TRIZ案例-億維訊

1、電擊器技術(shù)矛盾求解原理實(shí)例電擊器技術(shù)矛盾求解原理實(shí)例作者:佚名  來(lái)源:億維訊    更新時(shí)間：2008-2-28 14:34:00 電擊器用作防止攻擊者的自衛(wèi)武器。電擊器有一個(gè)小盒，在其一端有兩個(gè)電極。電極之間有感應(yīng)高壓電。當(dāng)電擊器觸及攻擊者時(shí)，產(chǎn)生的高壓放電則電擊攻擊者。 電擊器的缺點(diǎn)是，它只在一只手臂的距離內(nèi)有效。在離未經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的受害者近的距離上，攻擊者可以很容易地躲避電擊器。更長(zhǎng)的電擊器，例如達(dá)到 5 米，難于躲避，但用起來(lái)很不方便。 技術(shù)矛盾是這樣的： 縮短電擊器的長(zhǎng)度可以改進(jìn)使用的方便性，但降低了使用者的安全性。 下面解決這個(gè)技術(shù)矛盾。兩根導(dǎo)電材料做成

2、的長(zhǎng)（達(dá)到 7 米）套管對(duì)準(zhǔn)攻擊者“開(kāi)火”。兩根套管之間存在高壓電。當(dāng)套管觸及到攻擊者時(shí)，高壓放電則對(duì)其造成電擊。          圖1. 電擊器高壓放電，擊退攻擊者TRIZ自行車(chē)剎車(chē)皮概念設(shè)計(jì)TRIZ自行車(chē)剎車(chē)皮概念設(shè)計(jì)作者:佚名  來(lái)源:本站原創(chuàng)    更新時(shí)間：2008-2-28 14:30:00 Chung-Ping Chiang and Ching-Huan TsengDepartment of Mechanical Engineering, National Chiao

3、Tung UniversityHsinchu 30056, Taiwan,E-mail: .twTEL: 886-3-5726111 EXT. 55155 FAX: 886-3-5717243* Graduate Student* Professor 引言用于阻止或者減慢自行車(chē)速度的剎車(chē)裝置有很多種。從由于經(jīng)濟(jì)或者方便的因素，卡鉗式或者杠桿式的剎車(chē)是最常見(jiàn)的，操作者壓下手柄，剎車(chē)就卡住自行車(chē)輪緣。這樣的剎車(chē)裝置通常包括由安裝在剎車(chē)構(gòu)架里面的兩塊剎皮，相對(duì)地安裝在輪緣的兩側(cè)。剎皮跟輪緣接觸，靠摩擦力剎車(chē)。（見(jiàn)圖一）圖一 自行車(chē)剎車(chē)結(jié)構(gòu)很明顯，當(dāng)潮濕或者表面磨光

4、以后，接觸面會(huì)有更小的摩擦系數(shù)從而有更小的剎車(chē)力。卡鉗或者杠桿式剎車(chē)沒(méi)有保護(hù)裝置，受到天氣影響容易損壞，另外，水膜或者沙礫都會(huì)導(dǎo)致摩擦系數(shù)減少。事實(shí)上，自行車(chē)都是要么以干燥要么以潮濕地面為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的。因而，有必要設(shè)計(jì)一種適用任意天氣，保障安全行駛的剎車(chē)。過(guò)去，工程師們嘗試各種實(shí)驗(yàn)尋找在所有氣候條件里面能夠提高剎車(chē)性能，比如可靠性和穩(wěn)定性，的材料。鋁合金輪緣配上一種特定剎皮材料能夠在干燥的時(shí)候摩擦系數(shù)小，潮濕的時(shí)候反而大1。這是近年來(lái)最常見(jiàn)的方法。不幸的是，如果有沙礫，這些很軟的鋁就很容易被磨掉，一片片的鋁嵌在剎車(chē)?yán)锩姹谎趸葾l2O3，然后輪緣就被更快地磨損掉，干燥摩擦系數(shù)會(huì)降低到一個(gè)很危險(xiǎn)的

5、水平。對(duì)于鋼輪緣來(lái)說(shuō)，沒(méi)有這樣的問(wèn)題。然而，一般用來(lái)提高在各種氣候下都適用的方法，都會(huì)帶來(lái)不方便。另外的話(huà)說(shuō)，用常規(guī)妥協(xié)的辦法無(wú)法克服技術(shù)矛盾。這樣，就需要TRIZ來(lái)解決系統(tǒng)矛盾。系統(tǒng)沖突的演算為了得到正確的公式，需要重新分析系統(tǒng)沖突和設(shè)計(jì)要求。所討論的系統(tǒng)的要求簡(jiǎn)單定義如下：剎皮適用任何氣候條件，輪緣的過(guò)度磨損被避免。并且，不能對(duì)系統(tǒng)本身有過(guò)大的更改。發(fā)展適用任何氣候條件的自行車(chē)剎車(chē)問(wèn)題可以從兩個(gè)觀(guān)點(diǎn)角度來(lái)考評(píng)一下。第一個(gè)觀(guān)點(diǎn)是剎車(chē)由適用一種氣候條件的材料構(gòu)成，干或者濕，使用者要在不同天氣換不同的剎車(chē)。第二，輪緣被水膜或者沙礫覆蓋的時(shí)候，它又會(huì)在干或者濕的條件下有不同的性能。所以，在核心問(wèn)題

6、找到以前，不容易解決這個(gè)問(wèn)題。然而，通常的解決含有矛盾問(wèn)題的方法可以簡(jiǎn)單陳述如下：1 通過(guò)換或者調(diào)整剎車(chē)，可靠性在干或者潮濕條件下都有提高。但是使用不方便。2 通過(guò)調(diào)整技術(shù)參數(shù)，比如剎車(chē)、輪緣改善任意條件下的穩(wěn)定性。通過(guò)使用阿列特殊列爾的矛盾矩陣，以及40條發(fā)明原理，人們沒(méi)有必要去在系統(tǒng)矛盾之中妥協(xié)。包含矛盾的問(wèn)題可以重新用矛盾矩陣的方式陳述如下：a. 性能“可靠性”導(dǎo)致性能“方便性”的降低。b. 性能“穩(wěn)定性”導(dǎo)致性能“有害的副作用”。從矛盾矩陣“可靠性/方便性”之中，可以看到三條發(fā)明原理。如下所示：1 便宜的短期使用的物體代替昂貴的持久使用的（27號(hào)）2 轉(zhuǎn)向另一個(gè)維度（17號(hào)）3 復(fù)合材

7、料（40號(hào)）重復(fù)上面的步驟，可以得到關(guān)于“穩(wěn)定性/有害副作用”技術(shù)矛盾。建議的發(fā)明原則如下：1 改變物體的物化性能（35號(hào)）2 媒介（24號(hào)）3 柔性或者膜（30號(hào)）4 機(jī)械震動(dòng)（18號(hào)）概念設(shè)計(jì) 考慮到系統(tǒng)要求，嘗試同時(shí)使用“復(fù)合材料”“媒介”是可行的?！皬?fù)合材料”原理是：“用復(fù)合的材料代替均勻的材料”“媒介”原理是：“使用中間物體來(lái)轉(zhuǎn)移或者執(zhí)行功能”“短期將物體同另外一個(gè)容易移除的物體相聯(lián)”。一種分離式的剎車(chē)結(jié)構(gòu)是上面“復(fù)合材料”原理的應(yīng)用。是一種方便地克服“可靠性/方便性”矛盾的方法。美國(guó)一個(gè)叫Richard C. Everett的申請(qǐng)了此專(zhuān)利并且在1999年得到了通過(guò)。裝置是由兩種不同

8、的彈性橡膠構(gòu)成，分別適用干燥和潮濕狀況。圖二展示了切面圖。 圖二 專(zhuān)利切面圖組合“復(fù)合材料”和“媒介”，可以得到一個(gè)理想的設(shè)計(jì)，可以申請(qǐng)專(zhuān)利。見(jiàn)圖三，一個(gè)可以移動(dòng)的軟橡膠安裝在剎車(chē)前端，用彈簧調(diào)節(jié)傾斜。移動(dòng)橡膠的面跟輪緣預(yù)設(shè)一些距離。剎車(chē)的時(shí)候，移動(dòng)橡膠先接觸輪緣，抹去水膜，沙礫，塵土。剎車(chē)皮接觸輪緣的時(shí)候，任意天氣條件下都能有同樣的效果。這樣，TRIZ就成功解決了這個(gè)系統(tǒng)矛盾問(wèn)題。圖三 新的剎車(chē)概念（美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中）結(jié)論在這個(gè)研究當(dāng)中，探討了自行車(chē)剎車(chē)的系統(tǒng)要求。正確地建立了解決系統(tǒng)矛盾的公式。圖三所示的美國(guó)專(zhuān)利所謂研究例子，充分證明了矛盾矩陣給出的結(jié)果是一個(gè)非常杰出的創(chuàng)新工具。通過(guò)對(duì)阿列特

9、殊列爾矛盾矩陣給出的不同系統(tǒng)矛盾的發(fā)明原理的組合，獲得了一個(gè)可以在任意氣候條件下適用的剎車(chē)概念。 引用文獻(xiàn)1. Frank Rowland Whitt and David Gordon Wilson, Bicycling Science, 2nd edition, The MIT Press, 1990. 2. Altshuller, Genrich, 40 Principles: TRIZ Keys to Technical Innovation, 1st edition, Technical Innovation Ceter, Inc., Jan. 1998. 3. John Ternin

10、ko, Alla Zusman and Boris Zlotin, STEP-by-STEP TRIZ: Creating Innovative Solution Concepts, 3rd edition, Responsible Management Inc., 1996. 4. Victor R. Fey and Eugene I. Rivin, The Science of Innovation, TRIZ Group, 1997.5. United States Patent, Patent Number: U.S. 5,896,955. (end)如何清理管道內(nèi)部的切屑？如何清理管

11、道內(nèi)部的切屑？作者:佚名  來(lái)源:億維訊    更新時(shí)間：2008-2-20 14:55:00 應(yīng)用背景：軸襯生產(chǎn)    問(wèn)題描述： 在自動(dòng)車(chē)床上生產(chǎn)軸襯時(shí)，會(huì)發(fā)生如下的問(wèn)題。當(dāng)一個(gè)加工完的軸襯從管材上切割下來(lái)時(shí)，切割產(chǎn)生的圓環(huán)狀切屑會(huì)留在軸襯內(nèi)部。這樣，切屑會(huì)影響軸襯后續(xù)的加工過(guò)程。所以，需要改變這種切割方式或者使用特殊的工具來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。                &

12、#160;                                圖1. 切屑掉入管材解決方法： 為了解決這個(gè)問(wèn)題，建議使用下一步操作中的資源?？梢栽陔S后的操作中改變夾具結(jié)構(gòu)，如圖所示，軸襯安裝時(shí)，切屑就會(huì)從管材內(nèi)部被推出。  圖2. 改變夾具結(jié)構(gòu)，切屑從 管材

13、內(nèi)部 被推出電子裝置的表面靜電荷中和器電子裝置的表面靜電荷中和器作者:佚名  來(lái)源:億維訊    更新時(shí)間：2008-2-28 14:36:00 初始的工況: 隨著時(shí)間的推移, 電子裝置表面會(huì)積聚靜電荷。中和器用來(lái)消除這種表面電荷。中和器包括一對(duì)安置在電離箱內(nèi)的電極和一只風(fēng)扇。加在電極上的高交變電壓會(huì)在電極表面附近引起電暈放電。風(fēng)扇將空氣吹過(guò)電離箱。在電離箱的出口，空氣變成電離空氣。電離空氣在電子裝置周?chē)鲃?dòng)。裝置表面的電荷吸引來(lái)自氣流中的反向電荷而被中和。問(wèn)題描述: 電暈放電會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)電磁輻射，從而在電子裝置中產(chǎn)生噪音。應(yīng)用創(chuàng)新原理: 應(yīng)用抽取原理。從物體中抽出產(chǎn)

14、生負(fù)面影響的部分或?qū)傩?，或者僅從物體中抽出必要的部分或?qū)傩浴Ｌ娲姇灧烹?，用高頻電離輻射來(lái)電離空氣。高頻輻射不會(huì)在電子裝置中產(chǎn)生噪音。應(yīng)用結(jié)果: 用放射性同位素源產(chǎn)生電離輻射，將放射性同位素源放置在電離箱附近。來(lái)自同位素源的電離輻射通過(guò)過(guò)濾裝置進(jìn)入箱內(nèi)。過(guò)濾裝置會(huì)吸收X線(xiàn)輻射和強(qiáng)紫外線(xiàn)輻射。因此，只有弱紫外線(xiàn)輻射會(huì)進(jìn)入箱內(nèi)。弱輻射在箱內(nèi)引起氣體的單獨(dú)電離。來(lái)自放射源的電磁輻射具有較高的頻率，因而不會(huì)在電子裝置中產(chǎn)生噪音。如何在不產(chǎn)生強(qiáng)氣流的情況下實(shí)現(xiàn)工作場(chǎng)所的通風(fēng)?如何在不產(chǎn)生強(qiáng)氣流的情況下實(shí)現(xiàn)工作場(chǎng)所的通風(fēng)?作者:佚名  來(lái)源:億維訊    更新時(shí)間：2008-

15、2-20 14:59:00 應(yīng)用背景：車(chē)間通風(fēng) 問(wèn)題描述：     在電子設(shè)備的生產(chǎn)車(chē)間里，轉(zhuǎn)移焊接產(chǎn)生的氣體是很有必要的。如果每個(gè)車(chē)間都放置一個(gè)強(qiáng)力排氣通風(fēng)設(shè)備，那么氣體能很好的轉(zhuǎn)移。但是由此產(chǎn)生的強(qiáng)氣流會(huì)使工人們覺(jué)得很不舒服，因此我們需要知道如何產(chǎn)生弱氣流來(lái)轉(zhuǎn)移氣體。解決方法：     我們可以采用的旋風(fēng)效應(yīng)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。我們把一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)放置在排風(fēng)管道中，傾斜的葉片安裝在鼓風(fēng)機(jī)的外表面。這些葉片將產(chǎn)生空氣渦流，從而鼓風(fēng)口中央會(huì)產(chǎn)生旋風(fēng)，吸收焊接氣體且不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)氣流。  

16、        圖  旋風(fēng)阻止強(qiáng)氣流的產(chǎn)生 如何在不降低發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣包容環(huán)強(qiáng)度的同時(shí)減輕重量？如何在不降低發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣包容環(huán)強(qiáng)度的同時(shí)減輕重量？作者:佚名  來(lái)源:億維訊    更新時(shí)間：2008-2-20 15:02:00 應(yīng)用背景： 傳統(tǒng)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇機(jī)匣包容環(huán)是又大、又笨重的金屬環(huán)形結(jié)構(gòu)，完全包裹著里面的旋轉(zhuǎn)部件。問(wèn)題描述： 在民航飛機(jī)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)里，機(jī)匣包容環(huán)直徑在 2 米以上并且重達(dá)幾百公斤。因此，整個(gè)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)必須更加結(jié)實(shí)才能支撐包容環(huán)龐大的重量，相應(yīng)地飛

17、機(jī)整體的重量需要增加幾噸。但是自身重量越大就意味著飛機(jī)可搭乘的乘客越少、燃油消耗會(huì)越多。解決方法： 包容環(huán)應(yīng)該盡可能設(shè)計(jì)的既輕又結(jié)實(shí)。為了解決這個(gè)技術(shù)矛盾，應(yīng)用 TRIZ 創(chuàng)新原理中的 31 號(hào)原理“多孔材料”。這種新式的包容環(huán)被稱(chēng)為“泡沫”式金屬結(jié)構(gòu)。在滿(mǎn)足要求強(qiáng)度的情況下，可以減少多達(dá) 90 的材料。       圖1.新式包容環(huán)所用 的“泡沫”金屬結(jié)構(gòu) 色彩畫(huà)的亮度色彩畫(huà)的亮度作者:佚名  來(lái)源:億維訊    更新時(shí)間：2008-2-20 15:04:00 景物畫(huà)或照片看起來(lái)比自然界的景色

18、要暗一些。這是因?yàn)楫?huà)上的明暗位置亮度比（對(duì)比度）比自然界的真實(shí)情況要低得多。畫(huà)面上低光亮度是由于傳統(tǒng)光亮色彩顏料的反光性差造成的。不可能使用其他顏料對(duì)已有色彩畫(huà)重新描繪。 為了增加水彩畫(huà)的對(duì)比度，可以用反光適當(dāng)?shù)念伭细采w色彩畫(huà)上的光亮位置，但這樣的顏料損害了色彩畫(huà)的原創(chuàng)性，嚴(yán)重降低了其價(jià)值。 可以使用標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)這一技術(shù)矛盾重新表述如下： 為了增加一幅畫(huà)的色彩對(duì)比度，必須使畫(huà)的光亮位置反射大量的光，但為此使用的顏料降低了畫(huà)的價(jià)值。 “矛盾矩陣”為這個(gè)表述的技術(shù)矛盾提供一個(gè)發(fā)明原理：從非結(jié)構(gòu)化領(lǐng)域向結(jié)構(gòu)化領(lǐng)域的復(fù)制和遷移。 該技術(shù)矛盾的解決方案如下： 對(duì)畫(huà)制作幻燈片。然后將幻燈片的明亮圖像投影到畫(huà)

19、上。光亮位置的亮度顯著地得到增強(qiáng)，而灰暗位置的亮度保持不變。這樣就增加了色彩畫(huà)的對(duì)比度，景物色彩畫(huà)看起來(lái)顯得真實(shí)自然。                              圖1. 圖像投影儀增加了色彩畫(huà)的亮度怎樣防止流態(tài)煤對(duì)管道的腐蝕？怎樣防止流態(tài)煤對(duì)管道的腐蝕？作者:佚名  來(lái)源:億維訊  

20、  更新時(shí)間：2008-2-24 15:13:00 應(yīng)用背景： 公共發(fā)電廠(chǎng)有一個(gè)流化床燃燒爐。這個(gè)流化床燃燒爐應(yīng)用在一個(gè)特定流程時(shí)，會(huì)遇到液態(tài)煤對(duì)管道腐蝕的問(wèn)題。 問(wèn)題描述： 在流化床燃燒爐系統(tǒng)中，煤循環(huán)送入爐中。然后開(kāi)始燃燒變?yōu)橐簯B(tài)，并流入高溫旋流器。之后，這種被稱(chēng)為不完全燃燒的煤再循環(huán)燃燒。但是，這種流態(tài)煤會(huì)腐蝕管道表面，造成不必要的停工。圖1.流化煤腐蝕管道表面解決方法： “物場(chǎng)”分析法可以解決這類(lèi)問(wèn)題。這種方法通過(guò)將第三種物質(zhì)（ S3 ）或改良物質(zhì)（ S4 ）添加到管道表面和流態(tài)煤之間來(lái)防止腐蝕。我們提出用一層防腐蝕涂層來(lái)防止管道腐蝕。

21、這樣流化床燃燒爐管道腐蝕問(wèn)題就得到了很好的解決，有效的避免了 36 萬(wàn)美元的損失。 圖2. 防腐蝕涂層防止管道腐蝕怎樣有效地清除機(jī)場(chǎng)跑道上的積雪？怎樣有效地清除機(jī)場(chǎng)跑道上的積雪？作者:佚名  來(lái)源:億維訊    更新時(shí)間：2008-2-24 15:14:00 應(yīng)用背景：清除飛機(jī)跑道上的積雪問(wèn)題描述： 在下大雪的時(shí)候，機(jī)場(chǎng)往往用強(qiáng)力鼓風(fēng)機(jī)來(lái)清除跑道上的積雪。但是，如果在積雪量很大的情況下，強(qiáng)力鼓風(fēng)機(jī)往往也不能有效地清除積雪。所以需要提高鼓風(fēng)氣流的速度，即為鼓風(fēng)機(jī)提供更大的動(dòng)力。圖1. 積雪量大時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)不能有效除雪解決方法： 我們可以用“周期性動(dòng)作”原理來(lái)解決這個(gè)技術(shù)矛盾。脈沖裝置讓空氣流按照一定的脈沖頻率排出。這種脈沖氣流的除雪效率是相同功率、連續(xù)氣流除雪效率的兩倍。圖2. 使用脈沖裝置的更有效除雪怎樣預(yù)測(cè)電視機(jī)未來(lái)的新功能？怎樣預(yù)測(cè)電視機(jī)未來(lái)的新功能？作者:佚名  來(lái)源:億維訊    更新時(shí)間：2008-2-24 15:17:00 問(wèn)題描述： 某生產(chǎn)電子設(shè)備的公司正在做關(guān)于電視機(jī)功能的長(zhǎng)期預(yù)測(cè).解決方法： 利用技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則可以預(yù)測(cè)電