基于TRIZ理论解决可调温水杯的问题

一、对问题的简要描述

在现实生活中，我们可能会遇到这样一个问题:人们在喝茶和用水杯喝水时，由于自身的需要，很难及时将水温调节到所需的温度。特别是当孩子或老人急需饮水时，水温可能太热或太冷，使他们感到焦虑和不方便。

二、研究目的

设计一个杯子可以实现人们可以根据自己的需要调节所需饮用水的温度，同时它坚固耐用、牢不可破、重量轻，取代了现实生活中杯子只能短暂保温或自然降温的问题。同时，学会用TRIZ理论通过这个问题解决现实生活中的问题。

三.基本思想

最终理想解决方案的确定:

第一步，设计的最终目标是什么？设计一个杯子可以实现人们可以根据自己的需要来调节所需饮用水的温度，同时又轻便，便于携带。然后把这个产品推向市场，给人们的生活带来便利。

二、理想的解决方案是什么？人们可以随时调节杯子里饮料的温度。

第三步，实现理想解决方案的障碍是什么？杯子没有加热或冷却装置结构。

第四步，这个障碍的结果是什么？市面上的杯子大多只能短时间保温，温度不能根据需要随时调节，尤其是水很烫的时候，不能马上降温饮用。

第五步，没有这种障碍的条件是什么？杯底设计了温控座，里面安装了小型制冷制热系统。

四.用TRIZ理论分析

发明水平:小发明。

分析:现有材料资源:瓷器、玻璃、塑料、金属等。

现有油田资源:重力场。

分析与解决:首先分析这个问题是技术矛盾还是物理矛盾。仔细考虑后，我觉得我的问题包括技术矛盾和物理矛盾。

物理矛盾的原因分析:为了让杯子耐用不碎，一般需要选择塑料作为杯子的材质，但塑料耐热性差，容易变形。如果使用金属，也会增加杯子的重量。

定义理想状态:杯子既不易碎也不轻。

物理矛盾定义为:杯子要重但不要重。物理矛盾的分离原理:重量补偿原理:将一个物体与另一个可以提供升力的物体结合，以补偿其重量。

描述一下技术系统中的问题:为了达到杯子能按要求制冷制热并具有两种功能的效果，需要处理两个问题:第一个是如何合理利用空间，想要解决这个问题，就要想尽一切办法去掉一些额外部件的体积；否则，杯子会变得越来越重，而且不容易携带；第二个问题的解决方案是使用一些部件来加热冷却杯中的水。如果这两个问题都解决了，那么我的设计就基本成功了。

动词 （verb的缩写）问题解决过程：

原理40复合材料:用复合材料代替均质材料。比如飞机外壳采用复合材料，既能满足飞机的强度要求，又重量轻。可以选择复合材料来代替传统杯子的材料。

原理26 Copy:用简单的副本替换复杂、昂贵、不方便、易碎、难以获得的对象。例如，可以使用廉价的塑料材料来代替瓷器和玻璃。节约资源，同时回收利用。

原理1分割:将一个物体分割成相互独立的部分，将物体分割成易于组装和拆卸的部分。比如杯子的不同部位可以采用不同的材料:杯体可以采用新型复合材料，杯子的其他部位可以采用塑料，杯架可以采用耐用的碳纤维。

不及物动词最终解决方案和创新：

包括杯体、杯底、杯盖和手柄。

1.用新的复合材料制作杯体，用塑料制作杯子的其他部分，用耐用的碳纤维制作杯架。

2.杯盖是设计用来吸的。

3.在杯子底部设计一个可伸缩的塞子。

4.在杯子的壁上增加一个嵌入式的杯柄，这样在需要的时候可以拉开。

5.在杯子的壁上设计各种图案。

6.杯壁内外两层设计，防止燃烧。

7.冷热两用变温杯架结构:主要包括底座、冷却芯片和控制电路等。底座的接收凹垫上设有导温座，冷却芯片和控制电路收容在底座内。冷却芯片具有各向异性的极面，其中一个极面直接或间接贴附于导温座，另一个极面与较低温度的导流板结合。控制电路可以有效检测底座导温座的温度，并根据需要通过冷却芯片控制DC电源，使冷却芯片受控制开关控制导入DC电源的极性，导致出现预设要求的降温或升温现象。