王冬梅 / 上海电机学院

基于TRIZ技术的便携式牙刷的创新设计

王冬梅 / 上海电机学院

本文基于triz创新理论，利用螺旋三层伸缩机构原理，设计了一种方便收纳卫生又便于携带的牙刷，详细介绍了其总体结构以及工作原理。

牙刷；便携式；螺旋机构

引言

TRIZ理论的核心思想主要体现在三个方面。首先，无论是一个简单产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式；其次，各种技术难题和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力；第三，技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大效益的功能。 简单地说，ARIZ第一就是将系统中存在的问题最小化，原则是在系统能够实现其必要功能的前提下，尽可能不改变或少改变系统；第二是定义系统的技术矛盾，并为矛盾建立“问题模型”；然后分析该问题模型，定义问题所包含的时间和空间，利用物－场分析法分析系统中所包含的资源；接下来，定义系统的最终理想解。利用triz理论对现行牙刷进行优缺点分析，结合三层式螺旋伸缩机构，进行移植创新，提出了便于收纳携带的创新型牙刷设计。

1.便携牙刷设计总体方案

牙刷作为人们日常生活中一种不可或缺的护理用具，通常地，在牙齿清洁后牙刷之手柄置于漱口杯中，牙刷之刷毛外露于空气中。显然地，这种收纳方式使得传统牙刷不仅容易沾灰，而且易于细菌滋生。

另外，为了便于外出旅行携带，新式的折叠牙刷也已问世。虽然其占用空间较小，但是所述折叠式牙刷之手柄承载能力欠佳，当置于收纳箱中时往往容易折断，实用性差。

故针对现有技术存在的问题，本设计根据生活经验，积极研究改良，设计了一种便携式牙刷。

本设计是针对现有技术中，现有的牙刷不便于携带，且易于滋生细菌，以及现有的折叠式牙刷之手柄承载能力欠佳，当置于收纳箱中时往往容易折断，实用性差等缺陷提供一种便携式牙刷。

为了解决上述问题，本牙刷包括微型电机，伸缩螺旋机构式牙刷体及牙刷头。具体结构包括：螺杆，呈中空柱状，螺杆之两端分别设置内螺纹和导槽；螺纹顶杆的外侧设置与螺杆的内螺纹相匹配的外攻丝；牙刷本体的一端设置与螺杆的导槽相匹配的滑动块，牙刷本体的另一端设置用于牙齿清洁的刷毛；盖体，用于牙刷本体收容在螺杆后与螺杆之异于内螺纹的一端盖盒。

2.工作原理

在使用时，螺纹顶杆12的外侧设置与螺杆11的内螺纹相匹配的外攻丝121，螺纹顶杆12的外侧的外攻丝121与螺杆11的内侧的内螺纹以螺旋方式连接。牙刷本体13的一端设置与螺杆11的导槽相匹配的滑动块131，牙刷本体13的滑动块131在外力作用下，可沿着螺杆11的导槽移动。牙刷本体13的滑动块131与螺杆11的导槽滑动连接。盖体14用于牙刷本体13收容在螺杆11后并螺杆11之异于内螺纹的一端盖盒，即盖体14避免牙刷本体13的刷毛132与外界空气接触。

当使用便携式牙刷1时，第一、旋转螺纹顶杆12，螺杆11在内螺纹与外攻丝的扭力作用下旋转上升；第二、牙刷本体13之滑动块131容置在螺杆11之导槽内，并在推力作用下向异于螺纹顶杆12一侧的方向运动；第三、刷毛132在牙刷本体13的运动中露于螺杆11之外侧，便于牙齿清洁。

当收纳便携式牙刷1时，在清洁完毕后，以与便携式牙刷1工作方向的反方向旋转螺纹顶杆12，则牙刷本体13、螺杆11，以及螺纹顶杆12套置为一体，并盖盒盖体14。

便携式牙刷1通过设置螺旋方式连接的螺纹顶杆12和螺杆11，以及滑动连接的牙刷本体13和螺杆11，不仅在使用时操作方便，而且在使用后可通过所述盖体14盖盒为一体，起到携带方便、环保卫生的功效。

3.结束语

本设计受到螺旋伸缩机构设计的启发，结合生活中使用牙刷不够卫生，收纳不方便等情况，设计的一款创新性便携式牙刷，结构简单，经济方便。

[1]葛志祺.机械零件设计手册[M].北京:冶金工业出版社,1985,195.

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王冬梅:（1968-）女，博士，副教授，机械设计及其自动化专业,主要研究方向：现代机械设计方法学。