RIZ理论40个发明原理.ppt

第14讲 TRIZ理论40个发明原理,40个发明原理,40个发明原理,40个发明原理,目录,一、40个发明原理概述,二、40个发明原理介绍,40个发明原理,一、40个发明原理概述：,40个发明原理,Altshuller通过对250万份的专利进行了研究、分析、总结，发现只有20%左右的专利才称得上真正的创新，许多宣传称为专利的技术，其实早已经在其他产业中出现并应用过。阿奇舒勒认为发明问题的原理一定是客观存在的，若果掌握了这些原理，就可将其应用到各个行业中。阿奇舒勒提炼出了TRIZ理论中最重要，具有普遍用途的40个发明原理。40个发明原理开启了一道发明问题解决的天窗，将发明从魔术推向科学。,一、40个发明原理概述：,40个发明原理,（1）将一个物体分成相互独立的部分 模块化、用个人计算机代替大型计算机（2）使物体分成容易组装及拆卸的部分 组合式活动房子、总装车间的总装生产线（3）提高系统的可分性，以实现系统的改造用百叶窗代替整体窗帘、武器中的子母弹（母-子分离，打坦克）,No.1 分割原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,可拆卸铲斗唇缘设计,（1）将物体中的“负面”部分或特性抽取出来将嘈杂的压缩机放在室外、冰箱除味剂、医学透析治疗（尿毒症、毒素物质）（2）只从物体中抽取必要的部分和特性 手机中的SIM卡、微波滤波器、成分献血（只采集血液中的血小板）,No.2 抽取原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,智能语音驱鸟器,提取被俘鸟的惨叫声或求救声，惊吓在机场中飞行的鸟儿。,（1）将物体、环境或外部的均匀结构变为不均匀的对材料表面进行热处理、涂层、自清洁等处理，以改善其表面质量。增加建筑物下面墙的厚度使其承受更大的负载。（2）让物体的不同部分具有各不同的功能 计算机键盘、带有橡皮的铅笔、带有起钉器的榔头等（3）让物体的各部分，均处于完成各自动作的最佳状态 菜刀：刀身和刀刃材料不均匀,No.3 局部质量原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）将对称物体变为不对称的全车线束中的插接件为非对称形式，防止安装或使用中出错。计算机接插件 非对称容器或者对称容器的非对称搅拌叶片提高混合效果（水泥搅拌车）（2）如果对象已经是不对称的，增加其不对称的程度将圆形垫片改成椭圆形或异型，来提高垫片的密封性将轮胎的外侧强度设计成大于内侧强度，增加其抗冲击能力。,No.4 增加不对称原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,No.4 非对称,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）在空间上，将相同的物体或相关操作加以组合 集成电路板上的多个电子芯片 将多层玻璃用水粘合在一起，便于加工。（2）在时间上，将相同的物体或相关操作加以组合 摄像机在拍摄影像时同期录音安装在电路板上两面的集成电路同时分析多项血液指标的医疗诊断仪器,No.5 组合原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,冷热水水龙头,1、使一个物体具备多项功能同时具备透明、隔热、透气的窗户将汽车上小孩安全座椅转化为小孩推车可做U盘使用的MP32、消除该功能在其他物体内存在的必要性后，进而裁剪其他物体。Iphone万用表多功能刀具多用机床,No.6 多用性原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）将一个物体放在第二个物体中，将第二个物体放在第 三个物体中 俄罗斯套娃、液压起重机（2）使一个物体穿过另一物体的空腔 收音机的伸缩天线 汽车安全带卷收器 钓鱼竿 推拉门 裁纸刀,No.7 套装原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）将某一物体与另一个能提升上升力的物体组合，以补偿其重量。用气球携带广告条幅 救生圈（2）通过与环境（利用气体、液体的动力或浮力等）相互作用实现物体重量的补偿 飞机机翼的形状使其上部空气压力减少，下部压力增加，从而产生升力潜水艇水下机器人,No.8 重量补偿原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,飞机迫降在空地上，没有大型起重机，怎样将飞机运到维修部？,充气橡胶袋装到机翼上，浮起来，放在平板车上,（1）预先施加反作用，以抵消工作状态下不期望的过大应力。缓冲器能吸收能量、减少冲击带来的负面影响 钉马掌给枕木渗入油脂来阻止腐朽（2）如果物体处于或将处于受拉伸状态，预先增加压力 浇混凝土之前的预压缩钢筋 给畸形的牙带上牙套,No.9 预加反作用原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）事先完成部分或全部的动作或功能 不干胶带 邮票打孔 电路板预先印刷上锡浆 预先留缝（铁路、桥梁）（2）在方便的位置预先安置物体，使其在第一时间发挥作用，避免时间的浪费 手机预先设置单键拨号功能 停车位的电子计时表 公交IC卡（预先充值）,预着色,No.10 预先作用原理,二、40个发明原理介绍：,采用预先准备好的应急措施，补偿物体相对较低的可靠性 汽车安全气囊 应急照明 防火通道 消防栓 保险杠 保险丝,安全气囊,No.11 预先防范原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,改变操作条件，以减少物体提升或下降的需要。三峡大坝的船闸千斤顶工厂中与操作台同高的传送带地沟修车,No.12 等势原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,重46吨的永乐大钟是怎样挂在钟楼的大梁上的？,（1）颠倒过去解决问题的办法 为了松开粘连在一起的物体，不是加热外部件，而是冷却内部件 锅炉冷水管 电生磁磁生电（2）使物体中的运动部分静止，静止部分运动 使工件旋转，刀具固定。（3）使一个物体的位置颠倒 通过翻转容器将谷物倒出。,No.13 反向作用原理（逆向思维）,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,自动剪羊毛？,（1）将直线、平面用曲线、曲面代替，将立方结构改变成球体结构 在结构设计中用圆角过渡，避免应力集中 跑道设计成圆形，不受长度限制（2）采用滚筒、球体、螺旋状等结构螺旋形楼梯、滚筒洗衣机古代用原木运输重物（3）用旋转运动代替直线运动，利用离心力 甩干洗衣机 旋转门 万向轮,No.14 曲面化,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,莫比乌斯圈：一张纸条有两个面，能把它变成一个面吗？,（1）使物体或其环境自动调整，以使其在每个动作阶段的性能达到最佳 可调整座椅、可调整反光镜、形状记忆合金车身动态化、机翼动态化、自行车动态化（2）把物体分成几个部分，各部分之间可改变相对位置 链条（3）将静止的物体该变成可动的，或使物体具有自适应性 胃镜、结肠镜,No.15 动态特性原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,美国研制出机器蝙蝠拥有形状记忆合金四肢，这种材料可帮助完成所有动作，但总能回到它的最初滑翔位置。,台湾101高楼,660吨的阻尼器用四束沮钢丝悬挂于88至91楼的中央,如果用现有方法很难完成对象的100%，可用同样的方法“稍多”或“稍少”一点，问题的解决将被大大简化。印刷时，喷过多的油墨，然后去掉多余的，使字迹更清晰。为电参数设计适当的安全余量浇注用料，要稍微多余实际铸件的重量,No.16 未达到或过度的作用原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）将物体从一维变到二维或三维空间 螺旋楼梯可以减少占用的房屋面积（2）将物体用多层结构代替单层结构 6碟CD机、立体车库（3）使物体倾斜或侧向放置 自卸车（4）利用给定表面的反面电路板两面都安装电子元件,No.17 空间维数变化原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,初始的工况:用于航空摄影的地面标志盘可以帮助驾驶员更准确地找到地面控制点。,地面标志盘,实例描述:原有地面标志盘为镜面反射，不容易发现。,改善后的标志盘,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）使物体处于振动状态 电动剃须刀、压马路震动锤（2）对于振动物体，增加其振动频率，甚至到超声波 通过振动分选粉末（3）使用共振频率 通过超声共振消除胆结石或肾结石 利用共鸣腔加热氢原料实现火箭自动点火（4）使用压电振动器代替机械振动器 石英晶体振荡驱动高精度钟表（5）使用超声波与电磁场振荡耦合 在电频炉里混合合金，使混合均匀,No.18 机械振动原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）用周期性动作或脉动代替连续动作 点焊 警灯（2）对周期性的动作改变其动作频率 用变幅值与变频率的报警器代替脉动报警器 可任意地调节频率的按摩椅、变频器 使用AM、PM、PWM来传输信息。（3）利用脉动之间的间隙来执行另一动作 医用心肺呼吸系统中，每5次胸腔压缩后进行1次呼吸,No.19 周期性作用原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）持续采取行动，使对象的所有部分一直处于满负荷状态。工厂的倒班制 在线检修（2）消除空闲的、间歇的行动 打印机的打印头在回程过程中也进行打印 建筑或桥梁的某些关键部位必须连续浇注水泥，一气呵成,No.20 有效作用的连续性原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,将危险或有害的流程或步骤在高速下进行。修理牙齿的钻头高速旋转，以防止牙组织升温被破坏。用X射线拍骨片闪光灯快速切割塑料，在材料内部的热量传播之前完成，避免形变。高速瞬间灭菌机,切断管路的方法,No.21 减少有害作用时间的原理（紧急行动）,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（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 炉渣砖、各种疫苗、废水利用（2）将有害作用相结合消除另一种有害因素 垃圾焚烧发电、爆破前挖沟 让液体A和酸性液体B轮流从管道通过，消除沉积物。（3）加大一种有害因素的程度，使其不再有害 森林灭火时用逆火灭火,No.22 变害为利原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）引入反馈，改善性能 盲人拐杖探地形声控喷泉用于探测火与烟的热/烟传感器（2）如果已引入反馈，改变其控制信号的大小或灵敏度飞机接近机场时，改变自动驾驶系统的灵敏度。电饭煲根据食物的成熟度来自动加温或断电。,No.23 反馈原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）使用中介物传递或完成所需动作 用拨子弹琴 机械传动中的惰轮，改变转向（2）使一物体与另一容易去除物暂时接合 饭店上菜的托盘管路绝缘材料化学反应中引入催化剂,No.24 借助中介物原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）使物体具有自补充、自恢复的功能自清洁玻璃、自动饮水机、不倒翁（2）灵活利用废弃的材料、能量与物质包装材料的再利用玉米丰收后秸秆还田热电厂余热供暖。,No.25 自服务原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）用简单的、低廉的复制品代替复杂的、昂贵的、易碎的或不易获得的物体 虚拟驾驶游戏机、人造宝石、假牙（2）用光学拷贝或图像代替实物，可以按比例放大或缩小图像 用卫星照片代替实地考察 医学CT（3）如果已使用了可见光拷贝，进一步扩展到红外线或紫外线拷贝 用B超代替X光，减少伤害 红外报警系统、红外测温、X光探伤,No.26 复制原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,用便宜的物体代替昂贵的物体，同时降低某些质量要求，实现相同的功能 一次性纸杯 一次性医药用品 一次性照相机 人造仿真产品,No.27 廉价替代品原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）用视觉、听觉、嗅觉系统代替机械系统天然气中混入难闻的气体代替机械或电子传感器来警告人们天然气的泄漏。洗手间红外感应开关（2）使用与物体相互作用电场、磁场及电磁场 为了混合两种粉末，使其中一种带正电荷，另一种带负电荷、静电除尘、电磁铁（3）用动态场替代静态场，时变场替代确定场，结构化场代替非结构化场 变频器、交流电动机（4）将场和铁磁粒子组合使用 铁磁催化剂，呈现顺磁状态 自动装苹果（乒乓球分离）,No.28 机械系统的替代,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,将物体的固体部分用气体或流体代替，（如利用气垫、液体静压、流体动压产生缓冲功能）充气床垫 液压电梯代替机械电梯 气动钉钉枪 矿井坑道液压支架,充气夹具,No.29 气动与液压结构原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）用柔性壳体或薄膜代替传统三维结构 薄膜开关、儿童充气城堡（2）使用柔性壳体或薄膜将物体与环境隔离 餐厅内部的屏风 舞台上的幕布将舞台与观众隔开 蔬菜大棚 手机覆膜,No.30 柔性壳体或薄膜原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）使物体多孔或增加多孔元素（通过插入、涂层等）充气砖、泡沫材料、蜂窝煤（2）如果物体已是多孔结构，在小孔中引入有用的物质或功能医用药棉用多孔的金属网吸走接缝处多余的焊料利用海绵空隙储存液态氮泡沫金属用于制造飞机机翼,No.31 多孔材料原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）改变物体或环境的颜色 用不同的颜色表示不同的警报、变色镜（2）改变一个物体或环境的透明度 随光线改变透明度的感光玻璃；确定溶液酸碱度的化学试纸（3）采用有颜色的添加物，使不易被观察到的物体或过程被观察到 利用紫外线识别伪钞 警察服、环卫工人工作服（4）使用紫外线追踪发光物质,No.32 颜色改变原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,润滑油是否泄漏？,加入荧光粉、紫外线照射,主要物体与其相互作用的其它物体采用同一材料或特性相近的材料用金刚石切割钻石使用与容纳物相同的材料来制造容器，以减少化学反应的机会。骨髓移植（白细胞抗原匹配）香肠、糯米纸,No.33 同质性原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）采用溶解、蒸发等手段，抛弃已完成功能的零部件，或在系统运行过程中，直接修改它们。火箭点火起飞后逐级分离抛弃 胶囊药物（2）在工作过程中迅速补充消耗或减少的部分 水循环系统 自动铅笔,No.34 抛弃或再生原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）改变物体的物理状态 将氧气液化，减少体积，便于运输。（2）改变物体的浓度或粘度 洗手液（3）改变物体的柔性 链条锁、硫化橡胶（4）改变物体的温度 烧制陶瓷,No.35 物理或化学参数改变原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,利用物质相变时产生的某种效应（如：体积改变、吸热或放热）合理利用水在结冰时体积膨胀的原理利用相变材料制作的降温服、干冰舞台烟雾,No.36 相变原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）利用材料的热膨胀或热收缩性质 在过盈配合装配中，冷却内部件，加热外部件，装配完成后恢复常温，两者实现紧配合。自动喷淋系统，防火（2）使用具有不同热膨胀系数的材料 记忆合金、热敏开关,No.37 热膨胀原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,No.38 强氧化剂原理,（1）用富氧空气代替普通空气 水下呼吸系统中存储浓缩空气（2）用纯氧代替富氧空气 用氧气乙炔火焰高温切割（3）用电离射线处理空气或氧气 空气过滤器通过电离空气来捕获污染物（4）用臭氧代替离子化的氧气 臭氧溶于水中去除船体上的有机污染物,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,（1）用惰性气体环境代替通常环境 为了防止炽热灯丝的失效，让其置于氩气中（霓虹灯）（2）在物体中添加惰性或中性添加剂 高保真音响中添加泡沫吸收声 振动（3）使用真空环境 真空包装,No.39 惰性环境原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,用复合材料代替均质材料 钢筋混凝土结构 混纺地毯，具有良好的阻燃性能 碳纤维材料：轻、高强度 玻璃纤维：轻，与木制品相比更易做成不同的形状 复合材料,No.40 复合材料原理,二、40个发明原理介绍：,40个发明原理,学以致用！,40个发明原理,