1、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。 如可调整反光镜。 （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。 如计算机蝶形键盘。 （3）如果一个物体是静止的，使之变为运动的或可改变的。,例15 螺旋角可变的螺杆输送机,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。 20世纪50年代，高纯度锗是比较理想的晶体管原材料。 日本两位科学家采用了与众不同的方法，有计划地逐步在锗中掺入少量杂质，发现当锗的纯度降低到50%时，成为一种优良的电晶体。 该独创性成果获得了诺贝尔奖。,17维
2、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，将二维空间中的物体变成三维空间中的物体。2）将物体用多层排列代替单层排列。3）使物体倾斜或改变其方向。如自卸卡车。4）使用给定表面的反面。,例17 矿车,18振动,（1）使物体处于振动状态。如蛙式打夯机，惯性筛。 （2）如果振动存在，增加其频率，甚至可以增加到超声。如通过振动分选粉末。 （3）使用共振频率。如收音机调谐。 （4）使用电振动代替机械振动。如石英晶体振动驱动高精度的表。 （5）使超声振动与电磁场藕合。如在高频炉中混合合金。,例18 产品记数装置,19周期性作用,（1）用周期性运动或脉动代替连续运动。 采用槽轮
3、机构，使电影放映机以每秒24幅的速度间歇放映。 （2）对周期性的运动改变其运动频率。 （3）在两个无脉动的运动之间增加脉动。,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。 2）去除运动过程中的中间间歇。 3）用旋转运动代替往复运动。,21紧急行动,以最快的速度完成有害的操作。,例21 高速切断管路,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。 金属的氢脆使金属易断裂。利用氢脆这一特性正好用于制造铜粉：将铜屑置于氢气中加热到500600，使柔软的铜变脆而易于制粉。 2）通过与另一种有害因素结合消除一种有害因素。3）加大一种有害因素的程度
4、使其不再有害。,例22 废物利用,23反馈,1）引入反馈以改善过程或动作。 如加工中心自动检测装置。2）如果反馈已经存在，改变反馈控制信号的大小或灵敏度。 如飞机接近机场时，改变自动驾驶系统的灵敏度。,例23 轧机钢板厚度控制,24中介物,（1）使用中介物传递某一物体或某一种中间过程。 如机械传动中的惰轮。 （2）将一容易移动的物体与另一物体暂时接合。 如机械手抓取重物并移动该重物到另一处。,例24-1 介轮换向（汽车）,例24-2 防溢奶锅,牛奶在加热过程中产生大量气泡，导致液面升高，沸腾时液面不断升高，会溢出锅外。 防溢奶锅中部置一防溢隔板，加热时牛奶从下部循环至上部时，所带气泡被隔板扇形
5、孔挤破，气体释放，液面不会升高。,例24-3 抗磨喷嘴,25自服务,1）使一物体通过附加功能产生自已服务于自己的功能。 2）利用废弃的材料、能量与物质。 如钢铁厂余热发电装置。,例25 自服务挖掘机,26复制,例：克隆 1997年，英国科学家复制出了绵羊“多莉”，震惊了世界。,27低成本、不耐用的物体代替昂贵、耐用的物体,泡 沫 塑 胶 飞 机 减 速 跑 道,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。如在天然气中混入难闻的气体警告人们天然气的泄露。 2） 用电场、磁场及电磁场等完成与物体的相互作用。 如：将椭球面内一个焦点上发射的声波经椭球面反射后聚焦于另一个焦点的声学
6、原理，应用于非接触式人体结石碎石装置。 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之中。,例28-1 信号检测手段核子称,例28-2 顺棒上爬的玩具 （电磁作用）,例28-3 电话磁开关,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。 如车辆减速时由液压系统储存能量，车辆运行时放出能量。,30柔性壳体或薄膜,1） 用柔性壳体或薄膜代替传统结构。 2）使用柔性壳体或薄膜将物体与环境隔离。,例30-1 柔顺四杆机构,例30-2 柔顺手动夹钳机构,例30-3 柔软执行元件,31多孔材料,1） 使物体多孔或通
7、过插入、涂层等增加多孔元素。 如在一结构上钻孔，以减轻质量、惯性力平衡。 2）如果物体已是多孔的，用这些孔引入有用的物质或功能。,32改变颜色,（1）改变物体或环境的颜色。 如在洗像、透视的暗房中采用安全的光线。 （2）改变一个物体的透明度，或改变某一过程的可视性。 如透明冰箱。 （3）采用有颜色的添加物，使不易被观察到的物体或过程被察到。 如为了观察一个透明管路内的水是处于层流还是紊流，使带颜色的某种流体从入口流入。 （4）如果已增加了颜色添加物，则采用发光的轨迹。,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。 如为了减少化学反应，盛放某物体的容器应与该物体用相同的材料制造。
8、,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。 齿轮传动中，磨损的小齿轮抛弃，大齿轮负变位修复。 2）立即修复一个物体中所损耗的部分。 如割草机的自刃磨刀具。,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。 如使氧气处于液态，便于运输。2）改变物体的浓度或粘度。3）改变物体的柔性。4）改变温度。,例35-1 形状记忆合金,形状记忆合金是常用的功能合金。 在高温下制成所要求的形状，从低温重新升到高温时恢复原高温时的形状。 冷却时不能恢复低温时固定的形状为单程记忆合金，降温能恢复原低温形状为双程记忆合金。 这种合金还可用于制造各
9、种管件外接头，常温时，外管内径小于内管外径4%，锁紧力极大，无泻漏危险。,例35-1 单程形状记忆合金铆钉,要求发射卫星时，天线卷缩在卫星内部。发射进入预定轨道后，天线自动打开成预定形状。 若采用一般的机械、液压、气动或电子方案都比较复杂，而根据镍钛合金具有记忆效应的原理设计的卫星天线，可以随着卫星发射前后温度的变化，自动收缩和恢复成预定形状。 该方案简单可靠。,例35-2 卫星天线,36状态变化,在物质状态变化过程中实现某种效应。 用硅油的热粘性效应，实现汽车差速器锁紧功能，及汽车冷却风扇的自动离合功能。,TechOptimizer發明法則模組 此模組提供了 40 個發明法則，幫助您以雙贏方
10、式解決工程矛盾。這些發明法則，是經由分析二百五十萬篇以上的專利所萃取出來的發明智慧。 每一個發明法則，均含有多個來自不同工程領域的實際應用案例說明。,37热膨胀,1）利用材料的热膨胀或热收缩性质。2）使用具有不同热膨胀系数的材料。 如双金属片传感器。,利用热胀冷缩的效应使双金属片产生弯曲变形，用来作电流的过载保护器、调温电路的温控开关等。 将热胀冷缩的物质和特殊的冷涨热缩的物质结合起来，制成不知冷热的零膨胀系数的新物质，可应用于航空航天工业的精密仪器上。,人工脏器需要一种微型液体泵帮助体液循环。 用微型电动机驱动微型机械泵工作时存在磨损等机械问题，效果并不理想。 有一位生物医学专家想出了用金属
11、的热膨胀效应来代替驱动体液泵，效果很理想。,例6-37 热量测试仪,38加速强氧化,使氧化从一个级别转变到另一个级别，如从环境气体到充满氧气，从充满氧气到纯氧气，从纯氧到离子态氧。 为了获得更多的热量，焊枪里通入氧气，而不是空气。,39惰性环境,1）用惰性环境代替通常环境。 如为了防止炽热灯丝的失效，让其置于氩气中。2）让一个过程在真空中发生。 如真空食品保鲜。,40复合材料,将材质单一的材料改为复合材料。 如玻璃纤维与木材相比较轻，其在形成不同形状时更容易控制。,采用高强度纤维材料（碳纤维、玻璃纤维等），用树脂（如还氧树脂）作粘接剂，一层一层可粘合成复合材料。 由于其纤维可人为安排方向，故可
12、形成各向异性的组织以适应其工作时受力的要求。 利用模具对这种材料进行缠绕涂胶，加热固化，可直接作成结构件，因此特别有利于各种大型结构件如飞机机翼、机身等。,结 论,上述40条原理都是通用发明原理，未针对具体领域，其表达方法是描述可能解的概念。 如第30条原理（柔性壳体或薄膜）建议采用柔性方法，问题的解涉及到在某种程度上改变已有系统的柔性或适应性。设计者可根据该建议提出已有系统的改进方案，有助于迅速解决问题。 还有一些原理范围很宽，应用面广，既可应用于工程，又可用于管理、广告和市场等领域。,2004年9月3日在全国大学生第3届“创新杯”设计大赛中，来自天津大学工业设计专业的参赛学生设计的“城市乌
13、蓬”就是一个利用TRIZ理论结合工业设计与机械设计的成功案例。,竞赛主题是“无动力旅游观光车设计方案”，旨在为上海世博会提供方便、实用、美观的旅游观光车设计方案，设计要求观光车能够搭载1-4名乘客，并要求为人力（无动力）车，能够在热闹的观光景区和人流如梭的大街小巷穿行观光。,天津大学设计的观光车，因外形酷似南方水乡常见的乌蓬船，取名为“城市乌蓬”。 由于观光车用途的特殊性，车子既要在搭载游客时能够提供足够舒适的乘坐空间，而在不载人和停泊时又希望它所占用的空间越小越好。因此在观光车结构设计方面需要综合考虑进行结构设计创新。TRIZ理论的学习和有效应用为3位学生的创新思维提供了强大支持。,观光车总
14、体方案的确定根据TRIZ理论40条发明原理中第17条原理：一维变多维（Transition Into a New Dimension）中的“将一维直线运动的物体变为二维平面运动，或三维空间运动”子项，考虑到观光车载客需要稳定且不宜复杂的结构，初步确定观光车采用三轮车的结构形式实现载人和行驶。,同时，需要有支持整体变形以缩小空间占用的结构，根据TRIZ理论第15条发明原理动态特性（Dynamicity）中的“使不动的物体可动或可自适应”子项，在保持简单实用的设计原则基础上，选用平行四边形机构作为变形核心部分。,利用第7条发明原理嵌套（Nesting）中的“把一个物体嵌入第二个物体，然后将这两个物
15、体再嵌入第三个物体”子项，实现伸缩折叠功能，缩小两个车轮之间的距离，达到使观光车占用空间变小的目的。,图3 实现折叠变形后的结构示意图,观光车驱动方案的选择运用了TRIZ理论的第13条发明原理：逆问题（Do It in Reverse）。将链条驱动系统由后轮驱动改成了前轮驱动。其好处是使得后轮在进行折叠变形时结构最简单，也不易损坏，同时增加了观光车的趣味性。,其它结构设计方案的产生也都直接或间接运用到了TRIZ理论所包含的创新原理。 由此可见，一辆看似简单的观光车蕴涵了给人极大惊喜的创新设想，并且在先进创新理论的指导下，许多难题迎刃而解。,创新是发展的灵魂，没有创新，设计也便不复存在。 盲目的创新往往是投入相当多的精力，却收获甚微，所以创新还需要方法的指引。科学的方法不仅仅能使“创新”有法可寻，更能够激发人的思维，产生意想不到的结果。,
