蓋紅輝　金劉洋　白程程　邵光燦

摘 要：源自前蘇聯(lián)的TRIZ理論是解決創(chuàng)新問(wèn)題的理論。文中對(duì)TRIZ理論進(jìn)行了闡述，對(duì)TRIZ理論在無(wú)線(xiàn)充電寶創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，應(yīng)用該理論快速有效地找到問(wèn)題的解決方案，為無(wú)線(xiàn)充電寶的推廣提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論；無(wú)線(xiàn)充電寶；創(chuàng)新

TRIZ理論的核心思想主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。第一個(gè)方面，無(wú)論是一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品還是復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，其核心技術(shù)的發(fā)展都是遵循著客觀(guān)的規(guī)律發(fā)展演變的，即具有客觀(guān)的進(jìn)化規(guī)律和模式。如充電寶的改進(jìn)都是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消費(fèi)者的需求而提高的。第二個(gè)方面，各種技術(shù)難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動(dòng)這種進(jìn)化過(guò)程的動(dòng)力。第三個(gè)方面，TRIZ創(chuàng)新理論主張從多方面考慮問(wèn)題，充分利用現(xiàn)有資源，用最少的投入解決問(wèn)題。無(wú)線(xiàn)充電寶技術(shù)的實(shí)現(xiàn)就是為了方便消費(fèi)者的使用，盡量用最少的資源滿(mǎn)足消費(fèi)的各種需求。如今TRIZ已在全世界廣泛應(yīng)用，創(chuàng)造出成千上萬(wàn)項(xiàng)重大發(fā)明。無(wú)線(xiàn)充電寶就是利用TRIZ理論對(duì)充電寶進(jìn)一步創(chuàng)新的結(jié)果。

1 TRIZ解題流程

應(yīng)用TRIZ創(chuàng)新理論解決問(wèn)題有多種方式，如沖突解決原理、物質(zhì)場(chǎng)模型、76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解、技術(shù)進(jìn)化原理，產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測(cè)等。TRIZ解決問(wèn)題的第一步是對(duì)給定的問(wèn)題進(jìn)行分析；如果發(fā)現(xiàn)存在沖突則應(yīng)用原理去解決；如果問(wèn)題明確但不知道如何解決，則應(yīng)用效應(yīng)去解決；第三種選擇是對(duì)待創(chuàng)新的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)化過(guò)程的預(yù)測(cè)；最后是評(píng)價(jià)，確定是否滿(mǎn)足要求。如果滿(mǎn)足要求，則進(jìn)行后序的設(shè)計(jì)工作；反之，要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行重新分析。

TRIZ理論中，發(fā)明問(wèn)題求解的過(guò)程是對(duì)問(wèn)題不斷描述、不斷程式化的過(guò)程。如果已有的知識(shí)能用于該問(wèn)題則有解，如果已有的知識(shí)不能解決該問(wèn)題則無(wú)解，需等待自然科學(xué)或技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展?！鞍l(fā)明問(wèn)題”解決常規(guī)問(wèn)題的設(shè)計(jì)是常規(guī)設(shè)計(jì)，解決發(fā)明問(wèn)題的設(shè)計(jì)是創(chuàng)新設(shè)計(jì)。無(wú)線(xiàn)充電寶利用TRIZ理論中的物場(chǎng)分析模型，即機(jī)械振動(dòng)原理解決了充電寶從有線(xiàn)到無(wú)線(xiàn)的改良技術(shù)中遇到的問(wèn)題。

2 無(wú)線(xiàn)充電寶的簡(jiǎn)介

無(wú)線(xiàn)充電寶是具有內(nèi)置電池并通過(guò)無(wú)線(xiàn)感應(yīng)的方式取得電力和進(jìn)行充電的設(shè)備或裝置。無(wú)線(xiàn)充電寶主要是通過(guò)電磁感應(yīng)、無(wú)線(xiàn)電波和電磁共振三種方式實(shí)現(xiàn)充電。電磁共振式無(wú)線(xiàn)充電解決方案，是一種經(jīng)過(guò)高度調(diào)整的電磁感應(yīng)解決方案。電磁共振式充電依賴(lài)相同共振頻率的松散耦合線(xiàn)圈來(lái)傳輸電力，一個(gè)負(fù)載電荷的電容板與線(xiàn)圈的某一端相接，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)共振頻率。當(dāng)發(fā)射端即無(wú)線(xiàn)充電寶通電時(shí)，其內(nèi)部的磁鐵會(huì)和手機(jī)充電外殼的磁鐵系統(tǒng)工作，它并不會(huì)向外發(fā)射電磁波，而只是在周?chē)纬梢粋€(gè)非輻射的磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)用來(lái)和接收端聯(lián)絡(luò)，激發(fā)接收端的共振，從而以很小的消耗為代價(jià)來(lái)傳輸能量?，F(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)達(dá)到了90%的效率。

與普通充電寶及電磁感應(yīng)方式相比，這種方式輻射小，方向性要求不高，傳輸距離更長(zhǎng)，傳輸效率高。當(dāng)發(fā)射端通電時(shí)，其內(nèi)部的磁鐵會(huì)和手機(jī)充電外殼的磁鐵系統(tǒng)工作，它并不會(huì)向外發(fā)射電磁波，而只是在周?chē)纬梢粋€(gè)非輻射的磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)用來(lái)和接收端聯(lián)絡(luò)，激發(fā)接收端的共振，在這項(xiàng)技術(shù)中，磁場(chǎng)的強(qiáng)度將和地球磁場(chǎng)強(qiáng)度相似，人們不用擔(dān)心這種技術(shù)會(huì)對(duì)自己的身體和其他設(shè)備產(chǎn)生不良影響。利用共振還可延長(zhǎng)傳輸距離。電磁感應(yīng)方式的供電距離最大為數(shù)mm～10cm左右，而磁共振方式如果線(xiàn)圈夠大，可向數(shù)m遠(yuǎn)以外供電。方向性不高，其內(nèi)部的磁鐵會(huì)和手機(jī)充電外殼的磁鐵系統(tǒng)工作，讓手機(jī)緊緊地吸附于其表面，并可以隨意旋轉(zhuǎn)，既是個(gè)支架，也是個(gè)充電器?？梢园咽謾C(jī)擺在上面看電影，也可以把它當(dāng)一個(gè)電子相冊(cè)，想怎么擺就怎么擺。

2.1 充電寶存在的問(wèn)題

充電寶（移動(dòng)電源）作為新一代給手機(jī)續(xù)航的產(chǎn)品進(jìn)入我們的生活，隨著手機(jī)配置越來(lái)越高，人們對(duì)充電寶的需求也在逐步增大，但現(xiàn)在最多的普通充電寶自身儲(chǔ)電不足，充電時(shí)型號(hào)不匹配，存在輻射，攜帶不方便。它們不能滿(mǎn)足消費(fèi)者需求，于是更智能的充電寶應(yīng)消費(fèi)者的需求應(yīng)該被生產(chǎn)。在這里我們就可以運(yùn)用TRIZ創(chuàng)新思想，利用更高的科技來(lái)解決現(xiàn)狀。

2.2 資源分析

現(xiàn)有資源：普通充電寶、共振系統(tǒng)、電池板供電系統(tǒng)；派生資源：共振耦合線(xiàn)圈；系統(tǒng)可引用的資源：電磁共振功能、無(wú)線(xiàn)充電功能。

2.3 知識(shí)庫(kù)查詢(xún)

從結(jié)構(gòu)方面來(lái)講，無(wú)線(xiàn)充電寶是其內(nèi)置電池并通過(guò)無(wú)線(xiàn)感應(yīng)的方式取得電力并且進(jìn)行充電的設(shè)備或裝置。無(wú)線(xiàn)充電寶主要是通過(guò)電磁感應(yīng)、無(wú)線(xiàn)電波和電磁共振三種方式實(shí)現(xiàn)充電。我們現(xiàn)在主要研究的是電磁共振原理，磁場(chǎng)共振原理則是由能量發(fā)送裝置和能量接收裝置兩部分組成，當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率，或者說(shuō)在一個(gè)特定的頻率上共振時(shí)，兩者就可以交換彼此的能量，是目前正在研究的一種技術(shù)。

2.4 得到的方案

電磁共振式無(wú)線(xiàn)充電解決方案，是一種經(jīng)過(guò)高度調(diào)整的電磁感應(yīng)解決方案。與其他方式相比，電磁共振式輻射小，方向性要求不高，傳輸距離更長(zhǎng)，傳輸效率高。更適用于現(xiàn)在的電子市場(chǎng)，滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求。因此這里主要研究電磁共振式無(wú)線(xiàn)充電寶，利用所學(xué)的物理知識(shí)及TRIZ中的物場(chǎng)分析模型解決研究過(guò)程中遇到的問(wèn)題、矛盾及不足。使無(wú)線(xiàn)充電寶更合理化，更易被接受。

2.5 分析，評(píng)估應(yīng)用

無(wú)線(xiàn)充電寶是具有內(nèi)置電池并通過(guò)無(wú)線(xiàn)感應(yīng)的方式取得電力和進(jìn)行充電的設(shè)備或裝置。無(wú)線(xiàn)充電寶主要是通過(guò)電磁共振方式實(shí)現(xiàn)充電。在這項(xiàng)技術(shù)中，磁場(chǎng)的強(qiáng)度將不會(huì)超過(guò)地球磁場(chǎng)強(qiáng)度，人們不用擔(dān)心這種技術(shù)會(huì)對(duì)自己的身體和其他設(shè)備產(chǎn)生不良影響。在電源電路中電流通過(guò)的每一個(gè)有阻抗特性的零件都會(huì)在上面損耗部份能量，這幾年材料的進(jìn)步也讓無(wú)線(xiàn)充電的實(shí)用化大增，其中有幾樣先進(jìn)零件是無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)中與傳輸效率相關(guān)的，為了達(dá)到高轉(zhuǎn)換效率需要將這些零件與材料作組合運(yùn)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)線(xiàn)充電寶功能強(qiáng)大，適用于廣大上班族和學(xué)生等人群，應(yīng)用性強(qiáng)，實(shí)用性強(qiáng)。相對(duì)于普通充電器來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)充電寶更方便，適用于更多的人群。

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作者簡(jiǎn)介：蓋紅輝（1976-），女，漢族，遼寧營(yíng)口人，講師，碩士研究生，從事化學(xué)教學(xué)工作，從事基礎(chǔ)化學(xué)的研究工作。