基于TRIZ創(chuàng)新原理的未來家居滅火器設(shè)計(jì)

龍?jiān)雌诳W(wǎng)基于TRIZ創(chuàng)新原理的未來家居滅火器設(shè)計(jì)

作者：薛富強(qiáng)

來源：《大觀》2015年第08期

摘要：本文依據(jù)“方式說”及“事理說”的理念，在TRIZ的創(chuàng)新理論指導(dǎo)下，對家用滅火器及相關(guān)的人的生活形態(tài)作了一些探討，并基于TRIZ進(jìn)化路線、進(jìn)化潛能相互融合方法，提出了滅火器未來設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：滅火器;TRIZ;矩陣元素

TRIZ強(qiáng)調(diào)采用一套邏輯過程，逐步將初始問題程式化。TRIZ是對已有成功發(fā)明方法的歸納，它為發(fā)明人在進(jìn)行發(fā)散思維時(shí)提供更多的發(fā)散維度，以便于在基本常識(shí)中找尋到理想解。它對發(fā)明起到的是指導(dǎo)作用，而不是直接提供答案。據(jù)消防人士介紹，隨著人們對火災(zāi)的重視，家用滅火器更多地進(jìn)入普通人家。其實(shí)家庭防火不單是要注意用火安全，滅火準(zhǔn)備也是非常重要的。任何大火開始的時(shí)候都是小火，如在家中備有一件簡易的滅火器材并能熟練地操作，當(dāng)火災(zāi)剛發(fā)生時(shí)，就可以將它及時(shí)撲滅。即使火勢較大時(shí)，滅火器也能延緩火勢的迅猛發(fā)展，為消防人員的滅火贏得寶貴時(shí)間。但現(xiàn)有的滅火器功能單一，存在笨重、保險(xiǎn)栓不易被發(fā)現(xiàn)、耐腐蝕性差、沒有報(bào)警提示裝置等弊病。新型滅火器以TRIZ理論為指導(dǎo)，在分析了以往滅火器的利弊的基礎(chǔ)之上提出了一種新型家用滅火器的概念。這種滅火器能夠準(zhǔn)確的報(bào)告溫度和濕度，當(dāng)人們遇到危險(xiǎn)時(shí)，能提示報(bào)警，使人們能夠有效的防范危險(xiǎn)，撲滅火災(zāi)。

TRIZ理論認(rèn)為一個(gè)設(shè)計(jì)或工程發(fā)展，從某一起始點(diǎn)向最后理想結(jié)果之演進(jìn)，一般稱為理想性。理想性是消除原系統(tǒng)缺點(diǎn)，保留原系統(tǒng)之優(yōu)點(diǎn)不會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜化，不導(dǎo)入新的缺點(diǎn)?？梢酝普?，未來的家居滅火器設(shè)計(jì)的理想解是一種兼?zhèn)鋱?bào)警和滅火多種功能，又輕便環(huán)保的設(shè)計(jì)

目前家居滅火器存在的問題描述和結(jié)構(gòu)分析

①傳統(tǒng)的家用滅火器功能單一，不具有火災(zāi)警告功能。

②家用滅火器為了防止人們的誤操作，設(shè)置了保險(xiǎn)栓。但目前的保險(xiǎn)栓設(shè)計(jì)體積小，不易被發(fā)現(xiàn)而且大多采用鐵質(zhì)材料，耐腐蝕性差，易銹。

③滅火器重量沉，體積大，不易操作。

運(yùn)用TRIZ設(shè)計(jì)的智能滅火器最大的特點(diǎn)不僅在于滅火器材本身，而是首先追求使用的高效率。根據(jù)TRIZ的創(chuàng)新原理，解決技術(shù)沖突，使滅火器系統(tǒng)性能提高。技術(shù)沖突一分析：當(dāng)前滅火器的功能單一，無法對消費(fèi)者進(jìn)行危險(xiǎn)提醒。未來的滅火器增加探測器、報(bào)警裝置，擴(kuò)大了產(chǎn)品的功能。但是儀器的增加將導(dǎo)致系統(tǒng)體積和質(zhì)量的增加。

為了消防安全.發(fā)明了溫度探測器。該系統(tǒng)可u探測溫度，并且存溫度過高時(shí)發(fā)出警報(bào)。然而，目前市場上買得到的探側(cè)器有“下幾個(gè)方面的缺陷：太沉.體積大，不夠靈敏或探測的溫度不哆準(zhǔn)確，一個(gè)帶有電池（9V電壓），溫度傳感器和報(bào)警裝置的溫度探測器很重。探測器內(nèi)部的連接方式多為有線連接。質(zhì)量重，使用不方便。物理矛盾解決思路.利用TRIZ理訖第28個(gè)創(chuàng)新原理——機(jī)械系統(tǒng)的替代。機(jī)械系統(tǒng)的替代內(nèi)容是通過電場、磁場或電磁場實(shí)現(xiàn)物體間的相互作用。

最終解決方案：改變探測器內(nèi)部傳感器和電源的連接方式，變有線連接為無線連接。在滅火器上安裝上能發(fā)送信息給中央處理器的無線侍感器。這樣.只需一個(gè)電池和報(bào)警器即能滿足功能要求。要解決的問題：探測器中的傳感器和電源/報(bào)警器的重量。

物理矛盾解決思路：利用TRIZ理論第2個(gè)創(chuàng)新原理——分離原理。

分離原理的內(nèi)容是：將一個(gè)物體中的于擾部分分離出或?qū)⒁粋€(gè)物體當(dāng)中的關(guān)鍵部分分離出來。最終解決方案把探測器中較為沉重的部分（電池/報(bào)警器）璦計(jì)為移動(dòng)，可卸鼗掛在墻上，而較輕的傳感器附在滅火器上。這樣能有效的減少滅火器的重量。要解決的問題：溫度探測，濕崖探測和當(dāng)危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)（如產(chǎn)生濃煙）及時(shí)報(bào)警的功能分別由不同的探堿器完成，使蜒個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量增加。

物理矛盾解決思路：利用TRIZ理滄第5十創(chuàng)新原理——多用性原理。多用性原理的內(nèi)容是：使一個(gè)物體完成多項(xiàng)功能，可以減少原設(shè)計(jì)中完成這些功能多個(gè)物體的數(shù)量。解決方案：不需要三個(gè)功能獨(dú)立的探測器。把不同功能的揉測器合并成一一臺(tái)綜合探測器。通過金屬線把粹探測器內(nèi)部的傳感器相互連接起來，井且112使用一個(gè)電源和警報(bào)系統(tǒng)作為中央處理單元。這些傳感器通過金屬線連接到中央處理單元。技術(shù)沖突二分析：為了防止人們的誤操作.鐵質(zhì)像險(xiǎn)栓.耐腐蝕性差，易銹蝕。采用其他材料.穩(wěn)定性差。

解決方向：把保險(xiǎn)檢的顏色改成醒目酌紅色并外涂熒光劑，能在黑暗中自發(fā)光.方便使用?，F(xiàn)有滅火器筒體重量占到總重量的50%左右，使用時(shí)較為吃力。物理矛盾解決思路：利用TRIZ理論40個(gè)創(chuàng)新原理中第40個(gè)原理復(fù)合材料原理。復(fù)合材料原理的內(nèi)容是：將材質(zhì)單一的材辯改為復(fù)臺(tái)材料。解決方向：使用輕質(zhì)材料。解決方案采用新型復(fù)合材料，既能保證承受一定的壓力，其本身又具有較輕的重量。

應(yīng)用TRIZ創(chuàng)新原理和原則設(shè)計(jì)的智能滅火器.有針對的解央了傳統(tǒng)滅火器存在的問題，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：功能齊全，并且具有重量輕、探測準(zhǔn)確，使用方便等特點(diǎn)，有效保護(hù)了人身財(cái)產(chǎn)安全。未來的智能滅火器是一種理想的探測和滅火系統(tǒng).功能得到極大的改善.fEl系統(tǒng)的質(zhì)量和體積并役有增加。

【參考文獻(xiàn)】

[1]創(chuàng)新設(shè)計(jì)一T