针对自动化拆卸设备中需要提前识别螺钉类型、更换匹配不同类型螺钉螺丝刀等原因造成的拆卸效率低、设备复杂等问题,设计一种自动化拆卸新型螺丝刀。利用TRIZ理论确定传统螺丝刀不能同时拆卸十字槽和一字槽螺钉这一物理矛盾。通过分析十字螺丝刀和一字螺丝刀结构特征的异同,采用时间分离原理中的动态化原理设计新型螺丝刀的初始方案。为克服该设计方案的物-场模型中缺少场的缺陷,通过TRIZ理论的一般解法对结构进行优化,完成新型螺丝刀的设计。结果表明该螺丝刀具有结构简单、可满足不同拆卸场景的需求和节省拆卸时间等优点,提升了自动化拆卸效率,有助于完善自动化拆卸设备的功能。

针对现阶段人工采摘苹果效率低、劳动强度大、采摘设备功能单一的问题,以TRIZ理论为基础,通过发明原理的启发,对苹果采摘机器人的末端执行器、运输装置、收集箱和其他结构进行了创新设计,设计出一款集采摘、收集、分拣功能于一体的机器人。建立采摘机械臂的D-H模型,运用Matlab对机器人的工作空间进行了分析;通过Adams对机器人采摘过程进行运动仿真,并制作1∶3实验样机,对各部分功能可行性进行了验证。结果表明,该机器人的各部分功能完善、设计合理、运行可靠、满足使用需求,为后续机器人的进一步研制和改进提供了理论支撑。

针对链式冷拔产线缺少大传动比变速器,在ZSY500-50三级减速器基础上,利用TRIZ理论分析了技术系统中存在的技术矛盾,在矛盾矩阵表中查找有利于技术矛盾解决的发明原理,在发明原理的启示下,经过增加滑移齿轮、改进滑移机构和优化轴系布局等三次结构优化设计,设计出结构合理、紧凑的50/100二挡变速器;对核心零部件进行了强度计算,并利用AnsysWorkbench软件进行了力学仿真。结果表明,二挡变速器核心零部件均满足强度要求。

针对目前密封签需求数量少且规格变化频繁,不适合拼大版印刷和裁切的情况,课题组基于TRIZ理论对密封签印刷机构进行结构创新设计和仿真分析。运用"物-场模型"分析现有密封签印刷机构存在的问题,结合40个发明成果的原理对印刷机构进行创新设计,使其符合密封签单张定制印刷和贴封的生产需求;利用Solid Works构建三维模型并进行仿真分析。仿真分析结果表明:压印叼牙辊可以满足咬紧和松脱单张密封签的生产要求,3 s可完成单张密封签印刷,印刷速度达到20个/min。经密封签印刷样机试机,印刷速度可达到30~40个/min,密封签印刷和贴封质量稳定,达到了预期要求。

为使乘用车满足国家相关排放法规的要求,同时使涡轮增压器具有低速大扭矩、快速瞬态响应性与优异的NVH性能,提出一种基于TRIZ理论的涡轮增压器降噪方法。根据增压器噪声产生的原理,进行问题矛盾分析。利用改变物理或化学参数原理、预先作用原理、分割原理、九屏幕分析法等方式锁定噪声产生的源头,并提出相应改进方案。结果表明:采用TRIZ理论分析法,可以降低生产成本、提升质量、增加经济效益与市场效益。

针对产品技术落后而无法再制造重用的问题,提出面向再制造升级的模块重构设计方法。为便于产品拆卸、装配、回收等,基于设计结构矩阵对产品进行绿色模块划分,并基于MATLAB开发了再制造模块划分平台原型系统,将回收类型一致的零部件进行聚类,形成新模块;提出基于功能、结构、回收等合理性准则的模块划分结果合理性分析方法,针对存在冲突的模块,采用TRIZ理论的矛盾矩阵进行冲突消解,得到产品的重构设计方案。以永磁同步曳引机为研究对象,验证了所提方法的有效性与可行性。

针对产品创新设计时,逻辑关系抽象,确定子功能的过程较为复杂,提出基于CAI技术与TRIZ理论的产品概念创新设计方法。根据语义相近原则将收集的产品设计需求分类为几个子需求群,通过Goldfire软件检索得到子需求群的一级子功能;基于一级子功能的工作原理进行功能元定义和分解,根据功能元设计其功能载体,使用专利库和TRIZ理论完成产品机构的设计,并进行专利侵权判定。最后通过勾花网自动卷网机验证了此方法的可行性。

挡位操纵机构是车辆的核心部件之一,也是实现车辆运作的主要控制载体。由于传统挡位操纵机构存在功能单一、操作繁琐、适用范围有限等缺点,因此通过深入研究TRIZ理论以及方法体系,运用相应的TRIZ工具创新出新的结构设计方案,使新型挡位操纵机构在体积、功能、适用范围以及可靠度等方面具有较大优势,最终达到运用TRIZ理论解决核心结构设计以及优化产品性能的目的。对比已有产品,新型挡位操纵机构具有体积更小、功能集成度更高、可靠性更强、通用性更好的特点。

通过对传统双人脚踏车传动机构和整体结构的研究和分析,找出了存在的问题,建立了问题模型.根据TRIZ理论中的矛盾矩阵表,选择合适的发明创新原理,并利用原理类比移植的思想,对双人脚踏车进行创新设计,设计出一种具有速度合成功能,休闲性更高的新型双人脚踏车,结果表明TRIZ理论在机械创新设计和优化设计的可行性和高效性.

针对可调节液压堆料机械的机构创新设计，建立了液压堆料机械的直线推料条件，并建立了其动态分析的有限元模型，提出了基于TRIZ理论和可靠性分析的耦合设计方法，通过对某液压堆料机械机构的有限元分析和可靠性分析，表明其推料过程基本是近似直线推料，并基于此给出了可调节液压堆料机械的机构创新设计方案。为液压堆料机械机构创新设计提供了方法和依据。