基于TRIZ原理的自行车防盗锁的创新设计

前言

我国在20世纪90年代以前，由于经济欠发达，很少有人买得起私家车，自行车是只要的交通工具，因而被西方国家成为自行车王国。如今，我国自行车的绝对数量和产量仍居世界第一，但是功能已不再是简单的代步工具了，而是向着便携、健身、娱乐方向发展，呈现出多样化的功能和形式。随着人们对产品的样式、功能、质量、审美要求的不断提高，迫使自行车设计根据需求变化而花样翻新。自行车按照应用可以分为公里竞赛自行车、越野自行车、一般工勤自行车、折叠自行车、花式表演自行车等。本文针对现代人喜欢出游带上自行车，但是苦于容易被盗，而创新性的设计了一款防盗锁。

一、 TRIZ 理论概况

早在20世纪，前苏联的Genrich Althuller和他的同事们分析研究了250万个技术领域的专利文献，并综合上述文件提出了TRIZ论。目前，TRIZ理论已成为世界公认的创新理论研究方法。德国所有名列世界500强的大型企业都运用TRIZ理论，像西门子、奔驰、宝马、大众、博世等著名公司都有专门机构及专人负责TRIZ培训和应用，涉及的行业很广。自1993年以来，美国数以百计的公司开始研究和应用TRIZ方法，其中最成功的是福特汽车公司，由TRIZ创新的产品为其每年带来超过10亿美金的销售利润。但是在我国，TRIZ理论的应用研究还是非常少，还没有引起重视，虽然有一些机构已经开始致力于推广TRIZ理论的工作，但在应用方面的研究并不系统。

TRIZ理论可以成功地揭示创造发明地内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终地理想解。运用TRIZ理论能够突破思维障碍、

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打破思维定式，最主要的是可加速和规范创新的进程。它能够帮助我们系统地分析问题，快速发现问题本质或者矛盾并能够准确确定问题探索方向。

TRIZ解决发明问题地基本思路是：（1）定义和描述具体问题，根据所选定地TRIZ工具或者工具组合，将具体问题标准化；（2）将标准化的具体问题抽象化；（3）寻找抽象化问题地解决方案；（4）将抽象化地解决方案根据具体问题转换为具体解决方案，即具体地技术创新方案。TRIZ工具包含：（1）40个创新原理和技术矛盾解决矩阵；（2）发明问题解决算法；（3）发明问题标准解法和物场分析法；（4）S曲线和技术系统进化法则；（5）最终理想解；（6）侏儒模型建模（7）物理效应和现象、几何和化学效应数据库。

二、基于TRIZ的自行车防盗锁创新设计

第一步：初始问题描述

我国素有自行车王国之称，自行车拥有量约3亿辆。自行车凭借其方便快捷、价格低廉、生态环保等众多优点，得到普通民众的广泛使用。然而传统自行车锁太容易被剪断，很容易就丢车。目前丢车现象屡见不鲜。如果把锁设计的不容易被剪短，必然会使锁很笨重，体积会很大。另一方面，自行车锁太过于笨重，体积太大，在自行车上不容易存放，影响骑车的感受。

因而现有方案都是加重了自行车锁或者增加了体积，进而增加车锁的牢固度，防止被剪断。针对以上问题，我们描述理想状态下的自行车锁：不会被液压钳剪断，不会很重，体积不会很大，而且便于携带。

第二步：定义技术矛盾

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我们的目标是设计能够有效的防止自行车被盗的防盗锁，不会被液压钳剪断，携带方便，一般的做法是加粗车锁，增加车锁的体积，这样就会增加车锁的重量，体积变大，特别不容易携带。

因而我们将以上两种矛盾归结为39个通用技术参数中的两个参数，技术矛盾1中希望改善的参数是：强度；导致恶化的参数是：变的笨重；技术矛盾2中希望改善的参数是：便捷；恶化的参数是形状。

第三步：查询矛盾矩阵

将以上两种技术矛盾参数输入到矛盾矩阵中，得到相应的创新原理。

技术矛盾1相应的创新原理：30号原理（柔性壳体或薄膜原理）、14号原理（曲面化、曲率增加原理）、10号原理（预先作用原理）、40号原理（复合材料原理）。

技术矛盾2相应的创新原理：1号原理（分割原理）、28号原理（机械系统替代原理）；23号原理（反馈原理）。

第四步：应用创新原理

解决技术矛盾1的创新原理：基于30号原理——柔性壳体或薄膜原理，将原本固定的坐垫变弯曲，在坐垫后面设计一个锁，不用的时候可以让坐垫弯曲，锁在后轮上。基于40号原理——复合材料原理了，代替传统材料，用一种复合材料，使其强度大而且质量轻。这样就解决了车锁笨重。

解决技术矛盾2的创新原理：基于28号原理——机械代替原理，用自行车车座垫代

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替传统的车锁，在自行车不用的时候，让坐垫弯曲，在弯曲的坐垫上设计一个锁，这样就灵活的解决了携带车锁的不便性。

基于以上原理，可得如图所示的创新设计方案——弯曲的自行车坐垫代替车锁式自行车。

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