1、大学生专利设计与实践 0400007 跨学科领域 1学分 18学时,QQ群号：214826165 课件共享 网盘地址： http:/ 工程视频,课程工程视频清单,1、 迪拜神奇世界岛 2、 希思罗机场 3、 迪拜帆船酒店 4、 巴林世贸中心 5、 大型强子对撞机 6、 南极研究站 7、 再造胡佛水坝 8、 北京国家体育馆 9、 北京水立方 10、 中国终极港口,第五讲 解决课题的措施,发明课题基本理论 1 发明课题水平及课题矛盾；2 课题模式；3 物场分析 4 解决课题的措施40个发明原理（3）阿奇舒勒矛盾矩阵发明问题标准解法 发明程序大纲 （3）,4 解决课题的措施,4.1 创造的工具(40
2、个) 4.2 措施的有效性 4.3 措施形成体系 4.4 措施的水平,4.1 创造工具 40个发明原理,将过去所学的技法在此归纳整理 TRIZ在研究了250万份世界高水平专利后，总结出发明背后的共性发明原则。,1 分割,1) 将事物分成独立的部分。 例：个人计算机大型计算机卡车拖车大卡车烽火传递信息一次性传递(分割传递距离) 2) 使物体成为可拆卸和组装的。 例：组合式家具快速拆卸接头 3) 增加物体的分割程度。 例：百叶窗帘整幅窗帘将货船分成同型的船舱；火车车箱；,TRIZ 故事：通红的玻璃板,课题：玻璃大批量生产线上，对玻璃进行加热后再加工，加工完成后玻璃处于通红状态，需将其送到指定位置并
3、冷却下来。 矛盾：高温玻璃处于柔软状态，为保证传送时玻璃的平整，需要很细的滚轴直径，以减少玻璃悬空面积。 答案：需要一个平面传输锡的熔点低而沸点高，正合适通红的玻璃板的冷却温度区间，熔化的锡在重力作用下可呈现一个绝对平面。,2 抽取,1) 将物体的负面部分或特性抽取出来； 如：分体式空调将嘈杂的压缩机放在室外室外机 2) 只从物体中抽出必要的部分。 如：三个火枪手中的普托斯在裁缝店定制新衣，不允许裁缝接触他的身体，僵持之中，剧作家莫里哀将普托斯大倒镜子前，让裁缝对着镜子里的人量尺寸。 莫里哀利用抽取人影的方法，有效化解了矛盾。,3 局部质量,1) 从物体或外界环境(外界作用)的同类结构过渡到异
4、类结构。 如：用温度、密度、压力的梯度场代替均匀场 2) 使物体不同部分执行不同功能。 如：带橡皮擦的铅笔，带试电笔的螺丝刀 3) 使物体的每一个部分处于最适于它运行的状态。 如：如快餐饭盒中设置不同的间隔区分别存放热、冷食物和汤,TRIZ 故事: 过滤器上的小孔,问题： 工厂订单要生产直径为1米高2米的玻璃过滤器，过滤器要做出分布均匀的成千上万个直径0.5mm小孔；用什么来做出这些孔呢？ 矛盾： 用高温铁针来扎这些孔？反过来作如何？ 答案,4 非对称,1) 用非对称型式代替对称型式 例：非对称容器或对称容器中的非对称搅拌叶片可以提高混合效果（水泥搅拌车） 2) 如果对象已经非对称，则增加其非
5、对称程度。 例：防撞汽车轮胎有一面增强的侧缘，这是为了更好地抵抗在人行道边石上的撞击。,TRIZ故事：气罐报警,问题： 家用煤气罐通常用金属罐，快用尽时，主人需要灌气，如何知道罐里剩了多少空气？ 方法： 测量压力？不行，只要罐里还有一滴液化气，压力就会一样， 称量呢？太麻烦 理想方案： 利用非对称措施：将气罐下层做成一个斜面，安装上一个重物，有气时罐可直立，气快用尽时，重物会使罐体歪向一侧报警，表明剩下的气很少,5 合并,合并空间上的同类或相邻的物体或操作 例如：网络计算机的并行处理 合并时间上的同类或相邻物体或操作 例如： 同时分析多项血液指标的医疗诊断仪器 冷热水龙头代替冷热两个龙头，调温
6、通过混水阀转动完成,TRIZ故事： 玻璃磨角,回忆：既厚又薄将物理矛盾从时间上分开 问题： 工厂订单需生产大量的1毫米厚地椭圆形玻璃板，先加工成矩形，再将四角磨成弧形，由于玻璃板很薄出现很多碎片，怎么办？ 思考： 矛盾：磨厚玻璃不容易碎，但需要生产薄玻璃？ 将多层玻璃叠放在一起，并事先在每层上洒点水增强粘贴力，其强度远大于单层玻璃，改善了玻璃可加工性,6 通用性,使得物体或物体的一部分实现多种功能，以代替其它部分功能。 例：内部装有牙膏的牙刷柄飞机坐垫同时作为大海中失事的漂浮物TRIZ故事 一位船长利用土作为船上的压舱物（一般采用水或砂子），在土中种上棕榈树，长成后其树干可以用作船的桅杆。,7
7、 嵌套,1) 将第1物体嵌入第2个物体内，而第2个物体嵌入第3个物体内 例：一组微波餐具，一组量杯，俄罗斯套娃 2) 让物体穿过另一个物体的空腔。 例：伸展天线、伸缩变焦镜头 3）分步完成一个功能： 例：收音机及电视机的询台方式，利用先粗调、再微调 TRIZ故事：火星车问题,8 配重或反重量（anti-weight）,1) 将一个物体与另一个能产生升力的物体组合，以补偿（或抵消）其重量 例：在一捆圆木中加入泡沫材料，使之更好地漂浮 2)通过 与环境相互作用(利用气动力与液压力)以补偿（或抵消）物体重量 例：飞机翼型可减小机翼上面空气的密度，增加下面空气密度，从而产生升力,TRIZ 故事,飞机紧
8、急降落之后 事件：一架巨型运输机在起飞后出现故障，紧急迫将在距离机场200公里处，必须将飞机送往工厂维修，飞机的重量使运输成为难题。 工程师：没有跑道，只能采用吊车吊运，哪有那么大的吊车？ TRIZ先生：的确需要将飞机吊起并用车子运走，方法是将气袋固定在机翼下面，然后充气将飞机顶至足够高度，将平板车开到飞机下面拖走飞机！,9 预先反作用,预先施加反作用 例：在溶液中事先加入缓冲剂来防止高pH值带来的危害 如果物体将处于拉伸状态，则预先施加压力 例：浇注混凝土之前对钢筋进行预压处理预应力钢筋混凝土 TRIZ故事： 暴风雨中的挖泥船，管道不必浮于水面而是沉入海底，暴风雨的影响将被消除。,10 预先
9、作用提前来做,事先完成全部或部分地动作或功能 例：不干胶纸，邮票、卷状食品保鲜袋等，事先在2个保鲜袋间切口，保留部分连接，使用时可轻易拉断相连部分 在方便的位置预先安置物体，使其在第一时间发挥作用 例：停车位的咪表 TRIZ故事： 偷油贼,提前来做,11 预先应急措施,针对物体相对较低的可靠性，预先准备好相应的应急措施 例：消防措施消防栓、室内消防系统包括灭火罐等 故事：据说一位俄沙皇因害怕敌人投毒害他，每天服用少量毒药培养抗体，后来他想服毒自杀，居然未果 伐木前的措施：“预先”浸上能“治愈”缩小裂缝的物质在锯断树枝前，环绕着这树枝割一圈圆环。树感觉到“有病”，就向这地方送来营养物质和治疗物质
10、，这样，在这树枝被锯去前这些物质就积聚起来了。于是，就促进了在树枝锯去后锯口迅速地愈合。,TRIZ 故事,事件： 北方冬天，房子上的排水槽和排水管里会形成长达数米的冰柱，当春天融化时，冰柱掉下来砸坏排水管的弯头；偶尔，房梁上的冰柱掉落还会砸伤行人 TRIZ先生 预先应急措施：冬天来临之前。在排水管里穿进一个绳子，冰柱中的绳子可有效防止冰柱滑落，保证其逐渐消融。,12 等势原则（equipotentiality）,在势能场中，避免物体位置的改变 例： 电子线路设计中，避免电势差大的线路相邻 三峡大坝的过水船闸 连通管的例子,TRIZ故事：古塔是否在下沉,事件：城市市中心的一座古塔，似乎逐渐在下沉
11、。文物保护协会需要测量其沉降情况，第一步是选择一个高度不变的水平基准，并在塔上可以看到这个基准以便比较。最后选定了一个离古塔1500英尺以外的一个公园墙壁，古塔与该墙之间被高层建筑物挡住视线，无法直接测量。 TRIZ先生：初中物理联通管 用两个玻璃管，一个装在塔上，另一个装载腔上，中间用软管连接，然后灌入液体，两只玻璃管中的液体应当保持同样高度（两边用刻度标识），如果古塔下沉，以墙为参考系，下次测量时，古塔玻璃管液位将高于原刻度。,13 逆向思维反过来作,1)不实现课题条件所要求的作用，而实现相反的作用（颠倒解决问题的办法）。 例：为了松开粘结在一起的部件，不是加热外部件，而是冷却内部件 例：
12、愚公不需移山，而是住到山外去。 2)使物体的活动部分变为固定的，让固定的变为活动的 例：旋转部件而不是旋转工具 例：健身跑步机、练习泳道 3)将物体“脚朝上”，翻转物体。 例：将杯子倒置，以便从下面喷水清洗,TRIZ 故事：巧克力糖果,同事的女孩过生日，一位客人带来一大盒酒瓶状的巧克力糖果，有人一边吃着一边好奇：“这种巧克力果只是如何装进去的？” “先做好巧克力瓶，再往里面灌果汁，最后封口”果汁要非常稠，否则影响成型，但稠的果汁不好灌入巧克力瓶，加热后果汁变稀但会熔化巧克力不好办 反过来做：先有冰冻成型的果汁，再放入巧克力中，果汁在常温下恢复液体！,14 曲面化,1) 将直线、平面、立方体等分
13、别过渡到曲线、曲面及球面。 在建筑中采用拱形或圆屋顶来增加强度 2) 利用滚筒、球体、螺旋状等结构。 例：圆珠笔的球状笔尖使书写流利，且提高了寿命 3) 从直线运动过渡到旋转运动，利用离心力。 例：用洗衣机甩干衣物，代替原来拧干的办法,TRIZ 故事：莫比乌丝环,哲人格里尔手里拿着一张纸，对同伴说：“这是一个平面，它有2个面，你能设法将2个面变成1个面吗？” 同伴：“这是不可能的” 格里尔：“如果将纸条的一端旋转180度，再将纸对接起来，会怎样？” 同伴：“我懂了，现在不是分开的两个面，而是一个连续的面了！”以德国数学家命名的“莫比乌丝环” 专利：砂带机、录音机、皮带过滤器等,曲线化、曲面化,
14、15 动态化,原理 1)使物体或环境自动调节，以使每个动作阶段性能均达到最佳。 例：汽车的可调节方向盘 2)把物体分成几个部分，各部分之间相对位置可变。 例：折叠椅、电脑笔记本 3)将不动的物体改变为可动的，或具有自适应性。 例:医疗检查中用到的柔性状结肠镜 TRIZ故事：神奇的不倒翁 原型，重心固定（重物固定） 带滑道的重物，重心会不断移动变化（移动） 将重物分成都可滑动的两个部分，除上述功能外，晃动频率不断变化（加强动态化） 两个部分的重量可以改变呢？花样应该更多！,16 少做或多做,原理：如果用现有的方法，很难做到100，那么就应当完成“略少一点”或“略多一点”，这时课题可能变得容易。
15、少做一点举例：大直径钢管的切割 回忆：用钢板卷焊大直径钢管，先将带状钢板进行切割，但是不能完全切断以保证弯卷焊接过程中足够的连接强度，在后续切割中，只切断连接的部分即可。 多做一点举例：喷涂圆筒形塑料制品 对圆筒形塑料制品表面喷涂颜料，喷雾器全力工作则喷涂颜料过厚，用最小的力工作则降低生产率和着色不均匀。改为将圆筒制品在颜料筒里蘸一下再旋转，用离心力把多余的颜料甩掉，调节转速可以控制涂料厚度，这种方法可供多个圆筒可同时进行。,17 一维变多维,1)将物体从一维变到二维或三维空间。 例：螺旋楼梯可以减少所占用的面积 2)用多层结构代替单层结构。 例：多碟机可增加音乐时间 3)使物体倾斜或侧着放置
16、。 例：自动装卸车 4)使用给定表面的另一面。 例：印制电路板（）经常采用两面都焊接电子元器件的结构，比单面焊接省面积。,TRIZ故事：变身三轮车,美国一家大学的工业设计师发明“变身自行车”当骑车者加速时，个后轮会靠得越来越近，而减速或停车时，个后轮分开站稳。 其它例子: 专利：在水中保存越冬圆木的方法，这个方法是将圆木安放在停排场的水域中。其特征是，为增加停排场水域的单位面积容量和减少木材受冻部分，将圆木扎成捆，其捆的宽与高在横断面上超过圆木的长度，然后将其垂直放置. 故事：借助熟知的图形拼出地图（不熟知的图形）； 故事：用装水的方法做复杂容器的体积计算。,18 机械振动利用内力,1) 使物
17、体发生机械振动。如：电动剃须刀。 2) 如果已经在振动，就增加它的频率(直到超声波)。 如：振动送料器。 3) 利用共振频率。如：利用超声波共振来粉碎结石。 4) 用压电振子代替机械振子。 如：石英晶体振荡驱动高精度的钟表。 5)与电磁场和超声波振荡耦合。如：在高频炉里混合合金。 举例: 无锯末锯木法。其特征是，为了减少工具切入木材的力，用脉冲频率接近于被锯木材固有振动频率的工具进行锯木.,TRIZ故事,事件：化工厂车间里，一种强腐蚀性液体装在巨大容器中，生产时需将液体从容器送至反应器，其流量需精确量测，但各种玻璃或金属制作的仪表都很快被腐蚀了，怎么办？ 方法1：不测流量，测量容器高度变化，但
18、变化很小且操作不便，怎么办？ 方法2：不测量液体而测量空隙，基于振动原理的方法是，利用容器以上空气部分的共振频率，得到空气部分的变化量，从而准确推算出液面的细微变化量。,19 周期作用,1) 用周期运动或脉冲作用代替连续动作。 例：松开生锈的螺母时，用间歇性猛力比持续力有效 2) 如果已有了周期作用，则改变它的周期。 3) 利用脉冲的间隙完成其他作用。 例:在心肺呼吸中，没五次胸腔压缩后进行一次呼吸。 TRIZ故事：根绳子 在一个空房间里，一个布娃娃放在窗台上，根绳子从天花板上吊下，当你拿着一根绳子时必够不着另一根绳子，任务是将根绳子下端绑在一起，怎么办？答案： 实质：变化力比恒定力更有效,2
19、0 有效作用的连续性,1)连续工作，使对象的所有部分一直处于满负荷工作状态 2)消除空闲和间歇的行动和工作。 例:打印头在回程过程中也打印。,21 紧急行动（rushing through）,当执行一个危险而有害的运动时，为避免有害效果出现，应该快速完成该操作。 例：拔牙； 例：快速切割塑料，在材料内部的热量传播之前完成，避免变形 例：生产胶合板时用烘烤法加工木材，其特征是，为保持木材的本性，在生产胶合板的过程中，直接用温度300600燃气火焰短时作用于烘烤木材。,22 变害为利（convert a harm into a benefit）,1)利用有害的因素以取得积极结果。 例：垃圾电厂，废
20、物二次利用（没有绝对的无用） 2)以毒攻毒，用另一个有害作用来中和消除物体所存在的有害因素。 例：碱性的印染废水与电厂含硫烟气中和 3)加大有害因素的程度，使之不再有害。 例：用逆火烧掉一部分植物形成隔离带，来防止森林大火。,23 反馈（feedback）,1)通过引入反馈来改善性能。 例：统计过程控制（SPC）中用量测值来决定什么时候对系统进行修正 例：音乐喷泉 2)如果已有了反馈，则改变其大小和作用。 例：依据温度变化进行装料，以此自动控制沸腾层中硫化物焙烧温度的方法。其特征是，为了提高将温度控制的动态精度，根据排出废气中硫含量的变化，来改变装料量 在机场英里范围之内，改变自动驾驶仪的灵敏
21、度。,TRIZ故事：聪明的绳索,消防队员或攀岩者使用的救命绳索，必要条件是不要破损或突然断裂。科学家研制的聪明绳索里面有电子传导金属纤维，可以判断它所承受的重量，并发出报警，这种反馈提高了安全性。,24 中介物,1)采用中介体传递或完成所需动作。 例：机械传动中的惰轮 例：几何中的辅助线 2)临时将两种物体结合在一起，完成功能后再分开。 TRIZ故事：胶管上的孔 问题：需要在一根长胶管上钻出很多径向小直径的标准孔，因为胶管很软，操作不易。 答案：先给胶管灌满水，然后进行冷冻，待水冻成冰后开始钻孔，加工完成后，冰自动融化成水流出管道。,25 自我服务（self-service）,1) 使物体具有
22、自补充和自恢复功能以完成自服务。 2) 利用废弃的资源、能量或物资。 TRIZ故事：钢珠输送管道 在一个输送钢珠的管道中，拐弯部位在工作一两个小时后就会坏掉，原因是高速气流驱动下钢珠撞击弯管，怎么办？ 在拐弯部位放一个磁铁，当钢珠到达磁场范围时，会被磁铁吸附到内壁上，形成保护层，钢珠冲击钢珠保护层，并不断撞掉或补充保护层，形成自服务系统。,26 复制,1)用简单而便宜的复制品代替难以得到的、复杂的、贵重的、不方便的或易损坏的物体。 例：虚拟驾驶游戏机2)用光学复制品或图形来代替实物，可以按比例放大或缩小图形。 例：用空间摄像技术进行调查，而不是实地调查。3)如果利用的是可见光的复制品，就转而利
23、用红外光或紫外光、偏振光的复制品。 例：保护敦煌壁画的方法，将壁画做成三维全息影像资料,TRIZ故事：火车要开了,事件：货运列车上装满了大圆木，检查员满头大汗地测量直径计算体积。 经理：火车得推迟发车，今天无论如何测不完 站长：必须在5分钟之内发车，下一列货车等着进站。 讨论：增加人数？测一根，然后数圆木总数？ 答案：给园木拍照，依据照片进行详细的分析测量，当然，照片中需要一个精确的参照比例尺。,27 一次性用品(disposable objects),用廉价物品代替昂贵的物品，在某些质量特性上作出妥协(比如持久性)。 举例： 圆珠笔芯的发明 一次性针头 次抛性隐形眼镜 尿不湿 使用一次的捕鼠
24、器。这是有诱饵的塑料筒，老鼠经过圆锥形的开口进入捕鼠器，开口的壁就被弄直而关闭入口，老鼠出不来了。,TRIZ故事 秘密上油的方法,问题： 将钢板加温来轧制钢管，轧制完成后，需要在冷却前给钢管内壁涂上一层均匀的润滑油。涂油的操作比较复杂：需要设计制造一台专用的可移动机器进入钢管内，由于是内壁、非平面工作，所以涂油速度慢，影响生产效率。 答案： 制作一种上面涂好润滑油的纸带，直接贴到钢板上，只在高温下燃烧，钢管里只剩下润滑油。纸带作为一次性用品，起到均匀分配润滑油的作用。,28 机械系统的替代,1)用感官刺激的方法来代替机械手段 如：稻草人、“声学”栅栏 2)利用电场、磁场和电磁场与物体相互作用。
25、 如：混合两种粉末，用产生静电的方法使一种粉末产生正电荷，另一种产生负电荷，用电场驱动它们。 3)从恒定场过渡到可变场，由固定场转向变化的场，有随机场转向有序场。 如：使热塑性物质着上金属覆层的方法，为了提高覆层与基质相结合的强度及复层的密实性，在电磁场中进行该过程。 4)将场和铁磁离子组合使用。,TRIZ故事：敲钟,事件： 在瓷器的次烧制工序之间，要进行检验，根据检验结果确定第二次烧制的温度。检验员用特制小锤轻轻敲击瓷器，根据声音判断烧制程度俗称“敲钟”。人工敲钟技术含量高且波动性大，不利用大规模生产，需要机械化，试过“机器人”不行，怎么办？ TRIZ先生： 机器人仍是用机械方式进行检测，显
26、然需要再次进化。 将陶瓷电阻采用光测试的技术用到敲钟工序中，从电阻上反射的光强度判断烧制的程度。 说明：跨行业的技术交流和共享非常重要。,29 利用气动和液压结构,利用气体及液体的部件代替固体部件。 如：把车辆的减速能量储存在液压系统中，然后在加速时使用这些能量。 如：“水床”比“席梦思”更舒服。 TIRIZ故事：飘扬的旗帜 舞台剧导演：棋子挂在盖斯康上方的旗杆上，这里是战斗中心但我们感觉不出气氛，旗子像块布，不会在风中飘舞；如果用大风扇吹动旗子，其声音会像飞机一样；怎么办？ 方案：将旗杆做成中空的，并钻上小孔使一个小电扇可以通过旗杆向棋子吹风,30 柔性外壳或薄膜（flexible shel
27、ls or thin film）,1)利用柔性外壳或薄膜代替传统结构。 如：充气的儿童城堡 如：蔬菜大棚种植反季节蔬菜 2)用柔性外壳或薄膜把对象与外界环境隔开。 如：在贮水池撒谎能够漂浮一层双极材料（一面“亲水”，一面“厌水”）来限制水的蒸发作用。 如：充气混凝土制品的成型方法是在模型里浇注原料，然后在模中静置成型。其特征是，为提高膨胀程度，向注入模内的原料外复盖不透气的薄膜.,TRIZ故事：雨天也要工作,问题： 一架非常大的起重机将货物通过舱口装进货舱里。雨下得很大，雨水进入货舱。 搬运工1：“什么鬼天气！” 搬运工2：“没办法！在装卸的时候你不能关上舱门或弄上个顶棚” 答案：需有一个特别
28、的顶棚 做两扇气袋门，当货物进入时，可将气袋推向两边而顺利进入。没有货物时自动合上可以遮雨。,31 多孔材料（porous materials）,1)使物体多孔或添加多孔元素(如插入、涂层等)。 如：机翼用泡沫金属 如：在结构上钻孔以减轻重量。 2)如果物体已是多孔的，利用这些孔填上有用的物质或功能。 如：药棉 一个专利：电机的蒸发冷却系统，其元件都用多孔的材料制成如有冷却剂的多孔粉末冶金钢制成，这样就不必向机器供给冷却剂，冷却剂在机器工作时蒸发，使机器得到均匀冷却.,32 改变颜色,1)改变物体或其周围环境的颜色。 如：在冲洗照片的暗房中使用红色暗灯。 2)改变物体的透明度和可视性。 如：透
29、明绷带，可以不打开绷带观察伤情。 如：感光玻璃 3)采用颜色添加剂，使不易观察的物体或过程容易观察到。 如：水流试验中，为测试其紊动程度，给水加颜色。 4)如果已经加入了颜色添加剂，就利用荧光粉。,TRIZ故事：降落伞的秘密,为研究降落伞降落功能，制作了一个降落伞模型，放入有水流动的透明玻璃管中，研究模型的降落轨迹和涡流的形成。 工程师在降落伞上涂上的颜料很快就没有了，需要再次上色，结果模型被颜料搞得变了形，无法测试。 工程师：颜料应该从模型内部出来，但吊线太细了，无法灌墨水 TRIZ先生：需要让模型自己在水中产生颜色，颜色从哪里来？关键是颜色吗？关键应该是：水与吊线接触时产生的可视性的改变。
30、 答案：将降落伞做成一个电极，与玻璃管中的水形成电解作用，利用电极产生气泡，来观测模型的运动。 奥秘：气泡来自于水，但增加了可观察性。,33 同质性（homogeneity）,将物体或与其相互作用的其它物体用同一材料或特性相近的材料制作。 举例: 使用与装载对象相同的材料做容器，以减少发生化学反应的机会。 获得固定铸模的方法是用铸造法按芯模标准件形成模的工作腔。其特征是，为了补偿在此铸模中成型制品的收缩，芯模及铸模都用铸件相同的材料制成.,同质性（同化法）,在熔化的钢水中，传递超声波的振动杆会脱落一些成分，为防止污染钢水，振动杆选用和钢水一样的材料。,用气态氧解冻固态氧,34 抛弃与再生(re
31、jecting and regenerating parts),1)抛弃或改变物体中已经完成其功能和无用的部分（用溶解或蒸发完成）。 如：药品的胶囊 如：火箭飞行中的分离抛弃 2)在使用过程中补充物体所消耗和减少的部分。 如：自动铅笔,TRIZ故事：,石油化工厂用一条管道长距离输送不同种类的成品油，需要用分割器将不同的油品分开输送，通常采用活塞状的橡胶球，但经常不能保证分割效果，因为在高液压状态液体会渗透过分隔器产生混合，且该橡胶球不能通过每200公里一个的中途升压泵站。需要一种既能通过泵站又能避免不同液体混合的分隔物 答案：氨水可以与油一样通过泵站，达到目的地后，氨水会变成气体挥发掉！,35
32、 物理化学状态变化,改变物体的物理化学状态，如：浓度、密度、柔性、温度等 如：制作巧克力糖果，改变原料的物理状态。 如：将氧气、氮气或石油从气态转换成液态，以便减小体积。 TRIZ故事：自动消失 铸造厂常用吹砂机保持铸件表面的清洁，但铸件缝隙中的砂子不易清理，采用什么砂子可先将缝隙盖上并使之自动出来干冰颗粒,36 应用相变原则,利用相变时发生的现象，例如体积的变化，放热或吸热等。 例:水在冰冻后会膨胀，这一特点可用于爆破。 例:一种固体水含水和硅酸，为白色的粉末状。改善缺水地区水的运输。 磨轮的例子：用水和研磨颗粒的混合乳状物结冰来制作高效磨石,37 利用热膨胀,1)利用物质的热膨胀(或收缩)
33、。 如：温室盖用铰链连接的空心管制造，管内装有易膨胀的液体，在温度变化时管子的重心发生变化，因此管子自动升起和降落。 2)组合使用多种具有不同热膨胀系数的材料。 如：超精确阀门：精确测试气体流量,38 加速氧化,1)用富氧空气代替普通空气。 2)用纯氧代替富氧空气。 3)用电离射线作用于空气或氧气，使用离子化氧气。 4)用臭氧化氧代替离子化氧。 5)用臭氧代替臭氧化氧 6)用单氧代替臭氧,39 惰性环境,1)用惰性气体环境代替通常环境。 如：用惰性气体填充灯泡，防止发热的金属丝氧化 2)在真空中进行某过程。 如：产品的真空包装 举例: 预防棉花在仓库中燃烧的方法。其特征是，为了提高棉花贮存的可
34、靠性，在棉花运向贮藏地点的运输过程中，用惰性气体处理棉花.,40 复合材料,从单一材料改成复合材料。 如：复合的环氧树脂碳纤维高尔夫球杆更轻，强度更好，比金属更有柔韧性 如：内层有波纹纸的包装盒能承受高强度挤压,4.2 措施的有效性,有力的措施就是： 能使事物发生根本变化的； 使事物接近理想机器的； 是若干作用合成的,4.3 措施形成体系,所有的措施都可形成“正措施反措施”对。 物理矛盾反映了双重的要求，即一事物应具有某性质及与这性质相反的性质，因此，双重的锁就应使用双重的钥匙来开。 就结构本身而言，双重的措施比单一的(基本的)措施适于消除矛盾。,课题：取出小球的复合系统,问题：在一仪器的金属
35、架上有一小孔，里面压入一小球。若干时间后需将小球取出，但这样做很困难，因为它压得很紧，又不允许采用可拆卸的结构，怎么办? 分析：小球不好往外取它对取出没有应答性。应该在小球压进前往小孔里放入某种物质，以后当需要将小球取出时，这种物质在场的作用下能将小球压出 专利：将若干部件结合起来的方法，其中一个部件被压进另一个部件的深孔里。其特征是，为了可以替换被压入的部件，比如指针尖的小球，在它被压入孔前往孔里加入一滴水。在部件要压出前先将水加热到产生蒸汽，在蒸汽的压力下小球被弹出。,4.4 措施的水平：宏观与微观,在理论上可设想四种类型的运演： 1、MM：比如，将交通信号灯的支柱分成各部件； 2、Mm：
36、比如，制动装置，包括有轴及箍在其中的制动环，制动环与控制能源相接。其特征是，制动环由压电陶瓷制成，而利用高频振荡器作为能源。 普通的制动装置(如汽车的刹车)，就是借助踏铁板、手柄、弹蟹、拉杆等。而这个发明的实质是向微观水平过渡，即制动不因晶体点阵参数的改变而扩张； 3、mm：比如用“可拆卸的分子”代替普通的分子； 4、mM：没有这种发明，因为从m向M的过渡是与技术体系发展的趋势相矛盾的，它使技术体系“粗糙化”。,再论发明的水平,MM型的转换：很少产生超过第三水平的发明； Mm型的转换：通常会产生第四与第五水平的发明； mm型转换：如果变化发生在同一个水平的范围之内(分子始终是分子)，那么它产生不超过第三水平的发明。如果变化发生在水平之间(分子恒定地或暂时地为较少的“单位”或场代替了)，那么就产生超过第三水平的发明。,结束语,当代发明家首先是思想家，需要的最重要的素质是具有非常精确的逻辑思维，开始策划以前，应该有关于答案的想法，这是一个较为复杂的过程： 在现实中，需要弄清系统是否已经耗尽了自己所有的资源，如果没有任何保留，就是发展新系统的时候了。 学校课程中所选择的知识在理论上说组织得很好，每一页都可能是解决问题过程中的最强有力的工具。 TRIZ赋予这些知识以生命，理解它，了解它的创造力量。 当你运用物理现象解决了一个技术问题时，就如同你第一次学到它，充满好奇！,The End,
