论文基于TRIZ理论的牙刷分析，该文是关于理论相关专科毕业论文范文与牙刷和牙刷发展分析和TRIZ理论类电大毕业论文范文.
1 引言牙刷作为一种清洁牙齿的工具,陪伴着我们每个早晨和夜晚.在全美的一项调查中,牙刷甚至超越了汽车和电脑,成为了人类最有用的发明.有记载的护牙历史可以追溯到原始社会,可以说,口腔健康和牙齿保健问题一直受到人们的关注.本文以牙刷发展的重大阶段、主要产品和TRIZ理论相结合,进一步探讨牙刷在人类生活中所扮演的重要角色和未来发展趋势,为该产品的研究贡献有价值的理论资料.
2 牙刷的分类和基本工作原理2.1牙刷的分类牙刷,顾名思义就是一种清洁牙齿的刷子,一般人们会配合使用牙膏以进行更彻底的清洁.牙刷主要有四个部分组成：刷头、刷颈、刷柄和刷毛.按照刷头的形状可以将牙刷大致分为三类：较容易深入口腔内部的头形刷头、能有效清洁牙齿每一个表面的方形刷头和更适合口腔人体工学的圆形或椭圆形刷头.同时笔者注意到,如今的牙刷已经不仅仅局限于以上几种形状,而是进行不同形状的组合,以达到最好的清洁效果.
刷柄按照形状可分为直柄和弯柄,按功能可分为弹性手柄和防滑手柄.设计良好的刷柄主要有三个功能：避免因牙刷压在牙龈上的力度过大而令牙龈受损,避免使用时牙刷滑落,以及使用方便省力.
刷毛的设计一直是生产厂家的关注焦点,从最初弹性良好,质地优良的杜邦丝,到如今各式新材料如纳米丝,可以说刷毛经历了一场场革命式的改变.在刷毛的质地一直改进的同时,它与牙齿的接触面形式保持着相对的稳定：波浪型、V型和平整型.平整型（如图1）是牙刷最初的设计,波浪型（如图2）可以在牙齿之间更好的接触,增加摩擦力,清洁更彻底.
此外,牙刷的另一个重要分类依据是它的驱动方式.大多数的牙刷还是手动,由使用者自主操纵刷柄,使刷毛和牙齿之间产生摩擦,达到清洁牙齿的效果.自从第一支电动牙刷问世以来,与普通牙刷相比,清洁效果更为科学有效的电动牙刷立即走入了千家万户.电动牙刷可以清除牙菌斑、减少牙龈炎、牙周病和牙龈出血等口腔疾病,这也是目前欧美许多国家普遍流行的日用品.
2.2电动牙刷和超声波牙刷的基本工作原理电动牙刷通过电动机芯的快速旋转或震动,使刷头产生高频震动,瞬间将牙膏分解成细微泡沫,深入清洁牙缝；与此同时,刷毛的颤动能促进口腔的血液循环,对牙龈组织有按摩效果.
从原理上分,电动牙刷有两大类：旋转与振动.旋转类的牙刷原理简单,就是电动机驱动圆形刷头旋转,在执行普通刷牙动作的同时加强摩擦效果.旋转类的牙刷噪音大,牙面清洗很干净,牙缝清洗相对较弱,但对牙齿磨损大,不建议长期使用.振动类型的牙刷更复杂,从上来看也更高端.振动类型的牙刷内部有一个电驱动的振动电机,能让刷头产生垂直于刷柄方向的高频摆动,但摆动的幅度很小,一般为上下各5毫米左右,行业最大的摆幅是6毫米.刷牙的时候一方面高频摆动的刷头能高效完成洗刷牙齿的动作,另一方面超过30000次/分钟的振动也让口腔里的牙膏和水的混合物产生大量微小的气泡,气泡爆裂时产生的压力可以深入牙缝清洁污垢.
超声波牙刷是指刷头的振动频率与声波频率一致或者相近,因此也叫声波振动牙刷.并非字面意思理解的用"声波"来刷牙,只是类似于声波振动频率的刷毛快速运动创造了超越传统手动牙刷近10 0倍的超强清洁效果.
超声波牙刷是利用超声波能量在牙周的空化效应达到清除牙周的病菌和不洁物的,其清洁范围能覆盖牙周各个部位.超声波能量通过刷头的刷毛传递到牙齿和牙龈表面：一方面松动菌斑、牙垢和细小的牙石和牙齿的粘合,破坏细菌在龈袋及牙面各隐藏处里的寄生繁殖；同时,通过触及牙龈的刷毛传递到牙龈表面的超声波能量进一步渗透到牙龈内部,作用于细胞膜后,加速血液循环,促进新陈代谢,可抑制牙肉炎症和牙龈出血,防止牙龈萎缩.
3 牙刷的发展历程原始的人类使用草杆清洁牙齿,草杆当中含有大量坚硬的微小硅石颗粒,可以提供研磨牙齿的清洁功效.世界上许多古老文明都有悠久的护牙文化,比如在公元前3000年,苏美人乌尔城邦的国王墓穴中就曾发现过清理口腔用的最早工具——牙棒（如图3）,一支能用上两个星期.在古希腊和罗马时代人们用动物骨灰做牙粉清理口腔,还有些原始部落用木炭、盐水、细砂、树枝来清理牙齿.
中国人在2000多年前就已经知道保护牙齿的重要性了.秦汉时期民间就有“晨漱不如夜漱,此善于养齿者”的说法,大意就是通过漱口的方式来护理牙齿,当时,漱口用的水一般多为盐水、茶水和药水.《红楼梦》里贾宝玉每天清晨都有用盐擦牙的习惯,苏轼也用浓茶来当做漱口水.晚唐时期,人们把杨柳枝泡在水里,要用的时候,用牙齿咬开杨柳枝,里面的杨柳纤维就会支出来,好像细小的木梳齿,很方便的牙刷（如图4）.古语“晨嚼齿木”就是这个来源.到了元朝,元代社会上层人物用牙刷,一般人还是用柳枝,和中草药研制成的揩齿粉末刷牙.当时的牙刷主要是用骨、角、竹、木等材料,在头部钻毛孔两行,在孔上植入马尾,这就是牙刷的雏形之一马尾牙刷了（如图5）.
欧洲公认的第一把批量生产的牙刷是由英国人William Addis在1780年制造的.他在1770年因一场骚乱而被判入狱,他在狱中没有荒度人生,而是尝试了很多方法来清洁牙齿——包括用破布蘸着烟尘和盐来回摩擦牙齿,制成了一种“乞丐版”牙刷.虽然英国人很早就开始工业化生产牙刷,但世界上第一个关于牙刷的专利（如图6）是由美国人H. N. Wadsworth于1857年获得的（美国专利号18653）.1938年,杜邦公司推出了第一个尼龙制成的牙刷,尼龙是一种合成纤维,拥有许多优点.而美国真正开始大规模生产牙刷则是在1885年.而第一把电动牙刷Broxodent则是由瑞士人在1954年发明.
4 基于TRIZ理论的牙刷发展分析以最初期的通用型牙刷（如图7）为雏形,针对不同的消费群体,牙刷的发展主要有以下五个发展方向：增强清洁效果、增强趣味性、增强便携性、简化使用和更加环保.以下将就这五个发展方向结合TRIZ理论和发展过程中涌现的产品进行具体的介绍和分析.
4.1增强清洁效果随着生活水平的提高,人们逐渐认识到了口腔健康的重要性,对牙刷的清洁效果有了更高的要求,由此推动了材质和造型等方面的改良,以增强牙刷的清洁效果.比如运用了组合原理和反向原理的电动牙刷和超声波牙刷,一改传统的人力操控,利用震动等以达到更有效的清洁.再比如利用了替代机械系统原理和复合材料原理的纳米牙刷和磁性保健牙刷,使得牙齿的清洁不仅仅依靠于牙膏的成分和牙刷的摩擦,而是通过特殊材料的使用达到杀菌美白等功能.
4.2增强趣味性针对儿童的牙刷改良主要体现在趣味性上,对于幼儿来说刷牙并不是一个享受的过程,因此增加牙刷的趣味性能够帮助发育期的儿童保护牙齿并且养成刷牙的习惯.利用了TRIZ理论中的组合原理,通过附加功能达到吸引儿童的目的.比如能吹泡泡的牙刷（如图8.1）、会唱歌的牙刷（如图8.2）、能玩游戏的牙刷(如图8 . 3）等.对于那些使用牙刷可能会产生危险或没有足够能力抓握的幼小儿童,指套式牙刷（如图8.4）可以很好的帮忙,它利用了分离原理,将物体（牙刷）中的关键部分（刷头）挑选和分离出来,在实现功能的基础上保证了儿童的安全.
4.3增强便携性牙刷的便携性是差旅人士和旅行达人在选购牙刷时非常关注的一个因素,针对于此,利于携带、方便使用的一系列牙刷如折叠伸缩牙刷、一次性牙刷应运而生.折叠伸缩牙刷应用了TRIZ理论中的分割原理,使物体分成容易组成和拆卸的部分,在保证清洁功能的前提下,减少了占用空间,极大提高了便携性.一次性牙刷应用了TRIZ理论中的低成本不耐用的物品代替昂贵耐用的物体原理,这也被大多数酒店和旅馆所应用.
4.4简化使用历史上的许多发明都是懒人的发明,牙刷的发展也不例外.简化牙刷的使用也是设计者在争夺市场份额时要考虑的因素之一.例如运用了局部质量原则的喷泉式牙刷(如图9）,使组成物体的不同成分组成不同功能,使用者在刷牙后,可以同时清洁牙刷和进行漱口.再例如运用预补偿原理和自服务原理的一体化牙刷,将牙膏藏在刷柄中,这样消费者不必再费心准备牙刷,这在差旅中尤为方便.
4.5更加环保随着公众对于环境保护的日益关注,牙刷的环保性也在设计过程中纳入了考虑.牙刷并不是一种耐用品,平均三个月就要更换一次,因此牙刷的消耗量是非常巨大的.如今市场上的许多牙刷都应用易于降解和能够循环使用的材料制成,或者直接应用天然材料如竹制牙刷(图10）.
5 牙刷发展趋势的预测对牙刷行业而言,消费者的购买倾向受到不断萌生的新技术影响.关于牙刷的专利已经大批量出现,如果这些新技术可以投入到生产中,牙刷产业势必要进行一场革命.放眼世界,随着人口的增加和人们对于牙齿健康的重视程度越来越高,牙刷的消费量也呈现上升趋势.消费者对于牙刷的需求主要体现在以下五个方面：（1）牙刷整体造型设计更贴合手部曲线,和人的动作达到更好的配合.（2）刷毛选用的材料和刷毛排列的科学合理的设计.（3）更高的耐磨性能与优化设计方案相结合.（4）可以适应不同年龄、不同层次的消费者.（5）产品从装饰性逐步向注重功能性、临床效果方向发展,设计更加科学.
6 结论纵观牙刷的发展历史,可以发现牙刷的更新换代呈现加速的趋势,从第一支工业牙刷到第一支电动牙刷跨越了170余年,而从电动牙刷走入市场到多种驱动方式的牙刷的蓬勃发展只花费了短短几十载.因此,在未来牙刷的发展中,不断的技术革新将是企业能够在同行中受到瞩目、掌握市场动向的关键因素.
其次,一个更好牙刷品牌要进入国际市场,占据更大的市场份额和俘获更多的消费者,没有品质是行不通的.同时品质又直指价位,唯有好的品质,才能卖到好价钱.因此,牙刷的品质将越来越高,更好地为人们日常生活服务.
最后,我们生活在多元化的社会中,人们的生活习惯、文化内涵和性格喜好都有所不同,怎样针对不同人群设计不同款的牙刷,甚至实现私人来帮助消费者突出个性,将是未来牙刷发展的一大趋势.责编/马铭阳
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参考文献：
1、 基于TRIZ理论的国内灶具演变分析 文东北大学机械工程与自动化学院 刘伟超 赵新军1 引言“灶,炊穴也 ” 灶,本义指用土砌成的,供烹煮食物、烧水的设备 随着时代的发展,对于灶具的定义也不再仅仅局限于此 简单地说.
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