一類是交通工具自身在靜止時就能保持平衡，運動時重心穩定，另一類是自身在靜止或未啟動時不能自動保持平衡，但是在運動時能夠自動調節控制重心，使人和交通工具保持平衡。對于第一類，我們想到了輔助平衡輪（如幼兒騎的自行車，除了有兩個大輪外，在后輪兩側各加了一個小輪以保證平衡）和重物。對于第二類，我們想到的是運用進動原理的陀螺儀。

8、安全保護：安全保護分為兩種，一種是提醒外界注意安全，可以用能量轉換元件例如鈴和燈分別輸出聲能和光能實現，第二種是對自身的保護，比如汽車上的保險杠。

將上面我們討論的結果做出表格，如下：

用形態學矩陣對功能載體進行綜合，得到原理方案

總方案數：N=4*4*2*2*4*2*3*3=4608（個）

結論：

經過仔細的分析與討論，每個人可以發散自己的思維，說出不同的想法與結構，然后經過分析研究、細化，最后可得出功能元，然后根據功能元可以利用智暴法分析其工作原理以及功能載體，最后可以利用形態學矩陣得出最終的原理方案數，然后根據條件要求選擇出較好的符合設計要求的最佳方案。