TRIZ理論在無人機(jī)造型設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

（一）背景

近年來，無人機(jī)航拍成為越來越多攝影愛好者的選擇，但因?yàn)楹脚臒o人機(jī)的體積都有些大，外出拍攝需要攜帶一個(gè)收納包裝無人機(jī)、遙控器及電池等配件，航拍愛好者希望市面上有一臺(tái)能裝進(jìn)口袋的航拍小飛機(jī)。

（二）小型航拍無人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)性能

攜帶輕便、堅(jiān)固穩(wěn)定、長續(xù)航、圖像采集。因此，在這款無人機(jī)造型設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)解決以下幾個(gè)問題：減少重量的同時(shí)保持原有的性能；體積變小后在高空飛行，有較好的穩(wěn)定性；還要滿足良好的圖像信息采集能力的需求。

（三）解決思路和關(guān)鍵步驟

根據(jù)上述問題描述，反映在39個(gè)通用工程參數(shù)上獲取矛盾。利用矛盾矩陣圖提出方案，通過分析結(jié)果選擇相應(yīng)方案。

根據(jù)技術(shù)性能重要度以及矛盾示意圖中對(duì)應(yīng)的TRIZ發(fā)明原理，得出最重要的問題是續(xù)航和機(jī)器重量增加，在無人機(jī)續(xù)航時(shí)間增加的同時(shí)電池容量也會(huì)增加，整機(jī)重量也會(huì)增加，此問題可轉(zhuǎn)化為“15運(yùn)動(dòng)物體作用時(shí)間”和“1運(yùn)動(dòng)物體的重量”這組技術(shù)沖突，得到的沖突矩陣發(fā)明原理是：19，5，34，31。其次，整機(jī)重量的增加會(huì)導(dǎo)致無人機(jī)體積增加，此問題可轉(zhuǎn)化為“15運(yùn)動(dòng)物體作用時(shí)間”和“7運(yùn)動(dòng)物體的體積”之間的技術(shù)沖突，得到的TRIZ發(fā)明原理：10，2，19，30。無人機(jī)便攜需求和抗風(fēng)力下降相矛盾，將問題轉(zhuǎn)化為“2靜止物體的體積”和“13穩(wěn)定性”的技術(shù)沖突，得到的發(fā)明原理有：28，34，35，40。

（四）選擇適用的發(fā)明原理

對(duì)上述得到的TRIZ發(fā)明原理進(jìn)行整理分析，在每一組技術(shù)沖突中，參考用戶需求權(quán)重，選取其中最合適的發(fā)明原理：5，28，進(jìn)行無人機(jī)造型創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

（五）解決方案

根據(jù)創(chuàng)新原理5和28給出的啟示，綜合考慮后得到小型無人機(jī)造型創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。為解決無人機(jī)續(xù)航與重量增加的矛盾，所采用的發(fā)明原理5提出組合的方法，由此想到將無人機(jī)散熱風(fēng)扇與槳葉相結(jié)合，去掉散熱風(fēng)扇，利用槳葉風(fēng)力來散熱，經(jīng)過無數(shù)次模擬飛行，取得關(guān)鍵空氣動(dòng)力數(shù)據(jù)后，再重新開始設(shè)計(jì)導(dǎo)流槽，帶走熱量。

在解決方便攜帶和抗風(fēng)力下降的矛盾沖突中，所采用的發(fā)明原理是28機(jī)械系統(tǒng)的替代，因此研究人員在研究“風(fēng)”的同時(shí)也在研究“電”，重新設(shè)計(jì)了無刷電機(jī)，最終使無人機(jī)在最大四級(jí)強(qiáng)風(fēng)的情況下續(xù)航時(shí)間也能達(dá)到30分鐘，同時(shí)為用戶帶來穩(wěn)定的航拍圖像。