triz作品案例注釋說明

1、案例分析：尺蠖式移動直尺第一部分：問題描述1、項目概述(這部分內容要包括：項目來源，問題描述，技術參數，配圖片或手繪簡圖等)目前繪圖工具主要包括直尺、三角板、量角器和丁字尺等（主要結構、子系統(tǒng)或組成部件），當我們需要測量或者需要畫出某段超出所用尺子量程的直線段時，就需要反復擺放尺子的位置來繼續(xù)進行測量或者繪制，這樣會造成誤差的加大以及效率的降低（主要問題：操作/結構的復雜性、高能耗損失、精度/效率不足）。2、發(fā)明問題初始形勢分析 （要求寫清楚系統(tǒng)的工作原理；存在主要問題；限制條件；目前解決方案，已有專利，類似產品的解決方案，仍存在問題和不足；配圖片或手繪簡圖）因此，為了解決上述問題，應該設計一

2、種新型繪圖工具，其應滿足如下一些限制條件：（預期目標：成本、存儲/攜帶/運輸、結構/外觀/體積、施用條件）該繪圖工具制造不應太復雜，成本不應超過現(xiàn)有繪圖工具組合；該繪圖工具不應有過于嚴格的使用環(huán)境限制；該繪圖工具體積不能太大，要方便攜帶；類似產品的解決方案為反復重新擺放尺子來進行繪圖和測量。第二部分：系統(tǒng)分析關鍵部件主要部件（一）系統(tǒng)完備性法則（機械系統(tǒng)）外部作用外部條件圖1 系統(tǒng)完備性法則（二）功能分析表1 功能分析表（實用新型說明摘要）技術系統(tǒng)尺蠖式移動直尺（作品名）用途測量和繪制任意長度的直線段（不同于以往產品的主要用途）技術功能使直尺能夠沿固定的直線移動 （創(chuàng)新點）主要功能利用直尺體和

3、滑塊的相對運動來實現(xiàn)直尺沿固定的直線移動，實現(xiàn)固定方向任意長度直線段的繪制和測量。（具體實施方式）（三）九屏幕圖初級-高級系統(tǒng)技術系統(tǒng)主要部件（組成部分）圖2 九屏幕圖（四）生命曲線（技術系統(tǒng)進化的S曲線）圖3 生命曲線圖（根據現(xiàn)有的專利信息檢索，歸納該技術系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，原有技術的缺點和局限，現(xiàn)有的該技術或產品的專利授權情況，如專利等級較低和專利數量較少；技術系統(tǒng)的進化需要和不斷增加的市場需求，本技術系統(tǒng)尚具有較大的發(fā)展前景。）技術系統(tǒng)的進化一般按照如上的生命曲線進行，我國科技教育事業(yè)正處于蓬勃發(fā)展時期，教育中、工程中直尺的使用非常普遍，各行各業(yè)的人們對直尺的需求量很大。直尺在我國已經有非常

4、久遠的歷史，但是鮮有大的改變，專利等級較低，專利數量少，直尺的單件利潤也比較低，但是由于數量較大，整個產業(yè)的經濟收益還是很可觀的，故直尺應處于生命曲線的成長期和成熟期的交匯處，尚具有較大的發(fā)展前景。（五）資源分析作用對象或施用環(huán)境直尺的現(xiàn)有資源包括：軌道、滑塊、繪圖板、繪圖紙、繪圖筆、空氣。選擇資源的順序如下表：表2選擇資源的順序資源屬性選擇順序價值免費廉價昂貴數量無限足夠不足質量有益中性有害可用性成品改變后可用需要建造表3現(xiàn)有資源比較資源類型價值數量質量可用性軌道免費無限中性成品機械能免費足夠中性成品繪圖板廉價足夠有益成品繪圖筆廉價足夠有益成品空氣免費無限中性成品X元素免費無限有害成品選擇優(yōu)

5、先使用軌道、機械能、空氣和X元素，其中X元素為引入的理想化的位置資源。第三部分：運用TRIZ工具解決問題（六）最終理想解表4 最終理想解分析表問題分析結果設計最終目標？直尺可以繪制和測量任意長度的直線段。理想化最終結果？直尺自己可以自動地沿著固定方向一直做直線移動。達到理想解的障礙是什么？（能夠解決）直尺不能夠實現(xiàn)高度智能化。出現(xiàn)這種障礙的結果是什么？直尺沿固定方向繪制和測量直線段時不能實現(xiàn)自動化。不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么？直尺有一種特殊機構可以自動找到某比較基準，使之沿固定方向做直線移動，并提供足夠的動力。創(chuàng)造這些條件所用的資源是什么？（現(xiàn)有方案依賴的資源）電能、空氣、智能系統(tǒng)。（七）技術

6、矛盾1.尺子測量和繪制直線段時，既需要知道其長度，又希望同時能夠一直沿一條直線移動，這需要直尺和滑塊兩個工具，為控制成本，尺子不應太重，構成形狀與物體質量之間的技術矛盾。改善的參數為物體質量，惡化的參數為形狀。由矛盾矩陣表查到發(fā)明原理為（見表5）：表5矛盾矩陣表1改善的參數惡化的參數形狀物體質量3、4、14、17（3）局部特性原則使物體的不同部分應當具有不同的功能；（4）增加不對稱性原則物體的對稱形式轉為不對稱形式；（7）嵌套原則一個物體通過另一個物體的空腔；（14）曲面化原則從直線部分過渡到曲線部分，從平面過渡到球面，從正六面體或平行六面體過渡到球形結構；（17）向另一維度過渡的原則利用多層

7、結構替代單層結構。我們采用發(fā)明原理7（嵌套原則），在尺子的下方設計滑塊嵌套于軌道中的結構用于方便直尺移動。2.為使用方便，尺子不應太大，這就能減小尺子占有的體積，但同時也將引起尺子的形狀復雜度提高，構成物體的面積與形狀之間的矛盾。改善的參數為物體的面積，惡化的參數為形狀。由矛盾矩陣表查得發(fā)明原理為（見表6）：表6矛盾矩陣表2改善的參數惡化的參數形狀物體的面積4、14、15、17（4）不對稱原則物體的對稱形式轉為不對稱形式；（14）曲面化原則從直線部分過渡到曲線部分，從平面過渡到球面，從正六面體或平行六面體過渡到球形結構；（15）動態(tài)原則將物體分成彼此相對移動的幾個部分；（17）向另一維度過渡的

8、原則利用多層結構替代單層結構。我們采用發(fā)明原理15（動態(tài)原則），將直尺與滑塊兩個相對移動結合在一起，實現(xiàn)一直畫直線的功能。3.為了增多工具的實用性及多用性，由上述知，尺子要實現(xiàn)包括繪制測量、同時適用于左、右手的人在內的多種功能，為使結構簡便要使一個工具具有多種功能或使某結構具有多種功能，構成實用性及多用性與結構穩(wěn)定性之間的矛盾。改善的參數為實用性及多用性，惡化的參數為結構穩(wěn)定性。由矛盾矩陣表查得發(fā)明原理為（見表7）：表7矛盾矩陣表3改善的參數惡化的參數結構穩(wěn)定性實用性及多用性1、3、24（1）分割原則將物體分容易組裝和拆卸的部分；（3）局部性原則使物體的不同部分應當具有不同的功能；（24）中介

9、原則把另一個(易分開的)物體暫時附加給某一物體。體積、面積、長短、大小我們采用發(fā)明原理1（分割原則），使尺子與滑塊容易組裝和拆卸，統(tǒng)一裝置能夠實現(xiàn)左右手都可以方便移動直尺和滑塊來實現(xiàn)一直畫直線的功能。（八）物理矛盾使用、存儲過程中存在形態(tài)、狀態(tài)、部分結構或整體變化的均可應用分離原理我們既希望設計的尺子能夠小便于攜帶，又希望尺子足夠長來實現(xiàn)一直畫直線的目的。故決定所設計的直尺長度采用解決物理矛盾中的空間分離原理（空間分離、時間分離、整體和部分分離原理），將普通直尺分割成為一個直尺和一個滑塊兩個小模塊，彼此容易組裝和拆卸；并且滑塊嵌套在直尺背面的導軌中可以實現(xiàn)尺子長短的任意變換。（九）物場分析S1

10、紙 S2尺子 F1是機械場圖4問題模型這是普通的物場分析后的結果，如此是不可能實現(xiàn)一直畫直線的功能。我們需要加一個機械場和一個滑塊來實現(xiàn)移動，進而可以測量和繪制無限長度的直線段。S1紙 S2尺子 F是機械場 S3滑塊 F機械場圖5 方案模型第四部分：技術方案整理與評價方案1：將直尺重新擺放，繼續(xù)未畫完的直線畫，如下圖所示。圖6 方案一圖使用這種方法，在重新擺放尺子時容易發(fā)生竄動，造成畫得的直線不直，誤差加大。方案2：將兩個或者多個直尺連接起來，如下圖所示。圖7 方案二圖使用這種方法，在兩個尺子連接處嚙合不是非常完全，再畫線時容易在嚙合處造成凹陷，使得所畫直線不再是直線；并且當兩個尺子的量程達到時又重復出現(xiàn)方案1的弊端。方案3：使用足夠長的米尺或者墨線，如下圖所示。圖8 方案三圖使用這種方法，由于皮尺較為柔軟，不易畫出直線。方案4：在普通尺子殼體的背面設計一個軌道，將滑塊嵌套于軌道中，利用滑塊和尺子的相對運動來實現(xiàn)尺子沿固定方向一直做直線運動，從而能夠使尺子測量和繪制出任意長度的直線段。確定最終方案經過綜合比較考慮，我們決定采用方案4。利用TRIZ原理設計一個適用于任意長度可沿固定方向一直畫直線的尺子，以方便任意