基于TRIZ技术的机构创新方案库的建立和应用

王冬梅 上海电机学院

一、引言

机构能否创新是现代产品能否具有竞争力的根本保证，运用现代创新理论TRIZ技术提供的方法将已有的设计实例，形成方案创新设计实例库，在具体的实践应用中按创新思维进行创新设计,将有效提高机构创新效率。

二、TRIZ创新技术理论与设计思路

在50多年的发展中,TRIZ理论技术已形成完整的技术创新理论系统,该理论认为所有的技术系统的进化都遵循一定的客观规律,即具有客观的进化规律和模式；其次，各种技术难题和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力；第三，技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大效益的功能。目前,TRIZ技术已发展成强有力的解决实际创新问题的有力工具.其解决问题的原理是利用物－场分析法分析系统中所包含的资源定义系统的最终理想解。常用的TRIZ发明原理有40条，实践证明这些原理对于指导发明创造具有重要的作用。运用这些发明原理，就可以考虑具体问题的解决方案。如图1，TRIZ创新技术理论设计的基本思路。

图1.TRIZ创新技术理论基本思路

三、基于TRIZ技术的多层螺旋机构设计思路

机构设计过程包含的创新思维和方法，几乎都能与TRIZ创新原理融合起来，如机构的发展，演变的各种类型，其创新过程思维方式和运用的创新原理都可以运用TRIZ技术来解释，因此可以建立基于TRIZ理论包含传动机构，四杆机构及凸轮机构的机构方案库，是机构创新设计的有效途径，方案库包含，问题提出，解决问题的特殊问题，问题的解及标准解，如依据TRIZ技术的多层螺旋机构设计（见图2）。

图2 多层螺旋机构TRIZ理论求解过程

四、多层螺旋机构的设计

如图3，多层螺旋机构设计在单层螺旋机构基础上，按照TRIZ理论借助于照相伸缩镜头运动形式启发及运动机构设计，进行螺旋多层创新设计，该机构包含三层螺旋结构配合，使用时，旋转底部螺杆因为螺旋配合旋转上升，螺旋杆因为内部的直槽联接，被推动直线顶出，以实现直线往复运动。这样设计后可以扩大单层螺旋机构运动行程，实现距离较大的直线运动。

图3 多层螺旋机构