TRIZ答辩113.ppt

无锡职业技术学院 * 《TRIZ理论与方法创新(A)》 答 辨 题目：《球幕拼接机构》 组员： 王志伟 刘伟伟 何春生 吴勇 闵兆伟 哈尔滨理工大学 2013年11月 关于解决球型屏幕投影无缝拼接问题的方案 一、问题简要描述 在超大屏幕上为了能够呈现更好的画面效果及沉浸感，往往采用球型屏幕 球型屏幕画面有多台投影仪投影拼接而成 多台投影仪之间为了画面统一，需要有一部分重叠区域 在两台及以上重叠区域会产生亮带 哈尔滨理工大学 目前，国外的一些研究机构已经在实验室内通过使用激光定位设备和摄像机实现了对球幕投影系统的自动校正 国内大多进口国外的设备 二、研究目的 开发出球型屏幕拼接机构，使画面效果更具沉浸感、同时推动国内在这个方面的研究 开发什么样的结构、怎么样开发拼接结构?是我们面临的问题。本作品应用TRIZ创新方法启发解决思路。 三、基本思路 （一）最终理想解 我们要开发出一套完整的拼接机构，包括拼接融合机构及调整机构，满足拼接有效消除亮带、使整个画面统一。 （二）功能分析 拼接机构是为了消除多台投影仪重叠区域形成的亮带，同时包括调整机构和光学融合装置 解决方案 方案一：调节机构利用4个万向节调节实现六自由度。结构紧凑，但是不便于调节，且精度不高，不便于控制。 方案二：利用O-XYZ系坐标运动机构调节，可以快速的调节角度位置，但是结构太复杂、调节不方便、加工装配难以保证调节精度。 系统完备性法则 类别 名称 作用 能源装置 电机 自动化调节 动力装置 电机+手动 从能源获取能量为机构的运动能量 传动装置 丝杠+齿形导轨 把能量转换给执行装置 控制装置 电动控制 控制机构的实时位置 执行装置 连接件 对系统作用对象实施功能 产品 投影拼接机构 投影拼接 功能分析表 技术系统 5个自由度的调节 用途 实现机构各个方向的调节，使调节系统更完善 技术功能 使得调节方便和精确 主要功能 通过对光线的消隐达到无缝拼接 （三）资源分析 现成的物质资源：铝合金、标准件、学 校多种数控机床、经验丰富的老师 现成的能量资源：机械能、重力势能 现成的场资源：重力场 （三）资源分析 九屏幕法 数控机床的选择 确定投影的位置关系 确定投影的位置关系 加工工艺设计 投影拼接结构 三维建模设计 毛坯材料的选择 确定挡板的齿形和具体参数 光路图分析 （四）物理矛盾分析 机构自由度调节的空间位置关系（空间矛盾） 多自由度：便于满足更多调节需要和设计要求 空间位置小：节约更多的空间，便于调节和合理安排装配空间和调节自由度需要空间。 （五）物理矛盾的解决思路(空间分离原理) 定义物理矛盾：技术系统中一个参数无法满足系统内相互排斥的需求，及对系统的同一参数有相反的或不同的要求；由于机构有多个自由度调节，在调节的过程中有时会涉及到多个自由度同时作用，这就会出现自由度的空间干涉问题。 （五）物理矛盾的解决思路(空间分离原理) 解决物理矛盾：为了解决这一问题，我们将旋转自由度与直线平移自由度分割，根据triz理论的分割原理及一维变多维原理，实现自由度的空间分离，很好地解决了这一问题。利用空间分离的嵌套原理，在某些零部件上增设工艺孔，可以对有限的空间资源合理利用，有效解决空间资源不足问题。 （六）技术矛盾分析及解决思路 定义：技术矛盾是指系统中的一部分性能的增强导致了有用及有害的两种结果。技术矛盾常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突 设计拼接机构中体现的问题： 1、多个投影图像无缝拼接，这就要求机构调整灵活、方便、精确； 2、投影区域的确定，要求多个投影仪之间要有精确地位置关系； 3、在对空间位置模拟分析确定后，由于加工安装带来的系统误差和随机误差，实际作用后必须对机构进行多次调试。 4、确定光路挡板的齿形，齿形加工精度，机构设计尽量简单，操作方便，接近市场要求； 四、最终解决方案利用40个发明原理的相关原理 1、局部性质原则：为了使机构能够精确地调节，我们采用微调机构使之调节更为精密。见下图： 2、组合原则：设置多个自由度使就能进行全方位的调节，更好地符合使用要求。如下图 3、重量补偿原则：在保证机构使用性能的前提下，局部零件上做工艺孔和槽，减轻整个机构的重量。 4、预先作用原则：通过多次实验观察和比较，最终为机构选出挡光效果最好的挡光板。 5、一致原则：为了使安装修配方便，多采用国家规定的标准件。 五、创新点及注意事项 创新点： 1，拼接机构简单，实用，精确。 2，利用光路挡板实现无缝拼接。 , 3，使用范围广，作用大，多用在重要场