遇险拨号呼救多功能拐杖 triz系统设计

遇险拨号呼救多功能拐杖机设101班蒋攀一、研究目的在日常生活中，对于一些老人来说，拐杖已经成为他们的生活必需品，然而现在的大多数拐杖功能单一，结构简单，或有的功能很多却不实用。为此我们经过日常观察和分析后，结合老人在实际生活中遇到的困难，并结合自己所学的TRIZ理论，通过运用合理的结构将所想到的所有功能结合在我们所发明的拐杖上。二、基本思路及创新点所有运行某个功能的事物都可成为一个技术系统。在我们的作品中，整个拐杖整体就是一个技术系统。整个技术系统我们将其分为自动报警拨号定位系统，内置拉钩结构、自发电结构等子系统分别进行创新设计。（一）矛盾分析1、物理矛盾拐杖和老人同时倒地时需要及时拨号，但不小心碰到拐杖则不能拨号。解决该物理矛盾方法条件分离，在拐杖内安装个开关，老人走路时按下开关接通电路，拐杖倒地时即可报警拨号，不用拐杖时可断开开关，即使倒地也不会报警。另一方面要求拐杖小巧灵活以便老年人使用，另一方面又要求拐杖体积适当大以容纳所有子系统。解决该物理矛盾的办法空间的分离，具体实施办法拐杖外壳选用管状材质，将拾取物体的拉钩置于管内部，并设计手动控制弹出的功能，在使用时才让拐杖的拾取钩露出。自动报警电路及结构、自充电结构均设计在拐杖把柄内部，仅在外面露出开关部分。2、技术矛盾（1）拐杖以轻巧为主，但集中了上面的子系统后重量却不可小觑。如果减小质量，其可靠性则无法保证。表1矛盾矩阵表恶化参数改善参数14强度27可靠性2静止物体重量28，2，10，2710，28，8，3创新原理启示一“2抽取原理可把拐杖内部抽成空心，减小质量；“3局部质量法”拐杖整体上采用的质轻的材料，最典型的是拐杖外壳全部采用的是PVC管，而在重要部位可采用质量大强度大的材料。（2）当拐杖倒地时需要向老人亲人拨号呼救，为实现这个功能得向拐杖内部添加复杂的集成电路结构，不仅价格昂贵，而且增加了拐杖的复杂性，同时降低了拐杖的可修复性、稳定性和可靠性。表2矛盾矩阵表恶化参数改善参数23物质损耗27可靠性13稳定性34可修复性38自动化程度35,10,18,511,27,3218,11,35,1333易用性28,32,2,2417,27,8,4032,35,3012,26,1,3235适用性15,10,2,1335，13，8，2435，30，141，16，7，4创新原理启示二“1分割原理”把物体分割成独立部分；“2抽取原理”从物体中抽取必要的部分或属性；“24中介原理”，把一个易于拆除的物体附加在物体上；我们可以把拨号的功能转移到一部语音手机上，既让一部语音手机预先录上鸣蜂器的声音，蜂鸣器响后，语音手机会自动拨号，而拐杖上的GPS信后接受器时刻将老人所在位置上传到网上，亲人接到报警后，即可通过手机查出老人的出事地点，并立刻实施救助。二物场分析怎么实现这个功能呢我们的初步想法是在拐杖内部放一个铁珠，拐杖倒下时可以使铁珠依靠重力场滚下来接通电路让蜂鸣器发出求救信号。实验发现，由于铁珠和导线是点面接触，出现接触不良效应不足的完整模型一般解法用另一个场代替原来的场；增加另一个场，并系统化分析；插进另一个物或加上另一个场来提高有用效应。我们决定用另一个场来取代原来的场。当拐杖倒地，管子由直立变为平躺，溶液即通过化学场连通在管子上面的导线。但是如果发出声音只能让旁边的人听到，但万一旁边没人呢效应不足的完整模型一般解法用另一个场代替原来的场；增加另一个场，并系统化分析；插进另一个物或加上另一个场来提高有用效应。我们选择增加另一个场，来优化系统老人身上的语音手机一听到蜂鸣器的声音就可以给预定号码拨号。当老人的亲人接到老人的求救电话后，怎样才能知道老人的位置呢资源分析中有重力场机械场电磁场等。显然，电磁场是最佳选择。在拐杖里面安装一个GPS信号接收器，将老人的位置信息上传到网上，亲人可通过手机上网查出老人位置，然后呼救120前往救助老人。三、解决方案及使用方法当老人使用拐杖前，需按下一个开关（开关在把手处，不按下时会突出表面，手握拐杖会感到不舒服，以此来提醒老人按下开关），当老人中风倒地，氯化钠溶液会接通电路，蜂鸣器会发出警报声，老人身上的特制语音手机听到声音后会自动向特定号码拨号（设为其儿子），他儿子知道后通过手机上的GPS终端搜索出老人的出事地点（老人的拐杖内有GPS信号接收器，可将老人的地址分享到网上），即可对老人实施最及时的救助；用手动开关对照明灯、验钞灯进行开关控制，方便老人使用，当有金属物品掉在地上时，可以将拐杖倒过来，用永磁铁将金属物