王冬梅 / 上海電機(jī)學(xué)院

基于TRIZ技術(shù)的便攜式牙刷的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

王冬梅 / 上海電機(jī)學(xué)院

本文基于triz創(chuàng)新理論，利用螺旋三層伸縮機(jī)構(gòu)原理，設(shè)計(jì)了一種方便收納衛(wèi)生又便于攜帶的牙刷，詳細(xì)介紹了其總體結(jié)構(gòu)以及工作原理。

牙刷；便攜式；螺旋機(jī)構(gòu)

引言

TRIZ理論的核心思想主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。首先，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)展都是遵循著客觀的規(guī)律發(fā)展演變的，即具有客觀的進(jìn)化規(guī)律和模式；其次，各種技術(shù)難題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，技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的理想狀態(tài)是用最少的資源實(shí)現(xiàn)最大效益的功能。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，ARIZ第一就是將系統(tǒng)中存在的問(wèn)題最小化，原則是在系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)其必要功能的前提下，盡可能不改變或少改變系統(tǒng)；第二是定義系統(tǒng)的技術(shù)矛盾，并為矛盾建立“問(wèn)題模型”；然后分析該問(wèn)題模型，定義問(wèn)題所包含的時(shí)間和空間，利用物－場(chǎng)分析法分析系統(tǒng)中所包含的資源；接下來(lái)，定義系統(tǒng)的最終理想解。利用triz理論對(duì)現(xiàn)行牙刷進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析，結(jié)合三層式螺旋伸縮機(jī)構(gòu)，進(jìn)行移植創(chuàng)新，提出了便于收納攜帶的創(chuàng)新型牙刷設(shè)計(jì)。

1.便攜牙刷設(shè)計(jì)總體方案

牙刷作為人們?nèi)粘Ｉ钪幸环N不可或缺的護(hù)理用具，通常地，在牙齒清潔后牙刷之手柄置于漱口杯中，牙刷之刷毛外露于空氣中。顯然地，這種收納方式使得傳統(tǒng)牙刷不僅容易沾灰，而且易于細(xì)菌滋生。

另外，為了便于外出旅行攜帶，新式的折疊牙刷也已問(wèn)世。雖然其占用空間較小，但是所述折疊式牙刷之手柄承載能力欠佳，當(dāng)置于收納箱中時(shí)往往容易折斷，實(shí)用性差。

故針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，積極研究改良，設(shè)計(jì)了一種便攜式牙刷。

本設(shè)計(jì)是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有的牙刷不便于攜帶，且易于滋生細(xì)菌，以及現(xiàn)有的折疊式牙刷之手柄承載能力欠佳，當(dāng)置于收納箱中時(shí)往往容易折斷，實(shí)用性差等缺陷提供一種便攜式牙刷。

為了解決上述問(wèn)題，本牙刷包括微型電機(jī)，伸縮螺旋機(jī)構(gòu)式牙刷體及牙刷頭。具體結(jié)構(gòu)包括：螺桿，呈中空柱狀，螺桿之兩端分別設(shè)置內(nèi)螺紋和導(dǎo)槽；螺紋頂桿的外側(cè)設(shè)置與螺桿的內(nèi)螺紋相匹配的外攻絲；牙刷本體的一端設(shè)置與螺桿的導(dǎo)槽相匹配的滑動(dòng)塊，牙刷本體的另一端設(shè)置用于牙齒清潔的刷毛；蓋體，用于牙刷本體收容在螺桿后與螺桿之異于內(nèi)螺紋的一端蓋盒。

2.工作原理

在使用時(shí)，螺紋頂桿12的外側(cè)設(shè)置與螺桿11的內(nèi)螺紋相匹配的外攻絲121，螺紋頂桿12的外側(cè)的外攻絲121與螺桿11的內(nèi)側(cè)的內(nèi)螺紋以螺旋方式連接。牙刷本體13的一端設(shè)置與螺桿11的導(dǎo)槽相匹配的滑動(dòng)塊131，牙刷本體13的滑動(dòng)塊131在外力作用下，可沿著螺桿11的導(dǎo)槽移動(dòng)。牙刷本體13的滑動(dòng)塊131與螺桿11的導(dǎo)槽滑動(dòng)連接。蓋體14用于牙刷本體13收容在螺桿11后并螺桿11之異于內(nèi)螺紋的一端蓋盒，即蓋體14避免牙刷本體13的刷毛132與外界空氣接觸。

當(dāng)使用便攜式牙刷1時(shí)，第一、旋轉(zhuǎn)螺紋頂桿12，螺桿11在內(nèi)螺紋與外攻絲的扭力作用下旋轉(zhuǎn)上升；第二、牙刷本體13之滑動(dòng)塊131容置在螺桿11之導(dǎo)槽內(nèi)，并在推力作用下向異于螺紋頂桿12一側(cè)的方向運(yùn)動(dòng)；第三、刷毛132在牙刷本體13的運(yùn)動(dòng)中露于螺桿11之外側(cè)，便于牙齒清潔。

當(dāng)收納便攜式牙刷1時(shí)，在清潔完畢后，以與便攜式牙刷1工作方向的反方向旋轉(zhuǎn)螺紋頂桿12，則牙刷本體13、螺桿11，以及螺紋頂桿12套置為一體，并蓋盒蓋體14。

便攜式牙刷1通過(guò)設(shè)置螺旋方式連接的螺紋頂桿12和螺桿11，以及滑動(dòng)連接的牙刷本體13和螺桿11，不僅在使用時(shí)操作方便，而且在使用后可通過(guò)所述蓋體14蓋盒為一體，起到攜帶方便、環(huán)保衛(wèi)生的功效。

3.結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)受到螺旋伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的啟發(fā)，結(jié)合生活中使用牙刷不夠衛(wèi)生，收納不方便等情況，設(shè)計(jì)的一款創(chuàng)新性便攜式牙刷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)方便。

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王冬梅:（1968-）女，博士，副教授，機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè),主要研究方向：現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法學(xué)。