TRIZ案例-億維訊

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

2、的長（達到 7 米）套管對準攻擊者“開火”。兩根套管之間存在高壓電。當套管觸及到攻擊者時，高壓放電則對其造成電擊。          圖1. 電擊器高壓放電，擊退攻擊者TRIZ自行車剎車皮概念設計TRIZ自行車剎車皮概念設計作者:佚名  來源:本站原創(chuàng)    更新時間：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速度的剎車裝置有很多種。從由于經(jīng)濟或者方便的因素，卡鉗式或者杠桿式的剎車是最常見的，操作者壓下手柄，剎車就卡住自行車輪緣。這樣的剎車裝置通常包括由安裝在剎車構(gòu)架里面的兩塊剎皮，相對地安裝在輪緣的兩側(cè)。剎皮跟輪緣接觸，靠摩擦力剎車。（見圖一）圖一 自行車剎車結(jié)構(gòu)很明顯，當潮濕或者表面磨光

4、以后，接觸面會有更小的摩擦系數(shù)從而有更小的剎車力?？ㄣQ或者杠桿式剎車沒有保護裝置，受到天氣影響容易損壞，另外，水膜或者沙礫都會導致摩擦系數(shù)減少。事實上，自行車都是要么以干燥要么以潮濕地面為標準設計的。因而，有必要設計一種適用任意天氣，保障安全行駛的剎車。過去，工程師們嘗試各種實驗尋找在所有氣候條件里面能夠提高剎車性能，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候摩擦系數(shù)小，潮濕的時候反而大1。這是近年來最常見的方法。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里面被氧化成Al2O3，然后輪緣就被更快地磨損掉，干燥摩擦系數(shù)會降低到一個很危險的

5、水平。對于鋼輪緣來說，沒有這樣的問題。然而，一般用來提高在各種氣候下都適用的方法，都會帶來不方便。另外的話說，用常規(guī)妥協(xié)的辦法無法克服技術(shù)矛盾。這樣，就需要TRIZ來解決系統(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)沖突和設計要求。所討論的系統(tǒng)的要求簡單定義如下：剎皮適用任何氣候條件，輪緣的過度磨損被避免。并且，不能對系統(tǒng)本身有過大的更改。發(fā)展適用任何氣候條件的自行車剎車問題可以從兩個觀點角度來考評一下。第一個觀點是剎車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。第二，輪緣被水膜或者沙礫覆蓋的時候，它又會在干或者濕的條件下有不同的性能。所以，在核心問題

6、找到以前，不容易解決這個問題。然而，通常的解決含有矛盾問題的方法可以簡單陳述如下：1 通過換或者調(diào)整剎車，可靠性在干或者潮濕條件下都有提高。但是使用不方便。2 通過調(diào)整技術(shù)參數(shù)，比如剎車、輪緣改善任意條件下的穩(wěn)定性。通過使用阿列特殊列爾的矛盾矩陣，以及40條發(fā)明原理，人們沒有必要去在系統(tǒng)矛盾之中妥協(xié)。包含矛盾的問題可以重新用矛盾矩陣的方式陳述如下：a. 性能“可靠性”導致性能“方便性”的降低。b. 性能“穩(wěn)定性”導致性能“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）2 轉(zhuǎn)向另一個維度（17號）3 復合材

7、料（40號）重復上面的步驟，可以得到關于“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）2 媒介（24號）3 柔性或者膜（30號）4 機械震動（18號）概念設計 考慮到系統(tǒng)要求，嘗試同時使用“復合材料”“媒介”是可行的?！皬秃喜牧稀痹硎牵骸坝脧秃系牟牧洗婢鶆虻牟牧稀薄懊浇椤痹硎牵骸笆褂弥虚g物體來轉(zhuǎn)移或者執(zhí)行功能”“短期將物體同另外一個容易移除的物體相聯(lián)”。一種分離式的剎車結(jié)構(gòu)是上面“復合材料”原理的應用。是一種方便地克服“可靠性/方便性”矛盾的方法。美國一個叫Richard C. Everett的申請了此專利并且在1999年得到了通過。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 專利切面圖組合“復合材料”和“媒介”，可以得到一個理想的設計，可以申請專利。見圖三，一個可以移動的軟橡膠安裝在剎車前端，用彈簧調(diào)節(jié)傾斜。移動橡膠的面跟輪緣預設一些距離。剎車的時候，移動橡膠先接觸輪緣，抹去水膜，沙礫，塵土。剎車皮接觸輪緣的時候，任意天氣條件下都能有同樣的效果。這樣，TRIZ就成功解決了這個系統(tǒng)矛盾問題。圖三 新的剎車概念（美國專利申請中）結(jié)論在這個研究當中，探討了自行車剎車的系統(tǒng)要求。正確地建立了解決系統(tǒng)矛盾的公式。圖三所示的美國專利所謂研究例子，充分證明了矛盾矩陣給出的結(jié)果是一個非常杰出的創(chuàng)新工具。通過對阿列特

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，獲得了一個可以在任意氣候條件下適用的剎車概念。 引用文獻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  來源:億維訊    更新時間：2008-2-20 14:55:00 應用背景：軸襯生產(chǎn)    問題描述： 在自動車床上生產(chǎn)軸襯時，會發(fā)生如下的問題。當一個加工完的軸襯從管材上切割下來時，切割產(chǎn)生的圓環(huán)狀切屑會留在軸襯內(nèi)部。這樣，切屑會影響軸襯后續(xù)的加工過程。所以，需要改變這種切割方式或者使用特殊的工具來解決這個問題。                &

12、#160;                                圖1. 切屑掉入管材解決方法： 為了解決這個問題，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，切屑就會從管材內(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  來源:億維訊    更新時間：2008-2-28 14:36:00 初始的工況: 隨著時間的推移, 電子裝置表面會積聚靜電荷。中和器用來消除這種表面電荷。中和器包括一對安置在電離箱內(nèi)的電極和一只風扇。加在電極上的高交變電壓會在電極表面附近引起電暈放電。風扇將空氣吹過電離箱。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圍流動。裝置表面的電荷吸引來自氣流中的反向電荷而被中和。問題描述: 電暈放電會產(chǎn)生強電磁輻射，從而在電子裝置中產(chǎn)生噪音。應用創(chuàng)新原理: 應用抽取原理。從物體中抽出產(chǎn)

14、生負面影響的部分或?qū)傩?，或者僅從物體中抽出必要的部分或?qū)傩?。替代電暈放電，用高頻電離輻射來電離空氣。高頻輻射不會在電子裝置中產(chǎn)生噪音。應用結(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。來自同位素源的電離輻射通過過濾裝置進入箱內(nèi)。過濾裝置會吸收X線輻射和強紫外線輻射。因此，只有弱紫外線輻射會進入箱內(nèi)。弱輻射在箱內(nèi)引起氣體的單獨電離。來自放射源的電磁輻射具有較高的頻率，因而不會在電子裝置中產(chǎn)生噪音。如何在不產(chǎn)生強氣流的情況下實現(xiàn)工作場所的通風?如何在不產(chǎn)生強氣流的情況下實現(xiàn)工作場所的通風?作者:佚名  來源:億維訊    更新時間：2008-

15、2-20 14:59:00 應用背景：車間通風 問題描述：     在電子設備的生產(chǎn)車間里，轉(zhuǎn)移焊接產(chǎn)生的氣體是很有必要的。如果每個車間都放置一個強力排氣通風設備，那么氣體能很好的轉(zhuǎn)移。但是由此產(chǎn)生的強氣流會使工人們覺得很不舒服，因此我們需要知道如何產(chǎn)生弱氣流來轉(zhuǎn)移氣體。解決方法：     我們可以采用的旋風效應來解決這個問題。我們把一個鼓風機放置在排風管道中，傾斜的葉片安裝在鼓風機的外表面。這些葉片將產(chǎn)生空氣渦流，從而鼓風口中央會產(chǎn)生旋風，吸收焊接氣體且不會產(chǎn)生強氣流。  

16、        圖  旋風阻止強氣流的產(chǎn)生 如何在不降低發(fā)動機機匣包容環(huán)強度的同時減輕重量？如何在不降低發(fā)動機機匣包容環(huán)強度的同時減輕重量？作者:佚名  來源:億維訊    更新時間：2008-2-20 15:02:00 應用背景： 傳統(tǒng)的噴氣發(fā)動機風扇機匣包容環(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。問題描述： 在民航飛機的噴氣發(fā)動機里，機匣包容環(huán)直徑在 2 米以上并且重達幾百公斤。因此，整個飛機的結(jié)構(gòu)必須更加結(jié)實才能支撐包容環(huán)龐大的重量，相應地飛

17、機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可搭乘的乘客越少、燃油消耗會越多。解決方法： 包容環(huán)應該盡可能設計的既輕又結(jié)實。為了解決這個技術(shù)矛盾，應用 TRIZ 創(chuàng)新原理中的 31 號原理“多孔材料”。這種新式的包容環(huán)被稱為“泡沫”式金屬結(jié)構(gòu)。在滿足要求強度的情況下，可以減少多達 90 的材料。       圖1.新式包容環(huán)所用 的“泡沫”金屬結(jié)構(gòu) 色彩畫的亮度色彩畫的亮度作者:佚名  來源:億維訊    更新時間：2008-2-20 15:04:00 景物畫或照片看起來比自然界的景色

18、要暗一些。這是因為畫上的明暗位置亮度比（對比度）比自然界的真實情況要低得多。畫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已有色彩畫重新描繪。 為了增加水彩畫的對比度，可以用反光適當?shù)念伭细采w色彩畫上的光亮位置，但這樣的顏料損害了色彩畫的原創(chuàng)性，嚴重降低了其價值。 可以使用標準參數(shù)對這一技術(shù)矛盾重新表述如下： 為了增加一幅畫的色彩對比度，必須使畫的光亮位置反射大量的光，但為此使用的顏料降低了畫的價值。 “矛盾矩陣”為這個表述的技術(shù)矛盾提供一個發(fā)明原理：從非結(jié)構(gòu)化領域向結(jié)構(gòu)化領域的復制和遷移。 該技術(shù)矛盾的解決方案如下： 對畫制作幻燈片。然后將幻燈片的明亮圖像投影到畫

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

20、  更新時間：2008-2-24 15:13:00 應用背景： 公共發(fā)電廠有一個流化床燃燒爐。這個流化床燃燒爐應用在一個特定流程時，會遇到液態(tài)煤對管道腐蝕的問題。 問題描述： 在流化床燃燒爐系統(tǒng)中，煤循環(huán)送入爐中。然后開始燃燒變?yōu)橐簯B(tài)，并流入高溫旋流器。之后，這種被稱為不完全燃燒的煤再循環(huán)燃燒。但是，這種流態(tài)煤會腐蝕管道表面，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”分析法可以解決這類問題。這種方法通過將第三種物質(zhì)（ S3 ）或改良物質(zhì)（ S4 ）添加到管道表面和流態(tài)煤之間來防止腐蝕。我們提出用一層防腐蝕涂層來防止管道腐蝕。

21、這樣流化床燃燒爐管道腐蝕問題就得到了很好的解決，有效的避免了 36 萬美元的損失。 圖2. 防腐蝕涂層防止管道腐蝕怎樣有效地清除機場跑道上的積雪？怎樣有效地清除機場跑道上的積雪？作者:佚名  來源:億維訊    更新時間：2008-2-24 15:14:00 應用背景：清除飛機跑道上的積雪問題描述： 在下大雪的時候，機場往往用強力鼓風機來清除跑道上的積雪。但是，如果在積雪量很大的情況下，強力鼓風機往往也不能有效地清除積雪。所以需要提高鼓風氣流的速度，即為鼓風機提供更大的動力。圖1. 積雪量大時，鼓風機不能有效除雪解決方法： 我們可以用“周期性動作”原理來解決這個技術(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測電視機未來的新功能？怎樣預測電視機未來的新功能？作者:佚名  來源:億維訊    更新時間：2008-2-24 15:17:00 問題描述： 某生產(chǎn)電子設備的公司正在做關于電視機功能的長期預測.解決方法： 利用技術(shù)系統(tǒng)進化法則可以預測電