基于TRIZ物-場模型的人體感應臺燈

劉春蘭 馮澤錕 魏勇 趙嫦欣

【摘要】臺燈作為生活的必需品，其使用的方便性和安全性具有很大的研究價值，為了解決臺燈容易發生觸電危險，忘記關燈后不節能的問題。引用現代TRIZ技術中物-場模型與標準解系統，將臺燈設計為使用人體傳感器，光敏電阻的新型臺燈。使其只有在光線較暗、檢測到人存在時，才會發光，具有安全節能操作方便等優點，應用前景較好。

【關鍵詞】TRIZ；物-場模型；臺燈；人體傳感器

臺燈在我們生活中是非常重要的一種照明工具，但臺燈存在安全系數低和忘記關燈后浪費電能的問題。應用TRIZ理論中的物-場模型與標準解系統來解決臺燈中的上述問題具有一定的必要性與研究價值。

一、初始問題描述

臺燈一般是使用按鍵開關來控制臺燈的亮與滅，包括：燈泡、電源、開關、導線若干。由電源輸出電能，經過導線的傳遞，使電燈發光；而我們通過開關控制電路的通斷，從而控制電燈的亮滅。大部分臺燈還使用燈罩，使光線集中，保護眼睛。但是傳統臺燈使用的是按鍵式開關，需要手動控制，就產生了一些不便。

所以筆者希望開發制作一種新型臺燈，其應該具備的主要優點有：（1）在洗手后需要打開臺燈，用沾滿水的手去打開臺燈，不存在觸電的危險。（2）在工作或學習完后，忘了關燈，不存在浪費的問題。（3）結構簡單，易于操作。

二、基于物-場模型的設計方法

描述關鍵問題：如何使人不用手打開臺燈，并在忘記關燈后方便關燈。

列出有關的物質和場：在臺燈系統中的物質有：電源、開關導線、燈泡、燈罩、人，人和開關是通過開關一部分的傳動裝置相作用，可以認為是機械場。

選擇組件，建立工程問題的物-場模型：我們挑出人和開關作為物質，但兩者之間沒有任何相互接觸，所以它們之間的場已經不存在了。因此兩者之間屬于不完整的物-場模型，即在開關與人之間已經沒有了場。如圖1所示。

依據物-場模型的種類找到相應類別的標準解：對于解決不完整的物-場模型，我們從第一類“建立或拆解物-場模型”中第一子類，“完善物-場模型”中尋找合適標準解。

確立解決工程問題的標準解：在第一類標準解第一子類中，可以使用的標準解如下：如果物-場模型不完整，可以根據需要，加入物質或場，使物-場模型完備，并且建立起物質和場之間的相互作用。

利用上述標準解，建立物-場模型：在本問題的物-場模型中，缺少一個場，所以需要加入一個場。雖然人和開關不能接觸，但是人會自發輻射紅外線，所以可以利用電磁場、使用人體傳感器，這樣，就有了兩個物質和一個場，就可以創建一個新的物-場模型，解決方案的物-場模型如圖2所示。

則關于新型臺燈物-場模型的解決方案為：改進的臺燈系統，臺燈系統的開關使用人體傳感器和光敏電阻。在光線較暗時，人未靠近臺燈，開關處傳感器未感應到人，開關閉合，臺燈不發光；人靠近臺燈，傳感器感應到人，開關閉合，臺燈發光；在人走后，臺燈若10s后未檢測到人即熄滅。在光線充足時，不管有沒有人，臺燈都不發光。

四、結語

利用物-場模型改進臺燈系統，設計出新型臺燈系統。使用人體傳感器，光敏電阻，設計出能自動開關臺燈的新型臺燈，解決了傳統臺燈需要手動開關、容易觸電，忘記關燈后不易關燈的問題。實踐證明，TRIZ理論能幫助我們發明改進工程系統，幫助我們得到優秀的產品。TRIZ理論提供的發明思想，幫助我們打破傳統思維方式，提高我們的創新能力。物-場模型可以使問題模塊化，加快解決方案的誕生，對發明創新起到了極大的促進作用。

參考文獻

[1]丁俊武，韓玉啟，鄭稱德.創新問題解決理論——TRIZ研究綜述[J].科學學與科學技術管理，2004（11）：53.

[2]孫永偉，謝爾蓋·伊克萬科.TRIZ 打開創新之門的金鑰匙[M].北京：科學出版社，2015.

作者簡介：劉春蘭（1989.03—），女，漢族，四川人，碩士，助理實驗師，研究方向：光纖傳感；馮澤錕（1998.02—），男，漢族，四川鄰水人；魏勇（1987.06—），男，漢族，內蒙包頭人，博士，講師，研究方向：光纖傳感、大學生創新教育；趙嫦欣（1991.03—），女，漢族，黑龍江拜泉人，碩士，助理實驗員，研究方向：光纖傳感。