1、課程名稱創新方法題目名稱便攜入耳式耳機設計學生學院學院專業班級學號學生姓名指導教師楊杰/閔雁2016 年 12月 1 日目錄1 緒論. 錯誤 ! 未定義書簽。題目背景及目的錯誤! 未定義書簽。2 問題描述 . 錯誤 ! 未定義書簽。問題情境描述 . 錯誤 ! 未定義書簽。問題初始情境描述錯誤 ! 未定義書簽。系統當前存在的主要問題 錯誤 ! 未定義書簽。系統主要缺點出現的情境 錯誤 ! 未定義書簽。初步解決思路 . 錯誤 ! 未定義書簽。明確要解決的問題錯誤! 未定義書簽。對新技術系統的要求 錯誤 ! 未定義書簽。技術系統 IFR .錯誤 ! 未定義書簽。3 問題分析 . 錯誤 ! 未定義書簽

2、。系統功能分析與建立功能模型錯 誤 !未定義書簽。組件分析及相互作用分析錯 誤 !未定義書簽。建立功能模型錯誤! 未定義書簽。通過功能模型的分析與裁剪的應用 . 錯誤 ! 未定義書簽。通過功能模型分析與裁剪得到的關鍵問題 . 錯誤 ! 未定義書簽。因果分析 . 錯誤 ! 未定義書簽。原因軸分析 錯誤 ! 未定義書簽。結果軸分析 錯誤 ! 未定義書簽。因果分析的規范化 錯 誤 ! 未 定義書簽。選擇解題的入手點 錯 誤 ! 未 定義書簽。識別出的問題錯誤! 未定義書簽。4 矛盾問題求解 . 錯誤 ! 未定義書簽。技術矛盾分析與求解 錯 誤 ! 未 定 義書簽。物理矛盾分析與求解 錯 誤 ! 未

3、定 義書簽。物理矛盾識別錯誤! 未定義書簽。空間分離 . 錯誤 ! 未定義書簽。時間分離 . 錯誤 ! 未定義書簽。5 方案評價 . 錯誤 ! 未定義書簽。方案原理說明 . 錯誤 ! 未定義書簽。方案原理評價與決策 錯誤 ! 未定義書簽。借助技術系統物場模型分析解決方案 . 錯誤 ! 未定義書簽。6 結論與課程學習心得錯誤! 未定義書簽。參考文獻 . 錯誤 ! 未定義書簽。1 緒論1.1題目背景及目的背景：正當使用者習以為常地將耳機插入手機然后享受私人音樂時，雖然技術上有很大的提升，但耳機外部形態變化很小。而現有手機的外形多是長方體型，入耳式耳機和手機一起放入口袋很容易發生碰撞，人在運動時耳機

4、在口袋內也不能放得很牢固。目的：設計出一款方便攜帶且與眾不同的耳機。2 問題描述問題情境描述技術系統名稱：入耳式耳機技術系統功能：放入耳朵發出聲音，接收手機音頻訊號問題初始情境描述手機發出音頻訊號，訊號經耳機線或電磁波傳送到耳機左右處理單元，處理成聲音傳入耳朵被耳朵接收（完整描述系統的工作原理）。系統當前存在的主要問題耳機外形不方便攜帶。系統主要缺點出現的情境1.耳機與手機一同放置的時候2.放置口袋內人劇烈運動的時候初步解決思路（或類似問題的解決方案及存在的缺陷）藍牙耳機（取消了耳機線）或是使用耳機收納盒明確要解決的問題如何解決耳機外形不利于方便攜帶。對新技術系統的要求耳機便于和手機一同收納以

5、及隨身攜帶。技術系統IFR將手機與耳機外形統一。3 問題分析系統功能分析與建立功能模型組件分析及相互作用分析組件 A組件 A 對組件組件 B補充功能級別B 的作用手機產生聲音至引線一端主要功能引線連接左右發聲單元兩端封閉輔助功能左右發聲單元產生聲音至耳朵基礎功能音頻、視頻存在手機電子信號輔助功能建立功能模型通過功能模型的分析與裁剪的應用將引線單元裁剪掉后再建立理想化的功能模型。分析新的功能模型可知：引線的功能是連接手機與左右發音單元。若符合以下條件，引線可被拆除：（ 1）沒有手機和左右發音單元，因此這兩者不需要引線連接；（ 2）手機自己本身能夠起連接作用，將其和左右發音單元連接起來；（ 3）技

6、術系統中的其他組件起連接作用，如左右發音單元；超系統組件中有起連接作用的組件，如音頻、視頻。目前已有的解決方案：藍牙耳機經過第 1 次裁剪，分析出結果是已經存在的較好的解決方案，繼續對功能模型進行裁剪。價值最低的組件一一左右發音單元。裁剪掉左右發音單元后建立一個新的理想化的功能模型。分析新的功能模型可知：左右發音單元的功能是將手機產生的電子信號轉變為機械信號。若符合以下條件，左右發音單元可被拆除：（ 1）沒有手機，則不需要左右發音單元轉換信號；（ 2）手機本身能夠起轉換信號的作用，將電子信號轉變為機械信號傳入耳中；（ 3）超系統組件中有起轉換信號作用的組件，如音頻、視頻。目前不存在解決方案。接

7、下來分析上述可能條件得知，條件（ 1）與（ 2）均不是解決問題的可行條件，條件（ 2）存在解決問題的可能性。通過功能模型分析與裁剪得到的關鍵問題手機與耳機外形不能統一。因果分析原因軸分析有線耳 機容沒有耳機耳 機易攜帶藍 牙耳 機 在口袋口 袋 內結果軸分析心情不耳 機需要不聽音用耳公共場錯 過 重合影響因果分析的規范化1） 缺乏合理外形2） 存在標準外形3） 有害的多余體積4） 過度體積5） 不足6） 不可控手機造型手機廠商7） 不穩定口袋大小用戶穿著選擇解題的入手點將手機設計成耳機或將耳機設計成手機。識別出的問題通過因果分析，引起耳機不便攜問題的根本原因是：外形與手機不統一。4 矛盾問題求

8、解技術矛盾分析與求解現在智能手機的造型特征是長盒子式造型，并且由于手機廠商之間的硬件比拼，手機的顯示屏尺寸變 得越來越大，手機尺寸也相應增大，而耳機相對于手機最明顯的特征是小而輕。如果按照“將手機設計成耳機或將耳機設計成手機”的思路直接進行下去，其中必有一種產品喪失自己本身的功能。無論是手機還是耳機，若要實現互相轉變，尺寸問題是制約兩者的關鍵因素。此問題的技術矛盾就 是大體積產品變成小體積產品，同時大體積產品形狀和尺寸不變。物理矛盾分析與求解物理矛盾識別用戶使用耳機希望佩戴舒適，因此尺寸要做得足夠大來配合耳朵，而使用便攜性的需求又要求尺寸要夠小才能方便攜帶。空間分離定義矛盾需求空間Step1：

9、定義物理矛盾參數：耳機尺寸要求 1：耳機的尺寸應該盡量大，用以使用戶佩戴在耳朵上盡量舒適牢固。要求 2：耳機的尺寸應該盡量地小，方便嵌套在手機上攜帶。Step2：如果想實現技術系統的理想狀態，這個參數的不同要求應該在什么空間得以實現空間 1： 耳朵空間 2： 手機Step3：以上兩個空間區域是否交叉 否：應用空間分離嘗試其他分離方法 是：時間分離Step1：定義物理矛盾參數：耳機尺寸要求 1：耳機的尺寸應該盡量大，用以使用戶佩戴在耳朵上盡量舒適牢固。要求 2：耳機的尺寸應該盡量地小，方便嵌套在手機上攜帶。Step2：如果想實現技術系統的理想狀態，這個參數的不同要求應該在什么時間得以實現空間 1

10、：使用耳機時，佩戴舒適牢固空間 2：不使用耳機時，方便嵌套在手機上攜帶Step3：以上兩個時間區域是否交叉 否：應用時間分離嘗試其他分離方法 是：解決方案：根據對技術矛盾的描述，將該問題的技術矛盾轉換為 39 頂工程參數中的2頂。工程參數 8 號靜止物體的體積：靜止物體的體積 以填充運動物體或者運動物體占用的單位立方體個數來度量。體積不僅可以是三維物體的體積，也可以是與表面結合、具有給定厚度的一個層的體積。工程參數 12 號形狀：形狀指一個物體的輪廓或外觀。形狀的變化可能表示物體的方向性變化，或者表示物體在平面和空間2 種情況下的形變。根據得到的工程參數，確定解決問題需要的發明原理。根據得到的

11、 2 個工程參數，改善參數 8 為體積，惡化參數 12 為形狀，查閱阿奇舒勒的技術矛盾矩陣 161 得 到 3 個創新原理：7 號，2 號和 35 號。5 方案評價方案原理說明（1）7 號嵌套原理的 基本內容是：把一個物體嵌入另一個物體，然后再將這 2 個物體嵌入第 3 個物體，以此類推；讓某物體穿過另一物體的空腔。（2）2 號抽取原理的基本內容是：從物體中抽取產生負面影響的部分或屬性；僅抽出物體 中必要的部分或屬性。（ 3）35 號改變物理或化學參數的基本內容是：改變聚集態（物態） 、改變濃度或密度、 改變柔度、改變溫度。方案原理評價與決策綜合分析以上 3 條發明原理，其中 2 號抽取原理

12、和 35 號改變物理或化學參數原理，對徹底解決該問題的指導意義不大，而 7 號嵌套原理是解決該問題最有價值的發明原理。通過 TRIZ標準解理論分析后， 可以將耳機嵌套于手機當中，原因如下：（ 1）攜帶性，雖然現在耳機攜帶方便，但是用戶總會遇到忘帶耳機卻需要使用耳機的場合；（ 2）獨創性，手機與耳機這兩者存在依托關系，在普通用戶的思維當中，應該是分離的，彼此可以獨立存在，不會依賴某一方同時存在，可以擺脫使用者在使用藍牙耳機打電話時被人誤以為自言自語的尷尬；（ 3）可行性，現在手機尺寸變得越來越大，除去操作屏的有效使用面積外，其他面積未被充分利用，耳機的技術也相對成熟，可以像攝像頭一樣集成于手機當

13、中。借助技術系統物場模型分析解決方案借助物一場模型分析手機與耳機之間較為有效、合理的功能實現方式。傳統的便攜式耳機都是入耳式耳機，并且發音單 元和耳機之間有條長長的引線，根據 TRIZ理論建立物一場模型分析。根據物一場模型中相對應的解法再建立物一場模型分析。耳機根據傳輸方式不同可以分為有線耳機和無 線耳機，在無線耳機中根據工作方式的不同又分為藍牙耳機和紅外線耳機。在圖中采用電磁場來替換電場而不用聲波場來替換的原因有：（ 1）普及性，藍牙耳機的普及程度明顯比紅外線耳機高，此外一般手機中都有藍牙功能，新式耳機不需要再引入其他電子模塊；（ 2）方便性，藍牙技術已發展得較為成熟，不需要再投入新人力和技

14、術資源。耳機將聲音傳入耳朵是將電子信號轉變成機械 振動然后產生聲音，聲音再引起耳膜振動進而人聽到聲音。機械振動并不是直接傳入耳中，將機械振動信號的后續傳輸方式裁剪掉，借助入骨式傳輸技術能夠實現聲音傳輸，并產生出新式耳機設計，但是這樣產品成本將大大增加，因此，耳機與耳朵之間的傳輸方式依然采用現有的傳輸技術。6 結論與課程學習心得結論：耳機嵌套于手機當中，耳機與手機磁鐵吸附，方便 拆裝；耳機與手機間采用藍牙技術傳輸，在手機與耳 機之中分別內置藍牙發射和接受裝置；耳機與耳朵之 間采用現有的傳輸方式傳輸，即耳機塞入耳朵中。課程學習心得：在產品設計初期， 基于 TRIZ理論建立的設計方法 模型能夠幫助設

15、計師客觀、理性地分析設計命題，減少設計過程中的時間。同時，該模型對于采用新技術 的產品設計也有一定的幫助作用。參考文獻1 黑龍江省科學技術廳 .TRIZ理論應用與實踐 M. 哈爾濱：黑 龍江省科學技術出版社， 2008.Heilongjiang Science and TechnologyofInventive Problem SolvingM.Harbin ： Heilongjiang Science and Technology Press， 2008.2 陳國強 . 產品設計程序與方法 M. 北京：機械工業出版社， 2011.CHENand Method of Product Desig

16、nM.Beijing： Machinery Industry Press ，2011.3 楊清亮 .發明是這樣誕生的： TRIZ理論全接觸 M. 成都：四 川大學出版社， 2006.：ContactwithTRIZM. Chengdu ： Sichuan University Press， 2006.4 王亮申，孫峰華 .TRIZ創新理論與應用原理 M 北京：科學 出版社， 2010.WANG Liang-shen ，SUNInnovationTheoryandApplicationPrinciplesM.Beijing ：Science Press，2010.5 張志遠，何川 .發明創造方法

17、學 M. 成都：四川大學出版社， 2003.ZHANGZhi-yuan，odologyM.Chengdu ：Sichuan University Press，2003.6ALTSHULLER GasanExactScienceM.NewYork：GordonandBreach Science Publishers Inc，. 1984.7 芮延年 . 創新學原理及其應用 M. 北京：高等教育出版社， 2007.RUITheory and ApplicationM.Beijing：High Education Press， 2007.8 呂欣基于 TRIZ 理論中 39 矛盾矩陣與40 創新原則的產品 創新設計