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Triz技术创新方法案例分析

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Triz技术创新方法选修课作业

一、“双环拱型分体轿箱垂直旋转式”新型立体车库设计分析

针对城市旅游风景区等区域停车难、与现有立体车库类型不相配问题,有人基于TRIZ 理论,提出一种“双环拱型分体轿箱垂直旋转式”新型立体车库的设计。本文将对此设计进行分析。

该设计为半地上半地下组装式垂直旋转式立体车库,在景观区建设一外观貌似巨大摩天轮的新型立体车库,给风景区添加一壮观景象,再加以装饰,使之与自然浑然一体,实现停车景观两相宜。它基于TRIZ理论的技术冲突解决原理分析存在的矛盾,得到一系列的发明原理,在这些原理的指导下可以找到改进创新的方向。综合考虑各影响因素的作用及查找到的发明原理给出的设计方向,设计出了该车库。

为了便于运输和安装,该立体车库创新性地采用了标准节结构形式,把内外环每个轿箱分别做成标准节。该车库为双环半地下式,主轴固定在轴承上,轴承安装在地面上的轴承座上。主轴的一边套有套筒,套筒内缘与主轴之间采用键联接,套筒外缘焊接法兰盘;主轴的另一边安装滑动轴承,滑动轴承的外套上焊接法兰盘,法兰盘上用高强螺栓联接用角钢做成的支臂,形成单侧轮辐支撑系统。各支臂之间设计为网架结构,增强其强度、刚度和稳定性。每个轿箱都联接于支臂上,轿箱与轿箱之间采用螺栓联接成拱型结构。各标准节之间相互支撑力,从而减小整环对支臂的弯矩,其主要用于承受重量和传递动力。

载车台为重力自平衡式调节,两侧设有6组滚轮,每组两个滚轮,由于重力作用,载车台在随车库公转的同时也产生自转,实现载车台始终保持水平。为了增加载车台支撑点,标准节内设有三环T型钢弯成的轨环形道,采用T型钢可以使两轮子分布于腹板两侧,防止轮子脱离轨道。为降低驱动力、节约能源,内外环驱制动安置在每环的外缘。拱型环的每个轿箱标准节外侧联接一定厚度的弧形板,使之形成一圆环,在圆环周向安置与链条相啮合的弧形齿条或与柱销相配合的柱销孔。

该设计依据冲突分析和“动态化”、“机械系统的替代”、“参数变化”、“抛弃与修复”、“不对称”、“未达到的或超过的作用”等发明原理引导,综合考虑结构设计及周边环境因素,采用“双环拱型分体轿箱垂直旋转式立体车库”结构。该方案设计中存在许多关键技术,如增加泊车位、实现稳态驱制动、实现快速停取车、实现组装式安装和设计支撑结构等。综合

考虑各项技术要求与可操作性,基于TRIZ冲突分析理论,该设计采用了组装式双环单侧支撑双驱动式垂直旋转式立体车库,双环增加了泊车位,双驱制动提高了停取车效率并节约能源,链传动或柱销传动实现其稳态驱制动,组装式安装有利于设备的运输、安装与拆卸。该“双环拱型分体式轿箱旋转立体车库”采用轿箱标准节式、垂直旋转方式,结构、工艺、安装、维修均较简单,功能齐全,拆装方便,具有新颖性、实用性、安全性、环保性、节能性、景观性和经济性等优点。此外该新型车库还有以下几方面特点:

(1)在车库外围建设防护罩,可防雨、防风、防晒。

(2)据资料分析,平面自走式停车场,含场内车道每车位平均需要25~30 m2;而该车库含场外车道每车位平均需要6~8 m2,大大减少了占地面积,提高了地面利用率。

(3)该车库与现有存容量相当的立体车库相比,存取时间短。根据停车设备设计要求,最远存车位一次取车时间少于2 min。该车库内外环可正反转且独立驱动,最远存车位为外环离进出口1/4圆周处,满负荷运行时32辆车依次取出(存入)作业的时间小于40 min。而普通立体车库,高峰取车时间依次取车时间过长,依次取车第20辆需30 min以上。

(4)该设计考虑到旅游旺季和淡季车位需求量的差距,采取拆装方便的标准节式组装方式,总体框架也是采用大型型材组装而成,从而可根据需求不同进行拆装,避免了设备的长期闲置,节约资源,提高其利用率。

设计有原始的自主创新性,外形美观,占地面积小,存容量大,易于安装制造,存储自动化、效率高,对旅游风景区、已有或将建地下停车场的公共场所有着极大的经济、实用价值。该新型立体车库结构已申请发明专利和实用新型专利。该设计目前还存在一定的不足,其设计结构仍存在待优化部分,需进一步进行实验研究,从而完善其结构,进一步降低成本,提高安全性。

二、用triz法解决车窗结霜问题

在北方严冬时节,在大客车和小客车的车窗上经常结上厚厚的霜,直接影响了乘务员和乘客观察外部环境,经常导致乘客坐过站,带来乘客出行的不便(在现实生活中,小客车的乘务员以硬币为垫,用透明胶带将一块玻璃固定在靠近的车窗上,在车窗与玻璃之间形成封闭的空间,利用空气不导热的原理,解决了临近车窗结霜的问题。

问题:如何在不改变车内温度的条件下解决车窗结霜问题。首先,运用TRIZ理论九

屏法对客车系统进行分析。其次,找到要解决问题的矛盾(技术矛盾)。本示例中的主要技术矛盾在于系统中车厢内外温度不改变的情况下,解决车窗不结霜问题,也就是温度不变,改善车内的亮度。在该系统中,空气是我们可以直接利用的资源。第三,到TRIZ技术矛盾

索引表找到相应解决办法。通过查找TRIZ技术矛盾索引表,找到的对应解决方案是TRIZ理论技术矛盾解决40法中的32(色彩法)、35(性能转化法)、19(离散法)。在(色彩法)中,改变物体或环境的颜色,显然不能解决这对技术矛盾;改变物体或环境的透明度,是我们要解决的问题,也不能利用;在物体中增加颜色添加剂,也不行;如果已经用了添加剂,则考虑增加发光成分,也行不通。在(性能转化法)中,改变系统的物理状态是我们要解决的问题,就是要把霜的固态变成气态,所以也不行;改变浓度或密度和改变灵活性程度也无法解决;改变温度和体积,我们用热风吹车窗,霜可以融化消失,但停止吹风,车窗又要马上结霜,还浪费能源。目前有的客车在车厢里将汽车尾气排出的余热用于车内取暖,但客车如果夜晚在室外停放,要把车厢内所有车窗上的结霜消除,也需要很长时间,并且汽车尾气泄漏,还会对人体健康造成侵害,显然也不是最理想的办法,并且,我们所确定的技术矛盾是在不改变温度的前提下进行的。我们在中学学习的物理课程中知道,空气不导热,热量是通过空气对流来传导的。利用间隙,将间隙中的空气封闭,可以直接消除对流,这样车内和车外温度差异由于没有对流,就切断了车窗结霜的路径,我们提出的技术矛盾就迎刃而解了。

经过上述分析,解决严冬季节大客车和小客车的车窗结霜问题的办法也就出来了,就是将销往北方高寒地区的大客车和小客车的车窗做成双层玻璃的车窗,既可以在夏天拉开车窗,又在冬季解决了车窗上霜问题,还提高了车厢的保温性能,是一种理想的解决方案。

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