TRIZ创新方法课程报告——便携入耳式耳机设计
课程名称创新方法
题目名称便携入耳式耳
机设计
学生学院学院
专业班级
学号
学生姓名
指导教师杨杰/闵雁
2016 年12月1 日
目录
1 绪论 ....................... 错误!未定义书签。
题目背景及目的错误!未定义书签。
2 问题描述................ 错误!未定义书签。
问题情境描述... 错误!未定义书签。
问题初始情境描述错误!未定义书签。
系统当前存在的主要问题错误!未定
义书签。
系统主要缺点出现的情境错误!未定
义书签。
初步解决思路..... 错误!未定义书签。
明确要解决的问题错误!未定义书
签。
对新技术系统的要求错误!未定义书
签。
技术系统IFR .... 错误!未定义书签。
3 问题分析................ 错误!未定义书签。
系统功能分析与建立功能模型错误!
未定义书签。
组件分析及相互作用分析错误!
未定义书签。
建立功能模型错误!未定义书
签。
通过功能模型的分析与裁剪的
应用 ............ 错误!未定义书签。
通过功能模型分析与裁剪得到
的关键问题.错误!未定义书签。
因果分析 .......... 错误!未定义书签。
原因轴分析错误!未定义书签。
结果轴分析错误!未定义书签。
因果分析的规范化错误!未定
义书签。
选择解题的入手点错误!未定
义书签。
识别出的问题错误!未定义书
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4 矛盾问题求解 ........ 错误!未定义书签。
技术矛盾分析与求解错误!未定义
书签。
物理矛盾分析与求解错误!未定义
书签。
物理矛盾识别错误!未定义书
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空间分离... 错误!未定义书签。
时间分离... 错误!未定义书签。5方案评价................. 错误!未定义书签。
方案原理说明... 错误!未定义书签。
方案原理评价与决策错误!未定义书
签。
借助技术系统物场模型分析解决方
案 ....................... 错误!未定义书签。
6 结论与课程学习心得错误!未定义书
签。
参考文献........ 错误!未定义书签。
1 绪论
1.1题目背景及目的
背景：正当使用者习以为常地将耳机插入手机然后享受私人音乐时，虽然技术上有很大的提升，但耳机外部形态变化很小。而现有手机的外形多是长方体型，入耳式耳机和手机一起放入口袋很容易发生碰撞，人在运动时耳机在口袋内也不能放得很牢固。
目的：设计出一款方便携带且与众不同的耳机。
2 问题描述
问题情境描述
技术系统名称：入耳式耳机
技术系统功能：放入耳朵发出声音，接收手机音频讯号
问题初始情境描述
手机发出音频讯号，讯号经耳机线或电磁波传送到耳机左右处理单元，处理成声音传入耳朵被耳朵接收（完整描述系统的工作原理）。
系统当前存在的主要问题
耳机外形不方便携带。
系统主要缺点出现的情境
1.耳机与手机一同放置的时候
2.放置口袋内人剧烈运动的时候
初步解决思路
（或类似问题的解决方案及存在的缺陷）
蓝牙耳机（取消了耳机线）或是使用耳机收纳盒
明确要解决的问题
如何解决耳机外形不利于方便携带。
对新技术系统的要求
耳机便于和手机一同收纳以及随身携带。技术系统IFR
将手机与耳机外形统一。
3 问题分析
系统功能分析与建立功能模型组件分析及相互作用分析
组件A 组件A对组件
B的作用
组件B 补充功能级别
手机产生声音至引线一端主要功能
引线连接左右发声单元两端封闭辅助功能
左右发声单元产生声音至耳朵基础功能
音频、视频存在手机电子信号辅助功能
建立功能模型
通过功能模型的分析与裁剪的应用
将引线单元裁剪掉后再建立理想化的功能模型。
分析新的功能模型可知：
引线的功能是连接手机与左右发音单元。若符合以下条件，引线可被拆除：
（1）没有手机和左右发音单元，因此这两者不需要引线连接；
（2）手机自己本身能够起连接作用，将其和左右发音单元连接起来；
（3）技术系统中的其他组件起连接作用，如左右发音单元；超系统组件中有起连接作用的组件，如音频、视频。
目前已有的解决方案：
蓝牙耳机经过第1次裁剪，分析出结果是已经存在的较好的解决方案，继续对功能模型进行裁剪。
价值最低的组件一一左右发音单元。裁剪掉左右发音单元后建立一个新的理想化
的功能模型。
分析新的功能模型可知：左右发音单元的功能是将手机产生的电子信号转变为机械信号。若符合以下条件，左右发音单元可被拆除：
（1）没有手机，则不需要左右发音单元转换信号；
（2）手机本身能够起转换信号的作用，将电子信号转变为机械信号传入耳中；
（3）超系统组件中有起转换信号作用的组件，如音频、视频。目前不存在解决方案。
接下来分析上述可能条件得知，条件（1）与（2）均不是解决问题的可行条件，条件（2）存在解决问题的可能性。
通过功能模型分析与裁剪得到的关键问题
手机与耳机外形不能统一。
因果分析
原因轴分析
结果轴分析
因果分析的规范化
1）缺乏——合理外形
2）存在——标准外形
3）有害的——多余体积
4）过度——体积
5）不足——
6）不可控——手机造型——手机厂商7）不稳定——口袋大小——用户穿着
选择解题的入手点
将手机设计成耳机或将耳机设计成手机。识别出的问题
通过因果分析，引起耳机不便携问题的根本原因是：外形与手机不统一。
4 矛盾问题求解
技术矛盾分析与求解
现在智能手机的造型特征是长盒子式造型，并且由于手机厂商之间的硬件比拼，手机的显示屏尺寸变得越来越大，手机尺寸也相应增大，而耳机相对于手机最明显的特征是小而轻。如果按照“将手机设计成耳机或将耳机设计成手机”的思路直接进行下去，其中必有一种产品丧失自己本身的功能。
无论是手机还是耳机，若要实现互相转变，尺寸问题是制约两者的关键因素。此问题的技术矛盾就是大体积产品变成小体积产品，同时大体积产品形状和尺寸不
变。
物理矛盾分析与求解
物理矛盾识别
用户使用耳机希望佩戴舒适，因此尺寸要做得足够大来配合耳朵，而使用便携性的需求又要求尺寸要够小才能方便携带。
空间分离
定义矛盾需求空间
Step1：定义物理矛盾
参数：耳机尺寸
要求1：耳机的尺寸应该尽量大，
用以使用户佩戴在耳朵上尽量舒适
牢固。
要求2：耳机的尺寸应该尽量地小，
方便嵌套在手机上携带。
Step2：如果想实现技术系统的理想状
态，这个参数的不同要求应该在什么
空间得以实现
空间1：耳朵
空间2：手机
Step3：
以上两个空间区域是否交叉
□否：应用空间分离□是：尝试其他分离方法
时间分离
Step1：定义物理矛盾
参数：耳机尺寸
要求1：耳机的尺寸应该尽量大，
用以使用户佩戴在耳朵上尽量舒适
牢固。
要求2：耳机的尺寸应该尽量地小，
方便嵌套在手机上携带。
Step2：如果想实现技术系统的理想状
态，这个参数的不同要求应该在什么
时间得以实现
空间1：使用耳机时，佩戴舒适牢
固
空间2：不使用耳机时，方便嵌套
在手机上携带
Step3：
以上两个时间区域是否交叉
□否：应用时间分离□是：
尝试其他分离方法
解决方案：根据对技术矛盾的描述，将该问题的技术矛盾转换为39顶工程参数中的2顶。
工程参数8号静止物体的体积：静止物体的体积以填充运动物体或者运动物体占用的单位立方体个数来度量。体积不仅可
以是三维物体的体积，也可以是与表面结合、具有给定厚度的一个层的体积。
工程参数12号形状：形状指一个物体的轮廓或外观。形状的变化可能表示物体的方向性变化，或者表示物体在平面和空间2种情况下的形变。
根据得到的工程参数，确定解决问题需要的发明原理。
根据得到的2个工程参数，改善参数8为体积，恶化参数12为形状，查阅阿奇舒勒的技术矛盾矩阵161得到3个创新原理：7号，2号和35号。
5方案评价
方案原理说明
（1）7号嵌套原理的基本内容是：把一个物体嵌入另一个物体，然后再将这2个物体嵌入第3个物体，以此类推；让某物体穿过另一物体的空腔。
（2）2号抽取原理的基本内容是：从物体
中抽取产生负面影响的部分或属性；仅抽出物体中必要的部分或属性。
（3）35号改变物理或化学参数的基本内容是：改变聚集态（物态）、改变浓度或密度、改变柔度、改变温度。
方案原理评价与决策
综合分析以上3条发明原理，其中2号抽取原理和35号改变物理或化学参数原理，对彻底解决该问题的指导意义不大，而7号嵌套原理是解决该问题最有价值的发明原理。
通过TRIZ标准解理论分析后，可以将耳机嵌套于手机当中，原因如下：
（1）携带性，虽然现在耳机携带方便，但是用户总会遇到忘带耳机却需要使用耳机的场合；
（2）独创性，手机与耳机这两者存在依托关系，在普通用户的思维当中，应该是分离的，彼此可以独立存在，不会依赖某一方同时存在，可以摆脱使用者在使用蓝
牙耳机打电话时被人误以为自言自语的尴尬；
（3）可行性，现在手机尺寸变得越来越大，除去操作屏的有效使用面积外，其他面积未被充分利用，耳机的技术也相对成熟，可以像摄像头一样集成于手机当中。
借助技术系统物场模型分析解决方案
借助物一场模型分析手机与耳机之间较为有效、合理的功能实现方式。
传统的便携式耳机都是入耳式耳机，并且发音单元和耳机之间有条长长的引线，根据TRIZ理论建立物一场模型分析。
根据物一场模型中相对应的解法再建立物一场模型分析。