TRIZ(拉丁文Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch的首字母缩写,俄语теории решения изобретательских задач)意译为发明问题的解决理论,是由苏联发明家根里奇•阿奇舒勒(Genrich S. Altshuler)于1946年创立的。它是从200多万份专利中归纳提炼出来的技术系统发展的规律和发明的方法,源于发明又服务于发明,在世界范围内被广泛用于产品和技术创新开发。
机械原理是机械类专业一门主干专业基础课[1]。机构搭接实验装置不仅可以用于机械原理实验课,还可以用作课堂教学的教具和学具,帮助学生理解和分析抽象的机构运动原理和性能参数[2]。现有的机构搭接实验台[3-4],其操作复杂、搭接耗时长、效率低且调整困难,限制了其作为教具和学具的应用,只能用于课后实验。因此,综合运用TRIZ中的最终理想解(IFR,Ideal Final Result)和技术矛盾开发一个轻巧便携、高效易操作、安全可靠的机构搭接实验台很有必要。
1 机械式机构搭接原理
2 机构搭接最终理想解分析
3 机构搭接矛盾分析
4 磁接式机构搭接实验台设计
5 实验教学应用
6 结语
利用TRIZ中的最终理想解和技术矛盾对机构搭接实验台进行了创新,完成了磁接式机构搭接实验台设计。该设计方案申请了多项国家专利,已获得授权1项发明专利和3项实用新型专利。在磁接式机构搭接实验台中,机构中的运动副就是将构件一吸或一卡即可完成,用一块非铁磁材质的工作面板代替了立柱滑块的结构,既能轻松调节固定铰链的位置,又大大减轻了机架的整体重量。磁接式机构搭接实验台具有功能齐全、结构轻便、搭接和调整操作简单且安全等特点,既适合安放在实验室供课程实验使用,也适合携带到教室作为教具和学具使用。尤其适合于翻转课堂教学,学生以学习小组的形式,快速搭接好各种机构,进行认知、分析、讨论和改进机构,培养了实践创新能力。
参考文献
[1] 孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理[M].8版.北京:高等教育出版社,2013.
[2] 吴青凤,孙骅,王一军,等.机构组合创新实验开设的研究[J].实验科学与技术,2008,6(1):99-100.
[3] 深圳职业技术学院.一种新型机构实验台: CN 20236 3011U[P]. 2012-08-01.
[4] 华中科技大学.机构系统运动方案创新设计组合模型: CN 2720546Y[P].2005-08-24.
周永清 丁永前 薛金林 南京农业大学 |