基于TRIZ理論改進的一種中藥切削臺

張永慧 張世杰 羅斯字 史菲 陳進松 劉丹

關鍵詞：TRIZ;創(chuàng)新方法;中藥材;中藥切削臺

我國藥材資源十分豐富，其經營、流通的藥材達千余種，除少數礦物藥和部分質地堅硬而不適合切制的動植物藥材外，近超過一半的中藥材需要切削加工，切削成薄片、厚片、段、顆粒等不同形狀，針對目前情況，市場上現有的中藥切片機和粉碎機均存在功能單一，加工效率低等問題，因此本文通過TRIZ創(chuàng)新方法理論，提出關于一種中藥材切削臺改進綜合方法。

1方案研究

1.1問題分析

首先我們對當前發(fā)明問題進行初始形勢分析，通過調查研究發(fā)現目前市面上的中藥材切削臺種類繁多，但存在刀片不夠鋒利、藥材粉汁易黏附在刀片上、藥材無光澤、功能單一缺點。

本團隊運用TRIZ理論中功能分析一組件分析，根據中藥材切削臺劃分出系統(tǒng)和超系統(tǒng)，列出中藥材切削臺系統(tǒng)組件和超系統(tǒng)組件，進而進行功能建模，發(fā)現存在問題：切割刀、削片器、固定安裝不當可能對手有傷害作用（見圖1）。

1.2問題轉化與求解

根據TRIZ理論，通過運用技術矛盾來解決明顯問題（見下表）。

從上述技術矛盾表中列出有技術矛盾1與技術矛盾2，我們用阿奇舒勒矛盾矩陣中所定義的39個工程參數來進行描述，確定“改善的參數”：No.9速度，與“惡化的參數”;No.31物體產生的有害因素，查詢出對應的發(fā)明原理;35.物理、化學狀態(tài)變化;28.機械系統(tǒng)替換;3.局部質量。

1.3反饋原理找到可能解決的方案

結合上述技術矛盾、阿奇舒勒矛盾分析后，得到了解決刀片效率低及容易傷手的方案，在解決了刀片效率低，以及容易劃傷手的問題后，迎來了單一的參數矛盾，在本項目中，我們希望能在同一切削臺上有較多的切削方式，這樣能提高機器切削的效率，但是，我們又希望能在同一切削臺上有較少的切削方式，這樣能使得機器重量輕，對于這個參數的相反要求都合乎情理，于是繼續(xù)采用TRIZ理論方法中的物一場分析法，應用符號系統(tǒng)先建立物場模型，切片機（攪碎機）物場分析模型，其中兩種物場分別為切片系統(tǒng)或攪碎系統(tǒng)既s2、物料（中藥材）s1，機械場FMe、化學場FCh，其原理為切片系統(tǒng)（攪碎系統(tǒng)）s2通過機械場作用于物料（中藥材）s1并改變物料（中藥材）s1（對物料/進行切片或攪碎），該物場模型為完整物場模型，但執(zhí)行元件對被執(zhí)行元件的作用不能滿足系統(tǒng)要求（不能同時達到切片攪碎兩種效果），即需要加強系統(tǒng)模型，目前的系統(tǒng)需要加強才能滿足系統(tǒng)要求，可以采用TRIZ問題解決模型中提供的標準解法集中的增強物理模型與向超級系統(tǒng)躍遷何向微級系統(tǒng)躍遷作用方法，對s2進行修改，切片（攪碎）系統(tǒng)的設計功能單一化，根據TRIZ理論40條發(fā)明原理中的合并原理，將切片系統(tǒng)和攪碎系統(tǒng)合并為一個系統(tǒng)，但由于空間體積的限制不能把這兩者簡單的疊加，而要進行系統(tǒng)上的優(yōu)化，進而又用到TRIZ理論40條發(fā)明原理中的嵌套原理，將兩系統(tǒng)互為嵌套，同時用一個桌面將兩系統(tǒng)連接，既$3S2為切片系統(tǒng)，攪碎系統(tǒng)合并為一個系統(tǒng)。

切片系統(tǒng)的主要部件為切片、支撐座、夾持裝置、擋板等組成;攪碎系統(tǒng)主要部件為粉碎刀片、粉碎室、凹槽、轉動軸等組成。具體嵌套為：將切片機與攪碎裝置一同放置，于桌面上，并留出一定距離，使之兩種模式在同一空間相互獨立工作，考慮到削片器的削片，本團隊在桌座上設計有固定針，用于固定一些需要削片的中藥材，使得削片更加便捷。

1.4方案分析

通過上述TRIZ理論工具方法綜合得出下列九個方案：

方案一：我們采用了發(fā)明原理2提取法，將現有的中藥切削臺的優(yōu)點結合在一起，使其功能更加完善。

方案二：我們采用了發(fā)明原理5組合，在現固有的基礎上把切削臺分為各自的工作區(qū)域，能夠獨立進行工作，當使用時能同時滿足切割或攪拌，提高切削效率，避免資源浪費。

方案三：我們采用了發(fā)明原理21快速通過法，采用鋒利的削片器，隨著搖把的快速轉動導致削片器也快速通過，因此達到一個能在短時間內快速提升效率的作用。

方案四：我們根據不同人群的切削要求，選擇合適的切削模板，并切削成特定形狀，可以快速且高質量滿足客戶所要求切削的藥切形狀。

方案五：在固有的基礎是，我們選用的材料都是安全，耐用的，如桌面采用的是大芯板材料，內部齒輪箱采用的是POM，具有摩擦系數低，耐用性高特點，不易損害。

方案六：我們采用了發(fā)明原理6多用性，在固有的基礎上，我們使一個對象中藥切削臺能夠執(zhí)行多種不同的功能，從而使得其他只具有單一功能的對象成為多余。

方案七：我們采用了發(fā)明原理20有效作用的連續(xù)性原理，操作者在使用中藥切削臺的時候，在時間、順序、物質組成或范圍廣度上建立連續(xù)的流程，并消除使用的空閑及間歇性動作，即使切削效率得到提高，但是中藥切削臺的操作人員需要定時休息，不可能連續(xù)的進行工作。

方案八：我們采用了發(fā)明原理11預補償（事先防范）原理，我們?yōu)橹兴幥邢髋_準備好應急措施，如在使用過程中組件出現問題的話，應及時補償對象較低的可靠性，但中藥切削臺在正常的操作過程中，發(fā)生此類問題概率很低。

方案九：對切割刀進行了改進，我們將切割刀片的角度整體做成弧形刀狀，左右上下各設一對，增大切割接觸面積與接觸時間，使得切割更徹底，并在刀片外安裝有環(huán)形保護裝置。

經過整合考慮，本團隊決定采用方案一、二、五、九;利用TRIZ理論改進一臺中藥切削臺，通過提取把現有的中藥切削臺優(yōu)點集聚一起，并把切割與攪碎組合在同一平面上，在切割刀進行改進，把切割刀片的角度整體做成弧形刀狀，左右上下各設一對，在裝置材料上選用的堅固的大芯板，POM，高密度鐵皮，搖把與握把包裝有高密度海綿，這樣一來使得裝置更具有人性化也給使用者帶來了方便。

2結論

該中藥切削臺屬于中藥材領域，整個系統(tǒng)改進是基于國際上先進的創(chuàng)新方面原理TRIZ理論完成，使得在一種中藥切削臺的改進過程中大量降低研發(fā)成本及減少了研發(fā)時間。通過系統(tǒng)分析明確各個系統(tǒng)組件和相互作用，由“技術矛盾及矩陣”和"TRIZ標準解”等工具尋找解決問題的思路。一種中藥切削臺技術的研發(fā)成功，給人們帶來驚喜，相比較于目前市場上同時使用切片機，粉碎機占據更小的空間，給人們帶來方便、性能穩(wěn)定、綠色環(huán)保、可回收利用等相關參數完全符合當前我國基層地區(qū)使用。