第四章 案例探討—羽球拍之改良
4.2 TRIZ方法應用於羽球拍之改良
4.2.3 兒童受限力量攻擊力道薄弱的改善策略
（1）問題分析
目標：希望增加兒童執行羽球運動時擊出之球速。
（2）矛盾衝突
‧希望 兒童能擊出較大球速
‧如果 球拍能配合力道較小之兒童擊出較大球速 ‧但是 球拍整體的強度和可靠度可能會受影響
2.矛盾定義:
（1）技術矛盾
若球拍能隨兒童力道大小做調整，兒童在使用球拍時的方便性會獲得改善，但球 拍結構的強度及可靠度會受到挑戰：即「使用方便性」vs「 強度」 和「使用方便性」
vs「可靠度」之間產生矛盾。
（2）將矛盾的兩方轉換成適當的參數如表 4-18
表 4-18 球拍改良的矛盾參數
改善方 惡化方 矛盾屬性
使用方便性（33） 強度 （14） 技術矛盾 使用方便性（33） 可靠度（27） 技術矛盾
3.矛盾矩陣
分別找到兩組欲改善參數及惡化參數：（使用方便性 vs 強度）（使用方便性 vs 可 靠度） 如表 4-19 表 4-20 所示，再根據 TRIZ 解題方法之流程進行改善現有羽拍，找 到最佳解決方案，以解決兒童受限力量，攻擊力道薄弱的問題。
表 4-19 球拍改善問題對應矛盾矩陣
惡化系統 參數
改進的 參數
1 … 14 … 38 39
移動物體
的重量 … 強度 … 自動化 程度 生產力
1 移動物體 的重量 ＋ … … … 26.35.
18.19.
35.3.
24.37.
. . .
. . .
. .
. … … … . . .
. . .
5 移動物體的面積 2.17. 29.4. … … … 14.30.
28.23.
10.26.
34.2.
. . .
. . .
. .
. … … … . . .
. . . 33 使用方便性
. .
. … 32.40
3.28 … . .
.
35.37.
10.2.
. . .
. . .
. .
. … … … . . .
. . .
39 生產力 35.26.
24.37. … … … 5.12.
35.26. ＋
表 4-20 球拍改善問題對應矛盾矩陣
惡化系統 參數
改進的 參數
1 … 27 … 38 39
移動物體
的重量 … 可靠度 … 自動化 程度 生產力
1 移動物體 的重量 ＋ … … … 26.35. 18.19. 24.37. 35.3.
. . .
. . .
. .
. … … … . . . . . .
5 移動物體的面積 2.17.
29.4. … … … 14.30.
28.23.
10.26.
34.2.
. . .
. . .
. .
. … … … . . . . . .
33 使用方便性 . .
. … 17.27
8.40 … . . . 35.37.
10.2.
. . .
. . .
. .
. … … … . . . . . .
39 生產力 35.26.
24.37. … … … 35.26. 5.12. ＋
4.推薦的創新原理
「使用方便性」vs「強度」，及「使用方便性」 vs「可靠度」， 兩組參數在矛盾 矩陣中找到的創新原理如表 4-21 所示。各發明原理及對應可行解之說明如表 4-22。
表 4-21 盾矩陣對應之發明原理
欲改善參數 防止惡化參數 矛盾矩陣解答 可行解 33
使用方便性
14 強度
NO.32 NO.3 NO.40 NO.28
NO.3 NO.40
33 27 NO.17 NO.8 NO.40 NO.8
40 創 新 發 明 原 理
40 創 新 發 明 原 理
表 4-22 球拍改良之創新發明原理與應用
推薦原理 有用的具體提示 應用改進方案
32 改變顏色
改變物體或環境的顏色---驗孕試 紙。
改變物體或環境的透明度---透明 電梯。
改善物體或製程的能見度，使用 顏色添加劑或發光的元素---夜間 用安全發亮衣物。
不同輻射熱下，改變物體的發光 性質---汽車隔熱紙。.
3 改變局部
性質
將依物體或系統結構由均質變成 異質---防滑鞋。
使系統中各部分都能達到最適狀 態---安全帽。
使系統每一部分都可執行不同或 互補性的功能---冰、溫、熱飲水 機
改變球拍各部分為適 用的材質，改善球拍 以增進整體擊球拍擊 出更大的球速。
40 複合材料
使用複合物質取代均質物質---快 速排汗衣。
使用球拍各部分適用 的材質，改善球拍以 增進整體擊球拍擊出 更大的球速。
28 置換機械
系統
使用光學、聲學、熱學、味覺系 統取代機械系統---速度儀錶板改 用投射在擋風玻璃上。
使用電場、磁場或電磁場與物體 進行交互作用---感應鑰匙取代傳 統鑰匙。
變換下列場：運動場取代靜止 場；結構化場取代非結構場；變 化場取代固定場---移動電極靜電 除塵器。
結合使用場與場所激發的物體/
系統性質(鐵磁性)---油電混合 車。
17 轉換到另一
維度
轉變一維的運動（物體）成二維 的運動（物體），二維成三維，以 此類推---高速公路高架。
使用多層結構取代單層---立體停 車場。
傾斜物體或以它的另一面置放---斜取式滾筒洗衣機。
使用物體的另一面---安全圖釘。
將光線投射到物體的鄰近區域或 反面---反射鏡。
8 平衡力
利用其它能提供升力的物體，平 衡物體的重量—磁浮列車-。
用空氣動力或水動力、浮力等提 供平衡力---放天燈。
利用環境中的相對力量，以平衡 系統中的負面屬性---跑步機得抗 重力技術可增減重量訓練選手或 協助傷者復健。
調整球拍整體平衡改 善球拍，協助擊出更 大球速協助擊出更大 球速。
27 拋棄式
用便宜、壽命短的物品，取代昂 貴的物體---輕便雨衣。
5.綜合可行的改進方案
（1）改變局部性質/複合材料/平衡力 原理
根據 Altshuller 技術矛盾找到可行的發明原理，欲改善球拍解決兒童因本身力道 較成年人小，受限力量，攻擊力薄弱的問題，可從球拍的材料、形狀、平衡、重量等 著手，按照表 4-23 所示，欲提高兒童有效回擊並增加其回擊球速，球拍性能需求為：
○1 方形拍頭 ○2 翼型截面 ○3 內置接頭 ○4 拍頭框硬 ○5 拍桿較軟 ○6 拍頭較重 ○7 網線 磅數較低，本研究按照此需求改善球拍，以解決兒童受限力量，攻擊力道薄弱的問題，
說明如表 4-24 所示。
表 4-23 球拍參數性能對應表[46]
球速 更快
甜區 更大
扭力 更小
更靈活 更減震
更好的 方向控制性
更好的 深度控制性
方形拍頭 - V - - V - V
翼形截面 V - V - - - V
箱形截面 - - - - V - -
內置接頭 - - V V - V -
拍桿較硬 - - V - V V -
拍頭框硬 V V V
拍桿較軟 V - - - V
拍頭較重 V - - - V
拍頭較輕 - - - V - - -
弦線磅數
較低 V V - - V - -
弦線磅數
較高 - - - V
表 4-24 球拍改善特性之說明與做法
特性 說明與做法
方形拍頭 加大擊球甜區。
翼型截面 空氣阻力小，揮拍更快，更易擊出快速且具殺傷力的回球。
內置接頭 採二次成型製拍方式，將拍頭框、拍桿分開製作再用接頭連接；接 頭使用奈米凝膠，此聰明材質會在瞬間做出反應，使兒童在回擊球 時增強硬度，創造更大的擊球威力。此方式製拍使抗變形性增大、
拍面較穩定，拍框、拍桿能更加ㄧ體化，並提高回擊球速。
拍頭框硬 拍頭框越硬，球在接觸球拍時，球拍不易變形和扭動，越能把力量 傳遞出去，擊出更有力量回擊球。採用航太材料鈦金屬【註 5】製
作「鈦合金」 拍頭框，使擊球力量更多傳送到球上，產生更大擊 球力量。
拍桿較軟 採用碳纖維複合材料製拍桿，在揮拍時拍桿易彎曲，帶動拍頭以更 大速度移動，產生更大擊球力量。
拍頭較重 握把 1/3 長度採空心圓柱製作，在握把裡加裝平衡配重用的塑膠棒 狀物，調整羽拍重心，使平衡點【註 6】較靠近拍頭（約 285mm 以上） ，拍頭慣性大，打出的球更有力量。
網線磅數較低 網線磅數低，具彈簧床作用，使反彈力增加，對兒童而言較能輕易 擊出較大球速。
【註 5】「航太材料鈦金屬」：比一般碳素纖維堅硬 250％，比重較重 230％，製造出 的加鈦羽拍拍頭，速度更快，使擊球力量更多傳送到球上，操控更易又不會增加拍框 額外重量。
【註 6】「平衡點」：是從握把底端算起，ㄧ般平衡點為 280mm~290mm，平衡點數值 越大，拍頭越重。
根據表 4-24 研擬出改善策略，改善球拍示意圖如圖 4-22 所示。
方形拍頭
內置奈米凝膠材 質 Y 型接頭
低磅數網線 18 磅-21 磅之間
碳纖維複合拍桿
握把裡加裝 平衡配重物 鈦合金拍頭框