自行车的创新设计

附件3

序号：

编码：

黑龙江省

首届“TRIZ”杯大学生创新设计大赛

作品申报书

作品名称：自行车的创新设计

申报团队：自行车创新设计团队

所在院校：哈尔滨理工大学

指导教师：张简一

联系方式： 139********

类别：科技发明制作类

□自然科学类学术论文

首届“TRIZ”杯大学生创新设计大赛组委会制

说明

1．申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。

2．申报者在填写申报作品情况时只需根据项目报名情况填写A表，根据作品类别（科技发明制作、自然科学类学术论文）分别填写B1、B2表。所有申报者需详细填写C表。

3．表内项目填写时一律打印，要求申报者一律按原表复制。

4．序号、编码由首届“TRIZ”杯大学生创新设计大赛组委会填写。

5．所有科技发明制作必须撰写研究报告，并将研究报告打印在表F处，研究报告字数在2000字左右。

6．学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文，用小四号仿宋体字（正文）打印在A4纸上，附于申报书后，论文字数8000字以内，（文章版面尺寸：上下2.5cm，左右2.5cm）。

7．作品申报书须按要求由各学校统一报送。

8．所有参赛作品必须按规定时间报送。

9．报送地址：哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学船海楼313室邮编：150001

电子版发送到：trizjingsai@https://www.360docs.net/doc/0114271351.html,(邮件题目中注明学校)

联系电话：0451-********，139********

联系人：贾刚

A．团队基本情况

团队名

称

自行车创新设计团队

所在院

校

哈尔滨理工大学

通信地

址

哈尔滨理工大学西区090信箱

指导教师张简一邮政编码150080

性别女出生年月1971.01.27 身份证230103************ 职称副教授联系电话139******** 联系人张简一指导教师张简一邮政编码150080

团队成员

姓名性别年龄专业联系电话E-mail 曾凡利男22

工业

设计

189********

李鹏飞男20

工业

设计

136******** peferry@https://www.360docs.net/doc/0114271351.html, 高荣娜女21

工业

设计

鲍常亮男21

工业

设计

136********

周原冰女20

工业

设计

资格认定学

籍

管

理

部

门

签

章

是否为在2010年6月1日前正式注册的在校全日制非成人教育、非在

职的各类学生（含专科生、本科生、研究生）

是□否

若是，其学号是：06030222;08030110; 08030104;

负责人签名：

部门盖章：

年月日

学

校

团

委

意

见

本作品是否为课外非教学学术科技活动成果

是□否

负责人签名：

团委盖章：

年月日

B1．申报作品情况（科技发明制作）作品全称自行车创新设计

作品分类（ B ）A.计算机技术（包括软件、硬件技术）

B.机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、

交通、建筑等）

C.通讯与电子（包括通讯、电信、电子等）

D.能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、

环保等）

E.数理（包括数学、物理、地球与空间科学）、其它

作品设计、

发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标

现在虽然汽车时代已来临，但不并表明自行车会退出社会的舞台。随着人们生活节奏的加快，各种各样的需求也越来越多。经过调研发现，出门在外的旅行者以及家庭住址距离公交车站有一定距离的上班族，都会遇到相似的问题——在一段距离上存在着交通覆盖的空白。那么就需要这样一种自行车：它体积小而且轻便，更便于携带与收藏，可以方便人们携带自行车乘坐其他交通工具，以至于发展到自行车可以成为人们随身携带的物品，以解决自行车作为一种个体的交通工具与公共交通之间的互补性及延续性。

作品发明过程中运用到的“TRIZ”创新思维理论（详细说明）

交通覆盖的空白使得人们在出行时产生不便。这是一个典型的管理矛盾，那么现在要将这个管理矛盾转化成技术矛盾，即在减小自行车体积的同时不改变它使用时的基本形态，保证它的强度、稳定性和使用时可靠性。查阅TRIZ矛盾矩阵表得到表一：

表一：自行车创新设计解决方案矩阵表

恶化的参数

改善的参数

12形状13结构的稳定性14强度27可靠性

8静态物体的体积7，2，35 34，28，35，40 9，14，17，15 2，35，16 从这个图表中，可以看到解决这个问题可以从2、7、14、15、16、17、28、35、40号解决方案中找到方案。查阅TRIZ理论解决矛盾的40个标准方法，得到：2．抽出：①从物体中抽出产生紊乱的部分或属性；②从物体中抽出必要的部分或属性。

7．套叠法：把一物体嵌入另一物体，然后再嵌入另一物体中。

14．曲线、曲面化法①将直线、平面变成弯曲的形状，将立方体变成椭圆体；②使用滚筒、球状、螺旋状；③改直线运动为回转运动,使用离心力。

15．动态法：①自动调节物体，使其在各动作阶段的性能最佳；②将物体分割成既可变位又可相互配合的数个构成要素；③使不动的物体可动或相互交换。

16．部分超越法：所期望的效果难以100%实现时，在可以实现的程度上加大动作幅度，使问题简化。

17．多维法：①将做一维直线运动的物体变成二维平面运动；②单层构造的物体变为多层构造；③将物体倾斜或侧向放置。

28．机械系统的替代法：①用光学系统、听觉系统、嗅觉系统取代机械系统；②使用与物体相互作用的电场、磁场、电磁场；③场的取代a）可变场与恒定场相取代，b）固定场与随时间变化的可动场相取代，c）随机场与恒定场相取代，④把场与强磁粒子组合使用。

35．性能转化法：改变物体的凝聚状态、密度分布、可挠度、湿度等。

40．复合材料法：用复合材料替代单一材料。

在以上这些方法是解决静止物体体积的一般性解决方法。但做为自行车在普遍性的基础上，又有其特殊性。根据TRIZ理论中的系统完备性法则对自行车系统进行全面的认识，

在这个系统中包含了动力装置、传动装置、执行装置和控制装置：

动力装置——脚蹬，把人的生物能，转化为机械能；

传动装置——链条、轴承、齿轮，传递机械能；

执行装置——车轮，滚动使车行驶；

控制装置——车把、脚蹬、车闸，控制方向和速度。

进而，又将自行车的系统分为子系统进行考察和研究，对得到九个标准解决方法进行评价

和筛选。再根据产品创新设计中经济、美观、实用的原则，利用第7、15、17、40号解决

方案，参考市场调研的结果，进行具体方案的设计与开发。对车把、脚蹬、车轮、等部分

进行折叠处理，梁、车座，进行套叠设计，改变使用的材料等，最终形成新的设计方案。作品的科学

性、先进性

（应说明与

现有技术相比，该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）和实

用性

本作品即是供人骑乘的自行车，在乘坐其它交通工具或在进入下一个空间时，他便于携带。但又不只是简单的的折叠。他在折叠之后又会产生新的功能。折叠之后，可以形成一个小型的手推车，进行入超市时避免了存车的麻烦，同时也避免了超市的手推车不能推到超市之外的烦恼。也可以形成一个简易的坐椅，在坐公交和地铁或是在想小憩一下时使用。

在实现功能的同时，本设计只是使用了简单的机械方法。成本低，实用性和使用趣性强。

作品所处阶段（ A ） A.实验室阶段 B.中试阶段 C.生产阶段 D. （自填）

技术转让方式

作品可展示的形式实物、产品模型图纸□磁盘现场演示图片□录像□样品

使用说明及该作品的技

术特点和优势，请提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测

该产品使用了机械的方法，使自行车折叠后产生了新的功能，使之成为多功能型的手机。一是骑乘，二是推车，三是简易坐椅。适用性强，可适用多种情境。补充了汽车交通的不足，是个人交通与城市公共交通的互补和延续。并在使用时产生新的趣味。因此市场推广前景广阔，经济效益将十分显著。

专利申请情况□提出专利申请申请号：

申请日期年月日□已获专利权批准批准号：

批准日期年月日未提出专利申请

C．当前国内外同类课题研究水平概述

说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写。

2.填写此栏有助于评审。

人们在19世纪初发明了自行车以来，自行车经历了多次的改进[4]。最早的自行车没车中轴和脚蹬，为了提高速度先增加了奔车蹬，后又增加了充气轮胎。后来，又从变速装置、材质、结构形式、动力驱动系统等方面进行了改进，形成现在自行车多样性。其中，每一次改进都是利用技术的发展解决了自行车自身系统中产生的矛盾。

D、推荐者情况及对作品的说明

说明：1、由推荐者本人填写；

2、推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）；

3、推荐者填写此部分，即视为同意推荐；

4、推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。

推荐者情况姓名邵俊鹏性别男年龄53 职称教授、博导单位哈尔滨理工大学机械动力工程学院

电话86390501

推荐者单

位签章

（签章）年月日

请对申报

者申报情

况的真实

性作出阐

述

情况属实

请对作品

的意义、技

术水平、适用范围及推广前景作出您的评价

作品具有较高创新性，立意新颖，并将TRIZ很好地运用其中，是很好的TRIZ理论应用成果，具有广阔的推广前景。

其它说明

E．大赛组织委员会资格和形式审查意见组委会资格审查意见

审查人（签名）

年月日组委会形式审查意见

审查人（签名）

年月日组委会审查结果

□合格□不合格

负责人（签名）

年月日

F．参赛作品打印处

自行车创新设计

一、研究目的

应用TRIZ进行自行车创新设计，解决自行车与公交系统的互补与延续。同时增加新的使用乐趣。

二、基本思路及创新点：

交通覆盖的空白使得人们在出行时产生不便这是一个典型的管理矛盾，那么现在要将这个管理矛盾转化成技术矛盾，即在减小自行车体积的同时不改变它使用时的基本形态，保证它的强度、稳定性和使用时可靠性。查阅TRIZ矛盾矩阵表得到表一：

表一：自行车创新设计解决方案矩阵表

恶化的参数

12形状13结构的稳定性14强度27可靠性

改善的参数

8静态物体的体积7，2，35 34，28，35，40 9，14，17，15 2，35，16 从这个图表中，可以看到解决这个问题可以从2、7、14、15、16、17、28、35、40号解决方案中找到方案。查阅TRIZ理论解决矛盾的40个标准方法，得到：

2．抽出：①从物体中抽出产生紊乱的部分或属性；②从物体中抽出必要的部分或属性。

7．套叠法：把一物体嵌入另一物体，然后再嵌入另一物体中。

14．曲线、曲面化法①将直线、平面变成弯曲的形状，将立方体变成椭圆体；②使用滚筒、球状、螺旋状；③改直线运动为回转运动,使用离心力。

16．部分超越法：所期望的效果难以100%实现时，在可以实现的程度上加大动作幅度，使问题简化。

17．多维法：①将做一维直线运动的物体变成二维平面运动；②单层构造的物体变为多层构造；③将物体倾斜或侧向放置。

35．性能转化法：改变物体的凝聚状态、密度分布、可挠度、湿度等。

40．复合材料法：用复合材料替代单一材料。

在以上这些方法是解决静止物体体积的一般性解决方法。但做为自行车在普遍性的基础上，又有其特殊性。根据TRIZ理论中的系统完备性法则对自行车系统进行全面的认识，在这个系统中包含了动力装置、传动装置、执行装置和控制装置：

动力装置——脚蹬，把人的生物能，转化为机械能；

传动装置——链条、轴承、齿轮，传递机械能；

执行装置——车轮，滚动使车行驶；

控制装置——车把、脚蹬、车闸，控制方向和速度。

进而，又将自行车的系统分为子系统进行考察和研究，对得到九个标准解决方法进行评价和筛选。再根据产品创新设计中经济、美观、实用的原则，利用第7、15、17、40号解决方案，参考市场调研的结果，进行具体方案的设计与开发。对车把、脚蹬、车轮、等部分进行折叠处理，梁、车座，进行套叠设计，改

变使用的材料等，最终形成新的设计方案。

三、装置结构图

对自行车进行再设计，把各个部位做了细致的规划：自行车前后轮折叠后，并行做为推车；车梁由一个平行四边形与两个三角形连接前后车轮架；车把部和车座部都可折叠；考虑稳定性，设计一个支架。

图：手绘效果图

图：展示效果图

图：车把和车座在折叠时的的连接

图：车把中的销，可以保证车把的正常使用

图：车把和车座折叠后的情况

图：在折叠后，可以当拉车使用，并使用网格把下面的底封住

四、建造及使用方法

用机械的方法，对自行车进行再设计。

五、作品的创新点

1.自行车的体积通过折叠变小，便于携带；

2.变形之后可以做为推车使用；

3.可以做为小憩的坐椅。

六、作品的科学性、先进性和实用性

本产品应用TRIZ对传统手机进行创新。本作品即是供人骑乘的自行车，在乘坐其它交通工具或在进入下一个空间时，他便于携带。但又不只是简单的的折叠。他在折叠之后又会产生新的功能。折叠之后，可以形成一个小型的手推车，进行入超市时避免了存车的麻烦，同时也避免了超市的手推车不能推到超市之外的烦恼。也可以形成一个简易的坐椅，在坐公交和地铁或是在想小憩一下时使用。

在实现功能的同时，本设计只是使用了简单的机械方法。成本低，实用性和使用趣性强。

七、作品的技术特点和优势，适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测。

G1．大赛评审委员会预审意见G2．大赛评审委员会终审意见