張永慧 張世杰 羅斯字 史菲 陳進(jìn)松 劉丹

關(guān)鍵詞：TRIZ;創(chuàng)新方法;中藥材;中藥切削臺(tái)

我國(guó)藥材資源十分豐富，其經(jīng)營(yíng)、流通的藥材達(dá)千余種，除少數(shù)礦物藥和部分質(zhì)地堅(jiān)硬而不適合切制的動(dòng)植物藥材外，近超過(guò)一半的中藥材需要切削加工，切削成薄片、厚片、段、顆粒等不同形狀，針對(duì)目前情況，市場(chǎng)上現(xiàn)有的中藥切片機(jī)和粉碎機(jī)均存在功能單一，加工效率低等問(wèn)題，因此本文通過(guò)TRIZ創(chuàng)新方法理論，提出關(guān)于一種中藥材切削臺(tái)改進(jìn)綜合方法。

1方案研究

1.1問(wèn)題分析

首先我們對(duì)當(dāng)前發(fā)明問(wèn)題進(jìn)行初始形勢(shì)分析，通過(guò)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)目前市面上的中藥材切削臺(tái)種類繁多，但存在刀片不夠鋒利、藥材粉汁易黏附在刀片上、藥材無(wú)光澤、功能單一缺點(diǎn)。

本團(tuán)隊(duì)運(yùn)用TRIZ理論中功能分析一組件分析，根據(jù)中藥材切削臺(tái)劃分出系統(tǒng)和超系統(tǒng)，列出中藥材切削臺(tái)系統(tǒng)組件和超系統(tǒng)組件，進(jìn)而進(jìn)行功能建模，發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題：切割刀、削片器、固定安裝不當(dāng)可能對(duì)手有傷害作用（見(jiàn)圖1）。

1.2問(wèn)題轉(zhuǎn)化與求解

根據(jù)TRIZ理論，通過(guò)運(yùn)用技術(shù)矛盾來(lái)解決明顯問(wèn)題（見(jiàn)下表）。

從上述技術(shù)矛盾表中列出有技術(shù)矛盾1與技術(shù)矛盾2，我們用阿奇舒勒矛盾矩陣中所定義的39個(gè)工程參數(shù)來(lái)進(jìn)行描述，確定“改善的參數(shù)”：No.9速度，與“惡化的參數(shù)”;No.31物體產(chǎn)生的有害因素，查詢出對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理;35.物理、化學(xué)狀態(tài)變化;28.機(jī)械系統(tǒng)替換;3.局部質(zhì)量。

1.3反饋原理找到可能解決的方案

結(jié)合上述技術(shù)矛盾、阿奇舒勒矛盾分析后，得到了解決刀片效率低及容易傷手的方案，在解決了刀片效率低，以及容易劃傷手的問(wèn)題后，迎來(lái)了單一的參數(shù)矛盾，在本項(xiàng)目中，我們希望能在同一切削臺(tái)上有較多的切削方式，這樣能提高機(jī)器切削的效率，但是，我們又希望能在同一切削臺(tái)上有較少的切削方式，這樣能使得機(jī)器重量輕，對(duì)于這個(gè)參數(shù)的相反要求都合乎情理，于是繼續(xù)采用TRIZ理論方法中的物一場(chǎng)分析法，應(yīng)用符號(hào)系統(tǒng)先建立物場(chǎng)模型，切片機(jī)（攪碎機(jī)）物場(chǎng)分析模型，其中兩種物場(chǎng)分別為切片系統(tǒng)或攪碎系統(tǒng)既s2、物料（中藥材）s1，機(jī)械場(chǎng)FMe、化學(xué)場(chǎng)FCh，其原理為切片系統(tǒng)（攪碎系統(tǒng)）s2通過(guò)機(jī)械場(chǎng)作用于物料（中藥材）s1并改變物料（中藥材）s1（對(duì)物料/進(jìn)行切片或攪碎），該物場(chǎng)模型為完整物場(chǎng)模型，但執(zhí)行元件對(duì)被執(zhí)行元件的作用不能滿足系統(tǒng)要求（不能同時(shí)達(dá)到切片攪碎兩種效果），即需要加強(qiáng)系統(tǒng)模型，目前的系統(tǒng)需要加強(qiáng)才能滿足系統(tǒng)要求，可以采用TRIZ問(wèn)題解決模型中提供的標(biāo)準(zhǔn)解法集中的增強(qiáng)物理模型與向超級(jí)系統(tǒng)躍遷何向微級(jí)系統(tǒng)躍遷作用方法，對(duì)s2進(jìn)行修改，切片（攪碎）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能單一化，根據(jù)TRIZ理論40條發(fā)明原理中的合并原理，將切片系統(tǒng)和攪碎系統(tǒng)合并為一個(gè)系統(tǒng)，但由于空間體積的限制不能把這兩者簡(jiǎn)單的疊加，而要進(jìn)行系統(tǒng)上的優(yōu)化，進(jìn)而又用到TRIZ理論40條發(fā)明原理中的嵌套原理，將兩系統(tǒng)互為嵌套，同時(shí)用一個(gè)桌面將兩系統(tǒng)連接，既$3S2為切片系統(tǒng)，攪碎系統(tǒng)合并為一個(gè)系統(tǒng)。

切片系統(tǒng)的主要部件為切片、支撐座、夾持裝置、擋板等組成;攪碎系統(tǒng)主要部件為粉碎刀片、粉碎室、凹槽、轉(zhuǎn)動(dòng)軸等組成。具體嵌套為：將切片機(jī)與攪碎裝置一同放置，于桌面上，并留出一定距離，使之兩種模式在同一空間相互獨(dú)立工作，考慮到削片器的削片，本團(tuán)隊(duì)在桌座上設(shè)計(jì)有固定針，用于固定一些需要削片的中藥材，使得削片更加便捷。

1.4方案分析

通過(guò)上述TRIZ理論工具方法綜合得出下列九個(gè)方案：

方案一：我們采用了發(fā)明原理2提取法，將現(xiàn)有的中藥切削臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，使其功能更加完善。

方案二：我們采用了發(fā)明原理5組合，在現(xiàn)固有的基礎(chǔ)上把切削臺(tái)分為各自的工作區(qū)域，能夠獨(dú)立進(jìn)行工作，當(dāng)使用時(shí)能同時(shí)滿足切割或攪拌，提高切削效率，避免資源浪費(fèi)。

方案三：我們采用了發(fā)明原理21快速通過(guò)法，采用鋒利的削片器，隨著搖把的快速轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致削片器也快速通過(guò)，因此達(dá)到一個(gè)能在短時(shí)間內(nèi)快速提升效率的作用。

方案四：我們根據(jù)不同人群的切削要求，選擇合適的切削模板，并切削成特定形狀，可以快速且高質(zhì)量滿足客戶所要求切削的藥切形狀。

方案五：在固有的基礎(chǔ)是，我們選用的材料都是安全，耐用的，如桌面采用的是大芯板材料，內(nèi)部齒輪箱采用的是POM，具有摩擦系數(shù)低，耐用性高特點(diǎn)，不易損害。

方案六：我們采用了發(fā)明原理6多用性，在固有的基礎(chǔ)上，我們使一個(gè)對(duì)象中藥切削臺(tái)能夠執(zhí)行多種不同的功能，從而使得其他只具有單一功能的對(duì)象成為多余。

方案七：我們采用了發(fā)明原理20有效作用的連續(xù)性原理，操作者在使用中藥切削臺(tái)的時(shí)候，在時(shí)間、順序、物質(zhì)組成或范圍廣度上建立連續(xù)的流程，并消除使用的空閑及間歇性動(dòng)作，即使切削效率得到提高，但是中藥切削臺(tái)的操作人員需要定時(shí)休息，不可能連續(xù)的進(jìn)行工作。

方案八：我們采用了發(fā)明原理11預(yù)補(bǔ)償（事先防范）原理，我們?yōu)橹兴幥邢髋_(tái)準(zhǔn)備好應(yīng)急措施，如在使用過(guò)程中組件出現(xiàn)問(wèn)題的話，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)償對(duì)象較低的可靠性，但中藥切削臺(tái)在正常的操作過(guò)程中，發(fā)生此類問(wèn)題概率很低。

方案九：對(duì)切割刀進(jìn)行了改進(jìn)，我們將切割刀片的角度整體做成弧形刀狀，左右上下各設(shè)一對(duì)，增大切割接觸面積與接觸時(shí)間，使得切割更徹底，并在刀片外安裝有環(huán)形保護(hù)裝置。

經(jīng)過(guò)整合考慮，本團(tuán)隊(duì)決定采用方案一、二、五、九;利用TRIZ理論改進(jìn)一臺(tái)中藥切削臺(tái)，通過(guò)提取把現(xiàn)有的中藥切削臺(tái)優(yōu)點(diǎn)集聚一起，并把切割與攪碎組合在同一平面上，在切割刀進(jìn)行改進(jìn)，把切割刀片的角度整體做成弧形刀狀，左右上下各設(shè)一對(duì)，在裝置材料上選用的堅(jiān)固的大芯板，POM，高密度鐵皮，搖把與握把包裝有高密度海綿，這樣一來(lái)使得裝置更具有人性化也給使用者帶來(lái)了方便。

2結(jié)論

該中藥切削臺(tái)屬于中藥材領(lǐng)域，整個(gè)系統(tǒng)改進(jìn)是基于國(guó)際上先進(jìn)的創(chuàng)新方面原理TRIZ理論完成，使得在一種中藥切削臺(tái)的改進(jìn)過(guò)程中大量降低研發(fā)成本及減少了研發(fā)時(shí)間。通過(guò)系統(tǒng)分析明確各個(gè)系統(tǒng)組件和相互作用，由“技術(shù)矛盾及矩陣”和"TRIZ標(biāo)準(zhǔn)解”等工具尋找解決問(wèn)題的思路。一種中藥切削臺(tái)技術(shù)的研發(fā)成功，給人們帶來(lái)驚喜，相比較于目前市場(chǎng)上同時(shí)使用切片機(jī)，粉碎機(jī)占據(jù)更小的空間，給人們帶來(lái)方便、性能穩(wěn)定、綠色環(huán)保、可回收利用等相關(guān)參數(shù)完全符合當(dāng)前我國(guó)基層地區(qū)使用。