5.5.3 分析层预测

5.5.3 分析层预测

元易创新方法中的创新维度有空间维、环境维、结构维、功能维、机理维、材料维、动力体系维、时序维、人机关系维。在选择创新维度时,可结合经验、用户需求和核心专利的初步阅读与该领域的技术创新现状分析后进行提取。基于上述分析可以发现:

①移动电源正朝着更轻、更薄的方向发展,正在技术发展、用户需求的基础上发生着结构性改变,因此,选取“结构维”进行分析十分必要。

②移动电源的应用本质是把其他能量转换成直流电能并传输到电子产品中,其动力来源与传输方式在移动电源技术中举足轻重,因此,可选取“动力体系维”进行研究。

③功能集成是电子领域发展的趋势,用户在使用移动电源的同时,越来越多的功能需求体现了移动电源的发展趋势,因此,有必要对其“功能维”进行分析。

基于此,可以选取“结构维”“动力体系维”及“功能维”等3个创新维度对移动电源的核心专利进行进一步分析,结果见表5-8。

表5-8 移动电源技术多维分析

续表

从结构维来看,移动电源可分为储电部件、充电部件、传输电部件、电量显示部件、电路部件、外壳等部分。

①储电部件主要为蓄电池。从专利文献来看,蓄电池主要以聚合物电池与18650锂电池为主。其中,聚合物电池具有安全性高、能量密度大、能量转换效率高、体积小、质量轻、外观设计灵活等优点;18650锂电池则有着工艺成熟、稳定性好、价格便宜等优点。

②充电部件主要有光伏面板、柔性薄膜、交流电插头3种,前两种应用于太阳能充电,第三种应用于普通家用电源充电。

③传输电部件主要分为有线与无线两种。USB线充电具有传输稳定、传输时间较短、成本较低的优点,而无线充电方法则具有无通电接点、使用方便、耐用等优点。

④电量显示部件主要有指示灯、显示屏两种。前者具有省电但显示不够精确的特点,后者具有费电但电池余量显示精准等特点。

⑤电路部件是移动电源的基础部件,主要有防止过充、过放、短路等功能。

⑥外壳方面的专利较多,主要集中在表面打孔、容纳腔、带支架结构、背夹式结构的设计等方面。

从动力体系维来看,主要有动能、势能、太阳能、温差能、核能、交流电与直流电的动力来源方式。

①动能供电方式的专利尽管众多,来源方式也较广(有手摇、脚踩等多种方式),但效率却较低。

②势能供电主要是利用背包带内其中一段橡胶皮筋伸缩的弹力和动力带动发电线圈内的磁力棒往复运动,使发电线圈切割磁力线,产生电流,经整流器、电源压节器,储存于小型蓄电池,通过USB接口输出,供手机和小型电器充电。势能充电虽然存在无法解决高电量消耗、转换效率低等问题,但其来源清洁、广泛且成本低。详情可参考专利申请号为“CN201310615372.0”的专利文本。

③太阳能供电方面的专利较多,是近年来热门的供电方式。太阳能尽管绿色、环保,但存在光电转换效率低、造价高、受气候影响大等问题。

④温差能供电主要是将热能转化成电能,主要有体温温差、水温温差等方式,其来源广泛,但效率较低。

⑤核能供电是一种较新的供电方式,其能量密度大、干净卫生,但制造成本高,而且对技术的要求极高。

⑥交流电供电指用家用电源作为移动电源进行充电,是移动电源能量来源的常见方式。

⑦直流电供电主要是利用干电池进行供电,具有携带与更换方便等优点。

从功能维来看,主要有可照明功能、电量显示功能、计算功能、播放音乐功能、OTG功能、定位功能、防盗功能、Wi-fi功能、存储功能、求救功能、集成功能等。

①可照明功能是指在移动电源上设置有与电池组连接的LED照明灯,可在黑暗环境下照明。

②电量显示功能是通过显示灯或显示屏幕结合主控模块,将电量信息精准地反映给用户的一种设计。

③定位功能是指通过在壳体内设置GPS或A-GPS模块,以提供携带者的具体地理位置,为快速定位、找寻携带者提供地理位置便利。

④OTG功能是通过在壳体的侧面设USB接口或U盘插口,实现将OTG功能与充电功能结合为电子移动设备充电,同时,U盘(移动硬盘等)还能与手机(平板设备等)进行数据交换。

⑤Wi-fi功能是指在与电源模块连接的Wi-fi功能模块上设有有线网络接口,以满足个人电脑、手持设备Wi-fi上网的功能。

基于专利的多维分析,结合创新法则再次查阅专利后,可选取维法耦合的20个技术方案,然后进行创新法则分析,以提取具有代表性的创新法则。具体方案见表5-9。

表5-9 创新法则提取与分析

续表

从表5-9可以看出,本书使用的创新法则有分解与去除、组合与集成、局部优化、替代、自服务、友好化、柔性化、智慧化,其中组合与集成、局部优化、自服务创新法则使用的次数较多,但没有使用动态化的创新法则。

以下选取具有代表性的创新法则进行解释:

①组合与集成法则。如将有线、无线充电方式组合,使不同性能的要素或个体组成一个有机整体,不仅可达到同时为多个产品充电的目的,而且保证了用户根据不同需求选择合适的充电方式。

②局部优化法则。如在动力体系维中,可将移动电源中的锂电池优化成能量密度更高的聚合物电池,以改善电池的性能,达到更好的储电效果。

③自服务法则。如为了满足用户识别位置和追踪的要求,通过改变系统部件的关系或增添新的部件可实现自我服务功能,主要是在移动电源内加装定位模块以满足特定的用户需求。

④友好化法则。如移动电源采用磁吸背夹分体式友好化设计实现了综合利用、共生等人-机-环境和谐友好,不仅使移动电源完美地贴合在手机上,同时还大大节省了空间。

⑤柔性化法则。柔性化是指将外形、壳体、功能、相态、作用、速度、位置等要素平和化,如在移动电源外壳内部加装弹簧可达到防摔的目的。