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基于TRIZ原理設(shè)計(jì)自行車剎車裝置

圖一自行車剎車結(jié)構(gòu)

顯然，當(dāng)表面潮濕或拋光時(shí)，接觸面將具有較小的摩擦系數(shù)，從而具有較小的剎車力。或者杠桿式卡尺剎車沒有保護(hù)裝置，很容易被天氣損壞。此外，水膜或礫石會(huì)降低摩擦系數(shù)。事實(shí)上，自行車的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要么是干地，要么是濕地。因此，有必要設(shè)計(jì)一種適用于任何天氣并確保安全駕駛的a 剎車型。這樣就需要TRIZ來解決系統(tǒng)矛盾。

系統(tǒng)沖突的計(jì)算:

為了得到正確的公式，需要重新分析系統(tǒng)沖突和設(shè)計(jì)要求。所討論系統(tǒng)的要求簡單定義如下:

制動(dòng)器適用于任何氣候條件，避免了輪輞過度磨損。而且，制度本身也不能改變太多。

開發(fā)適合任何氣候條件的自行車剎車這個(gè)問題可以從兩個(gè)角度來評(píng)估。第一個(gè)想法是剎車由適合氣候條件的材料制成，無論是干的還是濕的，用戶應(yīng)該在不同的天氣下更換不同的剎車材料。其次，當(dāng)輪輞被水膜或礫石覆蓋時(shí)，在干燥或潮濕條件下會(huì)有不同的性能。因此，在找到核心問題之前，解決這個(gè)問題并不容易。然而，解決矛盾問題的常用方法可以簡單地表述如下:

1.通過改變或調(diào)整剎車，在干燥或潮濕條件下的可靠性得到提高。但是使用起來不方便。

2.通過調(diào)整技術(shù)參數(shù)，如剎車和rim，提高任何條件下的穩(wěn)定性。

通過使用阿利特·舍雷爾的矛盾矩陣和40個(gè)發(fā)明原理，人們不必在系統(tǒng)的矛盾中妥協(xié)。包含矛盾的問題可以在矛盾矩陣中再次陳述如下:

A.性能的“可靠性”導(dǎo)致性能的“便捷性”下降。

B.性能“穩(wěn)定”導(dǎo)致性能“有害副作用”。

從矛盾矩陣“可靠性/便利性”中，我們可以看到三個(gè)發(fā)明原理。如下圖所示:

1．便宜的短期使用的物體代替昂貴的持久使用的（27）

2．轉(zhuǎn)向另一個(gè)維度（17）

3．復(fù)合材料（40）

重復(fù)以上步驟，得到關(guān)于“穩(wěn)定性/有害副作用”的技術(shù)矛盾。建議的發(fā)明原理如下:

1．改變物體的物化性能（35）

2．媒介（24）

3．柔性或者膜（30）

4．機(jī)械震動(dòng)（18）

概念設(shè)計(jì)

考慮到系統(tǒng)要求，嘗試同時(shí)使用“復(fù)合材料”和“介質(zhì)”是可行的。

“復(fù)合材料”的原理是:

“用復(fù)合材料代替均勻材料”

“媒體”的原則是:

"使用中間對(duì)象來傳遞或執(zhí)行功能"

將一個(gè)對(duì)象與另一個(gè)易于短時(shí)間移除的對(duì)象連接起來。

一個(gè)單獨(dú)的剎車結(jié)構(gòu)是上述“復(fù)合材料”原理的應(yīng)用。這是一種克服可靠性和方便性之間矛盾的便捷方法。一位名叫理查德·埃弗雷特的美國人申請(qǐng)了這項(xiàng)專利，并于1999年獲得通過。該裝置由兩種不同的彈性橡膠組成，分別適用于干燥和潮濕條件。

基于TRIZ原理設(shè)計(jì)自行車剎車裝置

通過結(jié)合“復(fù)合材料”和“介質(zhì)”，可以獲得理想的設(shè)計(jì)，并獲得專利。如圖3所示，剎車前端安裝了一個(gè)可移動(dòng)的軟橡膠，通過彈簧調(diào)節(jié)傾斜度。將橡膠面移動(dòng)到離輪輞預(yù)設(shè)距離的位置。剎車，移動(dòng)橡膠首先接觸輪輞，擦去水膜、沙子和灰塵。剎車當(dāng)皮革接觸到輪圈時(shí)，在任何天氣條件下都能產(chǎn)生同樣的效果。就這樣，TRIZ成功解決了這個(gè)系統(tǒng)矛盾問題。

基于TRIZ原理設(shè)計(jì)自行車剎車裝置

結(jié)論:

本研究討論了自行車剎車的系統(tǒng)要求。正確建立了解決制度矛盾的公式。美國專利中所謂的研究實(shí)例充分證明了矛盾矩陣給出的結(jié)果是一個(gè)非常突出的創(chuàng)新工具。通過對(duì)阿列特殊列爾矛盾矩陣給出的不同系統(tǒng)矛盾的發(fā)明原理的組合，獲得了一個(gè)可以在任意氣候條件下適用的剎車概念。