可展成翼型晾衣架的梯子

1、n总体设计理念n工作原理nTRIZ理论应用阐述n作品的特色n市场前景与经济价值预测总体设计理念 日常生活中用于爬高的人字梯，日常生活中用于爬高的人字梯，虽然具有开合方便、占用空间低、强虽然具有开合方便、占用空间低、强度高、重量轻的优点，但是其使用频度高、重量轻的优点，但是其使用频率低，经常会被闲置，造成资源的浪率低，经常会被闲置，造成资源的浪费。为了改善上述问题，从梯子的使费。为了改善上述问题，从梯子的使用和结构的角度出发，考虑设计并改用和结构的角度出发，考虑设计并改变人字梯的原有结构，在保证梯子原变人字梯的原有结构，在保证梯子原有功能不变的同时，通过结构有功能不变的同时，通过结构上上的变的变

2、化，拓展其功能，提高化，拓展其功能，提高其其实用性和使实用性和使用率。用率。 人字梯主要是由横梁和梯子杆组人字梯主要是由横梁和梯子杆组成的支撑部分，以及转动锁紧关节组成的支撑部分，以及转动锁紧关节组成。成。人字梯人字梯横梁梯杆转动锁紧关节 在生活中，应用类似的人字梯结在生活中，应用类似的人字梯结构产品也较多，如果能把与日常生活构产品也较多，如果能把与日常生活中息息相关的此类产品与人字梯相结中息息相关的此类产品与人字梯相结合，则会提高人字梯的实用性、使用合，则会提高人字梯的实用性、使用频率和人性化的需求，避免浪费的资频率和人性化的需求，避免浪费的资源，又减少日常生活的消费支出。源，又减少日常生活

3、的消费支出。 而晾衣架活息息相关，并且有人而晾衣架活息息相关，并且有人字梯式开合方便的特性，通过改造人字梯式开合方便的特性，通过改造人字梯的结构，一种可以展成翼形晾衣字梯的结构，一种可以展成翼形晾衣架的梯子应运而生，使其具有晾衣架架的梯子应运而生，使其具有晾衣架的功能的功能。翼型晾衣架翼型晾衣架工作原理作为人字梯使用作为人字梯使用 依靠踏板、连接杆和梯子杆作为梯架的部分，并与转动关节连接，即可达到人字梯的作用；作为晾衣架使用作为晾衣架使用 在保证梯子展开的同时，通过展开晾衣架的两翼，达到挂晾衣服的目的。侧视图侧视图踏板连接杆梯架两翼TRIZ理论应用阐述一、对晾衣架和人字梯的结构进行分析一、对晾

4、衣架和人字梯的结构进行分析 若使梯子成为晾衣架，既希望其晾衣架两侧展开时横向面积变大，又希望在收纳时，横向面积变小，不过多的占用空间，这就构成了物理矛盾。 由矛盾矩阵表，可知： 13逆向思维原理：使物体的活动部分改变为固定的，让固定的部分变为活动的。 应用发明原理13（逆向思维原理），使原来的固定的两翼变成可绕中心点旋转的关节，在展开时，可以绕关节达到水平位置，增大了横向面积；当收起时，其贴靠在梯子的两侧，减小了横向面积。二、梯子展开为晾衣架时二、梯子展开为晾衣架时的状态进行分析的状态进行分析 梯子展开为晾衣架时,既希望其晾衣架两翼展开时横向长度变大，又希望减少其重量与放置时占用的体积。根据T

5、RIZ理论可知，两翼横向展开的长度与重量、体积，构成静止物体的长度与物体重量、体积之间的技术矛盾。 改善的参数为移动物体的长度，恶化的参数为静止物体的重量、静止物体的体积。由矛盾矩阵表，可知:1 1）从恶化的参数为静止物体的重量方面）从恶化的参数为静止物体的重量方面 40复合材料原理：从单一材料改成复合材料。 3局部质量原理：将物体或外部环境的同类结构转换成异类结构。 经综合考虑，决定采用发明原理40（复合材料原理）和3（局部质量原理）。利用发明原理40，把材料选为铝合金材料，保证了强度的同时，减轻了物体的质量。利用发明原理3，把两翼设计成空心结构，梯子的质量就随之降低。两翼空心结构两翼空心结

6、构2 2）从恶化的参数为静止物体的体积方面从恶化的参数为静止物体的体积方面 7嵌套原理：让物体穿过另一物体的空腔。 17一维变多维原理:将物体从一维变到二维或三维空间。 我们采用发明原理7（嵌套原理）和17（一维变多维原理）。利用这两个原理，把原来翼形结构分割成两个部分，一个部分可以嵌入到另一个部分的空腔中，变成可伸缩的结构，收缩时，梯子的体积就会降低。同时当合起时，两翼由原来的二二维平面通过旋转变为三维空间使梯子侧向放置，减少了闲置时所占用的体积。可伸缩的两翼结构三、三、从梯子的稳定性方面分析从梯子的稳定性方面分析 为保证梯子展开时的稳定性，梯子应该有可以有固定的部分，但同时会引起梯子结构的

7、复杂度的提高。根据TRIZ理论可知，梯子的稳定性与梯子的形状，构成结构的稳定性与形状之间的技术矛盾。 改善的参数为结构的稳定性，恶化的参数为形状、装置的复杂性。由矛盾矩阵表，可知： 经综合考虑，决定采用发明原理1（分割原理）、3（局部质量原理）和7（嵌套原理）。利用前两个原理，改变梯子脚蹬的结构，把横梁分离开，变成单独的部分，并把每个部分设计成板式结构，并通过连接杆把每个阶梯的脚踏板连接起来。 利用发明原理3和7，改变梯子与连接杆相连侧，梯架的结构，做出一个滑槽来，使连接有脚踏板的连接杆的两端嵌入到这个滑槽中，根据梯子的收合而上下滑动。同时，在展开时，该踏板又可以起到与地面支撑的作用，提高结构

8、的稳定性。 1分割原理：将物体分割为独立部分。 3局部质量原理：使物体的不同部分实现不同的功能。 7嵌套原理：让物体穿过另一物体的空腔。滑槽梯子的板式结构四、四、从提高晾衣架的实用性上从提高晾衣架的实用性上 为提高晾衣架的实用性，应增大梯子上横梁的面积，以便可以放置更多的衣物，但这会引起梯子横梁的形状、结构以及安全上的变化。根据TRIZ理论可知，梯子横梁面积的变化、栅栏数目的增加与梯子结构的复杂性、使用的方便性以及踏板的可靠性之间构成了技术矛盾。 改善的参数为静止物体的面积、物质的数量，恶化的参数为使用方便性、可靠性和装置的复杂性。由矛盾矩阵表，可知：1 1）从改善的参数为静止物体的面积，恶化

9、的参数为使用方便性方面）从改善的参数为静止物体的面积，恶化的参数为使用方便性方面 10预先作用原理:事先完成部分或全部的动作或功能。 24中介物原理：采用中介体传递或完成所需动作。 经综合考虑，决定采用发明原理10（预先作用原理）和24（中介物原理）。利用这两个原理，预先把梯子的横梁设计成折叠式踏板结构，并通过转轴（中介物）的连接，起到开合的作用，增加了踏板使用的方便性。折叠式踏板折叠式踏板2 2）从改善的参数为静止物体的面积，恶化的参数为装置的复杂性方从改善的参数为静止物体的面积，恶化的参数为装置的复杂性方 面面 1分割原理：增加物体被分割的程度。 17一维变多维原理：将物体从一维变到二维或

10、三维空间。 决定采用发明原理1（分割原理）和17（一维变多维原理）。利用这两个发明原理，首先把踏板改成栅栏的形式，并把其设计成双层的结构，上面一层可以依靠轴向后侧翻转，省去了更加复杂的结构，降低了装置的复杂性。折叠式踏板折叠式踏板3 3）从改善的参数为物质的数量，恶化的参数为可靠性方面从改善的参数为物质的数量，恶化的参数为可靠性方面 3局部质量原理：使物体的不同部分实现不同的功能。 经综合考虑，决定采用发明原理3（局部质量原理）。将栅栏式折叠踏板的两个折叠踏板的横梁设计成交叉式，交叉的角度为90度，这种交叉式结构在展开时，可以增加悬挂衣物的数量，并且当踏板合起时，结构的可靠性不会降低。折叠式踏

11、板折叠式踏板4 4）从改善的参数为物质的数量，恶化的参数为装置的复杂性方面从改善的参数为物质的数量，恶化的参数为装置的复杂性方面 13逆向思维原理：使物体的活动部分改变为固定的，让固定的部分变为活动的。 6普遍性原理：使得物体或物体的一部分实现多种功能，以代替其他部分的功能。 经综合考虑，决定采用13（逆向思维原理）和6（普遍性原理）。把原来的踏板设计成可折叠式，并分割成多个栏栅，利用此结构，既可以达到增加悬挂衣服数量的目的，也不会增加其他的机构而导致装置整体的复杂程度的提高。折叠式踏板折叠式踏板总结总结： 通过从四个方面入手，对所要设计的可展成翼型晾衣架的梯子进行基于TRIZ理论的分析。 其

12、中，通过物理矛盾和技术矛盾方面的分析，主要运用了9条发明原理，包括：1、3、6、7、10、13、17、24、40号发明原理。五、五、物物- -场分析场分析 本作品是利用一种带有栅栏、可转动的两翼和脚踏板能展开的梯子，以实现晾衣架的功能。梯子展开成晾衣架时，晾衣架的双翼的稳定性靠锁紧关节之间的摩擦力来保证，但由于湿衣服比较重，挂在侧翼边缘的衣服力臂较长，仅仅通过摩擦力很难保持双翼的稳定性。所以这种锁紧关节对于两翼的稳定性来说，是不足的。这样就构成了效应不足的完整模型： 效应不足的完整模型效应不足的完整模型对于效应不足的完整模型一般有如下三个解决方法：方法方法1 1：引入另一个场 （或者F2和一起

13、S3）代替原来的场F1（或者F1 及S2）。方法方法2 2：增加另外一个场F2来强化有用的效应； 系统地研究各种能量场，机械能-热能-化学能-电能-磁能。方法方法3 3：插进一个物质S3，并加上另一个场F2来提高有用效应； 系统地研究各种能量场，机械能-热能-化学能-电能-磁能。第1种方法的可行性更高2F方法实施：方法实施： 我们需要引入另一个场F2和物质S3来代替原有的场F2和物质S2。借助预先作用原理（6）和局部质量原理（3），首先在关节的内部设计一个卡环和能够衔在卡环上的卡钩，而关节外部有一个拨动开关与卡钩相连，当转动关节转动的角度达到预设的位置时，卡钩就卡在了卡环上，通过机械场的作用，

14、达到了卡紧的作用，而且又保证了两翼的稳定。当想要卸载时，只需扳动拨动开关即可，改进后的物场效应模型如图。改进后的物场效应模型改进后的物场效应模型作品的特色整合性：梯子与晾衣架合二为一灵活性：两翼可自由伸缩、 栅栏式脚踏板可折叠实用性：两翼根据需求可长可短创新性：市面上鲜有该类似的产品经济性：梯子与晾衣架合的融合， 一梯多用，减少日常开支前瞻性：具有很大的市场潜力市场前景与经济价值预测导言：导言： 在现有的人字梯以及晾衣架产品当中，罕有类似的设计，且该设计不会过多的增加制作的成本。产品方便使用，辨识度高，性价比非常高，易被广大消费者接受。因此得出结论，可以产生明显的经济效益和市场前景。市场分析：

15、市场分析：人字梯的价格： 翼形晾衣架价格： 注：根据淘宝指数（）分析2013年6月至8月购买梯子和晾衣架的消费层级，表明分别有56.4%和52.0%的消费者（基于全网指数）处于中等消费水平。所以，这个价格的定位一般消费者能够承受。 根据中铝网（）的8月22日铝合金产品现货报价,铝合金的价格大概在14,500元/吨，而根据市场上出售的梯子和晾衣架的重量作为参考，制作该4步梯所需要的铝合金的重量在4.5KG左右。据2012年和讯网发布的调查数据，制造业中原材料成本占总成本的63.1%，销售、人工和财务约占总成本的13%、12.3%和4.5%，其他成本占4.1%。 根据淘宝指数中的成交指数分析，从2013年6-8月，晾衣架的成交指数较高，并与梯子比，优势很明显，显示出本产品在晾衣架类与梯子类产品中，会有很强的市场需求。可以推断本产品必定会在市场中有一定的占有率。 145001 =4.5103.41100063.1%原材料价格总成本原材料成本占总成本的比重元每件产品的利润为： 利润=销售价格-总成本=138-103.41=34.59元34.59=1