基于TRIZ理论的人体假肢优化设计研究

发布时间：2017-08-15 05:14

  本文关键词：基于TRIZ理论的人体假肢优化设计研究

  更多相关文章： TRIZ理论 理想解 矛盾分析 优化设计 人体假肢

【摘要】：自2013年起,“大众创业、万众创新”就已成为中国的国家战略。创新的实质是改进或创造新的技术或产品,并在所需的特定环境中获得有益的效果。创新不仅需要大量的知识积累和实践经验,更需要一套切实有效的创新方法做指引。TRIZ作为一种系统化的创新方法,它揭示的是创新设计发明内在遵循的原理和规律,目的在于从根本找出问题系统中存在的矛盾,它抛弃了传统创新方法折衷或妥协的方法解决问题,其最终的目标是完全解决矛盾,获得理想的解决方案。本文将TRIZ理论引入到人体假肢的优化设计中,通过分析现有人体假肢装置的技术问题,确定假肢系统的理想解,进而通过一系列TRIZ工具进行假肢的创新优化设计,得出假肢的优化模型,最后建立优化方案评价系统,对优化设计方案进行评价分析,确定出最优方案。论文主要研究内容如下:第一章阐述了论文的研究背景,介绍了TRIZ理论研究的现状,人体假肢的定义及分类,最后说明了本文主要研究内容和论文结构。第二章对TRIZ理论所包含的基本工具和方法进行了全面分析,包括最终理想解IFR、40个创新发明原理、物理矛盾及其四大分离原理、八大技术系统进化法则、物场模型分析及其76个标准解,并得出了TRIZ理论解决问题的分析流程以及解题流程,最后将基于TRIZ理论的具体问题分析流程和具体解题流程应用到了人体假肢系统中。第三章首先对人体假肢进行了需求分析和技术问题分析,确定了最终的理想解IFR;然后建立了假肢系统的SVOP功能词表,对假肢系统进行了组件功能模型分析和三轴分析,建立了假肢系统的组件功能关系模型及系统资源列表。第四章借助于计算机辅助创新软件Pro/Innovator,运用ARIZ算法以及TRIZ解题工具进行了假肢的资源分析、技术矛盾分析、物理矛盾分析、物场分析以及S曲线进化分析,快速、准确的找到了解决假肢问题适用的创新原理、分离原理、物场模型及其对应的标准解以及其结构技术进化的方向。通过对相应原理、模型、标准解进行的详细研究以及其对应的启示,经过类比及分析,得到了解决假肢装置问题的一系列优化设计方案。第五章利用TRIZ理论中提高理想度的方案评价原则,结合人体假肢的结构特点,确定了评价假肢优化方案的各项指标,并在Pro/Innovator中建立了假肢方案评价模型,完成了对假肢优化设计方案的评价分析,确定出了最优方案。第六章对论文的研究工作进行了总结与展望。
【关键词】：TRIZ理论 理想解 矛盾分析 优化设计 人体假肢
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.17
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 人体假肢的基本概念13-15
• 1.2.1 假肢的定义13-14
• 1.2.2 假肢的分类14-15
• 1.3 下肢假肢在国内外发展研究现状15-17
• 1.3.1 国内研究现状15-16
• 1.3.2 国外研究现状16-17
• 1.4 TRIZ理论在国内外发展研究现状17-18
• 1.5 课题来源及论文的主要研究内容18-20
• 1.5.1 课题来源18-19
• 1.5.2 论文的主要研究过程与框架结构19-20
• 1.6 本章小结20-21
• 第二章 基于TRIZ的假肢优化设计应用流程21-37
• 2.1 引言21
• 2.2 TRIZ理论概述21-22
• 2.2.1 TRIZ定义21
• 2.2.2 TRIZ发展历程21-22
• 2.3 TRIZ理论体系22-33
• 2.3.1 最终理想解IFR24
• 2.3.2 系统分析24-25
• 2.3.3 三轴分析25-26
• 2.3.4 技术矛盾与40个创新原理26-28
• 2.3.5 物理矛盾与分离原理28
• 2.3.6 物场分析及76个标准解28-30
• 2.3.7 S曲线及8大技术系统进化法则30-32
• 2.3.8 发明问题解决算法ARIZ32-33
• 2.4 TRIZ理论问题分析及解题步骤33
• 2.5 基于TRIZ理论的假肢结构优化设计流程33-34
• 2.6 Pro/Innovator软件介绍34-36
• 2.7 小结36-37
• 第三章 基于TRIZ的下肢假肢的问题分析37-47
• 3.1 引言37
• 3.2 下肢假肢的需求分析37-38
• 3.3 假肢的技术问题分析38-43
• 3.3.1 假肢原始技术问题分析38-40
• 3.3.2 假肢最终理想解IFR的确定40
• 3.3.3 假肢功能词表SVOP的建立40-41
• 3.3.4 组件功能模型分析41-43
• 3.4 假肢技术问题的系统分析43-46
• 3.5 小结46-47
• 第四章 基于TRIZ下肢假肢优化方案设计47-65
• 4.1 引言47
• 4.2 假肢资源列表分析47-48
• 4.3 假肢技术矛盾分析48-55
• 4.3.1 技术矛盾分析解题流程48-49
• 4.3.2 定义下肢假肢技术矛盾49-51
• 4.3.3 创新原理的分析51-52
• 4.3.4 具体优化设计方案52-55
• 4.4 假肢物理矛盾分析55-58
• 4.4.1 物理矛盾解题流程55-56
• 4.4.2 物理矛盾解决的假肢优化设计方案56-58
• 4.5 物-场分析58-60
• 4.6 S曲线+进化路径分析60-64
• 4.6.1 假肢S曲线位置分析60-61
• 4.6.2 具体优化设计方案61-64
• 4.7 小结64-65
• 第五章 下肢假肢设计方案评价及确定65-70
• 5.1 引言65
• 5.2 TRIZ理论评价原则65
• 5.3 假肢优化方案评价指标的确定65-67
• 5.4 基于Pro/Innovator的方案评价模型的建立67
• 5.5 优化方案汇总67-68
• 5.6 基于TRIZ的下肢假肢优化设计方案确定68-69
• 5.7 小结69-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 论文总结70-71
• 6.2 未来展望71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77
• 攻读学位期间的研究成果和参加的科研项目77-79
• 附录一：40个发明创新原理79-84
• 附录二：阿奇舒勒矛盾矩阵84-85
• 附录三：76条标准解85-89

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 罗永昭;孙为;;建国以来我国假肢的发展[J];中国矫形外科杂志;2009年17期

2 狄亚;;假肢技术要与医学相结合[J];医学与哲学;1986年04期

3 张锐;;谈谈假肢的生产、安装、使用[J];中国残疾人;1994年03期

4 刘晓来;韩峰;;截肢与假肢治疗过程中的心理问题[J];中国组织工程研究与临床康复;2008年30期

5 沈凌;喻洪流;;国内外假肢的发展历程[J];中国组织工程研究;2012年13期

6 ;我国假肢工作的概况及发展[J];中国康复;1986年02期

7 刁兴建;假肢发展对截肢观念的影响[J];中国康复医学杂志;2001年06期

8 刁兴建;假肢发展对截肢观念的影响[J];中国临床康复;2002年20期

9 张波;连骨假肢的研究动态[J];黑龙江医学;2004年05期

10 罗永昭;孙为;;建国以来我国假肢的发展(续)[J];中国矫形外科杂志;2009年18期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 罗永昭;孙为;;现代实用假肢的进展和创新[A];第十九届中国康协肢残康复学术年会论文选集[C];2010年

2 解益;董安琴;邓小倩;;大腿运动假肢的制作要点及其功能特点 一例膝上截肢短跑运动员的个案报道[A];中国康复医学会康复治疗专业委员会康复辅助器具学组成立暨全国康复辅助器具学术研讨会论文汇编[C];2011年

3 黄英;武继祥;;实用假肢研发进展和现况[A];中国康复医学会康复治疗专业委员会康复辅助器具学组成立暨全国康复辅助器具学术研讨会论文汇编[C];2011年

4 罗永昭;孙为;;国内外现代实用假肢的进展和应用[A];第20届中国康协肢残康复学术年会论文选集[C];2011年

5 刁兴建;;假肢发展对截肢观念的影响[A];中国康复医学会第四届会员代表大会暨第三届中国康复医学学术大会论文汇编[C];2001年

6 罗永昭;孙为;;建国以来我国假肢的发展[A];第18届中国康协肢残康复学术年会论文选集[C];2009年

7 樊瑜波;张明;蒲放;蒋文涛;杨世全;陈君楷;;小腿残端与假肢接受腔相互作用的生物力学研究[A];21世纪医学工程学术研讨会论文摘要汇编[C];2001年

8 樊瑜波;蒲放;蒋文涛;杨世全;陈君楷;;小腿残端与假肢接受腔相互作用的生物力学研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前7条

1 本报记者 钱炜;高校呼唤假肢矫形工程专业[N];科技日报;2008年

2 何智;现代科技促进假肢技术发展[N];中国医药报;2013年

3 本报记者 何光锐;爱心,为肢残人士重塑人生支点[N];福建日报;2009年

4 本报记者 张议橙 储东华;和风不语 至爱无言[N];云南日报;2007年

5 编译 王惠民 杨孝文;金属上生长皮肤假肢变“真肢”[N];北京科技报;2006年

6 通讯员 艾利;英取得假肢技术新突破[N];医药导报;2006年

7 王丽;从波士顿爆炸案看保险与假肢的关系[N];中国保险报;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 任海男;主动式踝关节假肢控制系统设计及控制方法研究[D];河北工业大学;2015年

2 许华丽;基于TRIZ理论的人体假肢优化设计研究[D];浙江理工大学;2016年

3 熊大柱;一种7自由度生机电假肢手臂的结构设计及运动学分析[D];华中科技大学;2013年

4 曾勇;肌音信号模式识别及其在假肢手操控中的应用研究[D];华东理工大学;2011年

5 甘云;界面压力可控式假肢接受腔设计[D];上海交通大学;2013年

6 石琦霞;面向大批量定制的人体假肢接受腔的数字化设计方法研究[D];浙江理工大学;2014年

7 李明月;主动式膝上假肢仿生控制方法及实验研究[D];河北工业大学;2014年

8 程鹤;基于肌电信号控制的膝上假肢设计[D];东北大学;2008年

9 游淼;基于肌动图（MMG）与肌电图（EMG）信号的假肢控制系统研究[D];中南大学;2011年

10 赵风青;基于有限状态机的动力型假肢膝关节控制方法研究[D];河北工业大学;2014年

，

本文编号：676405