基于TRIZ的新型课桌椅创新设计

2014-12-24 23:31李银宝李铭书曹荣康
科技创新导报 2014年30期
关键词:工艺性课桌椅

李银宝+李铭书+曹荣康

摘 要:该文主要应用TRIZ理论对已有中小学课桌椅进行了再设计。依据系统的技术进化路线,针对多数校园中已有的木制课桌笨重、运输搬运不便、结构单一、不可调节、桌椅管理不便等诸多不足,在较充分考察课桌市场和相关技术(主要对专项专利进行了研究与总结)的基础上,有的放矢地对成套课桌椅进行了创造性改进,实现了系统基于场的控制和连续性变化。该文提出的新型课桌椅最大的特点是便携、可折叠、桌椅一体化和轻量化,且成本易于控制,工艺简单,便于批量投产。

关键词:TRIZ  课桌椅  进化路线  工艺性  便携

中图分类号:TH218 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(c)-0034-02

目前多数校园中已有的木制课桌存在结构笨重、搬运不便、功能单一、高度不可调节、管理不便及浪费资源等诸多不足。市场上一些其他形式的便携或者可折叠的桌椅尽管实现了便携性和可折叠功能,但其整体结构复杂,对管件间配合精度要求较高,即工艺性较差,进而造成加工成本的增加。此外,桌椅一般配套使用,所以其是否便于管理很重要。综上所述,影响桌椅使用和生产特性的因素主要包括桌面高度、桌椅重量、便携性、可调节性、结构稳定性、工艺性、是否便于管理等。因此,研究开发出一种新型课桌椅,便携可折叠,工艺性好,高度可调,桌椅一体。

1 技术背景[1]

我国学生的课桌椅大体沿袭着西方学校课桌椅的发展轨迹。从构成的材质和发展历史看,两者并无明显不同,都经历了杂木制造、钢木合一、硬塑替代等过程;从外形看,由单一的形态逐渐过渡到升降式等更符合人机工程学的多种形态。并且随着青少年身高、体重的变化,国内外都存在课桌椅标准再修订的问题,但也有不同,主要体现在课桌椅的摆放方面,相对国内普遍的整齐划一,国外学生课桌椅的摆放则灵活多样。

当下可升降学生课桌材质主要为钢木结合结构,桌面为三聚氰胺板,桌腿钢结构。凳子也多为钢木结构,桌凳也有相关固件来调节高度;也有塑料的升降学生课桌。但是钢木结构导致桌凳腿结果复杂,使得教室打扫起来比较麻烦,且因为不能随手调节高度,需要借用一定的器械才能调节高度,导致很多学校的升降课桌沦为固定课桌。

目前我国采用实施的是GB/T3976-2002标准。该标准是对GB/T7792-1987《学校课桌椅卫生标准》和GB/T3976-1983《学校课桌椅功能尺寸》的合并修订。同时该标准的修订,主要依据近年我国的人体测量资料和专门调查,非等效采用了国际标准ISO 5970-1979《家具—— 教学用桌椅—— 功能尺寸》,并参考了日本工业规格JIS S 1021-1991《学校家具(普通教室用桌椅)》和JIS S 1015-1974《讲课教室用固定式桌椅尺寸》。

2 基于TRIZ的新型课桌椅方案设计

针对木制课桌存在结构笨重、搬运不便、功能单一、高度不可调节、管理不便及浪费资源等诸多不足,本文基于TRIZ理论指导进行了创新性方案分析,论证与结构设计。设计出一种便携式可调新型课桌椅。

2.1 TRIZ主要理论及方法研究

TRIZ理论最初是在20世纪中期由前苏联科学家G.S.Altshuller提出。TRIZ理论是一种用于解决发明问题的创新理论和方法,其体系中很重要的两部分就是技术进化理论和冲突解决理论。技术进化理论用于预测现有技术的进化方向,为产品设计提供指导。冲突解决理论则用于产品设计过程中具体发明问题的解决。

TRIZ理论将创新设计过程中遇到的矛盾、冲突、问题归纳成两类:物理冲突和技术冲突。针对物理冲突,经常利用的TRIZ工具是分离原理;针对技术冲突,经常利用的是冲突矩阵。利用TRIZ理论中的冲突解决理论,我们对课桌椅再设计过程中的发明问题进行了合理的解决,实现了桌椅便携、高度可调、成本易控、工艺简单等特点。

TRIZ理论归纳出了系统的九大技术进化定律及其对应的若干进化路线。这一通过统计2001年5月到2014年5月的1404例中国“桌椅”专利和160例欧美“桌椅”专利,可以大致归纳出桌椅作为一个系统的进化路线,即向连续变化系统进化(单态系统→多态系统→连续变化系统)或向场进化(刚性系统→带有一个铰链的系统→带有多个铰链的系统→柔性系统→基于场的系统)[2]。所以,在具体的方案设计中,应基本实现系统的连续性变化或通过增强柔性来控制调节系统。

2.2 TRIZ理论中的冲突解决理论为新产品设计提供了思路

G.S.Altshuller等人将冲突主要分为管理冲突、物理冲突和技术冲突,发明问题主要面临的是物理冲突和技术冲突。因此,在应用TRIZ冲突解决理论解决发明问题时,首先应将问题用TRIZ语言进行描述和分类。

具体而言,当对一子系统具有相反的要求时就出现了物理冲突。现代TRIZ在总结物理冲突解决方法的基础上,提出了采用如下的分离原理解决物理冲突的方法:空间分离、时间分离、基于条件的分离、整体与部分的分离。

当子系统间产生矛盾或系统的某两个参数、特性间产生矛盾时就出现了技术冲突。TRIZ理论中技术冲突的解决是一个完整的过程,除了理论的应用过程,还包括应用该理论前的前处理与应用之后的后处理等过程。前处理过程的主要任务包括寻找要改变的系统特性、查找TRIZ给出的工程参数中与要改变的系统特性对应的参数、将眼前的一般问题描述为TRIZ的标准问题,同时确定参数变化方向(改进或恶化)等;理论应用过程主要包括在冲突矩阵中查找相互冲突的工程参数确定的矩阵元素,并用上述元素确定发明原理,而后将所确定的原理应用于设计者的问题等;后处理过程的主要任务是对从冲突矩阵得出的发明原理进行启发性思考、获得设计依据和灵感,评价并完善概念设计及后续的设计等。其中,TRIZ给出的冲突矩阵和40条发明原理是整个过程的核心工具。

2.3 设计过程问题的描述

结合TRIZ中发明问题的解决理论,我们将发明问题归纳为两类:物理冲突和技术冲突。

首先,根据正常的使用习惯,人们普遍希望课桌椅在使用时高度合适,使用面积大,必要时要实现桌椅高度调节;在桌椅处于备用状态时,如进行桌椅搬运、存放甚至是携带时,其整体结构要实现便携,这时就需要其体积要尽量小,以避免不必要的空间、人力、财力的浪费。此时,问题就是如何实现一套桌椅的体积在使用时大,不使用时小,这是对系统的体积提出的两个相反方向的设计要求,属于物理冲突。

其次,既然要改变系统体积,就难免在设计时出现活动部件和调节机构,这就会使系统的稳定性受到一定程度上的影响,通过查阅TRIZ给出的39个工程参数,将这一冲突可转化为标准冲突,即静止物体体积与结构稳定性之间的冲突。

此外,要想实现便携,就应尽量减少系统中元件数量,所以提出了桌椅一体化的设计思路。同时为实现体积调节,还要增加体积调节结构。但是具体方案中就要面临这样一个问题,“一体化”过程会不会使整个系统变复杂?会不会使系统可操作性变差?通过对比查阅TRIZ给出的39个工程参数,这一冲突可转化为标准冲突:物质或事物的数量与可操作性之间的冲突、物质或事物的数量与装置复杂性之间的冲突。

2.4 基于TRIZ技术冲突解决原理的新型课桌椅创新方案设计

依据系统的进化路线,我们初步给出了解决方案的设计方向。对于物理冲突,主要应用分离原理进行解决。考虑到桌椅在使用时要求体积要大,不使用时要求体积要小,便说明两种状态存在时间差。因此,可以应用时间分离原理对该物理冲突进行解决。对此,我们需要设计或者寻找一种机构,能实现以上两种工作状态甚至实现系统的连续变化。经过查阅文献资料和大量专利[3],我们选定了可实现伸缩功能的交叉机构。

对于技术冲突:静止物体体积与结构稳定性之间的冲突。通过查阅冲突矩阵,TRIZ对相应给出了28、34、35、40四条发明原理。其中34抛弃与修复原理和40复合材料原理对于桌椅这种简单系统来说会造成结构复杂化和成本提升,所以不予考虑。之后依据连续性变化和基于场控制系统的进化方向,我们在28机械系统的替代原理和35参数变化原理的启发下注意到重要两点:换场、改变物体柔性。对于换场,我们选择将静态场转变为动态场,这样可以实现场控制;对于改变物体柔性,我们选择改变机构的运动轨迹,这样可以进一步实现系统连续性变化。作为补充,考虑到方案设计的细节问题,对于技术冲突:物质或事物的数量与可操作性/装置复杂性之间的冲突,通过查阅冲突矩阵,我们得到了35、29、25、3、13、27、10等若干条发明原理。其中29气动与液压结构原理和25自服务原理工艺复杂,不便实现;3局部质量原理简单,但是势必给结构带来新的改变。所以,上述原理不予考虑。对于35参数变化原理,我们选择了改变物体柔性;对于10预操作原理,我们选择了预先对物体进行特殊安排;对于13反向原理,我们选择了结构多用性;对于27用低成本、不耐用物体代替昂贵、耐用物体原理,我们选择了合适的结构材料。

针对物理冲突,我们选定了可伸缩的交叉机构。具体实施上,桌椅使用时机构张开,不使用时机构收紧。

针对第一个技术冲突,我们设计了滑道,使其一端与交叉机构的一端固连;另一端滑动,以便于整个机构的变动,我们还配备了定位销,以实现机构定位,这样便可以实现静态场与动态场的相互转换。为增加机构柔性,我们改小了交叉机构尺寸,增加了交叉机构数量,即通过改变桌腿的节数增强了机构的柔性。滑道与交叉机构相互配合,即可实现系统的场控制和连续性变化

针对第二个技术冲突,我们设计了连杆机构以实现桌椅“一体化”和系统结构的预操作,为保证强度和相对运动位置准确度,采用了平面四杆机构[4];为降低系统复杂度,同时实现结构多用性,我们赋予椅子腿另一个功能:手柄。就是说,在桌椅收紧后,椅子腿可充当新系统中手柄的角色;为降低成本和技术可实现性,我们将承重机构的材料选定为不锈钢,将各板面材料选定为聚酯材料。

3 设计评价

从技术上分析,该设计方案对于设计思路和要求中的场控制和连续性变化进行了合理的实现。值得关注的是,该设计方案工艺性良好,整个制造过程仅涉及管材的切割、焊接、铆接等工艺,几乎不存在高精度的配合及其他技术要求,便于高效批量生产,且便于回收再利用。此外,该设计方案多采用市场标准件,结构简单,组装方便,均保证了生产过程的低成本,便于投入生产。

面对市场,课桌椅的设计主要是为学生、学校和运输搬运者提供更优化的使用功能,也包括制造商。对于学生,该设计方案便于使用与携带;对于学校,该设计方案便于存储与管理;对于搬运者,该设计方案便于运输和搬运;对于制造商,该设计方案节省工时,工艺简单,成本低,便于投产且生产效率高。表1为相同参数(如高度、面积相同)情况下,该设计方案的重要设计参数与已有产品相应参数的对比[5]。

4 结论

该设计方案在完成初步设计的基础上,参考国家标准,对一组参数进行了实物制作和系统强度校核,在不锈钢壁厚1 mm,截面尺寸为10×15[6]时,整个系统可承受至少200 kg的重量[7],这对于学生来说是十分安全的。至于将该设计方案进一步投入生产,还需进行更多参数的标准化和系统强度校验,即实现该设计方案的标准化、系列化[8]。

展望未来,该设计方案将以其显著地结构、性能、工艺、成本优势极大地刺激消费,加速校园桌椅更新换代。

参考文献

[1] 学生课桌椅国家标准[EB/OL].http: //www.ahkoo.com/news/118.htm.

[2] 檀润华.TRIZ及应用[M].北京:高等教育出版社,2010.

[3] 搜索-中国知网-桌椅[EB/OL].http://epub.cnki.net/kns/brief/default_result.aspx.

[4] 孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理[M].高等教育出版社,2010:109-150.

[5] 桌椅价格批发商-阿里巴巴[EB/OL].http://p4psearch.1688.com/p4p114/p4psearch/offer2.htm?keywords=%d7%c0%d2%ce%bc%db%b8%f1&cosite=baidujj&location=phrase&trackid=4014000003490694.

[6] 常用钢管规格一览表[EB/OL].http://www.docin.com/p-403230080.html.

[7] 范慕辉,焦永树.材料力学[M].机械工业出版社,2010:55-173.

[8] 韦莉莉.推进课桌椅标准化建设的策略[J].实验教学与仪器,2014(3):69-70.

2.3 设计过程问题的描述

结合TRIZ中发明问题的解决理论,我们将发明问题归纳为两类:物理冲突和技术冲突。

首先,根据正常的使用习惯,人们普遍希望课桌椅在使用时高度合适,使用面积大,必要时要实现桌椅高度调节;在桌椅处于备用状态时,如进行桌椅搬运、存放甚至是携带时,其整体结构要实现便携,这时就需要其体积要尽量小,以避免不必要的空间、人力、财力的浪费。此时,问题就是如何实现一套桌椅的体积在使用时大,不使用时小,这是对系统的体积提出的两个相反方向的设计要求,属于物理冲突。

其次,既然要改变系统体积,就难免在设计时出现活动部件和调节机构,这就会使系统的稳定性受到一定程度上的影响,通过查阅TRIZ给出的39个工程参数,将这一冲突可转化为标准冲突,即静止物体体积与结构稳定性之间的冲突。

此外,要想实现便携,就应尽量减少系统中元件数量,所以提出了桌椅一体化的设计思路。同时为实现体积调节,还要增加体积调节结构。但是具体方案中就要面临这样一个问题,“一体化”过程会不会使整个系统变复杂?会不会使系统可操作性变差?通过对比查阅TRIZ给出的39个工程参数,这一冲突可转化为标准冲突:物质或事物的数量与可操作性之间的冲突、物质或事物的数量与装置复杂性之间的冲突。

2.4 基于TRIZ技术冲突解决原理的新型课桌椅创新方案设计

依据系统的进化路线,我们初步给出了解决方案的设计方向。对于物理冲突,主要应用分离原理进行解决。考虑到桌椅在使用时要求体积要大,不使用时要求体积要小,便说明两种状态存在时间差。因此,可以应用时间分离原理对该物理冲突进行解决。对此,我们需要设计或者寻找一种机构,能实现以上两种工作状态甚至实现系统的连续变化。经过查阅文献资料和大量专利[3],我们选定了可实现伸缩功能的交叉机构。

对于技术冲突:静止物体体积与结构稳定性之间的冲突。通过查阅冲突矩阵,TRIZ对相应给出了28、34、35、40四条发明原理。其中34抛弃与修复原理和40复合材料原理对于桌椅这种简单系统来说会造成结构复杂化和成本提升,所以不予考虑。之后依据连续性变化和基于场控制系统的进化方向,我们在28机械系统的替代原理和35参数变化原理的启发下注意到重要两点:换场、改变物体柔性。对于换场,我们选择将静态场转变为动态场,这样可以实现场控制;对于改变物体柔性,我们选择改变机构的运动轨迹,这样可以进一步实现系统连续性变化。作为补充,考虑到方案设计的细节问题,对于技术冲突:物质或事物的数量与可操作性/装置复杂性之间的冲突,通过查阅冲突矩阵,我们得到了35、29、25、3、13、27、10等若干条发明原理。其中29气动与液压结构原理和25自服务原理工艺复杂,不便实现;3局部质量原理简单,但是势必给结构带来新的改变。所以,上述原理不予考虑。对于35参数变化原理,我们选择了改变物体柔性;对于10预操作原理,我们选择了预先对物体进行特殊安排;对于13反向原理,我们选择了结构多用性;对于27用低成本、不耐用物体代替昂贵、耐用物体原理,我们选择了合适的结构材料。

针对物理冲突,我们选定了可伸缩的交叉机构。具体实施上,桌椅使用时机构张开,不使用时机构收紧。

针对第一个技术冲突,我们设计了滑道,使其一端与交叉机构的一端固连;另一端滑动,以便于整个机构的变动,我们还配备了定位销,以实现机构定位,这样便可以实现静态场与动态场的相互转换。为增加机构柔性,我们改小了交叉机构尺寸,增加了交叉机构数量,即通过改变桌腿的节数增强了机构的柔性。滑道与交叉机构相互配合,即可实现系统的场控制和连续性变化

针对第二个技术冲突,我们设计了连杆机构以实现桌椅“一体化”和系统结构的预操作,为保证强度和相对运动位置准确度,采用了平面四杆机构[4];为降低系统复杂度,同时实现结构多用性,我们赋予椅子腿另一个功能:手柄。就是说,在桌椅收紧后,椅子腿可充当新系统中手柄的角色;为降低成本和技术可实现性,我们将承重机构的材料选定为不锈钢,将各板面材料选定为聚酯材料。

3 设计评价

从技术上分析,该设计方案对于设计思路和要求中的场控制和连续性变化进行了合理的实现。值得关注的是,该设计方案工艺性良好,整个制造过程仅涉及管材的切割、焊接、铆接等工艺,几乎不存在高精度的配合及其他技术要求,便于高效批量生产,且便于回收再利用。此外,该设计方案多采用市场标准件,结构简单,组装方便,均保证了生产过程的低成本,便于投入生产。

面对市场,课桌椅的设计主要是为学生、学校和运输搬运者提供更优化的使用功能,也包括制造商。对于学生,该设计方案便于使用与携带;对于学校,该设计方案便于存储与管理;对于搬运者,该设计方案便于运输和搬运;对于制造商,该设计方案节省工时,工艺简单,成本低,便于投产且生产效率高。表1为相同参数(如高度、面积相同)情况下,该设计方案的重要设计参数与已有产品相应参数的对比[5]。

4 结论

该设计方案在完成初步设计的基础上,参考国家标准,对一组参数进行了实物制作和系统强度校核,在不锈钢壁厚1 mm,截面尺寸为10×15[6]时,整个系统可承受至少200 kg的重量[7],这对于学生来说是十分安全的。至于将该设计方案进一步投入生产,还需进行更多参数的标准化和系统强度校验,即实现该设计方案的标准化、系列化[8]。

展望未来,该设计方案将以其显著地结构、性能、工艺、成本优势极大地刺激消费,加速校园桌椅更新换代。

参考文献

[1] 学生课桌椅国家标准[EB/OL].http: //www.ahkoo.com/news/118.htm.

[2] 檀润华.TRIZ及应用[M].北京:高等教育出版社,2010.

[3] 搜索-中国知网-桌椅[EB/OL].http://epub.cnki.net/kns/brief/default_result.aspx.

[4] 孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理[M].高等教育出版社,2010:109-150.

[5] 桌椅价格批发商-阿里巴巴[EB/OL].http://p4psearch.1688.com/p4p114/p4psearch/offer2.htm?keywords=%d7%c0%d2%ce%bc%db%b8%f1&cosite=baidujj&location=phrase&trackid=4014000003490694.

[6] 常用钢管规格一览表[EB/OL].http://www.docin.com/p-403230080.html.

[7] 范慕辉,焦永树.材料力学[M].机械工业出版社,2010:55-173.

[8] 韦莉莉.推进课桌椅标准化建设的策略[J].实验教学与仪器,2014(3):69-70.

2.3 设计过程问题的描述

结合TRIZ中发明问题的解决理论,我们将发明问题归纳为两类:物理冲突和技术冲突。

首先,根据正常的使用习惯,人们普遍希望课桌椅在使用时高度合适,使用面积大,必要时要实现桌椅高度调节;在桌椅处于备用状态时,如进行桌椅搬运、存放甚至是携带时,其整体结构要实现便携,这时就需要其体积要尽量小,以避免不必要的空间、人力、财力的浪费。此时,问题就是如何实现一套桌椅的体积在使用时大,不使用时小,这是对系统的体积提出的两个相反方向的设计要求,属于物理冲突。

其次,既然要改变系统体积,就难免在设计时出现活动部件和调节机构,这就会使系统的稳定性受到一定程度上的影响,通过查阅TRIZ给出的39个工程参数,将这一冲突可转化为标准冲突,即静止物体体积与结构稳定性之间的冲突。

此外,要想实现便携,就应尽量减少系统中元件数量,所以提出了桌椅一体化的设计思路。同时为实现体积调节,还要增加体积调节结构。但是具体方案中就要面临这样一个问题,“一体化”过程会不会使整个系统变复杂?会不会使系统可操作性变差?通过对比查阅TRIZ给出的39个工程参数,这一冲突可转化为标准冲突:物质或事物的数量与可操作性之间的冲突、物质或事物的数量与装置复杂性之间的冲突。

2.4 基于TRIZ技术冲突解决原理的新型课桌椅创新方案设计

依据系统的进化路线,我们初步给出了解决方案的设计方向。对于物理冲突,主要应用分离原理进行解决。考虑到桌椅在使用时要求体积要大,不使用时要求体积要小,便说明两种状态存在时间差。因此,可以应用时间分离原理对该物理冲突进行解决。对此,我们需要设计或者寻找一种机构,能实现以上两种工作状态甚至实现系统的连续变化。经过查阅文献资料和大量专利[3],我们选定了可实现伸缩功能的交叉机构。

对于技术冲突:静止物体体积与结构稳定性之间的冲突。通过查阅冲突矩阵,TRIZ对相应给出了28、34、35、40四条发明原理。其中34抛弃与修复原理和40复合材料原理对于桌椅这种简单系统来说会造成结构复杂化和成本提升,所以不予考虑。之后依据连续性变化和基于场控制系统的进化方向,我们在28机械系统的替代原理和35参数变化原理的启发下注意到重要两点:换场、改变物体柔性。对于换场,我们选择将静态场转变为动态场,这样可以实现场控制;对于改变物体柔性,我们选择改变机构的运动轨迹,这样可以进一步实现系统连续性变化。作为补充,考虑到方案设计的细节问题,对于技术冲突:物质或事物的数量与可操作性/装置复杂性之间的冲突,通过查阅冲突矩阵,我们得到了35、29、25、3、13、27、10等若干条发明原理。其中29气动与液压结构原理和25自服务原理工艺复杂,不便实现;3局部质量原理简单,但是势必给结构带来新的改变。所以,上述原理不予考虑。对于35参数变化原理,我们选择了改变物体柔性;对于10预操作原理,我们选择了预先对物体进行特殊安排;对于13反向原理,我们选择了结构多用性;对于27用低成本、不耐用物体代替昂贵、耐用物体原理,我们选择了合适的结构材料。

针对物理冲突,我们选定了可伸缩的交叉机构。具体实施上,桌椅使用时机构张开,不使用时机构收紧。

针对第一个技术冲突,我们设计了滑道,使其一端与交叉机构的一端固连;另一端滑动,以便于整个机构的变动,我们还配备了定位销,以实现机构定位,这样便可以实现静态场与动态场的相互转换。为增加机构柔性,我们改小了交叉机构尺寸,增加了交叉机构数量,即通过改变桌腿的节数增强了机构的柔性。滑道与交叉机构相互配合,即可实现系统的场控制和连续性变化

针对第二个技术冲突,我们设计了连杆机构以实现桌椅“一体化”和系统结构的预操作,为保证强度和相对运动位置准确度,采用了平面四杆机构[4];为降低系统复杂度,同时实现结构多用性,我们赋予椅子腿另一个功能:手柄。就是说,在桌椅收紧后,椅子腿可充当新系统中手柄的角色;为降低成本和技术可实现性,我们将承重机构的材料选定为不锈钢,将各板面材料选定为聚酯材料。

3 设计评价

从技术上分析,该设计方案对于设计思路和要求中的场控制和连续性变化进行了合理的实现。值得关注的是,该设计方案工艺性良好,整个制造过程仅涉及管材的切割、焊接、铆接等工艺,几乎不存在高精度的配合及其他技术要求,便于高效批量生产,且便于回收再利用。此外,该设计方案多采用市场标准件,结构简单,组装方便,均保证了生产过程的低成本,便于投入生产。

面对市场,课桌椅的设计主要是为学生、学校和运输搬运者提供更优化的使用功能,也包括制造商。对于学生,该设计方案便于使用与携带;对于学校,该设计方案便于存储与管理;对于搬运者,该设计方案便于运输和搬运;对于制造商,该设计方案节省工时,工艺简单,成本低,便于投产且生产效率高。表1为相同参数(如高度、面积相同)情况下,该设计方案的重要设计参数与已有产品相应参数的对比[5]。

4 结论

该设计方案在完成初步设计的基础上,参考国家标准,对一组参数进行了实物制作和系统强度校核,在不锈钢壁厚1 mm,截面尺寸为10×15[6]时,整个系统可承受至少200 kg的重量[7],这对于学生来说是十分安全的。至于将该设计方案进一步投入生产,还需进行更多参数的标准化和系统强度校验,即实现该设计方案的标准化、系列化[8]。

展望未来,该设计方案将以其显著地结构、性能、工艺、成本优势极大地刺激消费,加速校园桌椅更新换代。

参考文献

[1] 学生课桌椅国家标准[EB/OL].http: //www.ahkoo.com/news/118.htm.

[2] 檀润华.TRIZ及应用[M].北京:高等教育出版社,2010.

[3] 搜索-中国知网-桌椅[EB/OL].http://epub.cnki.net/kns/brief/default_result.aspx.

[4] 孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理[M].高等教育出版社,2010:109-150.

[5] 桌椅价格批发商-阿里巴巴[EB/OL].http://p4psearch.1688.com/p4p114/p4psearch/offer2.htm?keywords=%d7%c0%d2%ce%bc%db%b8%f1&cosite=baidujj&location=phrase&trackid=4014000003490694.

[6] 常用钢管规格一览表[EB/OL].http://www.docin.com/p-403230080.html.

[7] 范慕辉,焦永树.材料力学[M].机械工业出版社,2010:55-173.

[8] 韦莉莉.推进课桌椅标准化建设的策略[J].实验教学与仪器,2014(3):69-70.

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