第八周周六全国材料评分triz协会-a类分组

作品类别：作品名称：带有触摸LED功能的智能感温控温杯作品简介（150字以内超长保温。杯盖加入了温度传感器、控制电路和OLED不仅可以显示温度，应用的TRIZ（100TRIZ原理：2拆出原理；9预先反作用原理；23反馈原理；24中介原理27廉价替代品原理；28代替力学原理。两张具有代表性的作品jpg 该图为所做的抛视图由于杯中含有电路元件故采用了双杯胆设计。从杯底向上看，底部绿色的部分为半导体制冷片，当其以额定功率工作时，可以实现60秒将开水降至40度。紧挨着制冷片的蓝色部分为散热片，可以有效防止制冷片工作时过热的问题。为了解决电路元件的散热问题，两个杯胆之间的透明层设置为通风层。考虑到杯底处制冷片工作时产生的较高温度，将控制电路板和风扇加在杯盖处的黑色部位。考虑到人在喝水时水会进入通风层，故在杯口处将两个杯胆密封。杯盖上黑色部位镶有温度传感器与控制电路板，可以实现人设置完最佳温度后即可自动控温。电路版上方有超薄风扇，帮助电路元件散热。风扇与通风口无法相通等问题。为了解决这一问题，在杯壁处加了一个提手。提出专利申请申请号201410261、项目目前市面上的水杯虽然多种多样，但如果仅从水杯的功能上进行分类，却只有普通水杯、保温水杯两种。普通水杯虽然形状大小各异，但仅是一个普通当水降到合适温度后，它又不能保温，水又很快凉下来。而保温杯虽然将保温性能有一定的提升，但是其散热能力却大大降低，刚刚烧开的水需要数小时才能冷却到室温。此外，由于完全真空层的设计难以实现，使得多数保温杯的保温性能的提升十分有限，保温时间也不是很长。为了解决上述问题，同时使尽量美观。运用RIZ理论，设计出一种新型的水杯，使其既可以让沸水快速冷却，又可以让温水保持数小时的温度OD屏等新颖的设计，使其在实用的同时又美观和标新立异，满足不同人的需求。2、发明问题初始形势同类产品的解决方案：方案一：将杯盖打开，慢慢冷却，时间要很久方案二：杯壁用快速导热材料，冷却时间有所减少，但保温性能受到很大影响。存在的问题二：中的温水总是很快变凉。方案一：将设计成双杯胆，两杯胆之间是真空，隔绝热传递。该方法虽然能较长时间保温，但沸水同样需要好久才能变凉。方案二在杯盖加入热电阻丝对水进行加热该方法虽然能水变凉，但由于杯中所剩水的不同，加热所需功率就不同，人们难以掌握。故很容易将水加热至过烫存在的问题三：市面上的电热水杯，其加热开关大都在杯壁上，形成一个凸起，即影响了杯壁感又影响美观。同类产品的解决方案方案一：在杯壁处设计一个凹槽，将开关至于凹槽内，使凸起。虽然解决了美观问题，但杯壁整体圆滑感还是被破坏。方案二：将开关置于杯顶。虽然保证了杯壁感，但使得人们拧杯盖时很容易误按开关。存在的问题四:市面上的液体加热其加热开关的开闭大多由人手动作同类产品的解决方案方案一：在设备的底部加入控制电路。虽然可以实现自动控制，但由于杯底有半导体制冷片，考虑到其工作时产生大量的热，严重影响控制电路板的寿命，容易造成安全隐患。存在的问题五：半导体制冷片工作时，会产生大量的热。如果不能很好的散热，会损坏元件。同类产品的解决方案方案一：在制冷片下部加入散热片和风扇。但该方案需要构成通风回路，如果在中采用，会影响的密闭性。存在的问题六：市面上的水杯大都不能感知温同类产品的解决方案方案一：人们亲自品尝，十分的麻方案二：在杯中加入温度计，但温度计有滞后存在的问题七：市面上卖的装饰用LED设备耗电量较大。方案一：人工控制灯的开闭，在不需要时开关关闭。这样虽然能节能，但若在上采用此设计，需要人们经常操作开关，较为麻烦。3、系统图三系统完备性法则功能分1功能分析 屏幕

（3技术系技术系带有触摸LED功能的智能感温控温用盛技术功用制冷片进行加热和制冷，控制电路控制档位转换OLED屏，触摸开主要功保温的转化，OLED屏可显示温度读数，且随着温度的变化变化颜色，温度设置开关为触摸开关，LD屏幕也采用触摸亮屏生命曲图五生命曲线技术系统的进化一般按照如上的生命曲线进行，本作品不仅拥有很好的控温效果，能很好的方便人们的生活；而且在外观上也有许多独特的设计，即美OLED使得水杯的科技感十足。根据调研的结果，市场上还没有同类的产品，我们设计的水杯与普通的水杯相比，增加了许多实用的功能，所以投入市场后顾客会更喜欢设计的产品，因此具有很大的市场竞争力，市场前景是非常好的。所以设计水杯具有很大的现实意义和推广价值。资源分水杯的资源包括：铁元素、半导体制冷片、散热片、温度传感器、电容、LED灯泡、若干导线。其全部为现有资源。选择资源的顺序如下表：2选择资源的顺资源属选择顺价免费→廉价→昂数无限→足够→不质有害→中性→有可用成品→改变后可用→需要建3现有资源资源类价数质可用导廉无中成温度传廉足中成半导体制冷廉足中成LED廉足中成铁元廉无有成X元免无有成电廉无中成散热廉足中成选择优先使用铁元素、电能、X元素，其中X元素为引入的理想化的位置源4、TRIZ工（1）最终理想解分析如下4最终理想解分问分析结设计最终目标使既能快速降温又能长时理想化最终结任何温度的水都自动调整至这达到理想解的是什么尽量不改变其出现这种的结果是什么失去美观性，丢失市场竞争不出现这种的条件是什么在进行改创造这些条件所用的资源是什么铁元素、电能、智能电路系（2）技术一：刚倒入水杯中的开水，要很长时间才能冷却。如果想让水快速降温，通常的方法是采用制冷剂。由于市面上绝大多数制冷剂 ，故只能使用无的干冰。如果采用该设计，则制造难度加大，且不能循环使用。由此构成了作用于物体的有害因素与可制造性的。改善的参数为物体的有害因素，的参数为可制造性。由矩阵表查表5矩阵表可制造物体的有害因2、24、［2］抽取原理:从物体中拆出"干扰'部分("干扰"特性)或者相反，分出唯一需要的部分或需要的特性。［24］中介原理：利用可以迁移或有传送作用的中间［35］物理或化学参数改变原理：改变物体的物理结构或化学材质采用发名原理2（中介原理把设计成双杯胆结构并在杯胆内胆的外壁加入半导体制冷片作为导热装置，让制冷片作为中介物导出热量，避免了使用制冷剂。二：中的温水总是很快变凉。要想解决这一问题，最理想的办法是找到一种几乎不导热的材料来做杯体，通过阻碍热传递来阻碍热量损失。但目前并无合适的材料。人们借鉴这一思路，设计出了双杯胆的真空的保温杯。这一设计虽然可制造性提高但真空层的存在让这些成了不可维修的。由此构成了可制造性与可维修性的 。改善的参数为可制造性，的参数为可维修性。由矩阵表查到发明表6矩阵表可维修可制造1、9、11、［1］分割原理：将物体分成独立的部分［9］预先反作用原理：如果按课题条件必须完成某种作用，则应提前完成反作用。［11］予先放枕头原理：以事先准备好的应急补偿物体的底可靠性［35］物理或化学参数改变原理：改变物体的物理结构或化学材质采用发明原理（预先反作用原理当温度达到需求值时自动开始对杯中水进行加热。通过控制电路，使加热的功率与散热功率相同，即可实现保温。三：市面上的电热水杯，其加热开关大都在杯壁上，形成一个凸起，即影响了杯壁感又影响美观。由此构成操作流程的方便性与形状之间的。改善的参数为操作流程的方便性，的参数为形状。由矩阵表查到7矩阵表形可操作流程的方便15、28、29、［15］动态原理：将物体分成彼此相对移动的几个部［28］［29利用气动和结构的原理用气体结构和液体结构代替物体的固的部分。［34除（溶解．蒸发等）或在工作过程中直接变化。采用发明原理28（代替力学原理将开关设计成触摸开关，把最适温度的设置方式设计为连续敲击两下温度计示数，即将当前温度锁定为最适温度四：市面上的液体加热设备，其加热开关的开闭需由人手动操作。为了方便人们使用，初步考虑在杯底加入控制电路，实现降温档与保温档的自动切换。这一设计虽然方便了人们的使用，但由于杯底已有的制冷片温度过高，使得杯底无法加入电路板。而将电路板加入杯壁，则厚度过大。由此构成了操作流程的方便性与可制造性之间的。改善的参数为操作流程的方便性，的参数为可制造性。由矩阵表表8矩阵表可制造可操作流程的方便2、5、［2］拆出原理：从物体中从物体中抽出产生影响的部分或属性［5］组合原理：在空间上把相同或相近的物体或操作加以组［12］等势原理：在势场内应避免位置的改变采用发明原理2（拆出原理，将在杯盖处加入控制电路板实现档位的自动切换，当人们拧紧杯盖，控制电路即开始工作。这一设计不仅实现了自动控温，将电路板置于杯盖的这一设计也成功避免了杯底过厚这一问题。五：半导体制冷片工作时，会产生大量的热。如果不能很好的散热，会损坏元件。而在制冷片下部加入风扇，需要构成通风回路。最初计划在中形成通风回路，但会影响的密闭性。由此构成了作用于物体的有害因素与可制造性的。改善的参数为作用于物体的有害因素，的参数为可制造性。由矩表9矩阵表可制造24、35、［2］拆出原理：从物体中从物体中抽出产生影响的部分或属性［24］中间介质原理：利用可以迁移或有传送作用的中间物［35］物理或化学参数改变原理：改变物体的物理结构或化学材质采用发明原理2（中间介质原理将设计为双杯胆模式在的侧面加入中空的提手作为通风管道，将风扇和进风口置于杯盖，出风口置于杯底。在提手所在处设置滑槽，即不影响杯盖的打开和排风口的对接。这样就保证了内胆的绝对密封，同时也保证了散热效六：市面上的水杯大都不能感知温度，人们要想知道杯中水的情况，必须亲自品尝。不品尝无法知道水温是否合适，而反复品尝又太麻烦。由此构成了信息损失与操作流程的方便性之间的。改善的参数为信息损失，的参数为操作流程的方便性。由矩阵表表10矩阵表操作流程的方信息损27、［22因素。［27］廉价替代品原理：用一组廉价物体代替一个昂贵物体，放弃某些（如持久性采用发明原理2（廉价替代品原理OLD屏，使其显示水温示数。考虑到人们对温度示数无直观感受，将屏幕设置为随水温变化不断变色的屏幕，即可给人以心理暗示，又可加强美观。七：市面上卖的装饰用LD入变频信号使灯泡实现节能，但电路设计较为复杂，且成本增加。由此构成能量损失与系统的复杂性之间的。改善的参数为能量损失，的参数为系统的复杂性。由矩阵表查发明原理为表11矩阵表系统的复杂能量损7、［7］原理：一个物体通过另一个物体的空腔［23］反馈原理：进行负反采用发明原理23（反馈原则中加入电容，使其实现当人们手握杯体时LED屏亮，人一旦松手，LED屏重新熄灭。5、全部技术方案及评同类产品的解决方案：方案一：将杯盖打开，慢慢冷却，时间要很久运用TRZ发明解决原理24中介原则得到如下方案：方案三：把做成双杯胆结构，内胆外侧连接半导体致冷片，致冷片又与散热片相连。利用半导体致冷片的快速导热，实现60秒降温60度。存在的问题二：中的温水总是很快变凉。方案一：将设计成双杯胆，两杯胆之间是真空，隔绝热传递。该方法虽然能较长时间保温，但沸水同样需要好久才能变凉。方案二：在杯底加入热电阻丝，对水进行加热。该方法虽然能水变凉，但由于杯中所剩水的不同，加热所需功率就不同，人们难以掌握。故很容易将水加热至过烫。运用TRIZ发明解决原理9预先反作用原则得到如下方案方案三：在杯盖加入温度传感器以及控制电路。运用半导体致冷片可制冷也可制热的物理特性，当温度达到需求值开始对杯中水进行加热。通过控制电路，使加热的功率与散热功率相同，即可实现保温。即影响了杯壁感又影响美观。同类产品的解决方案方案一：在杯壁处设计一个凹槽，将开关至于凹槽内，使凸起。虽然解决了美观问题，但杯壁整体圆滑感还是被破坏。方案二：将开关置于杯顶。虽然保证了杯壁感，但使得人们拧杯盖时很容易误按开关。运用TRIZ发明解决原理28代替力学原理原则得到如下方案方案三：将开关设计成触摸开关，把最适温度的设置方式设计为连续敲击两下温度计示数，即将当前温度锁定为最适温度。在设置完最适温度后，水的加热制冷均自动进行。存在的问题四同类产品的解决方案：方案一：在设备的底部加入控制电路。虽然可以实现自动控制，但由于杯底有半导体制冷片，考虑到其工作时产生大量的热，严重影响控制电路板的，容易造成安全隐患。运用TRIZ发明解决原理2拆出原理得到如下方案方案二：在杯盖处加入控制电路板实现档位的自动切换，当人们拧紧杯盖，控制电路即开始工作。会损坏元件。同类产品的解决方案方案一：在制冷片下部加入风扇。但该方案需要构成通风回路，如果在中采用，会影响的密闭性。运用TRIZ发明解决原理24中间介质原理得到如下方方案二：将设计为双杯胆模式，在的侧面加入中空的提手作为通风管同类产品的解决方案：方案一：人们亲自品尝，十分的麻方案二：在杯中加入温度计，但温度计有滞后运用TRIZ发明解决原理27廉价品替代原理得到如下方案方案三：在杯盖加入温度传感器与OLED屏，使其显示水温示数。且将屏幕设存在的问题七：市面上卖的装饰用LED设备耗电量较大。运用TRIZ发明解决原理23反馈原理得到如下方案方案二：为了节约能源，在杯中加入电容，使其实现当人们手握杯体时LED屏亮，人一旦松手，LED屏重新熄灭。6、最终确定方把做成双杯胆结构，内胆外侧连接半导体致冷片，致冷片又与散热片相连。利用半导体致冷片的快速导热，实现60秒降温60度。在杯盖加入温度传感器以及控制