基于TRIZ理论的传统剪刀创新设计

-0-基于TRIZ理论的传统剪刀创新设计学生姓名：陈艳辉学号：S2011023所在学院：工程学院专业：农业工程-1-摘要目前人们所使用的传统剪刀,数年来没有太大的变化。然而它在使用上却存在了许多问题还未解决,人们也没有很好的去关注。着重分析了传统剪刀存在的一些弊端,而且运用TRIZ理论分析、解决这些弊端,提出了具体方案,使传统剪刀的设计更符合人机工程学,符合人性化设计的要求。关键词:TRIZ理论；创新设计；传统剪刀；人性化-2-AbstractThetraditionalscissorspeopleusednowhavelittlechangesforseveralyears.However,manyproblemsofithavent'beensolved.Thepeoplehavepaidlittleattentiontothem.Somedefectsoftrad-itionalscissorswereemphaticallyanalyzed,andtheTRIZtheorysystemwasusedtoanalyzeandsolvethesedeficiencies,andtheconcreteplanwasproposedtomakethedesignofthetraditionalscissorsmoreconformableandmeettherequirementofman-machineengineeringandhumanizationdesign.Keywords:TRIZtheory;innovativedesign;traditionalscissor;humanization-3-目录摘要.....................................................1ABSTRACT...................................................2目录.....................................错误!未定义书签。1.TRIZ理论...............................................42.传统剪刀在设计方面的弊病分析............................42.1手握式剪刀的传统形态的设计............................42.2传统剪刀手握部分的材料设计............................43.传统剪刀所存在的弊端的解决..............................53.1利用TRIZ原理的第4个理论——不对称原理(1)............53.2利用TRIZ原理的第4个理论——不对称原理(1)...........54.结语.....................................................6参考文献...................................................7-4-经济与科技的发展,产品的种类越来越多,其设计也越来越人性化。然而,传统剪刀却一直停留在原来的基础上,未取得实质性的发展。传统剪刀在使用上还存在着弊端,一直以来,这些弊端却没有得到很好的解决。目前,人性化设计的呼声响应了整个设计界,人们也在探索如何来解决传统剪刀所存在的问题。下面我们就基于TRIZ理论来指导传统剪刀的创新设计,分析并解决传统剪刀所存在的一些弊端。1．TRIZ理论TRIZ是“创造性问题解决理论”的俄语缩写。它是当前世界上著名的发明问题解决理论,是通过对上百万件发明专利的分析研究而得出来的[1]。TRIZ理论是基于知识、面向人的发明问题解决系统化方法学,它是由解决技术问题、实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系。这个体系包含许多系统、科学、富有可操作性的创造性思维方法和发明问题分析方法。在新产品的开发中,运用TRIZ理论可解决矛盾和冲突,可发现和消除冲突的突破性概念,快速突破性地解决工程的基本问题。2传统剪刀在设计方面的弊病分析2.1手握式剪刀的传统形态的设计工具是人类四肢的扩散。使用工具使人类增加动作范围、力度,提高了工作效率。为了适合精密作业,人手解剖学机能及工具的构造都曾被做过大量的研究[2]。人们在工作、生活中一刻也缺少不了工具,使用的工具大部分还没有达到最优的形态,其形状与尺寸等因素也不符合人机工程学原则,很难使人有效并安全的操作。人们在作业或日常生活中长久使用不良的手握式工具和设备,造成很多的身体不适、损伤与疾患,降低了生产效率,甚至使人致残。因此,操作工具设计的好坏对人们的影响是很大的。剪刀的操作全过程与人的手是脱离不开的。剪刀作为一种手握式工具,也应该按照人机工程学的原则去设计。然而,传统剪刀的设计却不符合这一原则,还没有达到最优的形态。这就使操作者在操作剪刀的过程中,长久使用时手肘部位感到特别的疲劳,从而降低我们的工作效率,见图1。图1传统剪刀2.2传统剪刀手握部分的材料设计人们在使用传统剪刀的时候,如果使用很长的一段时间,而且在使用时也需要用稍大一点力,这时,就会感觉到手指特别的疼痛,甚至手指会出现水肿、破皮的-5-现象。出现这种情况的原因,主要是传统剪刀手握部分的材料使用的是钢铁。人们在操作剪刀时,手指与剪刀不断的摩擦,在加上在操作时用力又大,也没有缓冲这些力的结构,这就让我们在长时间使用剪刀后,不但手指会感到不适,而且会让我们的工作受到一定程度上的阻碍,使我们的工作效率大大的降低。3传统剪刀所存在的弊端的解决3.1利用TRIZ原理的第4个理论——不对称原理(1)不对称原理(1)的内容:将物体的形状由对称变为不对称[1]。从抓握动作来看,可分为着力抓握和精确抓握。使用剪刀的方式是属于着力抓握的方式。着力抓握就是指抓握轴线和小臂几乎垂直,稍屈的手指与手掌形成夹握,手指着力。在这样状态下使用剪刀时人们就会特别舒适[2]。目前人们使用传统剪刀,手处于非正常的状态,会感觉到特别的不舒适,而这种非正常状态是人手的尺侧偏状态。手握式工具设计原则里面有一条:工具要求的作业姿势不能引起过度疲劳[2]。这是由解剖学因素决定的。手在操作工具时,要保持手腕处于顺直状态。因为手腕顺直操作时,腕关节处于正中的放松状态。这样,人们在使用这种工具操作的时间会大大的增加,而且手腕也不容易疲劳。但当手腕长时间处于尺偏别扭的状态时,就会引起许多生理上的不好症状。传统剪刀的手握部位是采用对称式直线结构。人们在操作时必须使手腕处于尺侧偏的状态,让人从生理上就不会适应其操作的方式。而且处于这种状态下,人的手部力量不会被完全发挥出来,从而限制了人们工作效率的提高。基于上面的分析,传统剪刀顺直式样操作时手腕所处的状态与人机工程学手腕保持顺直状态相违背,这就要求我们必须改变传统剪刀的外在形状来适应人的手腕特征。一般认为,将工具的把手与工作部分弯曲10°左右,这种状态下的效果是最好的。3.2利用TRIZ原理的第24个原理——中介物原理(1)[1]中介物原理(1)的内容:使用中介物传递某一物或某一种中间过程。产品都是为人而设计的,就体现了设计为人服务的目的。为人服务的最基本的表现形式是以设计物来适应人的生理特点,满足人的生理需求和精神要求[3]。这就要求我们对物的结构、材料、功能等因素进行恰当的合理设计。而人类的设计和设计物总是体现了一定时期人们的审美意识、伦理道德、历史文化和情感等精神因素,这就体现了物的人性化。中国古人们所追求的“天人合一”的思想就是反映了设计与物的和谐融洽。它也是几千年来中国历史艺术家所遵循的美学原则[4-5]。所以在我们的设计中,要时刻把人看作为设计的主体。长久使用剪刀产生手痛甚至破皮。其原因除了剪刀形态还没有达到最优化的状态外,还有一种原因是手握部分的材料。1)传统剪刀的手握部分的材料绝大多数是钢铁。在使用的时候,手必然会与剪刀进行强烈的摩擦、挤压,这就使得手指疼痛,若长时间的用力使用,手指还会被磨破。要改变这种情况,可以用柔软的塑料来缓冲用力使用剪刀时的压力和摩擦力,从而达到解决上述所产生的问题。2)手在接触钢铁时,会产生一种冰冷的、钢硬的、毫无人情味的感觉,在使用产品时自然会和剪刀这个操作工具产生一种心理上的距离。这种材料的使用就-6-脱离了以人为本的设计观念。所以,就得用一种有亲和力的材料来代替它[6-7]。由于要使人的手部不与钢铁接触,这就要求设计者采用新的具有亲和力的材料去取代钢铁。即选择比较实惠的、柔软的、具有一定弹性的塑料。如果剪刀手握部分(塑料)与剪刀刀身(钢铁)的直接连接,会让剪刀的牢固性大大的降低。这样的话,使用起剪刀来,所用的力气就会有很大程度上的限制。基于上面的原因,将弹性塑料附属在剪刀的握手部位,见图2。这样做不仅在很大程度上减轻手指的疼痛,避免破皮的危险,而且给人一种舒适的心理感觉和亲和力。图2新式剪刀4．结语传统剪刀作为人们的日常使用工具,在使用时,却长时间的损害着人们的身体健康。而且,它在设计上存在的一些弊端往往被人们所忽视[8]。本文从传统剪刀的形态和手握部分的材料的角度,对传统剪刀从人机工程学和人性化方面做了一些研究。利用TRIZ理论体系分析了传统剪刀存在的一些弊病,并有效地改进了传统剪刀形态和手握部分的材料,使传统剪刀在使用时更加舒适。尤其在剪刀的形态设计上,突破了传统的样式,让产品更加的符合人机工程学的原理,并且也使传统剪刀更加人性化,符合了设计的最终目的。‘-7-参考文献:[1]檀润华.创新设计——TRIZ:发明问题解决理论[M].北京:机械工业出版社,2002.[2]丁玉兰.人机工程学[M].修订版.北京:北京理工大学出版社,2000.[3]荆雷.设计概论[M].石家庄:河北美术出版社,1997.[4]李泽厚.美学三书[M].天津:天津社会科学院出版社,2003.[5]诸葛铠.设计艺术学十讲[M].济南:山东画报出版社,2006.[6]吕艳红.非物质社会产品设计特征及研究方向[J].包装工程,2005,26(3):197-199.[7]杨明朗,郭林森.信息产品的符号与符号消费初探[J].包装工程,2005,26(3):183.[8]诺曼·唐纳德·A.设计心理学[M].北京:中信出版社,2006