赵雅杰 吴小伟

摘 要：本文以解决监控摄像机遮阳盖遮挡视场角问题为例，按照TRIZ解题模式，采用简化的解题流程，通过技术矛盾分析、物理矛盾分析以及发明原理等TRIZ工具的应用，得到多个解决方案，并经过综合评估最终找到经济、易于实现的解决方案。

关键词：TRIZ;监控摄像机;技术矛盾;物理矛盾;发明原理

1 TRIZ理论简介

阿奇舒勒1946年提出的TRIZ（发明问题解决理论）是当前公认的、最有成效的创新方法。TRIZ主要用于解决缺少解法的创新问题，其解题模式如图1[1]所示：将一个待解决的研发问题转化为典型问题模型（步骤①），再使用不同的TRIZ工具和流程得到典型解决方案模型（步骤②），最后通结合实际情况得到具体解决方案（步骤③）。

使用TRIZ工具，可以提高问题解决的创新性，找到更多解决方案。下面以解决监控摄像机遮阳盖遮挡视场角问题为例，讨论TRIZ在解决产品研发问题中的应用。

2 问题描述

枪型监控摄像机（简称枪机）的镜头固定在设备的壳体内，通过视窗口获取外部的图像，其壳体外部固定有遮阳盖，通过伸出一定长度阻止强阳光直射到枪机内从而造成图像眩光。以SVOP语言规范技术系统的功能为：枪机摄取场景图像完整性。

当视场角较大时，伸出的遮阳盖存在将镜头监控视角挡住的风险，导致枪机摄取的场景图像不完整。

3 问题分析与解决

TRIZ解决问题模式在实际工程中应灵活应用，解决不同场景问题时可以演变成不同的形式。本技术系统有着明显的技术矛盾，故在TRIZ工具使用时，可采用一种简化的解题流程，如图3[2]所示。

3.1 技术矛盾及解决

本系统中存在的技术矛盾可表述为：为了改善强光对图像的干扰，增加了遮阳盖，导致镜头视场角内的图像被遮挡。

使用2003版矛盾矩阵，用工程参数描述系统的技术矛盾，并查询到对应的发明原理，整理见表1。

通过对应发明原理的分析，得到以下概念方案：

方案1：运用发明原理No.4不对称原理，镜头视场角不对称设计。

方案2：运用发明原理No.10预先作用原理，镜头前面增加一个偏振装置。

方案3：运用发明原理No.32变换颜色原理，视窗的材料选用变色玻璃。

3.2 物理矛盾及解决

本系统存在的物理矛盾可表述为：为了不遮挡图像光线，要求遮阳盖前端长度短;与此同时，为了遮挡阳光强光入射到镜头，要求遮阳盖前端长度长。

对于物理矛盾，使用分离原理进行解决。

方案4：运用空间分离，采用发明原理No.17多维化原理，遮阳盖前端设计成向上翻一定角度的造型。

方案5：运用空间分离，采用发明原理No.15动态性原理，电机控制遮阳盖上升直到不遮挡最大视角。

方案6：运用系统分离，采用发明原理No.40复合材料原理，遮阳盖设计成能够吸收光能的透明件。

4 方案汇总及选择

采用技术矛盾和物理矛盾，我们共得到6个概念方案。通过成本、技术难度、可靠性多维度对方案进行评估，最终我们选用方案4，即：经过最大视场角计算，将枪机的遮阳盖前端设计成向上翻一定角度的造型，保证其不会遮挡视场角;同时，结合强光入射角，设置合理遮阳盖长度，达到有效遮挡正午強光的需求。

此外，针对造型要求高的高端用户，可以采用方案4与方案5的结合：遮阳盖的前端设计成转轴翻转的方式，并通过电机控制其进行180°摆动。

5 结语

使用TRIZ简化模型解决摄像机遮阳盖遮挡视场角问题，在短时间内得到若干解决方案。最终选用的技术方案构思巧妙，设计难度低，成本低;其他概念方案可作为满足不同需求的储备方案，申请专利保护。本工程案例，是TRIZ应用的一个缩影，灵活应用TRIZ工具，能够大大缩短产品开发时间、提高专利输出。

参考文献：

[1]姚威，韩旭，等.创新之道：TRIZ理论与实战精要[M].北京：清华大学出版社，2019.

[2]罗佳，等.培训资料[C].中国创新研究所，TRIZ培训，2016.

作者简介：赵雅杰，女，工程硕士，高级工程师，资深结构工程师，主要研究方向：机械设计与制造、创新方法与工程实践。