文/濟南輕騎摩托車有限公司 戰(zhàn)洪美 馬麗紅 牟培銳

濟南輕騎摩托車有限公司是國內最早生產(chǎn)民用摩托車的企業(yè)，公司擁有完整的產(chǎn)品研發(fā)設計和專業(yè)的制造能力，以摩托車、摩托車發(fā)動機及配件、通用機的生產(chǎn)為主，屬工業(yè)和信息化部公告內的摩托車生產(chǎn)企業(yè)。

多年來企業(yè)一直堅持技術創(chuàng)新，把技術創(chuàng)新放在企業(yè)研發(fā)的首要位置。“自主創(chuàng)新，方法先行”，創(chuàng)新方法是自主創(chuàng)新的根本之源，2009年10月，濟南輕騎科協(xié)在濟南市科協(xié)幫助下，引入創(chuàng)新方法TRIZ理論應用到技術創(chuàng)新中，解決了企業(yè)一些技術難題。其中在解決踏板摩托車鞍座氣動支撐系統(tǒng)問題尤為突出。

一、背景描述：

目前大排量摩托車代表國際摩托車先進水平，受歐美等國家消費者歡迎。消費者對大排量摩托車要求較高，必須有較高的科技含量和舒適性。在國際上比較先進的大排量摩托車大都采用鞍座自動升起裝置，這種裝置不僅大大方便了騎行者，而且提升了整車技術含量。鞍座自動升起機構是借鑒了汽車后備箱自動升起的功能而實施的一項先進功能。但目前這種裝置還存在一些缺陷，如：需放大空間，否則會出現(xiàn)鎖止困難、密封不好等問題。

二、利用TRIZ理論分析解決問題

1.應用的TRIZ方法介紹

在利用TRIZ理論解決問題前。設計者首先要將待解決的問題歸納為TRIZ一般問題，然后利用TRIZ理論中的發(fā)明原理、標準解、39個通用工程參數(shù)、40個發(fā)明原理，找出矛盾矩陣中所對應的項次，列出解決方案。39個通用工程參數(shù)將各種矛盾沖突進行標準化歸類，用通用工程參數(shù)進行問題表述，通用工程參數(shù)是連接具體問題與TRIZ的橋梁。TRIZ的39個通用工程參數(shù)如表1所示，TRIZ的40個發(fā)明原理如表2所示。

表1 TRIZ的39個通用工程參數(shù)

表2 40個發(fā)明原理數(shù)

TRIZ理論創(chuàng)立人阿奇舒勒通過對大量專利研究、分析、對比和統(tǒng)計，歸納出39個通用工程參數(shù)中的任意2個參數(shù)產(chǎn)生矛盾時，化解該矛盾的發(fā)明原理，即TRIZ的40個發(fā)明原理。阿奇舒勒將工程參數(shù)的矛盾與發(fā)明原理之間建立了對應關系，即39×39矛盾矩陣，可以快速查找，這個矩陣就是阿奇舒勒矛盾矩陣。通過這個矛盾矩陣，根據(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生矛盾的2個工程參數(shù)，從矩陣表中直接查找化解該矛盾的發(fā)明原理，并使用這些原理來解決問題。該矩陣將工程參數(shù)的矛盾和40個發(fā)明原理有機的聯(lián)系起來，阿奇舒勒矛盾矩陣（部分）如表3所示。

表3 矛盾矩陣圖

矛盾矩陣的第1、第2列和第1、第2行分別為39個通用工程參數(shù)的序號和名稱，分別表示惡化的參數(shù)和改善的參數(shù)。39x39的通用工程參數(shù)從行、列2個維度構成矩陣方格，每個方格對應一組數(shù)字，這幾個數(shù)字就是TRIZ對應的發(fā)明原理號碼。

2. 具體應用

頭盔箱是踏板摩托車主要儲物空間，為滿足需求，在摩托車整車尺寸外觀整車符合人機工程學的前提下，應盡可能增大頭盔箱的空間，但鞍座作為頭盔箱的上蓋，勢必也需要隨儲物空間的增大而增大增重，從而造成手工開啟的不便。同時設計要求此車頭盔箱要有容納2個頭盔的大容量，相應地鞍座需要較長且內置鋼管結構，重量大，重心靠后，而鞍座助力結構可利用的空間狹小，圖1所示為參考國外同類結構而設計的助力開啟裝置，主要由一個主彈簧，一個鉸鏈支架和其它連接件組成。

根據(jù)結構分析，列出實際工程矛盾點：想提高結構的強度，但不希望增加整個部件的重量；在狹小的空間布局運動部件，其長度會受限制。根據(jù)這些矛盾點，由表1確定對應的工程參數(shù)為3運動物體的長度和13結構穩(wěn)定性，14強度與2靜止物體的重量。其中設定欲改善的參數(shù)為提高機構強度和結構穩(wěn)定性，惡化的參數(shù)為物體的重量的增加和運動物體的長度的減少。查找表3中欲改善的參數(shù)和惡化的參數(shù)共同對應的交點方格，該方格中的一組數(shù)字即為建議解決此工程問題的發(fā)明原理序號，分別是1,8,15,34和21,35,2,39；查找表2對應的發(fā)明原理分別為：1分割，8質量補償，15動態(tài)化，34拋棄與修復；21緊急行動，35參數(shù)變化，2分離，39惰性環(huán)境。見表4。

圖1

圖2

圖3

表4 矛盾矩陣（部分）

設計人員通過分析研究后，34拋棄與修復和35參數(shù)變化兩個發(fā)明原理來解決鞍座阻力結構開啟的結構問題是最好的解決方案，綜合以上問題，可以形成一個合理的實現(xiàn)鞍座助力的機構，如圖2。

本設計方案主要是利用連桿機構原理：在圖示的1-2-3點一線位置時，即死點。在此位置，所受的來自氣彈簧的力，通過3點，沒有力臂，鞍座、鉸鏈在此位置閉合。本設計2點在1點、3點連線的下方5mm，有一個很小的力臂，鞍座受到一個圖示紅色箭頭逆時針轉動力矩，使鞍座與行李箱的密封良好。開啟時：轉動鞍座，鉸鏈及氣彈簧按圖示藍色箭頭方向轉動，過死點后一定的角度后，不用手的助力，氣彈簧帶動鉸鏈繼續(xù)沿藍色箭頭方向轉動，直到氣彈簧的最大行程。見圖3。

通過鞍座結構重量W和力臂L（重心到旋轉軸的距離）以及鞍座允許開啟量計算出氣彈簧的自由長度、行程以及力值分別為：165毫米，行程45毫米，力值550N。該設計方案經(jīng)過實際驗證，完全達到了預期的效果，既能起到鞍座開啟助力的作用，又可以對鞍座限位，并且鞍座鎖止后密封良好，同時保證頭盔箱的巨大儲物空間。

此項目填補了國內空白，是我公司應用TRIZ理論進行技術創(chuàng)新較成功的案例，已獲得國家發(fā)明專利，并應用在我公司其它產(chǎn)品上。