居家生活用品基于TRIZ理論40個發明原理的研究

曹顯瑩 宋明皓 牛犇

摘 要 通過學習利用TRIZ理論中40個發明原理提出創新設計方案。以居家生活用品設計為研究對象， 并對產品在創新設計過程當中所存在的問題進行描述，通過結合問題利用40個發明原理進行改進，并總結出作品存在的文藝對應的設計要素以及可以利用的創新原理。結論TRIZ理論在產品領域的創新設計是具有一定的可行性，在產品開發過程中運用TRIZ理論可以快速找出聚焦到設計的思路方向，有效的提高創新設計的時間效率。

關鍵詞 生活用品 40個發明原理 創新設計

中圖分類號：F276.44文獻標識碼：A

0前言

TRIZ理論是由前蘇聯發明家——根里奇·阿奇舒勒為首的研究團隊，針對人類當時已有的大量的技術創新成果，對其進行搜集、研究、整理、歸納、提煉，進而創建的一整套系統化、實用的解決發明問題的理論體系。

通過大量的專利由TRIZ理論凝練出了40個基本的發明原理，通過長期的應用表明，這40個發明原理不僅可以反復并直接地應用于發明創新當中，同樣也可以與TRIZ理論中的其他工具相配合，從而找到發明問題的解決辦法。近年來科技的不斷發展，如何高效的發明創新成為科技工作者廣為思考的方向，TRIZ理論的應用研究也因此受到廣泛的關注，研究領域主要集中在機械產品設計、家電產品、專利管理及工程管理。將其應用于居家生活用品的研究與創新，從而改善生活質量提高生活舒適度。

1問題分析及解決方法

1.1問題分析

人的一生的時間超過67%的時間是在家庭中度過的，總有一些用品在居家幸福生活中起到關鍵作用。例如：舒適的馬桶、方便的剝蒜器、簡潔的衣物收納以及多層褲掛等等。如今生活中，垃圾桶作為生活中的必需品見證著人類的每一段歷史進程。而伴隨著人們生活水品的不斷提高，對生活品質的要求也愈加關注，智能家居垃圾桶隨之而生。

本作品主要由芯片的信號檢測電路模塊，控制語音電路模塊與電路模塊幾個部分組成。是一款集合了機、光、音、電于一體的新型科技產品。利用信號檢測電路模塊對本品探測范圍內有人進入或其他檢測信號時，利用芯片控制中心模塊的分析進行處理。

本文以智能垃圾桶為例進行說明。通過該產品面臨的實際問題進行具體的剖析，對需要解決的問題通過TRIZ理論中的技術矛盾提出可實施的方案，并參考TRIZ40個發明原理（反饋原理）制定出一系列的方案，尋找問題最后的發展方向。

其設計的創新點主要有以下三方面：

（1）環保節能：本作品有休眠喚醒功能，長時間內，探測區域內沒有人進行投放垃圾，單片機自動關閉除紅外感應以外的電路電源，進行睡眠，進而對電能的消耗起到減少消耗的作用，而且通過語音提示來進行垃圾分類，也做到了環保的作用。

（2）智能感應：當物體或人手接近感應窗（投放口）約100cm時，智能垃圾桶蓋自動開啟，垃圾投放過程結束之后，在系統設定時間內桶蓋會自動關閉，無需碰觸智能垃圾桶。

（3）干凈衛生：智能垃圾桶應求了大眾社會的追求，打破了傳統市面帶蓋垃圾桶的打開方式，不拘泥于肢體接觸的思維慣性，既保證了垃圾存放期間內的產生不良氣體的散溢，同樣也避免人與垃圾桶的接觸，減小細菌在日常生活中的交叉感染。讓日常垃圾丟棄成為一種生活的享受，提高生活質量。

1.2運用得到的TRIZ原理

技術矛盾改善的參數：No.12形狀;No.31物體產生的有害因素;No.33可操作性;No.35適應性及多用性;No.38自動化程度。

惡化的參數：No.22能量損失;No.27可靠性;No.36裝置復雜性。由矛盾矩陣表查得可利用發明原理為：

改善的參數：能量損失、可靠性、裝置復雜性。

惡化的參數：形狀、物體產生的有害因素、可操作性、適應性及多用性、自動化程度。

根據39個工程參數提出的方案：

原理2：提取法則，從物體中抽出產生負面影響的部分或屬性。將垃圾桶不便捷不準確的缺點提出。

原理3：局部質量改善法，物體的不同部分應具有不同的功能。紅外感應器接受感應芯片處理功能。

原理5：組合法，把空間上相同或類似的操作聯合起來。智能垃圾桶將處理垃圾處理異味完美結合。

原理6：一物多用法，一個物體能夠執行多種不同功能。通過在智能垃圾桶來解決垃圾處理的不同方式。

原理15：動態化法，將物體不動的部分變為動的增強其運動性。智能垃圾桶不再局限于裝垃圾。

原理18：機械振動法，利用無線信號和電磁場共同作用解決智能開鎖問題。

原理24：中介法，利用可以遷移或有傳遞作用的中間物體。利用發射無線信號。

原理28：機械系統替代法，用感應器代替原來打開的機械力。

2結語

采用對應的發明原理、結合資源產生擬解決的方案：根據以上分析總結出幾個比較可行的方案，進行分析比較方案1（把垃圾桶換成智能垃圾桶）和方案2（制作用通過電信號控制垃圾桶）可知：方案1，雖然可以解決便捷扔垃圾、提高安全度的問題，但是無法解決當人不在近距離時進行遙感的問題;但是方案2卻可以解決，并且從技術上可以實現方案2比方案1成本更低。

基金項目：黑龍江省教育科學規劃2018年度青年專項課題 （課題批準號GJD1318016）研究成果。

作者簡介：曹顯瑩（1984.10-）女，漢族，山東省人，碩士，哈爾濱石油學院講師，研究方向：物理教育。

參考文獻

[1] 孫東陽.TRIZ理論在旅游紀念品設計中的應用[J].包裝工程，2017，38（07）：248-252.