triz理论的40个发明原理
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TRIZ0040个发明原理详解(1)——分割转载标签:杂谈分类:方法工具00分割(segmentation)原理体现在3个方面001. 将物体分割为独立部分。
00比如:用个人计算机代替大型计算机;用卡车加拖车的方式代替大卡车;用烽火传递信息(分割信息传递距离);在大项目中应用工作分解结构,等等。
002. 使物体成为可组合的(易于拆卸和组装)。
00比如:组合式家具;橡胶软管可利用快速拆卸接头连接成所需要的长度,等等。
003. 增加物体被分割的程度。
00比如:用软的百叶窗代替整幅大窗帘;电子线路板(PCB)表面贴装技术(SMT)中所使用的锡膏,主要成分是粉末状的焊锡,用这种焊锡替代传统焊接用的焊锡丝和焊锡条,从而大大地提升了焊接的透彻程度,等等。
00TRIZ故事1——通红的玻璃板00在玻璃批量生产线上,对玻璃先进行加热然后再进行加工,加工完成后的玻璃仍处于通红状态,需要将其输送到指定位置直至冷却下来。
00现在的问题是,因为玻璃还处于高温,呈现柔软的状态,在滚轴传输线的输送过程中会因为重力下垂而造成变形,导致玻璃表面凹凸不平,后续需要大量的打磨工作来进行修正。
00年轻的工程师提出将传输线上的滚轴直径做到尽量小,以减少玻璃悬空的面积,提高玻璃的平度。
00“我们可以将滚轴直径像火柴棍一样细,”年轻的工程师说,“组成一个传输线”。
00“那么,每米长度内将有大约500个滚轴,安装时需要像做珠宝首饰一样细致。
”老工程师说,“想一想这个传输线的造价。
”00“我认为我们不能再考虑滚轴传输线,”一位工程师说,“最好用新的方法来替代它。
”00“有什么号办法呢?”年轻的工程师说道。
00 (00)突然,TRIZ先生出现了。
00“让我们来研究一下这个问题,”他说,“从方法上来选择。
”00随后,一个基于分割原理的解决方案展示了出来:00突破常规思维的限制,将滚轴直径无限缩小,小到头发丝、1/100毫米、1/1000毫米、1/10000毫米……一直分割下去,会是什么呢?物质呈现分子、原子状态。
TRIZ理论的40个发明原理详解(2008-04-21 17:24:23)标签:triz理论40个发明原理杂谈分类:方法工具阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析和总结,提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的这40个发明原理,原理是获得冲突解所应遵循的一般规律。
TRIZ主要研究技术与物理两种冲突。
技术冲突是指传统设计中所说的折中,即由于系统本身某一部分的影响,所需要的状态不能达到。
物理冲突是指一个物体有相反的需求。
TRIZ引导设计者挑选能解决特定冲突的原理,其前提是要按标准参数确定冲突,然后利用39×39条标准冲突和40条发明创造原理解决冲突。
1.分割原则a.将物体分成独立的部分。
b.使物体成为可拆卸的。
c.增加物体的分割程度。
2.拆出原则从物体中拆出"干扰'部分("干扰"特性)或者相反,分出唯一需要的部分或需要的特性。
与上述把物体分成几个相同部分的技法相反,这里是要把物体分成几个不同的部分.3.局部性质原则a.从物体或外部介质(外部作用)的一致结构过渡到不一致结构。
b.物体的不同部分应当具有不同的功能c.物体的每一部分均应具备最适于它工作的条件。
4.不对称原则a.物体的对称形式转为不对称形式。
b.如果物体不是对称的,则加强它的不对称程度,5.联合原则a.把相同的物体或完成类似操作的物体联合起来,b.把时间上相同或类似的操作联合起来.例:双联显微镜组;由一个人操作,另一个人观察和记录。
6.多功能原则一个物体执行多种不同功能,因而不需要其他物体。
例:提包的提手可同时作为拉力器(苏联发明证书187964)。
7.‘玛特廖什卡'原则a.一个物体位于另一物体之内,而后者又位于第三个物体之内,等等。
b.一个物体通过另一个物体的空腔。
8.反重量原则a.将物体与具有上升力的另一物体结合以抵消其重量。
b.将物体与介质(最好是气动力和液动力)相互作用以抵消其重量。
下面是对这40个创新原理的具体介绍,大部分创新原理包括几种具体的应用方法。
本节将对每个创新原理做简单的介绍,并给出相应的应用实例。
原理1.分割A把一个物体分成相互独立的部分为不同材料(如玻璃、纸、铁罐等)的再回收设置不同的回收箱■B将物体分成容易组装和拆卸的部分-组合家具C提高物体的可分性活动百叶窗替代整体窗帘■原理2.抽取A从物体中抽出产生负面影响的部分或属性,或者仅抽出物体中必要的部分或属性空气压缩机工作,将其产生噪音的部分即压缩机移到室外■-用光纤或光波导分离主光源,以增加照明点原理3.局部质量A将物体、环境或外部作用的均匀结构变为不均匀的-将系统的温度、密度、压力由恒定值改为按一定的斜率增长B让物体的不同部分各具不同功能•瑞士军刀(带多种常用工具,如螺丝刀、起瓶器、小刀、剪刀等)C让物体的各部分处于完成各自功能的最佳状态-在餐盒中设置间隔,在不同的间隔内放置不同的食物,避免串味原理4.增加不对称性A将物体的对称外形变为不对称的引入一个几何特性来防止元件不正确的使用(如电插头的接地棒)■-为改善密圭寸性,将0型密圭寸圈的截面由圆形改为椭圆形B增加不对称物体的不对称程度为增强防水保温性,建筑上采用多重坡屋顶■原理5.组合A在空间上将相同物体或相关操作加以组合集成电路板上的多个电子芯片■-并行计算机的多个CPUB在时间上将相同或相关操作进行合并冷热水混水器■原理6.多用性A使一个物体具备多项功能,消除了该功能在其它物体内存在的必要性(进而裁减其他物体)牙刷的把柄内装牙膏■-可移动的儿童安全椅,既可放在汽车内,拿出汽车外也可单独作为儿童车企业中的有多种才能的人才■原理7.嵌套A把一个物体嵌入另一个物体,然后将这两个物体再嵌入第三个物体,依此类推俄罗斯套娃,可伸缩电视天线'-汽车安全带B让某物体穿过另一物体的空腔伸缩式天线■原理8.重量补偿A将某一物体与另一能提供升力的物体组合,以补偿其重量-用氢气球悬挂广告牌B通过与环境(利用空气动力、流体动力或其他力等)的相互作用实现物体的重量补偿直升机的螺旋桨(利用空气动力学)•-轮船应用阿基米德定律产生可承重千吨的浮力赛车安装上阻流板用来增加车身与地面的摩擦力则使用了空气动力学的特征•原理9.预先反作用A事先施加机械应力,以抵消工作状态下不期望的过大应力酸碱缓冲溶液■B如果问题定义中需要某种相互作用,那么事先施加反作用-在灌注混凝土之前,对钢筋预加应力原理10.预先作用A预先对物体(全部或至少部分)施加必要的改变不干胶粘贴(只需揭出透明纸,即可用来粘贴)■-手术前将手术器具按所用顺序排列整齐B预先安置物体,使其在最方便的位置开始发挥作用而不浪费运送时间在停车场安置的预付费系统■-建筑内通道里安置的灭火器原理11.事先防范A采用事先准备好的应急措施,补偿物体相对较低的可靠性显影剂可依据胶卷底片上的磁性条来弥补曝光不足■降落伞的备用伞包■-航天飞机的备用输氧装置原理12.等势A改变操作条件,以减少物体提升或下降的需要工厂中与操作台同高的传送带■巴拿马运河的水闸■原理13.反向作用A用相反的动作代替问题定义中所规定的动作-将两个套紧的物体分离,将内层物体冷冻(传统的方法是将外层物体升温)B让物体或环境可动部分不动,不动部分可动-加工中心中变工具旋转为工件旋转健身器材中的跑步机■C将物体上下或内外颠倒通过把杯子倒置从下边喷入水来进行清洗■原理14.曲面化A将物体的直线、平面部分用曲线或球面代替,变平行六面体或立方体结构为球形结构-两表面间引入圆倒角,减少应力集中B使用滚筒、球、螺旋结构千斤顶中螺旋机构可产生很大的升举力■-圆珠笔和钢笔的球形笔尖,使书写流畅C改直线运动为旋转运动,应用离心力洗衣机中的离心甩干机■ 原理15.动态特性A调整物体或环境的性能,使其在工作的各阶段达到最优状态飞机中的自动导航系统■B分割物体,使其各部分可以改变相对位置-装卸货物的铲车,通过铰链连接两个半圆形铲斗,可以自由开闭,装卸货物时张开,铲车移动时铲斗闭合-折叠椅/笔记本电脑C如果一个物体整体是静止的,使之移动或可动可弯曲的饮用麦管■在医疗检查中,使用挠性肠镜■原理16.未达到或过度的作用A如果所期望的效果难以百分之百实现,稍微超过或稍微小于期望效果,会使问题大大简化印刷时,喷过多的油墨,然后再去掉多余的,使字迹更清晰■-在孔中填充过多的石膏,然后打磨平滑原理17.空间维数变化A将物体变为二维(如,平面)运动,以克服一维直线运动或定位的困难;或过渡到三维空间运动以消除物体在二维平面运动或定位的问题-螺旋梯可以减少占地面积B单层排列的物体变为多层排列立交桥'印刷电路板的双层芯片■C将物体倾斜或侧向放置-自动垃圾卸载车D利用给定表面的反面双面的地毯■两面穿的衣服'E利用照射到邻近表面或物体背面的光线-苹果树下的反射镜A使物体处于振动状态电动振动剃须刀■原理18.机械振动B如果已处于振动状态,提高振动频率(直至超声振动)■超声波清洗C利用共振频率超声波碎石机击碎胆结石■D用压电振动代替机械振动-高精度时钟使用石英振动机芯E超声波振动和电磁场耦合超声波振动和电磁场共用,在电熔炉中混合金属,使混合均匀■原理19.周期性作用A用周期性动作或脉冲动作代替连续动作警车所用警笛改为周期性鸣叫,避免产生刺耳的声音■B如果周期性动作正在进行,改变其运动频率-用频率调音代替摩尔电码使用AM调幅),FM(调频),PWM(脉宽调制)来传输信息’C在脉冲周期中利用暂停来执行另一有用动作-医用的呼吸机系统为:每五次胸廓运动,进行一次心肺呼吸原理20.有效作用的连续性A物体的各个部分同时满载持续工作,以提供持续可靠的性能汽车在路口停车时,飞轮储存能量,以便汽车随时启动■B消除空闲和间歇性动作-后台打印,不耽误前台工作原理21.减少有害作用的时间A将危险或有害的流程或步骤在高速下进行照相用闪光灯■原理22.变害为利A利用有害的因素(特别是环境中的有害效应),得到有益的结果废热发电■-回收废物二次利用,如再生纸B将两个有害的因素相结合进而消除它们-潜水中用氮氧混合气体,以避免单用造成昏迷或中毒C增大有害因素的幅度直至有害性消失-森林灭火时用逆火灭火(在森林灭火时,为熄灭或控制即将到来的野火蔓延,燃起另一堆火将即将到来的野火的通道区域烧光。
米粮川刘尚(齐齐哈尔大学机电工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006)1TRIZ理论简介TRIZ是“发明问题解决理论”的俄文缩略词的英译,由原苏联的G.S.Altshuller博士于1946年创立。
在分析研究世界各国250万件专利的基础上,从抽样的20万件专利中选出4万件作为解决发明问题的代表,提出一套进行发明即产品创新的方法理论TRIZ。
20世纪80年代前,它对别国严格保密。
1992年后随着苏联解体,一批TRIZ专家移居美国等西方国家,才逐渐流传到美欧亚和世界各国[1]。
TRIZ的出现,给创新这一现代社会中最活跃的元素带来了革命。
TRIZ提供的不仅仅是一种纯粹的创新理论,它还是一种思维模式,能够帮助我们形成一种系统的、流程化的创新设计思考模式,有助于人们在几乎所有事情中找到创新的方法[2]。
2创新理论TRIZ的40个发明原理技术系统经过设计、制造、装配和调试,或者在产品全寿命周期的某个阶段,人们会发现对技术系统的某项或某些需求会产生矛盾,对于技术系统某一个参数的改进会导致另一个参数的恶化,即技术系统在改进或者说“进化”过程中产生了冲突。
系统冲突是TRIZ的一个核心概念,指隐藏在问题背后的固有矛盾。
如果要改进系统的某一部分属性,必然引起其它的某些属性恶化。
对于冲突问题,通常的解决方案是采用折衷的方法,而TRIZ 则强调运用创造性的思维把冲突彻底消除。
G.S.Altshuller对大量的发明专利研究发现,尽管它们所属技术领域不同,处理的问题千差万别,但是隐含的系统冲突数量是有限的。
Altshuller从几百万个专利中进行筛选,来寻找发明性问题以及研究它们是如何解决的,从具有发明性的专利中提炼出了解决冲突或矛盾的40条发明原理[3](见表1),利用这些发明原理来寻找解决问题的可能方案。
问题解决了,技术系统进化的障碍就消除了,技术系统就改进了、进化了、发展了。
表140个发明原理3拓展发明原理的内涵,探讨符号化表达方法发明原理的内涵应该是不断丰富和发展的,在原理的运用中会产生越来越多的创新性发明。
居家生活用品基于TRIZ理论40个发明原理的研究居家生活用品是指在日常生活中常见的、用于帮助人们进行家庭生活的各种物品,如厨房用具、浴室设备、家具等。
随着科技的进步和人们对生活品质的追求,居家生活用品不断地更新换代,不断地发展和创新。
本文使用TRIZ理论中的40个发明原理,对居家生活用品的创新进行探讨。
1. 段思维:把家具拆分成更小的组件,提高可拆卸性。
2. 提前准备:准备一个带有时间提示功能的路线规划器,用于在旅途中帮助您计算剩余时间。
3. 使用异质材料:将磁性材料用于制造持续保持温度的保温杯。
4. 自动化:使用自动感应系统来自动控制家电设备。
5. 简化:制造可以自动降温的冰箱,不再需要手动调节。
6. 联合:将家电设备联合起来,形成家庭能源管理系统,方便控制和管理。
7. 层次性:在婴儿车上安装一个可单独使用的座椅,可方便地转换使用。
8. 抛弃与复用:设计一款支持可持续发展的环保爆米花机,可直接利用废弃物料。
9. 找出直接矛盾:制作一款可以同时满足低能耗和高效率的吸尘器。
10. 必要条件:开发一种双功能电动自行车,可以充电,也可以供电。
11. 功能结合:制作一个具有搅拌功能的可折叠饭盒,方便人们外出携带。
12. 整体完整性:设计一款功耗低、噪音小、体积小的集成化家庭影院系统。
13. 中介:在家用电器的使用中添加一个省电中介设备。
14. 这个与那个联合起来:将酒店门锁与手机联接,以提高安全性。
15. 动静态结合:开发一款可以同时进行保温和冷却的保温杯。
16. 部分或抽象:将传统茶壶抽象为一款自动冲泡茶叶的茶壶,方便快捷。
17. 资源替代:使用更环保的材料制造家具,例如再生塑料。
18. 反馈:设计一个自动调节烤焦程度的烤面包机。
19. 另一路径:利用纳米科技制造高效的空气净化器,不再需要滤网或过滤器。
20. 连续过程:将冰箱设置为静音日间操作,晚间自动降噪。
21. 动力构成:将住宅卫生间排泄物处理与种植植物相结合,实现废水的回收和利用。
TRIZ 40个创新原理及解析TRIZI理论中最核心的,最具有普遍用途的是40个创新原理。
40个创新原理的广泛应用。
产生了不计其数的专利。
然而,其内容比较多,叉比较抽象,天行健咨询以2008年北京奥运会和2010年上海世博会上精彩的创新成果为例解读了40个创新原理,可为人们学习和掌握TRIZI理论提供一定的参考依据。
TRIZ 40个创新原理及解析:1、分割原理:将物体分成独立的或可拆卸的部分例1:上海世博中心是世博会历史上最大的场馆,其会议、接待、活动等核心功能空间均可“大可分割,小可合并”。
2、抽取原理:从系统中抽取出“干扰”的部分或特性,或者只抽取需要的部分或特性例2:如果遇到雷雨天,澳门馆会临时拆掉玉兔头,其原因是钢结构的兔头会将雷电抽取出来引入展馆。
3、局部质量原理:将同构结构转化成为异构结构,让物体的不同部分实现不同的功能,将物体的每个部分放在最利于其运行的条件下例3:2010年正值肖邦诞辰200周年纪念,波兰馆音乐厅内汇聚100架钢琴同时演奏肖邦作品,创造了一个吉尼斯纪录。
4、非对称原理:将对称形式转换成为非对称形式或加强其不对称的程度例4:荷兰馆是非对称的,一条呈数字“8”字形的街道两侧,是26栋精致小巧的房子,错落有致,互不遮挡光线。
5、合并原理:将空间或时间上同类或相邻的物体或操作进行合并例5:英国馆建筑外围采用6万多株亚克力光纤管密集排列组合成蒲公英的外形。
伸人室内的一端,采用琥珀原料包裹住种子,合并成“千年种子库”。
6、多用性原理:让一个物体能执行多种不同的功能,从而可去掉其它部件例6:城市最佳实践区里的“追光百叶”能自动跟踪太阳方位,实现遮阳、照明等多种功能。
7、嵌套原理:将一个物体放入另一个物体中,或将一个物体通过另一个物体的空腔例7:城市起源馆展出了特洛伊木马。
古希腊士兵藏匿于巨大的木马中,巧妙攻下特洛伊城。
8、重量补偿原理:与其它物体结合或依靠外部环境产生的气动力补偿物体重量例8:世界气象馆内有两个虚拟卡通导游“云宝宝”蓝蓝和朵朵带领观众搭乘“热气球”饱览金世界的气象奇观。
TRTZ理论的40个发明原理原理1:分离法也称分割原理,即将整体切分。
有三方面的含义:1. 将物体分成相互独立的部分。
例如:火车车厢,分离成一个一个的单体车厢;用卡车加拖车代替大卡车;将垃圾箱分割为可回收及不可加收的部分;电冰箱分为冷冻室和冷藏室,并分多个层;运载火箭分为多个助推器;班级为了便于管理分成多个小组等等。
2. 将物体分成容易组装和拆卸的部分。
例如:组合式家具;移动房屋;活动帐篷;组合菜板等,如图2-3(b)所示。
3. 增加物体的分割程度。
例如:用百叶窗代替大的窗帘,输送高温玻璃时用熔化的锡代替滚轴等。
原理2:提取法也称抽取法、抽取原理,即将物体中有用或有害的部分提取出来进行相应的处理。
有两方面的含义:1. 从物体中抽出产生负面影响的部分或属性。
例如:避雷针将雷电引入地下,减少其危害;空调的压缩机分离出来放在室外;食品真空包装等。
例如:用狗的叫声做警报而不用真的养一条狗;把彩喷打印机中的墨盒分离出来以便更换;用光纤或光波导分离主光源,以增加照明点;成分献血,只采集血液中的血小板;微波滤波器;互联网上的搜索引擎等。
原理2:提取法2. 从物体中抽出必要的部分或属性。
原理3:局部质量改善法在物体的特定区域改变其特征,从而获得必要的特性。
有三方面的含义:1. 从物体或外部介质(外部作用)的一致结构过渡到不一致结构。
例如:采用温度、密度、压力的梯度,而不用恒定的温度、密度、压力;刀或斧子的刀刃部分进行特殊处理等。
2. 物体的不同部分应当具有不同的功能。
例如:起钉锤;指甲剪;多功能组合工具等。
3. 物体的每一部分均应处于最有利于其工作的条件。
例如:餐盒的隔间,防止串味;矿山坑道除尘等。
汤勺每一部分都有相应的工作条件。
原理4:非对称法 例如:电源插头做成不对称形式,防止插错;不对称搅拌叶片加强搅拌;铁道转弯处内外铁轨间有高度差以提供向心力,减少对轨道挤压造成的危害;在鞋跟易磨的一侧钉上“鞋掌”;为增强密封性,将圆形密封圈做成椭圆的,等等。
利用不对称性进行创新设计。
有两方面的含义:1. 将物体的对称形式转为不对称形式。
例如:将液化气瓶底部设计成斜面,气用完时会自己倾倒;为增强防水保温性,建筑上采用多重坡屋顶;电力冶炼炉电极非对称地置于炉中,以方便矿石的送入和金属溶液的流出,等等。
原理4:非对称法2. 如果物体已经是不对称的,则加强它的不对称程度。
原理5:组合法 例如:集成电路板上的电子芯片;并行计算的多个CPU ;联合收割机;组合工具等等。
插排,即由多个插座组合而成。
在不同的物体或同一物体内部的各部分之间建立一种联系,使其有共同的唯一的结果。
有两方面的含义:1. 在空间上把相同或相近的物体或操作加以组合。
例如:冷热水混水的水龙头;电话的拿起与接通;摄影机在拍摄影象时同时录音;计算机反病毒软件在扫描病毒的同时完成隔离、杀毒、移动/复制文件等操作,等等。
原理5:组合法2. 把时间上相同或类似的操作联合起来。
原理10:预先作用法 例如:不干胶事先涂好胶方便使用;邮票打孔便于撕开,如图2-12(a)所示;超市中成卷状保鲜袋;食品袋的小切口;方便面先炸熟和放好料包;企业里的岗前培训;易拉罐拉环处的压痕便于拉开;药片中间的压痕使药片掰开更容易;建筑上使用的预制件等等。
也称预先作用原理。
在事件发生前执行某种作用,以方便其进行。
有两方面的含义:1. 预先完成要求的作用(整体的或部分的)。
2. 预先将物体安放妥当,使它们能在现场和最方便地点立即完成所需要的作用。
例如:停车场的咪表;公路上的指示牌;电话的预存话费;正姿笔握笔处利用人体工学设计的形态,符合手指的抓握,如图2-12(b)所示,等等。
例如:降落伞备用伞包;应急消防通道;防掉落的耳机,如图2-13(a )所示;汽车的安全气囊和备用轮胎,如图2-13(b )所示;产品外包装上的易碎、危险、有毒等特殊标志;电闸上的保险丝;超市在商品中预置防盗磁条;照相机的防红眼装置;建筑物中的消防栓和灭火器;各种预防疾病的疫苗;企业中的安全教育;枕木上涂沥青来防止腐朽,等等。
也称预置防范原理。
事先做好准备,做好应急措施,以提高系统的可靠性。
原理12:等势法例如:工厂中的生产线将传送带设计成与操作台等高;水电站大坝的船闸;电子线路中应避免电势差大的线路相邻;连通器的相关应用;汽车修理中的地槽或升降架,如图2-14(a )所示;盘山公路;高架桥的引桥,如图2-14(b )所示,等等。
也称等势原理。
在势场内应避免位置的改变,如在重力场中改变物体的工作状态以减少物体提升或下降的需要。
原理13:逆向法 例如:为了松开套紧的两个元件,不是加热外部部件,而是冷冻内层部件;制作酒芯巧克力时,先冷冻内部的酒芯,然后再蘸外部的巧克力,等等。
也称反向作用原理。
施加相反的作用,或使其在位置、方向上具有相反性。
有三方面的含义:1. 用与原来相反的动作代替常规动作,达到相同的目的。
2. 使物体或外部介质的活动部分成为不动的,而使不动的成为可动的。
例如:跑步机人相对不动,而机器动,如图2-15(a)所示;室内攀岩,运动墙壁来替代人的攀岩,降低危险;模拟飞行器,用传感器和虚拟场景变换来让人产生身临其境的感受;加工中心旋转工件而不是旋转刀具,等等。
3. 将物体或过程进行颠倒。
例如:将杯子倒置,从下面冲入水来冲洗;直接饮水器从下向上喷水便于人们的饮用,如图2-15(b)所示;切割机器人与工作台全部倒置,防止碎屑落到机器里边产生故障,等等。
原理14:曲线、曲面化法 例如:旋转的楼梯来节省空间,如图2-16(a )所示;建筑中的拱形穹顶增加了强度;车身的流线形用以降低空气阻力,等等。
也称曲线、曲面化原理。
利用曲线或曲面替代原有的线性征。
有三方面的含义:1. 将直线部分用曲线替代,将平面用曲面替代,立方体结构改成球形结构。
2. 利用滚筒、球体、螺旋等结构。
例如:圆珠笔的笔尖是球形的滚珠,如图2-16(b)所示,使书写更流利;电脑椅底座安装滚轮方便移动;丝杠将直线运动变为回转运动等等。
3. 从直线运动过渡到旋转运动,利用离心力。
例如:制陶中的拉坯机;洗衣机中的甩干筒,如图2-16(c)所示,等等。
原理15:动态法 例如:医院的可调节病床,如图2-17(a )所示;汽车的可调节座椅;可变换角度的后视镜;飞机中的自动导航系统,等等。
也称动态原理。
通过运动或柔性等处理,以提高系统的适应性。
有三方面的含义:1. 调整物体或外部环境的特性,使其在各个工作阶段都呈现最佳的特征。
2. 将物体分成彼此相对移动的几个部分。
例如:可折叠的桌子或椅子;笔记本电脑;折叠伞;履带,如图2-17(b)所示;折叠尺等。
3. 将物体不动的部分变为动的,增加其运动性。
例如:可弯曲的饮用麦管,如图2-17(c)所示;洗衣机的排水管;用来检查发动机的柔性内孔窥视仪;医疗检查中的肠镜、胃镜等。
例如:粉末喷涂,先将大量的粉末向物体表面喷涂,多余的粉末掉落;注射针剂时,要先抽取较多的药液,用以排出空气时补充其不足,如图2-18(a );印刷时先在滚筒表面全部涂面印油,然后再刮去;等离子切割时发出过剩的离子火焰,如图2-18(b )所示,等等。
原理16:部分超越法也称部分超越原理。
如果期望的效果难以百分之百的实现时,则应当达到略小或略大于的理想效果。
借此来使问题简单化。
原理17:多维法 例如:多轴联动加工中心可以准确完成三维复杂曲面的工件的加工,等等。
也称多维原理。
通过改变系统的维度变化来进行创新的方法。
有四方面的含义:1. 如果物体作线性运动或分布有问题,则使物体在二维平面上移动。
相应地,在一个平面上的运动或分布有问题,可以过渡到三维空间。
2. 利用多层结构替代单层结构。
例如:立体车库;北方建筑多采用双层甚至三层的玻璃窗来增加保暖性,等等。
如图2-19(a)所示的多层扳手。
3. 将物体倾斜或侧置。
例如:自动装卸车等,如图2-19(b)所示。
原理17:多维法4.利用指定面的反面,或另一面。
例如:印制电路板经常采用两面都焊接电子元器件的结构,比单面焊接节省面积;可以两面穿的衣服;原理18:机械振动法 例如:手机用振动替代铃声;电动剃须刀;电动按摩椅等。
如图2-20(a )所示的电动牙刷。
也称机械振动原理。
利用振动或振荡,以便将一种规则的周期性的变化包含在一个平均值附近。
有五方面的含义:1. 使物体处于振动状态。
2. 如果已在振动,则提高它的振动频率(可以达到超声波频率)。
例如:振动送料器;运用低频振动减少烹饪时间。
3. 利用共振频率。
例如:吉它等乐器的共鸣箱,如图2-20(b)所示;核磁共振检查病症;超声波碎石机击碎胆结石;微波加热食品;火车过桥时要放慢速度,等等。
4. 用压电振动器替代机械振动器。
例如:石英晶体振荡驱动高精度钟表等。
5. 利用超声波振动同电磁场耦合。
例如:超声焊接;超声波洗牙;超声波振动和电磁场共用,在电熔炉中混合金属,使混合均匀,等等。
原理19:离散法 例如:自动灌溉喷头做周期性的回旋动作,如图2-21(a )所示;自动浇花系统间歇性动作;特种车辆行驶时警灯和鸣笛呈现周期性变化,等等。
也称周期性动作原理。
改变作用的执行方式,以期获得某种预期创新结果。
有三方面的含义:1. 从连续作用过渡到周期性作用或脉冲作用。
2. 如果作用已经是周期的,则改变其频率。
例如:用频率调音代替摩尔电码;使用AM、FM、PWM来传输信息,等等。
3. 利用脉冲的间歇完成其他作用。
例如:医用的呼吸机系统为每5次胸廓运动,进行1次心肺呼吸;利用脉冲原理使烟囱冒出的烟变成间歇的环状烟雾,如图2-21(b)所示,并能升至3000米高空,等等。
原理20.有效作用持续法 例如:汽车在路口停车时,飞轮储存能量,以便汽车随时启动等。
也称有效作用持续原理。
因发生连续性动作,使系统的效率得到提高。
有三方面的含义:1. (一)物体的各个部分同时满载工作,以提供持续可靠的性能。
2. (二)消除空转和间歇运转。
例如:双向打印机,打印头在回程也执行打印;如图2-22(a)所示的滚刷。
3. (三)将往复运用改为转动。
例如:卷笔刀以连续旋转代替重复削铅笔;削皮器用旋转运动代替重复切削,如图2-22(b)所示,等等例如:闪光灯只在使用瞬间获得强光,如图5-23(a )所示;锻造使工件变形但是支撑工件的砧板不变形,如图5-23(b )所示;急火快炒,保证菜色的鲜香营养;牙医使用高速钻头来减少患者的痛苦,等等。
原理21:快速法也称快速原理。
高速跃过某过程或其个别(如有害的或危险的)阶段的操作。
1. 利用有害因素(特别对外界的有害作用)获得有益的效果。
例如:冬季把积雪做成雪雕;利用垃圾发电;废品回收,再利用;利用蛇毒治病;用疫苗来激发人体的免疫机制,等等。