TRIZ创新方法课程报告_便携入耳式耳机设计说明

1、课程名称 创新方法题目名称 便携入耳式耳机设计学生学院学院专业班级学 号学生指导教师 杰/闵雁2016 年 12 月 1 日目录1 绪论 41.1 题目背景及目的 42 问题描述 52.1 问题情境描述 52.2 问题初始情境描述 52.3 系统当前存在的主要问题 52.4 系统主要缺点出现的情境 52.5 初步解决思路 62.6 明确要解决的问题 62.7 对新技术系统的要求 62.8 技术系统 IFR 63 问题分析 63.1 系统功能分析与建立功能模型 63.1.1 组件分析及相互作用分析 63.1.2 建立功能模型 73.1.3 通过功能模型的分析与裁剪的应用 73.1.4 通过功能模

2、型分析与裁剪得到的关键问题 83.2 因果分析 83.2.1 原因轴分析 83.2.2 结果轴分析 83.2.3 因果分析的规化 83.2.4 选择解题的入手点 93.2.5 识别出的问题 94 矛盾问题求解 94.1 技术矛盾分析与求解 94.2 物理矛盾分析与求解 10物理矛盾识别 104.2.2 空间分离 104.2.3 时间分离 115 方案评价 125.1 方案原理说明 125.2 方案原理评价与决策 125.3借助技术系统物场模型分析解决方案 126 结论与课程学习心得 13参 考 文 献 141 绪论1.1题目背景及目的背景：正当使用者习以为常地将耳机插入手机然后享受私人音乐时，

3、 虽然技术上有很大的提升，但耳机外部形态变化很小。 而现有手机的外形多是长方体型， 入耳式耳机和手机一起放入口袋很容易发生碰撞，人在运动时耳机在口袋也不能放得很牢固。目的：设计出一款方便携带且与众不同的耳机。财删型分靳極认识每个郡杵的门匹作用f发现工薜純中的剛s阵低成本、IM设计、需阳甌专利因凰分析应规解决冋遐的人口防止问遁d业出现产翊期设计工異 < 用于开炭辺駅対冋ja没有黒踣时矛誓Mi i>.逢过磁的i创洼化来*联询a磁F-fV"品.立位产品发显析段,乐用合适的題与Q】Qr门FSS等其他方法工具给合r畑KlZfit炸性2问题描述2.1问题情境描述技术系统名称：入耳式耳

4、机技术系统功能：放入耳朵发出声音，接收手机音频讯号2.2问题初始情境描述手机发出音频讯号，讯号经耳机线或电磁波传送到耳机左右处理单元，处理成声音传入耳朵被耳朵接收（完整描述系统的工作原理）。2.3系统当前存在的主要问题耳机外形不方便携带。2.4系统主要缺点出现的情境1耳机与手机一同放置的时候 2放置口袋人剧烈运动的时候2.5初步解决思路（或类似问题的解决方案及存在的缺陷）蓝牙耳机（取消了耳机线）或是使用耳机收纳盒2.6明确要解决的问题如何解决耳机外形不利于方便携带。2.7对新技术系统的要求耳机便于和手机一同收纳以及随身携带。2.8技术系统IFR将手机与耳机外形统一。3问题分析3.1系统功能分析

5、与建立功能模型组件分析及相互作用分析组件A组件A对组件B的作用组件B补充功能级别手机产生声音至引线一端主要功能引线连接左右发声单兀两端封闭辅助功能左右发声单兀产生声音至耳朵基础功能音频、视频存在手机电子信号辅助功能建立功能模型通过功能模型的分析与裁剪的应用将引线单元裁剪掉后再建立理想化的功能模型。塑眾劇忤峯址炸用件!1hik余St址件>mi u分析新的功能模型可知：引线的功能是连接手机与左右发音单元。若符合以下条件，引线可被拆除：（1）没有手机和左右发音单元，因此这两者不需要引线连接；（2 ）手机自己本身能够起连接作用，将其和左右发音单元连接起来；（3）技术系统中的其他组件起连接作用，如

6、左右发音单元；超系统组件中有起连接作用的 组件，如音频、视频。目前已有的解决方案：蓝牙耳机经过第1次裁剪，分析出结果是已经存在的较好的解决方案，继续对功能模型进行裁剪。价值最低的组件一一左右发音单元。裁剪掉左右发音单元后建立一个新的理想化的功能模 型。棗址作用小非 1A酋LJA1 f1ftFl转M号分析新的功能模型可知： 左右发音单元的功能是将手机产生的电子信号转变为机械信号。若符合以 下条件，左右发音单元可被拆除：（1 ）没有手机，则不需要左右发音单元转换信号；（2）手机本身能够起转换信号的作用，将电子信号转变为机械信号传入耳中；（3）超系统组件中有起转换信号作用的组件，如音频、视频。目前不

7、存在解决方案。接下来分析上述可能条件得知，条件（1）与（2）均不是解决问题的可行条件，条件（2）存在解决问题的可能性。通过功能模型分析与裁剪得到的关键问题手机与耳机外形不能统一。3.2因果分析原因轴分析结果轴分析因果分析的规化1） 缺乏一一合理外形2）存在一一标准外形3)有害的多余体积4)过度一-体积5)不足一-6)不可控-手机造型一手机厂商7)不稳定-口袋大小用户穿着324选择解题的入手点将手机设计成耳机或将耳机设计成手机。325识别出的问题通过因果分析，引起耳机不便携问题的根本原因是：外形与手机不统4矛盾问题求解4.1技术矛盾分析与求解1问逊工程矛石EC选搾通用丁程橹数发明原理解决方案T-

8、C1:IF,. Tim,HC2:IF. ThruEC-EC工笈明罠理发明总理Y1Y2Vi工趕问题; 的枝局鬥F述-般优3!解决的偲孚在址理从爭个矛於 选抒其中-1确定改 化的蜃f冲F善和霧数根粛裁数4 矛膚矩阵4 求明原理处找 对应的现在智能手机的造型特征是长盒子式造型，并且由于手机厂商之间的硬件比拼，手机的显示屏尺寸变 得越来越大，手机尺寸也相应增大，而耳机相对于手机最明显的特征是小而 轻。如果按照“将手机设计成耳机或将耳机设计成手机”的思路直接进行下去，其中必有一种产品丧失自己本身的功能。无论是手机还是耳机， 若要实现互相转变， 尺寸问题是制约两者的关键因素。此问题的技术矛盾就 是大体积产

9、品变成小体积产品，同时大体积产品形状和尺寸不变。4.2物理矛盾分析与求解421物理矛盾识别用户使用耳机希望佩戴舒适，因此尺寸要做得足够大来配合耳朵，而使用便携性的需求又要求尺寸要够小才能方便携带。空间分离定义矛盾需求空间Stepl :定义物理矛盾参数：耳机尺寸要求1：耳机的尺寸应该尽量大，用以使用户佩戴在耳朵上尽量舒适牢固。要求2 :耳机的尺寸应该尽量地小，方便嵌套在手机上携带。Step2 :如果想实现技术系统的理想状态，这个参数的不同要求应该在什么空间得以实 现？空间1:耳朵空间2:手机Step3 :以上两个空间区域是否交叉？否：应用空间分离口是：尝试其他分离方法423时间分离Stepl :

10、定义物理矛盾参数：耳机尺寸要求1：耳机的尺寸应该尽量大，用以使用户佩戴在耳朵上尽量舒适牢固。要求2 :耳机的尺寸应该尽量地小，方便嵌套在手机上携带。Step2 :如果想实现技术系统的理想状态，这个参数的不同要求应该在什么时间得以实现？空间1:使用耳机时，佩戴舒适牢固空间2:不使用耳机时，方便嵌套在手机上携带Step3 :以上两个时间区域是否交叉？否：应用时间分离口是：尝试其他分离方法解决方案：根据对技术矛盾的描述，将该问题的技术矛盾转换为39顶工程参数中的2顶。工程参数8号静止物体的体积：静止物体的体积以填充运动物体或者运动物体占用的单位立方体个数来度量。体积不仅可以是三维物体的体积，也可以是

11、与表面结合、具有给定厚度的一个层的体积。工程参数12号形状：形状指一个物体的轮廓或外观。形状的变化可能表示物体的方向性变 化，或者表示物体在平面和空间2种情况下的形变。根据得到的工程参数，确定解决问题需要的发明原理。根据得到的 2个工程参数，改善参数 8为体积，恶化参数 12 为形状，查阅阿奇舒勒的技术 矛盾矩阵 161 得 到 3 个创新原理： 7 号，2 号和 35号。5 方案评价5.1 方案原理说明（1）7 号嵌套原理的 基本容是：把一个物体嵌入另一个物体，然后再将这2 个物体嵌入第3 个物体，以此类推；让某物体穿过另一物体的空腔。（2）2 号抽取原理的基本容是：从物体中抽取产生负面影响

12、的部分或属性；仅抽出物体中必要的部分或属性。（3）35 号改变物理或化学参数的基本容是：改变聚集态（物态） 、改变浓度或密度、 改变 柔度、改变温度。5.2 方案原理评价与决策综合分析以上 3条发明原理， 其中 2号抽取原理 和35 号改变物理或化学参数原理， 对彻底 解决该问题的指导意义不大，而 7 号嵌套原理是解决该问题最有价值的发明原理。通过TRIZ标准解理论分析后，可以将耳机嵌套于手机当中，原因如下：（1）携带性， 虽然现在耳机携带方便， 但是用户总会遇到忘带耳机却需要使用耳机的场合；（2）独创性，手机与耳机这两者存在依托关系，在普通用户的思维当中，应该是分离的， 彼此可以独立存在，

13、不会依赖某一方同时存在， 可以摆脱使用者在使用蓝牙耳机打时被人误 以为自言自语的尴尬；（3）可行性，现在手机尺寸变得越来越大，除去操作屏的有效使用面积外，其他面积未被 充分利用，耳机的技术也相对成熟，可以像摄像头一样集成于手机当中。5.3 借助技术系统物场模型分析解决方案借助物一场模型分析手机与耳机之间较为有效、合理的功能实现方式。传统的便携式耳机都是入耳式耳机，并且发音单 理论建立物一场模型分析。元和耳机之间有条长长的引线，根据 TRIZ根据物一场模型中相对应的解法再建立物一场模型分析。耳机根据传输方式不同可以分为有线耳机和无线耳机，在无线耳机中根据工作方式的不同又分为蓝牙耳机和红外线耳机。

14、在图中采用电磁场来替换电场而不用声波场来替换的原因有：（1）普及性，蓝牙耳机的普及程度明显比红外线耳机高，此外一般手机中都有蓝牙功能， 新式耳机不需要再引入其他电子模块；（2）方便性，蓝牙技术已发展得较为成熟，不需要再投入新人力和技术资源。耳机将声音传入耳朵是将电子信号转变成机械振动然后产生声音，声音再引起耳膜振动进而人听到声音。机械振动并不是直接传入耳中，将机械振动信号的后续传输方式裁剪掉，借助入骨式传输技术能够实现声音传输，并产生出新式耳机设计，但是这样产品成本将大大增加，因此， 耳机与耳朵之间的传输方式依然采用现有的传输技术。6结论与课程学习心得结论：耳机嵌套于手机当中， 耳机与手机磁铁

15、吸附， 方便 拆装；耳机与手机间采用蓝牙技术传输， 在手机与耳机之中分别置蓝牙发射和接受装置；耳机与耳朵之间采用现有的传输方式传输，即耳机塞入耳朵中。课程学习心得：在产品设计初期，基于 TRIZ理论建立的设计方法 模型能够帮助设计师客观、理性地分析设的产品设计也有一定的帮计命题，减少设计过程中的时间。同时，该模型对于采用新技术 助作用。参考文献1 省科学技术厅.TRIZ理论应用与实践M.:黑龙江省科学技术，2008.Heilongjiang Science and Technology Hall.Theory of Inven?tive Problem SolvingM.Harbin ： He

16、ilongjiang Science and Technology Press，2008.2 国强.产品设计程序与方法 M. :机械工业， 2011.CHEN Guo-qiang.Process and Method of Product DesignM. Beijing : Machinery Industry Press ， 2011.3 清亮发明是这样诞生的：TRIZ理论全接触M.:四川大学，2006.YANGQing-liang.InnovationisBorn: ContactwithTRIZM. Chengdu : Sichuan University Press， 2006.4

17、王亮申，峰华.TRIZ创新理论与应用原理M?科学，2010.WANG Liang-shen， SUN Feng-hua.TRIZ Innovation Theory and Application PrinciplesM.Beijing ： Science Press， 2010.5 志远，何川 .发明创造方法学 M. ：大学， 2003.ZHANGZhi-yuan， HEChuan.InventionandCreationMeth- odologyM.Chengdu ：Sichuan University Press， 2003.6 ALTSHULLER G S.Creativity as an Exact ScienceM.New York Gordon and Breach SciencePublishers Inc. ，1984.7 芮延年 .创新学原理及其应用 M. ：高等教育， 2007.RUI Yan-nian.Innovation Theory and ApplicationM.Beijing ： High Education Press， 2007.8 吕欣？基于TRIZ理论中39矛盾矩阵与40创新原则的产品