精编制作4、TRIZ理论之40个发明原理PPT课件

1、TRI40个发明原理 中国发明协会 会员 全国创新型优秀教师 中国创造学会 会员 章丘四中 李昌旺 40个发明原理 用有限的40条原理来解决无限的发明问题 阿奇舒勒通过对250万份发明专利的研究发现 大约只有20 左右的专利才称得上是真正的创新 其它80 的专利往往早已在 其它的产业中出现并被应用过 阿奇舒勒坚信发明问题的原理是客观存在的 设计者掌握这些原 理 就可以大大提高发明的效率 缩短发明的周期 而且能使发 明过程更具有可预见性 为此 阿奇舒勒对大量的专利进行研究 分析 总结 提炼出了TRIZ中最重要的 具有普遍用途的40 个发明原理 当前 40个发明原理已经从传统的工程领域扩展到微电子 生物 医学 管理 文化 教育等社会的各个领域问题 40个发明原理 的广泛应用 导致不计其数新的专利发明的产生 40个创新原理 1分割11事先防范21减少有害作用时间31多孔材料 2抽取12等势22变害为利32改变颜色 拟态 3局部质量13反向作用23反馈33同质性 4增加不对称性14曲率增加24借助中介物34抛弃或再生 5组合 合并15动态特性25自服务35 物理或化学参数 变化 6多用性16

2、未达到或过 度的作用 26复制36相变 7嵌套17一维变多维27廉价替代品37热膨胀 8重量补偿18机械振动28机械系统替代38加速氧化 9预先反作用19周期性动作29气压或液压结构39惰性环境 10预先作用20 有效作用的 连续性 30柔性壳体或薄膜40复合材料 01 分割原理 将卡车分成牵引车头和拖车 组合家具 百叶窗 拉圾桶 活动房屋 将物体分割成相互独立的部分 使物体成为可组合的 易于拆卸和组装 的部分 提高物体的分割程度或分散程度 1 火车车厢之间是单独的个体 可调整车厢的数量 2 圆珠笔的笔心与笔套是两个可分的部分 笔心可 以换 3 电风扇的三片叶片是三个独立的个体 可拆卸 4 田地里的浇水水管系统 每一段用一个接头连接 5 自行车 摩托车等的链条是一环一环相接的 每 环都是可以取下来的 美国陆军 M270多管火箭 炮 发射中的M270 M270反装甲子母弹攻击 正在爆裂的M270子母弹 A 将物体分割成相互独立的部分 C 提高物体的分割程度或分散程度 TRIZ故事1 通红的玻璃板 l 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

3、要将其输送到指定位置直至冷却下来 l 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 l 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 l 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 l 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 l 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 l 有什么号办法呢 年轻的工程师说道 l l 突然 TRIZ先生出现了 l 让我们来研究一下这个问题 他说 从方法上来选择 l 随后 一个基于分割原理的解决方案展示了出来 l 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 l 解决方案是 用熔化的锡来代替滚轴 传输线是一个长长 的 盛满熔化锡的槽子 由于锡的熔点低而沸点高 正适 合通红的玻

4、璃板的冷却温度区间 熔化锡在重力作用下 会呈现出一个绝对平面 可以很好地满足此工序的要求 l 而基于这个解决方案 又出现了很多的专利 比如给锡通 电可以与磁铁一起作用 来完成对玻璃的成型加工 l 1 石油加工中 将一些油渣或其他有害物质提炼 分离 已获得精度较高的汽油或柴油 2 子弹发出后 弹芯与弹壳分离 3 电脑键盘与鼠标分开 为的是方便人们跟好 的操作 4 火箭在冲出大气层的过程中将已经燃完燃料 的部分解体分离 5 现在用在建筑中的隔音材料将噪音吸收或隔 离 从而使噪音被分离出我们所处的环境 TRIZ故事2 三个火枪手 l 大仲马在小说 三个火枪手 中 描述了普托斯 是如何在裁缝店定制新装的 l 普托斯不允许裁缝接触他的身体 裁缝无法量体 僵持之中 剧作家莫里哀来到了裁缝店 l 莫里哀将普托斯带到镜子前 然后让裁缝对着镜 子里的普托斯进行测量 一个两难的问题得到了 解决 l 这里 莫里哀使用的就是抽取原理 有效地化 解了普托斯和裁缝之间的矛盾 l 1 锤子的一边做成平的一边做成扁的 增加了锤 子的切削功能 采石场专用锤 2 自动笔 将笔心上作一对耳朵 再加一根弹 簧 3 电钻的钻头

5、作成螺旋状 增加了打孔时的稳 定性 防止打滑 4 三键模式的电脑鼠标 改变了原先单键的麻 烦与不便 5 改变杯子的开口 在上面做一个切口 可以 最大程度的防止在倒水时泄漏 暖瓶外皮的口也 是这样的 TRIZ故事3 巨大的过滤器 l 一家工厂获得了一个大订单 产品是一个圆柱形过滤器 圆柱的直径1米 长度2米 轴向均匀分布直径为0 5毫米 的密密麻麻的很多过滤通孔 l 工程师们看到图纸后都惊呆了 每个过滤器要加工出成千 上万个轴向小孔 l 我们该如何来加工这么多的小孔呢 总工程师问大家 用钻床来钻吗 l 显然 钻这么长的小孔是不可能实现的 也许可以用高 温铁针来扎出这些孔 一位年轻的工程师毫无把握地说 道 l 所有的工程师都陷入了沉默 l 这似乎是一个无法解决的难题 l l 突然 TRIZ先生出现了 l 我们既不需要钻床 也不需要铁针 这件事应该 这样来考虑 l 随后 一个基于局部质量原理的解决方案展示了 出来 l 将过滤器的功能进行分解 其主要构成元素是过 滤孔和基体 有用功能的元素是过滤孔 即过滤 孔是有用的局部质量 每个过滤孔不就是一条管 子吗 l 哦 答案找到了 拿一些细管 并捆扎

6、起来 就 形成了过滤器 这种过滤器的组装制造和拆离都 可以非常方便的完成 l 用细圆棒做原料 然后捆扎起来 而圆棒之间的 空隙就形成了过滤孔 也可以实现过滤器的功能 l 1 衣服上的拉链 一边又拉头另一边没有 2 电风扇的叶片 3 有天线的手机不对称 4 大刀从侧面来看是不对称的 5 眼镜的两个镜片因人眼近视程度不同 镜片度数不同 TRIZ故事4 聪明的气罐 l 很多家庭在使用灌装液化石油气 但让他们烦恼的是 不知道气罐里 的气体何时将耗完 所以不能及时更换燃气 l 一家燃气公司的工程师们试图解决这个问题 前提是方法简单易行 并能准确预报何时罐中燃气将耗完 l 测量压力 一位工程师说 l 不行 这不管用 只要罐中还有少量燃气 其压力的变化不明显 而且 压力表的成本较高 另一位工程师即刻反对 l 如果称重量呢 又一位工程师说 l 这也不行 每次都要拆出气罐来称重量 对于用户来说太麻烦了 况且容易引发安全问题 再一位工程师反对道 l 看来 在不增加成本和复杂性的基础上要获得气罐的信息是一个似乎 不能解决的难题 l l 突然 TRIZ先生出现了 l 我知道答案 他说 这个气罐应该会很有礼貌

7、地报告自己的情况 l 随后 一个基于非对称原理的解决方案展示了出 来 l 煤气罐的传统结构设计中 气罐的底面一般是完 整的圆形 现在 要改变这种习惯性的对称结构 采用非对称的结构 l 新的设计是 煤气罐的底面做成部分斜面 这样 当有液体燃气充当气罐底部重物时 气罐保持 直立 一旦液态燃气消耗完毕时 底部失去压重 物 煤气罐会在重力作用下歪向一边 相当于提 醒用户 煤气将尽 请速更换 l 1 将火车每个车厢合并在一起 增加载客 2 电话的话筒与听筒合并在一个盒子里 可以 方便人们打电话时可以腾出一只手来干别的事情 3 农场里喂养牲畜的食槽连在一起 可以节省 喂食的时间 提高效率 4 将室内的多个等串联在一起 共用一个开关 5 凳子上加一个靠背 两者合并成为椅子 l TRIZ故事5 玻璃磨角 l 一个工厂接到一个大订单 需要生产大量椭圆形 的玻璃板 l 首先 工人们将玻璃板切成长方形 然后将4角磨 成弧形从而形成椭圆形 然而 在磨削工序中 出现了大量的破碎现象 因为薄玻璃受力时很容 易断裂 l 我们应该将玻璃板做得厚一点 一位工人对主 管说 l 不行 主管说 客户的订单上要求的就是这种 厚

8、度的产品 l 这似乎是一个难以解决的难题 l l 突然 TRIZ先生出现了 l 我们的玻璃应该既厚又薄 他说 玻璃在磨削 的工序中应该是厚的 而加工完成后应该是薄的 l 随后 一个基于合并原理的解决方案展示了出来 l 将多层玻璃叠放在一起从而形成一叠玻璃 而且 事先在每层玻璃面上洒一层水 以保证堆叠后的 玻璃可以形成相当强的粘贴力 l 一叠玻璃的强度会远大于单层玻璃的强度 在磨 削加工中就可以承受较大的磨削力 从而改善了 玻璃的可加工性 l 当磨削加工完成后 再分开每层玻璃 水分自行 会挥发掉 从而获得了所需要的产品 l 1 键盘可以用来打字 也可以用来打游戏 2 多功能手机 3 瑞士军刀 最多的功能可到五十多种 4 mp3既可以听歌 也可以存储资料 5 现在的打印机集打印 复印于一体 TRIZ故事6 一物二用 l渥伦哥尔船长 阿奇舒勒笔下的一位主人 公 阿奇舒勒经常使用科幻小说的形式 进行TRIZ相关知识的讲解和传播 经常 应用一物二用来产生发明 l比如船上的压舱物 常规的是用水或沙子 但渥伦哥尔船长却使用土作为压舱物 在土中种上可以生长的棕榈树 棕榈树又 用来作为船的桅杆 l这就是

9、普遍性原理的应用 TRIZ故事7 火星车 l 一个科幻故事里描述了一次火星探险 宇宙飞船降落在一个石头山谷 宇航 员乘坐一两火星车开始火星之旅 这个特型火星车有巨大的轮胎 当行驶到 陡坡时 很容易在石头的颠簸下翻车 怎么办 l 这个问题刊登在一本杂志上 收到了大量的读者来信 提供解决办法 l 在火星车的下面悬挂重物 降低整车的重心 增加稳定性 l 将轮胎的气放出一半 轮胎下陷 增加稳定性 l 在火星车的两边分别多安装一只轮胎 l 让宇航员探出身体来保持车子的平衡 l l 上面的各种建议 确实能改善火星车的稳定性 但明显都带来另一些问题 比如 降低了火星车的运动性能 降低了车速 让火星车变得更复杂 增加 宇航员的危险性等 l 由于以上正反两方面问题的存在 有一位读者干脆建议 什么办法都没有了 让宇航员走路吧 l 这个问题似乎是一个难以解决的问题 l l突然 TRIZ先生出现了 l 将重物放得非常低以接近火星的地面 以 降低车子的重心而且在火星车里面 他说 l随后 一个基于嵌套原理的解决方案展示 了出来 l在火星车的轮胎里放置球形重物 这些重 物可以滚动 总处在轮胎的最下面 以最 低的重心来保持火星车的稳定 TRIZ故事8 飞机紧急降落之后 l 一架巨型运输机在起飞后出现了故障 紧急迫降在距离飞机场200公 里外的空地上 经过检查 发现飞机机体上出现了许多裂缝和损坏 必须将飞机运送往工厂进行维修 l 这架运输机非常重 如何运送成为问题 l 专家们聚在一起 商讨如何将这个庞然大物运走 l 地上没有跑道 只有将飞机用吊车吊起来运走 一位年轻的工程师 说 l 年轻人 一位专家沮丧地说 哪里有这么大的吊车 而且我们也 没那么大的车子将飞机运走 l 问题处于僵持之中而不能解决 l 突然 TRIZ先生出现了 l 我们确实需要将飞机吊起 他说 而且用车子运走 l 于是 一个基于配重原理的解决方案产生了 l 将气袋固定在飞机翅膀下 然后充气 气袋所产生的浮力可以抬起飞 机 然后将平板拖车开到飞机下面 拖走飞机 TRIZ故事9 让暴风雨来得更猛烈些吧 l 在靠近岸边约5公里的海上 一只挖泥船正在为航道进行清理工作 挖出的混着海水的泥巴通过一条管道被抽送到岸上 为保证管道浮在 水面 管道上捆绑着一长溜的浮桶 l 天气预报说一场暴风雨即将来临 船长说 我们要立即停止工作 将管道拆开并带

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