进化树在液压剪创新设计中的应用

摘要：随着技术不断的发展，企业逐渐意识到自主知识产权和可持续性创新的重要性，TRIZ理论中进化树作为一种树形信息模型，能够帮助企业对现有技术进行分析，挖掘技术潜力区域，产生创新方案，提高企业的创新能力。本文以进化树为工具，以液压剪为研究对象，研究了进化树在液压剪创新设计中的应用。

关键词：进化树；液压剪；创新设计

液压剪主要用来剪切金属和塑料之类的材料，是破拆救援工具产品之一，液压剪应用广泛、结构简单。在使用过程中发现液压剪容易出现剪不断的情况，同时许多液压剪手持手柄的部分都是圆柱环形的而且外表都是光滑的，手柄形状容易在作业过程中出现手酸握不紧和手心出汗而使液压剪滑脱的情况发生。在此背景下，在液压剪创新设计时，如果避开现有的技术，对液压剪进行创新设计具有一定的实际意义。

进化树是基于 TRIZ 理论中系统演化的部分所提出来的一种树形结构信息模型，它将同类技术系统按照特定变化规律有逻辑、有顺序地排布在树状模型上。进化树进化树能全面反映出被研究物体当前所有已知的方案，它能直观地表达出技术系统进化规律的路线。本文通过进化树对液压剪目标组件技术特征发展趋势进行技术预测，获得规避方案，进行创新设计。

1 进化树特点

进化树是白俄罗斯科学家尼古拉·什帕科夫斯基在总结了TRIZ理论工程应用的基础上，提出的一种树形模型，是按照技术系统的参数变化研究发展规律的模型。

基础进化树是一个信息模型，或者是反映进化规律的对照模板。基础进化树中方框为进化树节点，节点之间用表明进化方向的箭头连接。基础进化树充分展现了技术系统本身及组件在变换过程中可能出现的进化规律，同时也展现了技术系统变换过程中的全部技术特征参数。技术进化树是按照技术系统某个参数的变化研究系统发展的进化树。技术系统是完成某一功能的组件的集合，组件结构差异间会存在一定的进化关系，而这种进化关系可以使用进化树进行描述，这种进化树即为技术进化树。

2 进化树的应用

进化树是以精简后的十条进化路线为树干和树枝构建的树形结构，具有以下应用特点：

2.1 处理技术信息和了解技术信息

对大量的实现相同功能的技术系统信息进行分析，将其变换的方案进行总结归纳，以此来构建技术进化树，将文字信息用图形结构清晰的表现出来，完成对复杂的、大量的技术信息处理，同时也符合其变化的规律。

2.2 产生新的想法并为专利规避提供新的可能

对技术进化树中各节点处的技术方案进行分析，确定具有低成本、有改进的资源的原型方案，对其参数进行改变，获得新的技术方案；也可以就某一进化路线上节点处的方案进行优化，去除缺点或增加功能，来满足人们的需求。将技术进化树与基础进化树分支进行比对，寻找进化过程中被遗漏的技术方案，获得大量的新的替代方案，完成专利规避设计。

2.3 对技术系统发展作出预测

企业若要生产出一个有前景的产品，就需要对其研发方向进行精准的预测。技术进化树是按照技术发展规律建立的“地图”，体现了技术发展的客观性，通过技术进化树与基础进化树的对比，为实际技术系统发展提供指引，为实际技术系统发展提供新的方案和思路，从而引领技术发展方向，对技术系统发展作出预判。

3 进化树在液压剪创新设计中的应用

3.1 建立进化树在液压剪创新设计中应用流程图

根据进化树的特点和应用方法，分析进化树在液压剪创新设计中的应用方法，首先要确定问题组件，然后选择进化路线，构建技术进化树，通过技术进化树与基础进化树进行比较，获得技术发展潜力点，获得规避方案，即为液压剪创新技术方案，建立进化树在液压剪创新设计中应用流程图。

3.2 进化树在液压剪创新设计中的应用实例

液压剪主要用来剪切金属和塑料之类的材料，一般液压剪主要是由动力源（工作油缸和电动机），执行机构（剪切刀，中间传动部件，液压剪头夹紧机构）和辅助的零件相构成。

3.2.1构建液压剪目标组件进化树

通过对液压剪相关专利的检索和整理，再进行功能和需求分析确定目标组件后，这里选择手柄组件作为目标组件构建技术进化树，

通过对上述进化路线空白点分析，结合液压剪使用过程中的实际问题，得出以下几个创新方案：

方案一：从单双多进化路线出发，将手柄设计成双手柄或多手柄。

方案二：从可控性进化路线出发，将液压剪设计成自半动化控制，或向着自动化控制进化，减轻使用员的劳动强度。

方案三：从表面特征进化路线出发，在手柄光滑的表面上增加采用人体工学设计的防滑橡胶，提高产品宜人性。

方案四：从几何进化路线出发，将手柄防护套设计像复杂立体构造进化，结合人手部的弧度设抓握更舒服设计成中间高两边低的形状，并在前后增加防滑脱设计。

方案五：从动态化进化路线出发，采用旋转排列布局对手柄布局进行创新。

3.2.2液压剪目标组件的创新方案

通过对上述创新方案的整理和筛选，得出解决问题的创新点：根据“几何进化路线”得启发，在光滑的手柄表面加上防滑的橡胶手柄套，在手柄套上再加上防滑花纹，增加摩擦力，防止因为手出汗而时液压剪从手中滑脱的现象发生。根据“物体表面特征进化路线”得到启发，将原来的手柄结合人手部的弧度设抓握更舒服，为了更符合人体工学设计，在手柄套的前后加上防滑脱设计。

4 结论

本文根据进化树的应用方法结合液压剪的创新设计，通过技术进化树与基础进化树比较，进化潜力节点的引导下完成液压剪的手柄组件的创新设计。由于篇幅关系，未在文中展示专利检索、整理及功能分析等数据，主要介绍了进化树在液压剪创新设计中的应用方法。

参考文献：

［1］ 周绍章，吕建秋.基于TRIZ进化树的柚子加工产品发展趋势研究[J].农业科技管理，2020（6）：57-60.

［2］ 赵昊昱，蒋涛，李英利，赵明. 进化树——TRIZ 的一种信息处理专用工具[J]. 科学管理研究，2012，32（14）：236-238.