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
4.2.1 兒童受限身高無法使用標準羽拍做有效回擊的改善策略
兒童本身受限身高、臂長…使用標準羽拍效果不佳，研究中發現若要球拍隨身 高調整時，球拍結構的穩定性勢必受到影響，希望透過 TRIZ 創新方法，找到最佳模 式解決此問題，以下將按照 TRIZ 解題流程進行改善現有羽拍，找到最佳解決方案 。
1. 問題的描述：
(1) 問題分析
目標:希望學童執行運動休閒---羽球運動時，能完成有效的發球、擊球。
(2) 矛盾衝突
‧希望 學童能執行更有效率的發球與擊球動作 ‧如果 球拍能隨學童身高做調整
‧但是 球拍結構的穩定性會惡化
2. 矛盾定義：
(1) 技術矛盾
增加球拍的可調整性，則球拍整體結構因可變動，會使得球拍的穩定性降低，球 拍調整後重量也會有所變化：即「長度」 vs「穩定性」和「面積」vs「重量」之 間產生矛盾。
(2) 將矛盾的兩方轉換成適當的參數如表 4-3
表 4-3 球拍改良的矛盾參數
改善方 惡化方 矛盾屬性
移動物件長度（3） 物體穩定性 （13） 技術矛盾 移動物件面積（5） 移動物件重量（1） 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：（移動物件長度 vs 物體穩定性）（移動物 件面積 vs 移動物件重量）如表 4-4 表 4-5 所示，再根據 TRIZ 解題方法之流程如 圖 4-1 所示，進行改善現有羽拍，以利兒童因身高弱勢所產生的問題，找到最佳 解決方案 。
表 4-4 球拍改善問題對應矛盾矩陣
惡化系統 參數
改進的 參數
1 … 5 13 … 39
移動物體
的重量 … 移動物體的面 積
物體穩
定性 … 生產力
1 移動物體
的重量 ＋ … 29.17.
38.34 … … 35.3.
24.37.
2 固定物體
的製重量 . . .
… . . .
… …
. . .
3 移動物體
的長度 . . .
… . . .
18.15.
34 … . . . .
. .
. . .
. . .
… . . .
… …
. . .
21 功率 8.36.
38.31. … 19.38. … … 28.35.
34.
. . .
. . .
. . .
… . . .
… …
. . .
39 生產力 35.26.
24.37. … 10.26. 34.31 … … ＋
40 創 新 發 明 原 理
表 4-5 球拍改善問題對應矛盾矩陣
惡化系統 參數
改進的 參數
1 … 5 … 21 … 38 39
移動物體
的重量 … 移動物體的面積 … 功率 … 自動化 程度 生產力
1 移動物體 的重量 ＋ … … … 12.36.
18.31 … 26.35.
18.19.
35.3.
24.37.
. . .
. . .
. .
. … … … . . . … . . .
. . .
5 移動物體的面積 2.17. 29.4. … … … 19.10.
32.18. … 14.30.
28.23.
10.26.
34.2.
. . .
. . .
. .
. … … … . . . … . . . . . .
21 功率 8.36.
38.31. … … … ＋ … 28.2.
17.
28.35.
34.
. . .
. . .
. .
. … … … . . . … . . . . . .
39 生產力 35.26.
24.37. … … … 35.20. 10. … 35.26. 5.12. ＋
4. 推薦的創新原理
「移動物件長度」vs「物體之穩定性」，及「移動物件面積」 vs「移動物件重量」，
兩組參數在矛盾矩陣中找到的創新原理如表 4-6 所示。各發明原理及對應可行解之 說明如表 4-7 所示
表 4-6 矛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 3
移動物體長度
13 物體之穩定性
NO.18 NO.34 NO.15
NO.15
5 移動物件面積
1 移動物件重量
NO.2 NO.29 NO.4 NO.17
NO.4 NO.17 NO.2
表 4-7 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
15 動態化
讓物體在不同的條件下，其性 能（自動）改變以達到最佳效果
（可調式）
分割物體成可以相互移動的元 件（可折式、可拆式）
增加球桿長度的調整度
將球拍 1 分為多
（1 枝球拍） （1 套球拍）
40 創 新 發 明 原 理
如果物體是固定不動，使其變 為動態性
增加自由活動的程度
增加球桿的動態性
利用伸縮調整拍桿長度 18
震動原理 使物體振動或振盪 34
拋棄 與 再生
使作用完成的系統或物體的元 件，能自動消失（溶解，揮發，
拋棄…）
使系統或物體已消耗或退化的 零件，在運作中重新發揮作用 2
分離
分離物體中有害的部分或屬性
分離物體中有利的部分或屬性
拍桿縮短
球拍甜區增大
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
使用多層結構取代單層
使用物體的另一面
長度變化 面積變化 形狀變化
拍頭形狀改變
（傳統蛋形） （方形拍頭）
29 氣壓、液壓
使用氣體或液體取代固體，用空 氣或水產生膨脹，或利用氣體和 液體產生緩衝
4 非對稱性
以非對稱的形式取代對稱形式
增加非對稱的程度
拍面加大
拍頭形狀改變
（傳統蛋形） （方形拍頭）
5. 綜合可行的改進方案
(1) 動態化原理---伸縮式球拍
將球拍桿設計成可伸縮的拍桿，讓學童依照身高的尺寸大小調節球拍長度，以 配合學童使用。保留羽球拍面和把手的部分，將球拍桿置換成重量較輕且堅硬又易控 制之火山岩纖維與碳纖維結合之伸縮桿，利用「伸縮桿」如圖 4-2 的可調節性，讓球
調整」 之「伸縮式羽球拍」如圖 4-4 所示。
圖 4-4 伸縮羽拍分解示意圖
(2) 分離原理／非對稱原理／轉換到另一維度---大拍短桿式球拍
○1 利用分離原理中「分離物體中有利的部分或屬性」，球拍面越大越容易回擊到 球，所以將球拍中「球拍面積」這個屬性增強，加大球拍面積。
○2 非對稱原理「增加非對稱的程度」，球拍拍面面積相較於拍柄部分顯得大，本 研究欲增大其不對稱屬性---面積大小，加強回擊球時的擊球點---拍面部分面積
，以增加回擊成效。
○3 轉換到另一維度原理，考慮的參數從「長度—＞面積」，或從「面積—＞長度」
將球拍面加大，以增加羽球拍面甜區面積，將拍桿縮短以增強兒童感受有效回 擊距離的感受，及使力上方便性，使學童發球、擊球的命中率提高。
根據上述發明原理，改良目前市售統一規格之成人羽拍，設計訴求拍面大 且拍桿短之「兒童遊戲用拍」如圖 4-5 圖 4-6 所示。
伸縮桿
圖 4-5 大拍面羽拍 圖 4-6 大拍短桿遊戲用拍 (3) 分離原理／非對稱原理／轉換到另一維度---方頭拍
拍頭外形和羽球打擊時的甜區有關，方頭拍的設計比傳統蛋形拍的甜區多 了約 32％，利用分離原理中「分離物體中有利的屬性」、非對稱原理「增加非對 稱的程度」，和轉換到另一維度原理，考慮的參數從「長度—＞面積 —＞形狀」
將拍頭外形這個屬性加以抽離，並加強形狀的不對稱（兩頭椭圓 —＞一頭圓一頭 方），所以拍面外框改良方向將由傳統蛋形趨向方形設計如圖 4-7。
圖 4-7 拍頭外形圖示 (4) 物理矛盾
○1 問題分析
發現學童無法有效擊發球，不但與學童身高較矮，使用過長球拍無法感受 有效回擊距離有關（此時需使用較短球拍），且也與身高較矮、手臂較成人短，
無法回擊距離較高或較遠之球（此時需使用長度較長球拍），這種「又要球拍短、
又要球拍長」，形成「長度」 vs「長度」之間的矛盾，查詢矛盾矩陣表發現沒 有對應的發明原理，並不表示矛盾不存在，而是另一類的矛盾，此種參數自身
48 公分
傳統蛋形拍頭 方形拍頭
產生的矛盾也就是物理矛盾。解決物理矛盾的重點是讓矛盾點雙方分離，其解 決模式如圖 4-8。
分離原理
轉化 應用
圖 4-8 TRIZ 物理矛盾解題模式 ○2 目標
希望球拍「短」讓學童靈活使用，又希望球拍「長」讓學童回擊 高遠球。
○3 矛盾衝突點
圖 4-9 球拍長度自身互相形成矛盾
○4 矛盾分析
學童使用一般成人用之標準羽球拍，較無法感受有效回擊距離，且使力不易。
球拍要短（-A）
學童回擊距己較遠之高遠球，因受限身長、臂長需要使用較長球拍。
球拍要長（＋A）
○5 策略應用分析
根據 TRIZ 理論分析，工程參數裡若有參數自相衝突時可使用分離原理，本 球拍長度增長，以利學童回擊距己 較遠之高遠球，增加擊球準確率 球拍長度縮短，以利學童感受有
效回擊距離，增加擊球準確率
球拍既要長且要 短（物理矛盾）
創新發明原理 15.10.7
擊發點距離近-需短拍
擊發點距離遠-需長拍 待解決的問題
特定的解答 解決方案 步驟２
步 驟 ３ 步
驟１
研究適用之原理：「時間分離」 和「轉換到其他系統分離，移轉到子系統」對應 的發明原則為 NO.10 和 NO.15。
表 4-8 時間分離對應創新發明原理 時間分離
9 事先的反向作用 20 連續的有用作用 10 預先行動 21 快速通過
11 預先防範 26 複製
15 動態化 29 氣壓或液壓構造 16 部分或過度的動作 34 拋棄與再生原件 17 轉換到另一維度 37 熱膨脹
18 震動
表 4-9 轉換到其他系統的分離對應創新發明原理 轉換到其他系統的分離
移轉到超系統 移轉到子系統 移轉到替換系統 移轉到反系統 5 合併 1 分割 6 萬用 13 反向操作 22 轉有害為有利 7 套疊 8 平衡力
23 回饋 25 自助 25 自助 33 均質 27 拋棄式 35 參數改變
○6 綜合可行的改進方案
a.動態化原理/套疊原理---隨身高變化調整之伸縮式球拍
將球拍桿設計成可伸縮的拍桿，讓學童依照身高的尺寸大小調節球拍長度，以配 合學童使用。保留羽球拍面和把手的部分，將球拍桿置換成重量較輕且堅硬又易控制 之火山岩纖維與碳纖維結合之伸縮桿，利用「伸縮桿」如圖 4-2 的可調節性，讓球拍 長度可拉長或縮短，設計出「重量輕」、「減震」佳 且球拍「長度可隨兒童身高做調 整」 之「伸縮式羽球拍」如圖 4-3 所示。
b.預先行動原理---球拍組
兒童應按照其身高發展，不同階段使用不同長度球拍，可以像高爾夫球桿一樣，
同時備有數種不同長度之球拍，將高強度碳纖維製作之球桿依身高或需練習擊發近身 球、練習擊發高遠球，做不同長度的區分。小學生比賽用拍約 625 mm，成人標準用 拍為 664 mm，加長型球拍為 674 mm，表 4-10 為網球球拍長度與年齡匹配參考對照 表，本研究將參考此表所對應之球拍長度，設計一套球拍以對應不同身高之國小兒童 使用，如表 4-11 所示，此球拍組共 6 枝如圖 4-10 所示，以利兒童不同發育時期或需 求使用。
表 4-10 網球拍長度與年齡對照表。
球拍全長（英吋） 球拍全長（公分） 年紀（歲）
19 48.26 3 歲及以下 21 53.34 3 至 4 歲 23 58.42 4 至 5 歲 25 63.50 6 至 7 歲 26 66.04 8 至 10 歲
~26.5 66.4~67.4 9 歲以上
表 4-11 羽球拍長度與身高對照表。
球拍全長（公分） 身高 （公分）
48.26 100 以下 53.34 101~110 58.42 111~120 63.50 121~130 66.04 131~140 66.4~67.4 150 以上
圖 4-10 羽球拍套裝組示意圖