基于TRIZ理论的移门无障碍导轨创新设计

谷宇，史翔

（南京康尼机电股份有限公司，江苏 南京 210013）

目前移门的导向装置一般有两种，一种是用带有凹槽的门槛和下部有凸出的门板配合实现导向，由于这种移门的门槛上有凹槽的存在，在实际使用过程中，一些细碎杂物会掉进凹槽内，影响门的移动，严重时会将门卡死。凹槽过大的话，高跟鞋的鞋跟或其他物体都可能嵌在凹槽内，造成安全隐患。

另一种是使用门槛上固定的凸出的导轨和门板底下的凹槽配合实现导向，固定的凸出的导轨经常会绊倒老人和小孩等行动不便的人，不利于清扫，造成安全隐患。本研究的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种移门无障碍导轨，通过滑块和导向销构成的凸轮推杆机构实现门槛上无障碍的通行。

1 TRIZ理论介绍

TRIZ是在1946年由科学家G.S.Altshuller创立并发展完善的一门创新学科。TRIZ建立了一个通过学习并利用多种创新原理和算法实现发明创新的综合理论体系。TRIZ理论体系是在哲学的认识论、系统论和辩证法的思想指导下，以交叉学科知识、专业知识和基础知识为基础，以系统科学、思维科学为支柱，建立了以技术系统进化法则为TRIZ理论基础，运用了物场模型、资源分析、矛盾分析和功能分析4个分析工具，从理想化、资源、矛盾和技术系统过程4大基本概念出发，运用技术矛盾、创新原理、效应库和物理矛盾分离法4大工具求解较简单的问题。应用发明问题解决算法ARIZ做求解较难的问题。

技术和物理矛盾是TRIZ发明问题解题工具的一种，矛盾是指对系统技术参数产生对立的影响。TRIZ根据矛盾的性质，把矛盾归纳为2类：一类是技术矛盾，另一类是物理矛盾。

技术矛盾：技术矛盾是指对技术系统的两个技术参数产生对立的需求或影响。

物理矛盾：物理矛盾是指对技术系统的同一个技术参数产生对立的需求或影响。解决此类矛盾，可以运用分离原理求解。

2 移门无障碍导轨的TRIZ分析

根据问题描述，由于导轨在导向的时候，凸出和凹陷是必需的，但是在人员通过时是不需要的，导轨的导向特征这一技术参数产生了对立的需求，是一对物理矛盾。

通过提取物理矛盾，采用时间分离原理。使用可伸缩的导向销代替导轨的凸出部分，当门扇关闭的时候，导向销伸出门槛踩踏面，并插入门板底部的凹槽，对门扇起导向定位的作用。当门扇打开的时候，导向销缩入门槛踩踏面，此时门槛的踩踏面是平的，方便行人通过。

3 移门无障碍导轨技术方案

如图1本技术解决方案组成：包括门槛（1）、导向销（2）、滑块（3）、底部带凹槽的门板（4），其中门槛（1）作为机架为导向销（2）和滑块（3）的往复运动提供支撑，导向销（2）装在门槛（1）体内，与滑块（3）的曲线轮廓或凹槽接触，可以上下伸缩，当导向销（2）伸出门槛（1）踩踏面时插入门板（4）底部的凹槽实现导向；滑块（3）是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，滑块（3）装在门槛（1）体内，滑块（3）和门板（4）连接，滑块（3）在门槛（1）踩踏面下和门板（4）同步同方向做往复直线运动；滑块（3）和导向销（2）之间形成凸轮推杆机构，通过摩擦副传递运动，滑块（3）做为凸轮的角色，导向销（2）作为推杆的角色。本装置通过滑块（3）的曲线轮廓或凹槽，控制导向销（2）配合门板（4）的移动进行伸缩运动。

图1

如图2：门扇处于关闭位置，导向销（2）全部伸出门槛踩踏面，并插入门板底部的凹槽，对门扇起导向定位的作用。

图2

如图3：当开门时，门板（4）带动滑块（3）沿开门方向移动，滑块（3）的凸轮曲面的移动带动导向销（2）缩回，；当关门时，门板（4）带动滑块（3）沿关门方向移动，滑块（3）的凸轮曲面的移动带动导向销（2）依次适时伸出插入门板（4）底部的凹槽中，导向销（2）与门板（4）底部的凹槽配合，实现门系统导向。

图3

如图4：门扇处于全开位置，导向销（2）全部缩回到门槛的踩踏面下，保证门槛（1）通过区是平坦的没有凸出物妨碍出入。

图4

如图5所示，移门无障碍导轨的三维结构如下图，结构简单可靠。

图5

4 主要技术指标

占用地板以下厚度小于40mm，不与车体边梁干涉。

导轨运动阻力小于20N。

移门能够承受2000N的承载力试验。

环境温度范围：－25～+50℃。

相对湿度：≤100%，部件中材料表面处理后能够满足大于96h的中性盐雾试验要求。

5 结语

此装置克服传统移门导轨存在的缺陷，其利用门板的运动带动滑块运动，滑块的移动可以带动导向销伸缩，导向销的伸缩无需额外的动力，仅依靠门板自身的运动实现导向销的自动伸缩，从而实现门的导向；由于使用的是凸轮推杆机构，结构简单、占用空间小、机构零件少、加工精度要求不高、便于维修。