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40条发明原理课件(20110328)
2013-01-29 | 阅:  转:  |  分享 
  
冲突的一般分类No.6多用性原理介绍及工程实例No.20有效作用的连续性(1)不停顿地工作,物体的所有部件都应满负荷地工作
e.g.汽车在路上停车时,飞轮或液压系统储存能量,使发动机运转平稳(2)消除运动过程中的中间间歇e.g.打印头在回程也执行打
印动作,如点阵打印机,喷墨打印机(3)用旋转运动代替往复运动e.g.铅笔拧子以连续旋转地动作代替重复的削铅笔,省时省力No
.21紧急行动以最快的速度完成有害的操作e.g.治疗牙齿的钻头高速运转,以防止牙组织升温e.g.在热量还没有传递前就突然切
断了可塑制品,使其无变形马不停蹄快刀斩乱麻案例
:渥伦哥尔船长的遭遇1渥伦哥尔船长要从加拿大乘雪橇前往阿拉斯加,一个叫“倒霉蛋”的团伙给他买了一只“鹿”和一条“狗”,但他实际
收到的不是鹿和狗,所谓的“鹿”实际是牛,“狗”是狼。渥伦哥尔船长并没有被难住,他巧妙地利用牛和狼之间的有害作用,顺利完成了旅行
任务。原理介绍及工程实例No.22变有害为有益(1)利用有害因素,特别是对环境有害的因素,获得有益的结果e.g.液体流
过管道产生沉积物,酸性液体腐蚀管道内壁。两种液体轮流流过。(2)通过与另一种有害因素结合消除一种有害因素e.g.潜水中用氦氧混
合气体,以避免单独使用纯氧造成昏迷或中毒(3)加大一种有害因素的程度使其不再有害e.g.森林灭火时用逆火灭火渥伦哥尔船长将牛
和狼一前一后套在雪橇上,受惊吓的牛拼命的拉着雪橇向前奔,狼想扑牛业拼命地拉着雪橇向前跑。以毒攻毒原理介绍及工程实例No.2
3反馈(1)引入反馈以改善过程或操作e.g.声控灯e.g.音乐喷泉e.g.利用声纳来发现鱼群、暗礁或舰艇(2)如果
反馈已经存在,改变反馈控制信号的大小或灵敏度e.g.飞机接近机场时,改变自动驾驶系统的灵敏度e.g.使设计人员及销售人员与客户
紧密接触e.g.含有模糊控制器的温度调节装置e.g.电饭煲根据食物的成熟度来自动加温或断电察言观色?原理介绍及工程实例N
o.24中介物(1)使用中介物传递某一物体或某一种中间过程e.g.催化剂e.g.为在一复杂形体的内壁涂防护层,可将防护物
质混入加热气体泵入该物体内壁(2)将一容易移动的物体与另一物体暂时接合e.g.茶托、饭店上菜的托盘e.g.为了生产单层钻石
盘(片),先将钻石粉密布于一层布上,再将粘了钻石粉的这层布粘到盘片上,然后将布通过丙酮腐蚀掉e.g.如何在柔软的胶管上钻孔?借
力使力/穿针引线/借刀杀人/草船借箭原理介绍及工程实例No.25自服务(1)使一物体通过附加功能产生自己服务于自己的功能
e.g.自清洁玻璃案例:钢珠输送管道问题(2)利用废弃的材料、能量与物质e.g.钢铁厂余热发电装置e.g.包装材料的再利
用高速空气金属颗粒管道自给自足原理介绍及工程实例No.26复制(1)用简单的、低廉的复制品代替复杂的、昂贵的、易
碎的或不易操作的物体e.g.通过虚拟现实技术可以对未来的复杂系统进行研究e.g.通过对模型的实验来代替对真实系统的实验e.
g.旅游景点的多媒体导游(2)用光学拷贝或图像代替物体本身,可以放大或缩小图像e.g.通过看一名教授的讲座录像可代替亲身自参
加他的讲座案例:火车将在5分钟内开动(3)如果已使用了可见光拷贝,用红外线或紫外线代替e.g.利用红外线成像探测热源e.
g.用X-射线检测结构缺陷以假乱真?/依葫芦画瓢?原理介绍及工程实例No.27低成本、不耐用的物体代替昂贵、耐用的物体
用一些低成本物体代替昂贵物体,用一些不耐用物体代替耐用物体,有关特性作折衷处理e.g.一次性纸杯子画饼充饥?原理介绍及工程
实例No.28机械系统的替代(1)用视觉、听觉、嗅觉系统代替部分机械系统e.g.天然气中混入难闻的气体代替机械或电子传感
器来警告人们天然气的泄漏e.g.用味觉方法来检测钻头的破损状态,即在钻头内加入气味物(2)用电场、磁场及电磁场完成与物体的
相互作用e.g.为了混合两种粉末,使其中一种带正电荷,另一种带负电荷(3)将固定场变为移动场,将静态场变为动态场,将随机场变
为确定场(4)将铁磁粒子用于场的作用中e.g.当温度超过居里点时,物质变成顺磁,不再吸收热量实现恒温心电感应?原理介绍
及工程实例No.29气动与液压结构物体的固体零部件可用气动或液压零部件代替,将气体或液体用于膨胀或减振e.g.车辆减速
时由液压系统储存能量,车辆运行时放出能量e.g.充气床垫e.g.货车上的易受损货物用充气气囊来保护水涨船高原理介绍及工程实
例No.30柔性壳体或薄膜(1)使用柔性壳体或薄膜替代传统的三维结构e.g.充气儿童玩城堡e.g.农业上使用塑料大棚种
菜(2)使用柔性壳体或薄膜,将物体与环境隔离e.g.蓄水池表面浮一层双极材料(上表面亲水,下表面疏水)薄膜,减少蒸发e.
g.将松软货物装在容器中运输时,容器移动,货物就有可能移动,因此导致容器失衡。而且,由于静电积累也可能发生爆炸。建议使用柔性外
壳和薄膜原理、反向原理来解决这一问题:用弹性封套来密封松软物质,在下面产生真空。于是,封套在空气压力作用下紧紧的压在货物上。这
样,可以阻止货物的大范围移动薄如蝉翼原理介绍及工程实例No.31多孔材料(1)使物体多孔或通过插入、涂层等增加多孔元素
e.g.充气砖、泡沫材料e.g.在失重状态下,向液态金属中注入气体。这时,气泡既不“上浮”,也不“下沉”,而是均匀地分布在液态金
属中。当液态金属冷却凝固后,就成为像软木塞那样轻的泡沫金属。用泡沫金属做飞机的机翼,结实又轻便。(2)如果物体已经是多孔的,用这
些孔引入有用的物质或功能e.g.利用多孔钯储藏液态氢;用海绵储存液态氦;e.g.活性炭可以用来吸收有害物质,用来净化环境无孔
不入/见缝插针No.32改变颜色(1)改变物体或环境的颜色e.g.公路养护工的服装具有鲜艳的荧光色彩,用以警示过往车辆;
e.g.变色标签可通过改变颜色来指示产品的有效期或状态;(2)改变一个物体的透明度,或改变某一过程的可视性e.g.绷带由
透明物质做成,以便观察伤口的变化情况;(3)采用有颜色的添加物,使不易被观察到的物体或过程被观察到e.g.使带颜色的某种流
体从入口流入以便观察管路内的水处于层流还是紊流(4)如果已增加了颜色添加物,则采用发光的轨迹原理介绍及工程实例五光十色N
o.32改变颜色案例:如何改善普通家用熨斗的设计?建议使用改变颜色(透明)原理、改变维数原理来改善设计。用难熔的、透明的玻
璃制成基座。被熨的织品直接通过热辐射加热,而不是通过金属基座加热。新设计的漏斗重量轻、加热快,能渗透到织品的整个表面。这样的熨斗既
轻便,又节约时间。原理介绍及工程实例原理介绍及工程实例No.33同质性采用相同或相似的物质制造与某物体相互作用的物体
e.g.为了减少化学反应,盛放某物体的容器应与该物体用相同的材料制造。e.g.为了防止变形,邻接的材料应有相似的膨胀系数e.
g.为了防止点腐蚀,邻接的金属应有相似的特性e.g.用旧轮胎修补破损的轮胎;e.g.用金刚石制造钻石的切割工具,切割产生的粉
末可以回收物以类聚/同气相求原理介绍及工程实例No.34抛弃与修复(1)当一个物体完成了其功能或变得无用时,抛弃或修改
该物体中的一个元件e.g.在药品中使用消融性胶囊e.g.可降解餐具e.g.子弹壳e.g.火箭助推器在完成其作用后立即分离
(2)立即修复一个物体中所损耗的部分e.g.割草机的自刃磨刀具e.g.水循环系统兔死狗烹,鸟尽弓藏原理介绍及工程实例
No.35参数变化(1)改变物体的物理状态,即使物体在气态、液态、固态之间变化e.g.使氧气处于液态,便于运输e.g.制
作夹心巧克力时,将夹心糖果冷冻,然后浸入热巧克力(2)改变物体的浓度或粘度e.g.液态香皂的黏度高于固态香皂,且使用更方便(
3)改变物体的柔性e.g.硫化过的生橡胶变成热橡胶,其结构和性能都发生变化(4)改变温度e.g.使金属的温度升高到居里点以上
,金属由铁磁体变为顺磁体随机应变/见风使舵?原理介绍及工程实例No.36状态变化在物质状态变化过程中实现某种效应e.
g.合理利用水在结冰时体积膨胀的原理,如进行无声爆破e.g.热泵利用吸热散热原理工作No.37热膨胀(1)利用材料的热膨胀
或热收缩性质e.g.过盈配合装配:冷却内部件收缩,加热外部件膨胀,恢复常温(2)使用具有不同热膨胀系数的材料e.g.双金属
片传感器,使用两种不同膨胀系数的金属材料并连结在一起,当温度变化时双金属片会发生弯曲No.38加速强氧化e.g.水的灭菌
方法潜水艇发动机用臭氧作氧化剂,充分燃烧麻雀变凤凰?/女大十八变?热胀冷缩火上浇油/推波助澜原理介绍及工程实例No.3
9惰性环境(1)用惰性环境代替通常环境e.g.用氩气等惰性气体填充灯泡,防止发热的金属灯丝氧化(2)在某一物体中添加
自然部件或惰性成分e.g.难燃材料添加到泡沫状材料构成的墙体中e.g.车辆悬挂系统中的阻尼器No.40复合材料将材质单
一的材料改为复合材料e.g.钢筋混凝土结构e.g.玻璃纤维加强结构e.g.混合纤维地毯,具有良好的阻燃性能e.g.机电一体
化孟母三迁?十全大补/相辅相成发明原理的分类提高系统效率:10,14,15,17,18,19,20,28,29,35,3
6,37,40.消除有害作用:2,9,11,21,22,32,33,34,38,39.易于操作和控制:12,13,16
,23,24,25,26,27.提高系统协调性:1,3,4,5,6,7,8.,30,31.Thanksxyzhou82@
126.com创新方法研究会201140条发明原理报告人:西南交通大学公共管理学院周贤永时间:20011.03
.28内容提要2、40条发明原理及工程实例1、概述1、概述特殊问题问题描述与理解问题类型(建模)·矛盾矩阵与发明
原理·物场分析与标准解·知识效应库与专利分析·技术进化趋势·资源分析·问题探索/分析/定义·功能属性分析·最终理想解
与理想化水平·物理矛盾与分离原理·S曲线·系统算子分析·思维定势(聪明小矮人,……)·裁剪与简化TRIZ软件·CRE
AX·Goldfire(TechOptilnizer)·I-TRIZ……通用解类型特殊解解的评价项目计划项目执行/
监管与控制ARIZ问题得到解决经典TRIZ·绿色设计与TRIZ·专利与TRIZ非经典TRIZ内容图1TR
IZ知识体系图与问题解决模型(Sheu,2007)程序启发法与应用工具(heuristicsandinstrument
s)克服心理惰性的方法(approachesforbreakingpsychologicalinertia)1、
概述易难难技术冲突物理冲突管理冲突个性冲突组织冲突文化冲突宇宙定律冲突自然定律冲突工程冲突社会冲突自然
冲突冲突1、概述为了避免某些现象或希望取得某些结果,需要做一些事情,但不知如何去做。管理冲突本身具有暂时性,而无启发价值。因
此,不能表现出问题的解的可能方向。为了实现某种功能,一个子系统或元件应具有一种特性,但同时出现了与该特性相反的特性。一个作
用同时导致有用及有害两种结果,也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或系统变坏。基于TRIZ的冲突的分类:1
、概述管理冲突技术冲突物理冲突为了指导技术创新,一些研究人员开始总结前人发明创造的经验。这种经验的总结可分为两类:
适应于本领域的经验与适应于不同领域的通用经验。第一类经验主要由本领域的专家、研究人员本身总结,或与这些人员讨论并整理总结
。这些经验对指导本领域的产品创新有一定的参考意义,但对其它领域的创新意义不大。第二类经验由专门研究人员对不同领域的已有创
新成果进行分析、总结,得到具有普遍意义的规律,这些规律对指导不同的产品创新都有重要参考价值。1、概述TRIZ的技术
冲突解决原理属于第二类经验,这些原理是在分析全世界大量专利的基础上提出的。通过对专利的分析,TRIZ研
究人员发现,在以往不同领域的发明中所用到的规则并不多,不同时代的发明,不同的领域的发明,这些规则反复被采用。这条规则并不限定于仅能
用于某一领域,融合了物理的、化学的、各工程领域的原理,适用于不同领域的发明创造。1、概述TRIZ解决问题的流程TRIZ问题
领域问题TRIZ解模型领域解转换TRIZ匹配类比评价、选定TRIZ解决问题流程四部曲1、概述2、40条发明原理及
工程实例序号名称序号名称序号名称序号名称No.1分割No.11预补偿No.21紧急行动No.31多
孔材料No.2分离No.12等势性No.22变有害为有益No.32改变颜色No.3局部质量No.13反向
No.23反馈No.33同质性No.4不对称No.14曲面化No.24中介物No.34抛弃与修复No.5
合并No.15动态化No.25自服务No.35参数变化No.6多用性No.16未达到或超过的作用No.26
复制No.36状态变化No.7套装No.17维数变化No.27低成本不耐用的物体代替昂贵耐用的物体No.37热
膨胀No.8重量补偿No.18振动No.28机械系统的替代No.38加速强氧化No.9预加反作用No.19
周期性作用No.29气动与液压结构No.39惰性环境No.10预操作No.20有效作用的连续性No.30柔性壳
体或薄膜No.40复合材料2.1发明原理原理介绍及工程实例No.1分割(1)将一个物体分成相互独立的部分(整体与部
分)e.g.用一辆卡车加拖车代替一辆载重量大的卡车e.g.军用飞机油箱:在油箱中装设一种蜂窝状材料,将油箱分成无数小“隔间”,
防止燃料外泄,继而引发爆炸(2)使物体分成容易组装及拆卸的部分(连接性)e.g.组合家具是由多个零件拼装而成的/移动板房e
.g.花园中浇花用的软管系统,可根据需要通过快速接头连接成所需的长度(3)增加物体相互独立部分的程度(独立程度)e.g.用百
叶窗代替整体窗帘化整为零(萧咏今:40条法则的中文成语表述)原理介绍及工程实例No.2分离(分开、隔离)(1)将一个物
体中的“干扰”部分分离出去e.g.将空调中产生噪声的空气压缩机放于室外e.g.别墅中的车库鸟儿“神经错乱”?(2)将物体中
的关键部分挑选或分离出来e.g.机场播放某种鸟的声音对飞鸟进行驱赶去芜存菁原理介绍及工程实例No.3局部质量(1)将
物体或环境的均匀结构变成不均匀结构e.g.矿井中为减少粉尘,用喷水装置向采掘机和运煤机喷出锥状水雾。水雾越细防尘效果越好,但太
细的水雾阻碍工作。解决方案:增加一束较粗水雾。(2)使组成物体的不同部分完成不同的功能e.g.午餐盒被分成放热食、冷食及液
体的空间e.g.瑞士军刀:螺丝刀、起瓶器、小刀、剪刀等(3)使组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用e.g.带有橡皮的铅笔
,带有起钉器的榔头等e.g.阻燃油漆:它具有一般涂料的装饰和保护被涂物表面的作用,并且漆膜本身还具有不燃及难燃性,防止和延缓被
火点燃。外圆内方原理介绍及工程实例No.4不对称(1)将物体的形状由对称变为不对称e.g.为改善密封性,将O型密封
圈由圆形改为椭圆形e.g.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(2)如果物体是不对称的,增加其
不对称的程度e.g.复合的多斜面屋顶以偏概全?不对称原理原理介绍及工程实例原理介绍及工程实例No.5合并(1)在
空间上将相似的物体连接在一起,使其完成并行的操作e.g.联合收割机,同时完成收割和脱粒e.g.多功能厅(2)在时间上合并相
似或相连的操作e.g.同时分析多个血液参数的医疗诊断仪e.g.气、光缆、电等的协同定位服务No.6多用性使一个物体能完
成多项功能,可以减少原设计中完成这些功能多个物体的数量。e.g.屋顶的水箱既能隔热又能供水e.g.装有牙膏的牙刷柄/门铃和烟气
报警组合调羹冰块吸管饮料杯子空心调羹吸管孔调羹三个臭皮匠赛过诸葛亮/集思广益一举多得/一箭双雕/一石二鸟皮
带:皮带里藏有暗器,抽出来后就变成一把很硬的利器。原理介绍及工程实例在片中,由于暗器皮带被小男孩换走了,令成龙面对敌人时还
以为自己腰上的皮带里有暗器,结果被人暴打而无还手之力!原理介绍及工程实例No.7套装(1)将一个物体放在第二个物体中
,将第二个物体放在第三个物体中,可继续进行下去e.g.地板内部沟槽式加热方式e.g.布在墙内的电缆e.g.套娃/天线(2
)使一个物体穿过另一个物体的空腔e.g.伸缩式钓鱼竿e.g.音乐厅观众席内的可回收式座椅e.g.可回收楼梯e.g.火星车案
例:车辆在凹凸不平的火星表面行进时如何保持稳定性?叠床架屋/层出不穷原理介绍及工程实例No.8重量补偿(1)用另一个
能产生提升力的物体补偿第一个物体的重量e.g.圆木中注入发泡剂,使其更好的漂浮e.g.用气球携带广告条幅案例:飞机紧急降落在
空地上(2)通过与环境相互作用产生空气动力或液体动力的方法补偿第一个物体的重量e.g.气垫船四两拨千斤?原理介绍及工程
实例No.9预加反作用(1)预先施加反作用e.g.缓冲器能吸收能量、减少冲击带来的负面影响/安眠药催吐剂e.g.悬索桥
:钢索反向拉力抵消桥面自重和车辆重力(2)如果一物体处于或将处于受拉伸状态,预先增加压力e.g.浇混凝土之前的预压缩钢筋e
.g.预压缩螺栓先发制人/制敌先机原理介绍及工程实例No.10预操作(1)在操作开始前,使物体局部或全部产生所需的变化
e.g.在手术前为所有器械杀菌e.g.已搅拌好的水泥e.g.预先充有焊料的铜管连接件(2)预先对物体进行特殊安排,使其在
时间上有准备,或已处于易操作的位置e.g.磨刀不误砍柴工e.g.汽车零部件供应商的预先装配,如CD机、车轮、空调等案例:请
你做侦探——为何油罐车总是损失2升油料?先斩后奏原理介绍及工程实例No.11预补偿采用预先准备好的应急措施补偿物体相对
较低的可靠性e.g.飞机上的降落伞e.g.汽车安全气囊e.g.应急电路照明e.g.避雷针e.g.安全阀No.12等势
性改变工作条件,使物体不需要被升高或降低e.g.汽车修理平台:汽车高度不变,修理工改变位置e.g.集装箱不是被直接吊起装上
卡车,而是用液压机稍微顶起即推入卡车内未雨绸缪平起平坐原理介绍及工程实例No.13反向(1)将一个问题说明中所规定
的操作改为相反的操作e.g.为了拆卸处于紧配合的两个零件,采用冷却内部零件的方法,而不采用加热外部零件的方法e.g.翻转型窗
户,使在屋内擦外面的玻璃变为可能案例:过滤孔直径为0.5mm的过滤器(2)使物体中的运动部分静止,静止部分运动e.g.使工
件旋转,使刀具固定/跑步机e.g.扶梯运动,乘客相对扶梯静止(3)使一个物体的位置颠倒e.g.楼上为起居室(观景),楼下为
卧室(凉爽)倒行逆施?/反其道而行之原理介绍及工程实例No.14曲面化(1)将直线或平面部分用曲线或曲面代替,立方形用
球形代替e.g.为了增加建筑结构的强度,采用弧形或拱形(2)采用辊、球、螺旋e.g.采用球或滚珠为笔尖的钢笔增加了墨水的均
匀程度e.g.螺旋形楼梯(3)用旋转运动代替直线运动,采用离心力e.g.洗衣机采用旋转产生离心力的方法,去除湿衣服中的部分
水分毁方投圆原理介绍及工程实例No.15动态化(1)使一个物体或其环境在操作的每一个阶段自动调整,以达到优化的性能e
.g.可调整驱动轮、可调整座椅、可调整反光镜(2)划分一个物体成具有相互关系的元件,元件之间可以改变相对位置e.g.笔记本电
脑、折叠伞、链条(3)如果一个物体是静止的,使之变为运动的或可改变的e.g.旋转舞裙一静不如一动/动若脱兔?原理介绍及
工程实例No.16未达到或超过的作用如果100%达到所希望的效果是困难的,稍微未达到或稍微超过预期的效果将大大简化问题
e.g.用灰泥填墙上的小洞时首先多填一些,之后再将多余的部分去掉e.g.对于某些设计,如供热系统、停车场,满足95%的需求通
常是一种实际的设计多退少补原理介绍及工程实例No.17维数变化(1)将一维空间中运动或静止的物体变成在二维空间中运动或静止的物体,在二维空间中的物体变成三维空间中的物体e.g.波浪形的屋顶材料刚度高且重量轻(2)将物体用多层排列代替单层排列e.g.能装6个CD盘的音响不仅增加了连续放音乐的时间,也增加了选择性e.g.立体车库(3)使物体倾斜或改变其方向e.g.自卸车(4)使用给定表面的反面e.g.莫比乌斯环山不转路转?/绕道而行?/横看成岭侧成峰?原理介绍及工程实例No.18振动(1)使物体处于振动状态(2)如果振动存在,增加其频率,甚至可以增加到超声(3)使用共振频率e.g.产品计数装置(4)使压电振动代替机械振动e.g.高精度时钟使用石英振动机芯。(5)使超声振动与电磁场耦合e.g.在高频炉中对液态金属进行电磁搅拌,使其混合均匀纸张机械计数原技术纸张振动气流新技术麦克风天摇地动原理介绍及工程实例No.19周期性作用(1)用周期性运动或脉动代替连续运动e.g.警车所用警笛改为周期性鸣叫,避免产生刺耳的声音。(2)对周期性的运动改变其运动频率e.g.手机利用不同的频段来实现漫游通话(3)在两个无脉动的运动之间增加脉动e.g.医用呼吸器系统中,每压迫胸部5次,呼吸1次e.g.老式战斗机射击同步器周而复始创新方法研究会2011
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