1、n總體設(shè)計理念n工作原理nTRIZ理論應(yīng)用闡述n作品的特色n市場前景與經(jīng)濟價值預(yù)測總體設(shè)計理念 日常生活中用于爬高的人字梯，日常生活中用于爬高的人字梯，雖然具有開合方便、占用空間低、強雖然具有開合方便、占用空間低、強度高、重量輕的優(yōu)點，但是其使用頻度高、重量輕的優(yōu)點，但是其使用頻率低，經(jīng)常會被閑置，造成資源的浪率低，經(jīng)常會被閑置，造成資源的浪費。為了改善上述問題，從梯子的使費。為了改善上述問題，從梯子的使用和結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，考慮設(shè)計并改用和結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，考慮設(shè)計并改變?nèi)俗痔莸脑薪Y(jié)構(gòu)，在保證梯子原變?nèi)俗痔莸脑薪Y(jié)構(gòu)，在保證梯子原有功能不變的同時，通過結(jié)構(gòu)有功能不變的同時，通過結(jié)構(gòu)上上的變的變

2、化，拓展其功能，提高化，拓展其功能，提高其其實用性和使實用性和使用率。用率。 人字梯主要是由橫梁和梯子桿組人字梯主要是由橫梁和梯子桿組成的支撐部分，以及轉(zhuǎn)動鎖緊關(guān)節(jié)組成的支撐部分，以及轉(zhuǎn)動鎖緊關(guān)節(jié)組成。成。人字梯人字梯橫梁梯桿轉(zhuǎn)動鎖緊關(guān)節(jié) 在生活中，應(yīng)用類似的人字梯結(jié)在生活中，應(yīng)用類似的人字梯結(jié)構(gòu)產(chǎn)品也較多，如果能把與日常生活構(gòu)產(chǎn)品也較多，如果能把與日常生活中息息相關(guān)的此類產(chǎn)品與人字梯相結(jié)中息息相關(guān)的此類產(chǎn)品與人字梯相結(jié)合，則會提高人字梯的實用性、使用合，則會提高人字梯的實用性、使用頻率和人性化的需求，避免浪費的資頻率和人性化的需求，避免浪費的資源，又減少日常生活的消費支出。源，又減少日常生活

3、的消費支出。 而晾衣架活息息相關(guān)，并且有人而晾衣架活息息相關(guān)，并且有人字梯式開合方便的特性，通過改造人字梯式開合方便的特性，通過改造人字梯的結(jié)構(gòu)，一種可以展成翼形晾衣字梯的結(jié)構(gòu)，一種可以展成翼形晾衣架的梯子應(yīng)運而生，使其具有晾衣架架的梯子應(yīng)運而生，使其具有晾衣架的功能的功能。翼型晾衣架翼型晾衣架工作原理作為人字梯使用作為人字梯使用 依靠踏板、連接桿和梯子桿作為梯架的部分，并與轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)連接，即可達(dá)到人字梯的作用；作為晾衣架使用作為晾衣架使用 在保證梯子展開的同時，通過展開晾衣架的兩翼，達(dá)到掛晾衣服的目的。側(cè)視圖側(cè)視圖踏板連接桿梯架兩翼TRIZ理論應(yīng)用闡述一、對晾衣架和人字梯的結(jié)構(gòu)進行分析一、對晾

4、衣架和人字梯的結(jié)構(gòu)進行分析 若使梯子成為晾衣架，既希望其晾衣架兩側(cè)展開時橫向面積變大，又希望在收納時，橫向面積變小，不過多的占用空間，這就構(gòu)成了物理矛盾。 由矛盾矩陣表，可知： 13逆向思維原理：使物體的活動部分改變?yōu)楣潭ǖ?，讓固定的部分變?yōu)榛顒拥摹?應(yīng)用發(fā)明原理13（逆向思維原理），使原來的固定的兩翼變成可繞中心點旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)，在展開時，可以繞關(guān)節(jié)達(dá)到水平位置，增大了橫向面積；當(dāng)收起時，其貼靠在梯子的兩側(cè)，減小了橫向面積。二、梯子展開為晾衣架時二、梯子展開為晾衣架時的狀態(tài)進行分析的狀態(tài)進行分析 梯子展開為晾衣架時,既希望其晾衣架兩翼展開時橫向長度變大，又希望減少其重量與放置時占用的體積。根據(jù)T

5、RIZ理論可知，兩翼橫向展開的長度與重量、體積，構(gòu)成靜止物體的長度與物體重量、體積之間的技術(shù)矛盾。 改善的參數(shù)為移動物體的長度，惡化的參數(shù)為靜止物體的重量、靜止物體的體積。由矛盾矩陣表，可知:1 1）從惡化的參數(shù)為靜止物體的重量方面）從惡化的參數(shù)為靜止物體的重量方面 40復(fù)合材料原理：從單一材料改成復(fù)合材料。 3局部質(zhì)量原理：將物體或外部環(huán)境的同類結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成異類結(jié)構(gòu)。 經(jīng)綜合考慮，決定采用發(fā)明原理40（復(fù)合材料原理）和3（局部質(zhì)量原理）。利用發(fā)明原理40，把材料選為鋁合金材料，保證了強度的同時，減輕了物體的質(zhì)量。利用發(fā)明原理3，把兩翼設(shè)計成空心結(jié)構(gòu)，梯子的質(zhì)量就隨之降低。兩翼空心結(jié)構(gòu)兩翼空心結(jié)

6、構(gòu)2 2）從惡化的參數(shù)為靜止物體的體積方面從惡化的參數(shù)為靜止物體的體積方面 7嵌套原理：讓物體穿過另一物體的空腔。 17一維變多維原理:將物體從一維變到二維或三維空間。 我們采用發(fā)明原理7（嵌套原理）和17（一維變多維原理）。利用這兩個原理，把原來翼形結(jié)構(gòu)分割成兩個部分，一個部分可以嵌入到另一個部分的空腔中，變成可伸縮的結(jié)構(gòu)，收縮時，梯子的體積就會降低。同時當(dāng)合起時，兩翼由原來的二二維平面通過旋轉(zhuǎn)變?yōu)槿S空間使梯子側(cè)向放置，減少了閑置時所占用的體積。可伸縮的兩翼結(jié)構(gòu)三、三、從梯子的穩(wěn)定性方面分析從梯子的穩(wěn)定性方面分析 為保證梯子展開時的穩(wěn)定性，梯子應(yīng)該有可以有固定的部分，但同時會引起梯子結(jié)構(gòu)的

7、復(fù)雜度的提高。根據(jù)TRIZ理論可知，梯子的穩(wěn)定性與梯子的形狀，構(gòu)成結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與形狀之間的技術(shù)矛盾。 改善的參數(shù)為結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，惡化的參數(shù)為形狀、裝置的復(fù)雜性。由矛盾矩陣表，可知： 經(jīng)綜合考慮，決定采用發(fā)明原理1（分割原理）、3（局部質(zhì)量原理）和7（嵌套原理）。利用前兩個原理，改變梯子腳蹬的結(jié)構(gòu)，把橫梁分離開，變成單獨的部分，并把每個部分設(shè)計成板式結(jié)構(gòu)，并通過連接桿把每個階梯的腳踏板連接起來。 利用發(fā)明原理3和7，改變梯子與連接桿相連側(cè)，梯架的結(jié)構(gòu)，做出一個滑槽來，使連接有腳踏板的連接桿的兩端嵌入到這個滑槽中，根據(jù)梯子的收合而上下滑動。同時，在展開時，該踏板又可以起到與地面支撐的作用，提高結(jié)構(gòu)

8、的穩(wěn)定性。 1分割原理：將物體分割為獨立部分。 3局部質(zhì)量原理：使物體的不同部分實現(xiàn)不同的功能。 7嵌套原理：讓物體穿過另一物體的空腔?；厶葑拥陌迨浇Y(jié)構(gòu)四、四、從提高晾衣架的實用性上從提高晾衣架的實用性上 為提高晾衣架的實用性，應(yīng)增大梯子上橫梁的面積，以便可以放置更多的衣物，但這會引起梯子橫梁的形狀、結(jié)構(gòu)以及安全上的變化。根據(jù)TRIZ理論可知，梯子橫梁面積的變化、柵欄數(shù)目的增加與梯子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、使用的方便性以及踏板的可靠性之間構(gòu)成了技術(shù)矛盾。 改善的參數(shù)為靜止物體的面積、物質(zhì)的數(shù)量，惡化的參數(shù)為使用方便性、可靠性和裝置的復(fù)雜性。由矛盾矩陣表，可知：1 1）從改善的參數(shù)為靜止物體的面積，惡化

9、的參數(shù)為使用方便性方面）從改善的參數(shù)為靜止物體的面積，惡化的參數(shù)為使用方便性方面 10預(yù)先作用原理:事先完成部分或全部的動作或功能。 24中介物原理：采用中介體傳遞或完成所需動作。 經(jīng)綜合考慮，決定采用發(fā)明原理10（預(yù)先作用原理）和24（中介物原理）。利用這兩個原理，預(yù)先把梯子的橫梁設(shè)計成折疊式踏板結(jié)構(gòu)，并通過轉(zhuǎn)軸（中介物）的連接，起到開合的作用，增加了踏板使用的方便性。折疊式踏板折疊式踏板2 2）從改善的參數(shù)為靜止物體的面積，惡化的參數(shù)為裝置的復(fù)雜性方從改善的參數(shù)為靜止物體的面積，惡化的參數(shù)為裝置的復(fù)雜性方 面面 1分割原理：增加物體被分割的程度。 17一維變多維原理：將物體從一維變到二維或

10、三維空間。 決定采用發(fā)明原理1（分割原理）和17（一維變多維原理）。利用這兩個發(fā)明原理，首先把踏板改成柵欄的形式，并把其設(shè)計成雙層的結(jié)構(gòu)，上面一層可以依靠軸向后側(cè)翻轉(zhuǎn)，省去了更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，降低了裝置的復(fù)雜性。折疊式踏板折疊式踏板3 3）從改善的參數(shù)為物質(zhì)的數(shù)量，惡化的參數(shù)為可靠性方面從改善的參數(shù)為物質(zhì)的數(shù)量，惡化的參數(shù)為可靠性方面 3局部質(zhì)量原理：使物體的不同部分實現(xiàn)不同的功能。 經(jīng)綜合考慮，決定采用發(fā)明原理3（局部質(zhì)量原理）。將柵欄式折疊踏板的兩個折疊踏板的橫梁設(shè)計成交叉式，交叉的角度為90度，這種交叉式結(jié)構(gòu)在展開時，可以增加懸掛衣物的數(shù)量，并且當(dāng)踏板合起時，結(jié)構(gòu)的可靠性不會降低。折疊式踏

11、板折疊式踏板4 4）從改善的參數(shù)為物質(zhì)的數(shù)量，惡化的參數(shù)為裝置的復(fù)雜性方面從改善的參數(shù)為物質(zhì)的數(shù)量，惡化的參數(shù)為裝置的復(fù)雜性方面 13逆向思維原理：使物體的活動部分改變?yōu)楣潭ǖ?，讓固定的部分變?yōu)榛顒拥摹?6普遍性原理：使得物體或物體的一部分實現(xiàn)多種功能，以代替其他部分的功能。 經(jīng)綜合考慮，決定采用13（逆向思維原理）和6（普遍性原理）。把原來的踏板設(shè)計成可折疊式，并分割成多個欄柵，利用此結(jié)構(gòu)，既可以達(dá)到增加懸掛衣服數(shù)量的目的，也不會增加其他的機構(gòu)而導(dǎo)致裝置整體的復(fù)雜程度的提高。折疊式踏板折疊式踏板總結(jié)總結(jié)： 通過從四個方面入手，對所要設(shè)計的可展成翼型晾衣架的梯子進行基于TRIZ理論的分析。 其

12、中，通過物理矛盾和技術(shù)矛盾方面的分析，主要運用了9條發(fā)明原理，包括：1、3、6、7、10、13、17、24、40號發(fā)明原理。五、五、物物- -場分析場分析 本作品是利用一種帶有柵欄、可轉(zhuǎn)動的兩翼和腳踏板能展開的梯子，以實現(xiàn)晾衣架的功能。梯子展開成晾衣架時，晾衣架的雙翼的穩(wěn)定性靠鎖緊關(guān)節(jié)之間的摩擦力來保證，但由于濕衣服比較重，掛在側(cè)翼邊緣的衣服力臂較長，僅僅通過摩擦力很難保持雙翼的穩(wěn)定性。所以這種鎖緊關(guān)節(jié)對于兩翼的穩(wěn)定性來說，是不足的。這樣就構(gòu)成了效應(yīng)不足的完整模型： 效應(yīng)不足的完整模型效應(yīng)不足的完整模型對于效應(yīng)不足的完整模型一般有如下三個解決方法：方法方法1 1：引入另一個場 （或者F2和一起

13、S3）代替原來的場F1（或者F1 及S2）。方法方法2 2：增加另外一個場F2來強化有用的效應(yīng)； 系統(tǒng)地研究各種能量場，機械能-熱能-化學(xué)能-電能-磁能。方法方法3 3：插進一個物質(zhì)S3，并加上另一個場F2來提高有用效應(yīng)； 系統(tǒng)地研究各種能量場，機械能-熱能-化學(xué)能-電能-磁能。第1種方法的可行性更高2F方法實施：方法實施： 我們需要引入另一個場F2和物質(zhì)S3來代替原有的場F2和物質(zhì)S2。借助預(yù)先作用原理（6）和局部質(zhì)量原理（3），首先在關(guān)節(jié)的內(nèi)部設(shè)計一個卡環(huán)和能夠銜在卡環(huán)上的卡鉤，而關(guān)節(jié)外部有一個撥動開關(guān)與卡鉤相連，當(dāng)轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動的角度達(dá)到預(yù)設(shè)的位置時，卡鉤就卡在了卡環(huán)上，通過機械場的作用，

14、達(dá)到了卡緊的作用，而且又保證了兩翼的穩(wěn)定。當(dāng)想要卸載時，只需扳動撥動開關(guān)即可，改進后的物場效應(yīng)模型如圖。改進后的物場效應(yīng)模型改進后的物場效應(yīng)模型作品的特色整合性：梯子與晾衣架合二為一靈活性：兩翼可自由伸縮、 柵欄式腳踏板可折疊實用性：兩翼根據(jù)需求可長可短創(chuàng)新性：市面上鮮有該類似的產(chǎn)品經(jīng)濟性：梯子與晾衣架合的融合， 一梯多用，減少日常開支前瞻性：具有很大的市場潛力市場前景與經(jīng)濟價值預(yù)測導(dǎo)言：導(dǎo)言： 在現(xiàn)有的人字梯以及晾衣架產(chǎn)品當(dāng)中，罕有類似的設(shè)計，且該設(shè)計不會過多的增加制作的成本。產(chǎn)品方便使用，辨識度高，性價比非常高，易被廣大消費者接受。因此得出結(jié)論，可以產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益和市場前景。市場分析：

15、市場分析：人字梯的價格： 翼形晾衣架價格： 注：根據(jù)淘寶指數(shù)（）分析2013年6月至8月購買梯子和晾衣架的消費層級，表明分別有56.4%和52.0%的消費者（基于全網(wǎng)指數(shù)）處于中等消費水平。所以，這個價格的定位一般消費者能夠承受。 根據(jù)中鋁網(wǎng)（）的8月22日鋁合金產(chǎn)品現(xiàn)貨報價,鋁合金的價格大概在14,500元/噸，而根據(jù)市場上出售的梯子和晾衣架的重量作為參考，制作該4步梯所需要的鋁合金的重量在4.5KG左右。據(jù)2012年和訊網(wǎng)發(fā)布的調(diào)查數(shù)據(jù)，制造業(yè)中原材料成本占總成本的63.1%，銷售、人工和財務(wù)約占總成本的13%、12.3%和4.5%，其他成本占4.1%。 根據(jù)淘寶指數(shù)中的成交指數(shù)分析，從2013年6-8月，晾衣架的成交指數(shù)較高，并與梯子比，優(yōu)勢很明顯，顯示出本產(chǎn)品在晾衣架類與梯子類產(chǎn)品中，會有很強的市場需求?？梢酝茢啾井a(chǎn)品必定會在市場中有一定的占有率。 145001 =4.5103.41100063.1%原材料價格總成本原材料成本占總成本的比重元每件產(chǎn)品的利潤為： 利潤=銷售價格-總成本=138-103.41=34.59元34.59=1