triz作品案例注釋說(shuō)明

1、案例分析:尺蟆式移動(dòng)直尺第一部分：?jiǎn)栴}描述1、項(xiàng)目概述（這部分內(nèi)容要包括：項(xiàng)目來(lái)源，問(wèn)題描述，技術(shù)參數(shù)，配圖片或手繪簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)、子系統(tǒng)或組成部件），當(dāng)我們需要測(cè)量或者需要畫(huà)出某段超出所用尺子量程的直線段時(shí)，就需要反復(fù)擺放尺子的位置來(lái)繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量或者繪制，這樣會(huì)造成誤差的加大以及效率的降低（主要問(wèn)題：操作/結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、高能耗損失、精度/效率不足）。2、發(fā)明問(wèn)題初始形勢(shì)分析（要求寫(xiě)清楚系統(tǒng)的工作原理；存在主要問(wèn)題；限制條件；目前解決方案，已有專利，類似產(chǎn)品的解決方案，仍存在問(wèn)題和不足；配圖片或手繪簡(jiǎn)圖）因此，為了解決上述問(wèn)題，應(yīng)該設(shè)計(jì)一種

2、新型繪圖工具，具應(yīng)滿足如下一些限制條件：（預(yù)期目標(biāo)：成本、存儲(chǔ)/攜帶/運(yùn)輸、結(jié)構(gòu)/外觀/體積、施用條件）該繪圖工具制造不應(yīng)太復(fù)雜，成本不應(yīng)超過(guò)現(xiàn)有繪圖工具組合；該繪圖工具不應(yīng)有過(guò)于嚴(yán)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(chǎn)品的解決方案為反復(fù)重新擺放尺子來(lái)進(jìn)行繪圖和測(cè)量第二部分：系統(tǒng)分析（一）系統(tǒng)完備性法則（機(jī)械系統(tǒng)）十（二）功能分析表1功能分析表（實(shí)用新型說(shuō)明摘要）技術(shù)系統(tǒng)尺蟆式移動(dòng)直尺（作品名）用途測(cè)量和繪制任意長(zhǎng)度的直線段（不同于以往產(chǎn)品的主要用途）技術(shù)功能使直尺能夠沿固定的直線移動(dòng)（創(chuàng)新點(diǎn)）主要功能利用直尺體和滑塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)直尺沿固定的直線移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)固定方向任意

3、長(zhǎng)度直線段的繪制和測(cè)量。（具體實(shí)施方式）（三）九屏幕圖+（四）生命曲線圖3生命曲線圖（技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的S曲線）（根據(jù)現(xiàn)有的專利信息檢索，歸納該技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，原有技術(shù)的缺點(diǎn)和局限，現(xiàn)有的該技術(shù)或產(chǎn)品的專利授權(quán)情況，如專利等級(jí)較低和專利數(shù)量較少；技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化需要和不斷增加的市場(chǎng)需求，本技術(shù)系統(tǒng)尚具有較大的發(fā)展前景。）技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化一般按照如上的生命曲線進(jìn)行，我國(guó)科技教育事業(yè)正處于蓬勃發(fā)展時(shí)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(duì)直尺的需求量很大。直尺在我國(guó)已經(jīng)有非常久遠(yuǎn)的歷史,但是鮮有大的改變，專利等級(jí)較低，專利數(shù)量少，直尺的單件利潤(rùn)也比較低，但是由于數(shù)量較大，整個(gè)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)收

4、益還是很可觀的，故直尺應(yīng)處于生命曲線的成長(zhǎng)期和成熟期的交匯處，尚具有較大的發(fā)展前景。十（五）資源分析直尺的現(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：作用對(duì)象或施用環(huán)境表2選擇資源的順序資源屬性選擇順序價(jià)值免費(fèi)一廉價(jià)一昂貴數(shù)量無(wú)限一足夠一不足質(zhì)量啟益一中性一有害可用性成品一改變后可用一需要建造表3現(xiàn)有資源比較資源類型價(jià)值數(shù)量質(zhì)量可用性軌道免費(fèi)無(wú)限中性成品機(jī)械能免費(fèi)足夠中性成品繪圖板廉價(jià)足夠啟益成品繪圖筆廉價(jià)足夠啟益成品空氣免費(fèi)無(wú)限中性成品X兀素免費(fèi)無(wú)限有害成品選擇優(yōu)先使用軌道、機(jī)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(yùn)用TRIZ工具

5、解決問(wèn)題十（六）最終理想解表4最終理想解分析表問(wèn)題分析結(jié)果設(shè)計(jì)最終目標(biāo)？直尺可以繪制和測(cè)量任意長(zhǎng)度的直線段。理想化最終結(jié)果？直尺自己可以自動(dòng)地沿著固定方向一直做直線移動(dòng)。達(dá)到理想解的障礙是什么？（能夠解決）直尺不能夠?qū)崿F(xiàn)高度智能化。出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么？直尺沿固定方向繪制和測(cè)量直線段時(shí)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么？直尺有一種特殊機(jī)構(gòu)可以自動(dòng)找到某比較基準(zhǔn)，使之沿固定方向做直線移動(dòng)，并提供足夠的動(dòng)力。創(chuàng)造這些條件所用的資源是什么？（現(xiàn)肩方案依賴的資源）電能、空氣、智能系統(tǒng)。（七）技術(shù)矛盾1 .尺子測(cè)量和繪制直線段時(shí)，既需要知道其長(zhǎng)度，又希望同時(shí)能夠一直沿一條直線移動(dòng)，這需要直尺

6、和滑塊兩個(gè)工具，為控制成本，尺子不應(yīng)太重，構(gòu)成形狀與物體質(zhì)量之間的技術(shù)矛盾。改善的參數(shù)為物體質(zhì)量，惡化的參數(shù)為形狀。由矛盾矩陣表查到發(fā)明原理為（見(jiàn)表5）:表5矛盾矩陣表1惡化的參數(shù)改善的參數(shù)形狀物體質(zhì)量3、4、14、17（3）局部特性原則一一使物體的不同部分應(yīng)當(dāng)具有不同的功能;（4）增加不對(duì)稱性原則一一物體的對(duì)稱形式轉(zhuǎn)為不對(duì)稱形式；（7）嵌套原則一一一個(gè)物體通過(guò)另一個(gè)物體的空腔；(14)曲面化原則一一從直線部分過(guò)渡到曲線部分，從平面過(guò)渡到球面，從正六面體或平行六面體過(guò)渡到球形結(jié)構(gòu)；(17)向另一維度過(guò)渡的原則一一利用多層結(jié)構(gòu)替代單層結(jié)構(gòu)。我們采用發(fā)明原理7(嵌套原則)，在尺子的下方設(shè)計(jì)滑塊嵌套

7、于軌道中的結(jié)構(gòu)用于方便直尺移動(dòng)。2 .為使用方便，尺子不應(yīng)太大，這就能減小尺子占有的體積，但同時(shí)也將引起尺子的形狀復(fù)雜度提高，構(gòu)成物體的面積與形狀之間的矛盾。改善的參數(shù)為物體的面積，惡化的參數(shù)為形狀。由矛盾矩陣表查得發(fā)明原理為(見(jiàn)表6):表6矛盾矩陣表2惡化的參數(shù)改善的參形狀物體的面積4、14、15、17(4)不對(duì)稱原則物體的對(duì)稱形式轉(zhuǎn)為不對(duì)稱形式；(14)曲面化原則一一從直線部分過(guò)渡到曲線部分，從平面過(guò)渡到球面，從正六面體或平行六面體過(guò)渡到球形結(jié)構(gòu)；(15)動(dòng)態(tài)原則一一將物體分成彼此相對(duì)移動(dòng)的幾個(gè)部分；(17)向另一維度過(guò)渡的原則向一利用多層結(jié)構(gòu)替代單層結(jié)構(gòu)。我們采用發(fā)明原理15(動(dòng)態(tài)原則)

8、，將直尺與滑塊兩個(gè)相對(duì)移動(dòng)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)一直畫(huà)直線的功能。3 .為了增多工具的實(shí)用性及多用性，由上述知，尺子要實(shí)現(xiàn)包括繪制測(cè)量、同時(shí)適用于左、右手的人在內(nèi)的多種功能，為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便要使一個(gè)工具具有多種功能或使某結(jié)構(gòu)具有多種功能，構(gòu)成實(shí)用性及多用性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性之間的矛盾。改善的參數(shù)為實(shí)用性及多用性，惡化的參數(shù)為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。由矛盾矩陣表查得發(fā)明原理為（見(jiàn)表7）:表7矛盾矩陣表改善的參數(shù)惡化的參數(shù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性實(shí)用性及多用性1、3、24（1）分割原則一一將物體分容易組裝和拆卸的部分；（3）局部性原則一一使物體的不同部分應(yīng)當(dāng)具有不同的功能；（24）中介原則一一把另一個(gè)（易分開(kāi)的）物體暫時(shí)附加給某一物我們采

9、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?qū)崿F(xiàn)左右手都可以方便移動(dòng)直尺和滑塊來(lái)實(shí)現(xiàn)一直畫(huà)直線的功能。體積、面積、長(zhǎng)短、大小十（八）物理矛盾7我們既希望設(shè)計(jì)的尺子能夠小便于攜帶，又希望尺子足夠長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)一直畫(huà)直線的目的。故決定所設(shè)計(jì)的直尺長(zhǎng)度采用解決物理矛盾中體變化的均可應(yīng)用分離原理的空間分離原理（空間分離、時(shí)間分離、整體和部分分離原理），將普通直尺分割成為一個(gè)直尺和一個(gè)滑塊兩個(gè)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(dǎo)軌中可以實(shí)現(xiàn)尺子長(zhǎng)短的任意變（九）物場(chǎng)分析I機(jī)械場(chǎng)）/X*V一*Jr（尺子、（簸）S1紙S2尺子F1是機(jī)械場(chǎng)圖4問(wèn)題模型這是普通的物場(chǎng)分析后的結(jié)

10、果，如此是不可能實(shí)現(xiàn)一直畫(huà)直線的功能。我們需要加一個(gè)機(jī)械場(chǎng)和一個(gè)滑塊來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，進(jìn)而可以測(cè)量和繪制無(wú)限長(zhǎng)度的直線段。（機(jī)械場(chǎng)一）（機(jī)械場(chǎng)J/、/X/（滑塊）f紙y-（尺子）JfI/JFS1紙S2尺子F是機(jī)械場(chǎng)S3滑塊F機(jī)械場(chǎng)圖5方案模型第四部分：技術(shù)方案整理與評(píng)價(jià)方案1:將直尺重新擺放，繼續(xù)未畫(huà)完的直線畫(huà)，如下圖所示。O”*4，5?'*TO-.g'"*'25"=""30t-»-peri!W-*li*Jd*圖6方案一圖使用這種方法，在重新擺放尺子時(shí)容易發(fā)生竄動(dòng)，造成畫(huà)得的直線不直，誤差加大。方案2:將兩個(gè)或者多個(gè)直尺連接起來(lái)，如下圖所示。圖7方案二圖使用這種方法，在兩個(gè)尺子連接處嚙合不是非常完全，再畫(huà)線時(shí)容易在嚙合處造成凹陷，使得所畫(huà)直線不再是直線；并且當(dāng)兩個(gè)尺子的量程達(dá)到時(shí)又重復(fù)出現(xiàn)方案1的弊端。方案3:使用足夠長(zhǎng)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(huà)出直線。方案4:在普通尺子殼體的背面設(shè)計(jì)一個(gè)軌道，將滑塊嵌套于軌道中，利用滑塊和尺子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)尺子沿固定方向一直做直線運(yùn)動(dòng)，從而能夠使尺子測(cè)量和繪制出任意長(zhǎng)度的直線段。確定最終方案經(jīng)過(guò)綜合比較考慮，我們決定采用方案4。利用TRIZ原理設(shè)計(jì)一個(gè)適用于任意長(zhǎng)度可沿固定方向一直畫(huà)直線的尺子，以方便任意長(zhǎng)度直