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TRIZ理論----40種基本措施

40種基本措施

這里來研究一下消除技術(shù)矛盾釣40種基本措施及其原則與用例．

1．分割原則

a．將物體分成獨立的部分。

b．使物體成為可拆卸的。

c．增加物體的分割程度。

例：貨船分成同型的幾個部分，必要時，可將船加長些或變短些．

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2．拆出原則

"從物體中拆出""干擾'部分(""干擾""特性)或者相反，分出唯一需要的部分或需要的特性。"

與上述把物體分成幾個相同部分的技法相反，這里是要把物體分成幾個不同的部分．

例，一般小游艇的照明和其他用電是艇上發(fā)動機帶動發(fā)電機供給的．為了停泊時能繼續(xù)供電，要安裝一個由內(nèi)燃機傳動的輔助發(fā)電機．發(fā)動機必然造成噪音和振動。建議將發(fā)動，機和發(fā)電機分置于距游艇不遠的兩個容器里，用電纜連接．

3．局部性質(zhì)原則

a．從物體或外部介質(zhì)(外部作用)的一致結(jié)構(gòu)過渡到不一致結(jié)構(gòu)。

b．物體的不同部分應(yīng)當(dāng)具有不同的功能

c．物體的每一部分均應(yīng)具備最適于它工作的條件。

例：為了防治礦山坑道里的粉塵，向工具(鉆機和料車的工作機構(gòu))呈錐體狀噴灑小水珠。水珠愈小，除塵效果愈好．但小水珠容易形成霧，這使工作困難．解決辦法：環(huán)繞小水珠錐體外層再造成一層大水珠。

4．不對稱原則

a．物體的對稱形式轉(zhuǎn)為不對稱形式。

b．如果物體不是對稱的，則加強它的不對稱程度，

例：防撞汽車輪胎具有一個高強度的側(cè)緣，以抵抗人行道路緣石的碰撞。

5．聯(lián)合原則

a．把相同的物體或完成類似操作的物體聯(lián)合起來，

b．把時間上相同或類似的操作聯(lián)合起來．

例：雙聯(lián)顯微鏡組；由一個人操作，另一個人觀察和記錄。

6．多功能原則

一個物體執(zhí)行多種不同功能，因而不需要其他物體。

例：提包的提手可同時作為拉力器（蘇聯(lián)發(fā)明證書187964)。

7．‘瑪特廖什卡'原則

a．一個物體位于另一物體之內(nèi)，而后者又位于第三個物體之內(nèi)，等等。

b．一個物體通過另一個物體的空腔。

"例：""彈性振動超聲精選機是由兩個互相夾緊的半波片構(gòu)成。其特征是，為了減小精選機的長度和增大它的穩(wěn)定性，兩個半波片制成相互套在一起的空錐體(蘇聯(lián)發(fā)明證書~186781)。在蘇聯(lián)發(fā)明證書0462315中，也采用該解決方案來縮小變壓器壓電元件輸出部分的外形尺寸。在蘇聯(lián)發(fā)明證書~304027中，金屬拉制設(shè)備的""玩偶""是由拉摸組成．"

8．反重量原則

a．將物體與具有上升力的另一物體結(jié)合以抵消其重量。

b．將物體與介質(zhì)(最好是氣動力和液動力)相互作用以抵消其重量。

"例：""調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子風(fēng)力機轉(zhuǎn)數(shù)的制動式離心調(diào)節(jié)器安在轉(zhuǎn)子垂直軸上。其特征是：為了在風(fēng)力增大時把轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制在小的轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)器離心片做成葉片狀，以保證氣動制動""(蘇聯(lián)發(fā)明證書167784)。"

有趣的是，在發(fā)明公式申明顯地反映了發(fā)明所克服的矛盾．在給定的風(fēng)力和給定的離心片質(zhì)量的條件下，獲得了一定的轉(zhuǎn)數(shù)√為了減少轉(zhuǎn)數(shù)(當(dāng)風(fēng)力增大時)，必須增大離心片質(zhì)量；但離心片在旋轉(zhuǎn)，很難靠近它。于是矛盾這樣消除，使離心片具有形成氣功制動的形狀，即把離心片制成具有負迎角的翼狀。

總的設(shè)想顯面易見：如果需要改變轉(zhuǎn)動物體的質(zhì)量，而其質(zhì)量又不能按照一定的要求改變，那么應(yīng)使該物體成為翼狀的，改變翼片運動方向的傾斜角度，便可獲得需要方向的附加力。

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9．預(yù)先反作用原則

如果按課題條件必須完成某種作用，則應(yīng)提前完成反作用。

"例：杯形車刀車削方法是：在車削過程中車刀繞自己的幾何軸轉(zhuǎn)動。其特征是為了防止產(chǎn)生振動，應(yīng)預(yù)先向杯形車刀施加負荷力，此力應(yīng)與切削過程中產(chǎn)生的力大小相近，方向相反""(蘇聯(lián)發(fā)明證書~536866)"

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10．預(yù)先作用原則

a．預(yù)先完成要求的作用(整個的或部分的)

b．預(yù)先將物體安放妥當(dāng)，使它們能在現(xiàn)場和最方便地點立即完成所需要的作用。

上述課題41的解決方案可作為該原則的例子：

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"11""予先放枕頭""原則。"

以事先準(zhǔn)備好的應(yīng)急手段補償物體的底可靠性。

"例：""用等離子束加工無機材料如光纖。其特征是：為提高機械強度，預(yù)先往無機材料上涂敷堿金屬或堿土金屬的溶液或熔融體""(蘇聯(lián)發(fā)明證書522150)。還有人事先涂敷可使小裂縫愈合的物質(zhì)。按蘇聯(lián)發(fā)明證書456594的辦法，樹枝在鋸掉之前套上一個緊箍環(huán)，樹木感該處有""病""，于是向那里輸送營養(yǎng)物質(zhì)和治療物質(zhì)。這樣，在樹枝被鋸之前這些物質(zhì)便積聚起來，鋸后鋸口會迅速愈合。"

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12．等勢原則

改變工作條件，使物體土升或下降．

例：有一種裝置不必使沉重的壓模升降；這種裝置是在壓床上安裝了帶有輸送軌道的附件(蘇聯(lián)發(fā)明證書264679)．

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"13、""相反""原則"

a、不實現(xiàn)課題條件規(guī)定的作用而實現(xiàn)相反的作用．

b、使物體或外部介質(zhì)的活動部分成為不動的，而使不動的成為可動的．

c．將物體顛倒．

例：在研究課題9(關(guān)于消除灰塵的過濾器)時，我們介紹了蘇聯(lián)發(fā)明證書156133，過濾器用兩塊磁鐵制成，在磁鐵之間是鐵磁粉末。7年之后又有了蘇聯(lián)發(fā)明證書319325．它的過濾器是相反的：對液體或氣體進行機械清洗的電磁過濾器，它包括有磁場源和顆粒狀磁性材料制的過濾元件，其特征是，為降低單位耗電量和提高生產(chǎn)率，過濾元件放在磁場源的周圍，以形成外部閉式磁路。

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14．球形原則

a．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(jié)構(gòu)，

b．利用棍子、球體、螺旋。

c．從直線運動過渾到旋轉(zhuǎn)運動，利用離心力。

例：把管子焊入管柵的裝置具有滾動球形電極。

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15．動態(tài)原則．

a、物體(或外部介質(zhì)）的特性的變化應(yīng)當(dāng)在每一工作階段都是最佳的。

b．將物體分成彼此相對移動的幾個部分。

c．使不動的物體成為動的．

"例：""用帶狀電焊條進行自動電弧焊的方法，其特征是，為了能大范圍地調(diào)節(jié)焊池的形狀和尺寸，把電焊條沿著母線彎曲，使其在焊接過程中成曲線形狀""(蘇聯(lián)發(fā)明證書258490)。"

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16．局部作用或過量作用原則

如果難于取得百分之百所要求的功效，則應(yīng)當(dāng)取得略小或略大的功效。此時可能把課題大大簡化。，

該技法已在課題34中介紹過，圓筒噴漆過多，然后再去掉多余的部分。

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17.向另一維度過渡的原則

a．如果物體作線性運動（或分布）有困難，則使物體在二維度(即平面)上移動。相應(yīng)地，在一個平面上的運動(或分布)可以過渡到三維空間。

b．利用多層結(jié)構(gòu)替代單層結(jié)構(gòu)。

c．將物體傾斜或側(cè)置．

d．利用指定面的反面．

e．利用投向相鄰面或反面的光流。

技法17a可以同技法7和15b聯(lián)合，形成一個代表技術(shù)系統(tǒng)總發(fā)展趨勢的鏈：從點到線，然后到面，到體，·最后到許多個物體的共存．

"例：""越冬圓木在圓形停泊場水中存放，其特征是，為了增大停泊場的單位容積，和減小受凍木材的體積，將圓木扎成捆，其橫截面的寬和高超過圓木的長度，然后立著放""(蘇聯(lián)發(fā)明證書~2236318)。"

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18．機械振動原則

a、使物體振動。

b、如果巳在振動，則提高它的振動頻率(達到超聲波頻率)

c．利用共振頻率。

d．用壓電振動器替代機械振動器。

e．利用超聲波振動同電磁場配合．

"例：""無鋸末斷開木材的方法，其特征是，為減少工具進入木材的力，使用脈沖頻率與被斷開木材的固有振動頻率相近的工具""(蘇聯(lián)發(fā)明證書~307986)．"

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19．周期作用原則

a．從連續(xù)作用過渡到周期作用(脈沖)．

b．如果作用已經(jīng)是周期的，則改變周期性。

c．利用脈沖的間歇完成其他作用。

例：用熱循環(huán)自動控制薄零件的觸點焊接方法是基于測量溫差電動勢的原理。其特征是，為提高控制的準(zhǔn)確度，用高頻率脈沖焊接時，在焊接電流脈沖的間隔測量溫差電動勢(蘇聯(lián)發(fā)明證書9336120)。

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20．連續(xù)有益作用原則

a．連續(xù)工作(物體的所有部分均應(yīng)一直滿負荷工作)。

b．消除空轉(zhuǎn)和間歇運轉(zhuǎn)。

例：加工兩個相交的圓柱形的孔如加工軸承分離環(huán)的槽的方法，其特征是，為提高加工效率，使用在工具的正反行程均可切削的鉆頭(擴孔器)'(蘇聯(lián)發(fā)明證書M262582)。

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21．躍過原則

高速躍過某過程或其個別階段(如有害的或危險的)。

"例：""產(chǎn)膠合板時用烘烤法加工木材，其特征是，為保持木材的本性，在生產(chǎn)膠合板的過程中直接用300～600·C"

"的燃氣火焰短時作用于烘烤木材""蘇聯(lián)發(fā)明證書338371)。"

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22．變害為利原則

a．利用有害因素(特別是介質(zhì)的有害作用)獲得有益的效果。

b．通過有害因素與另外幾個有害因素的組合來消除有害因素。

c．將有害因素加強到不再是有害的程度．

"例：""恢復(fù)凍結(jié)材料的顆粒狀的方法，其特征是，為加速恢復(fù)材料的顆粒和降低勞動強度，使凍結(jié)的材料經(jīng)受超低溫作用""(蘇聯(lián)發(fā)明證書N~409938)"

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23、反向聯(lián)系原則

a．進行反向聯(lián)系。

b．如果已有反向聯(lián)系，則改變它。

"例：""自動調(diào)節(jié)硫化物沸騰層焙燒溫度規(guī)范的方法是隨溫度變化改變所加材料的流量，其特征是，為提高控制指定溫度值的動態(tài)精度，隨廢氣中碥含量的變化而改變材料的供給量""(蘇聯(lián)發(fā)明證書302382)。"

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"24．""中介""原則"

a．利用可以遷移或有傳送作用的中間物體

b．把另一個(易分開的)物體暫時附加給某一物體。

"例：""校準(zhǔn)在稠密介質(zhì)由測量動態(tài)張力儀器的方法是在靜態(tài)條件下裝入介質(zhì)樣品及置入樣品中的儀器。其特征是，為提高校準(zhǔn)精度，應(yīng)利用一個柔軟的中介元件把樣品及其中的儀器裝入""(蘇聯(lián)發(fā)明證書354135)．"

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25．自我服務(wù)原則

a、物體應(yīng)當(dāng)為自我服務(wù)，完成輔助和修理工作．

b．利用廢料(能的和物質(zhì)的)．

例，一般都是利用專門裝置供給電焊槍中的電焊條．建議利用電焊電流工作的螺旋管供給電焊條。

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26．復(fù)制原則

a．用簡單而便宜的復(fù)制品代替難以得到的、復(fù)雜的、昂貴的、不方便的或易損壞的物體．

b．用光學(xué)拷貝(圖像）代替物體或物體系統(tǒng)。此時要改變比例(放大或縮小復(fù)制品)．

c．如果利用可見光的復(fù)制品，則轉(zhuǎn)為紅外線的或紫外線的復(fù)制。

"例：""大地測量學(xué)直觀教具是一個平面藝術(shù)全景。其特征是：為進行地形圖像全景測量攝影，教具按視距攝影數(shù)據(jù)制成，并聲地形的有代表性的各點上配備縮微視距尺""(蘇聯(lián)發(fā)明證書~86560)"

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27．用廉價的不持久性代替昂貴的持久性原則用一組廉價物體代替一個昂貴物體，放棄某些品質(zhì)(如持久性)．

例：一次性的捕鼠器是一個帶誘餌的塑料管；老鼠通過圓錐形孔進入捕鼠器，孔壁是可伸直的，老鼠只能進，不能出．

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28．代替力學(xué)原理原則

"a．用光學(xué)，聲學(xué)、‘味學(xué)""等設(shè)計原理代替力學(xué)設(shè)計原理。"

b．用電場．磁場和電磁場同物體相互作用。

c、由恒定場轉(zhuǎn)向不定場，由時間固定的場轉(zhuǎn)向時間變化的場，由無結(jié)構(gòu)的場轉(zhuǎn)向有一定結(jié)構(gòu)的場。

d．利用鐵磁顆粒組成的場．

"例：""在熱塑材料上涂金屬層的方法是將熱塑材料同加熱到超過它的熔點的金屬粉末接觸，其特征是，為提高涂層與基底的結(jié)合強度及密實性，在電磁場中進行此過程""(蘇聯(lián)發(fā)明證書445712)．"

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29．利用氣動和液：壓結(jié)構(gòu)的原則

用氣體結(jié)構(gòu)和液體結(jié)構(gòu)代替物體的固體的部分，如充氣和充液的結(jié)構(gòu)，氣枕，靜液的和液體反沖的結(jié)構(gòu)．

"例：為使船的推進器軸同螺桿套連接，'在軸內(nèi)作一槽，槽內(nèi)放一彈性空容器(窄""氣袋"")．如果此容器充進壓縮空氣，則脹大并將螺桿套擠到推進器軸上(蘇聯(lián)發(fā)明證書313741)．一般在這種情況下利用金屬連接元件，但同‘氣袋'連接比較簡易，因為不需要精磨相接平面。此外，這種連接可以消除沖擊負荷。此項發(fā)明伺后來發(fā)表的蘇聯(lián)發(fā)明證書~4456．11此較，頗為有趣。該項發(fā)明是：運輸易碎制品(如排水管)的集裝箱里面有一個充氣囊，使制品在運輸中相互靠緊不致撞壞。技術(shù)領(lǐng)域雖然不同，但課題和解決方法是絕對相同的。在蘇聯(lián)發(fā)明證書249583中，起重機抓斗利用充氣元件工作，在蘇聯(lián)發(fā)明證書409875中，在鋸木裝置中利用氣囊夾持易碎制品。這類發(fā)明極多．看來是停止授與此種建議的專利的時候了．但是，設(shè)計教材中規(guī)定一個簡單原則：如果需要短時間使一種物體與另一種物體緊緊靠住，則應(yīng)用""氣袋""法．當(dāng)然，這并不意味著，技法29將不再是發(fā)明創(chuàng)造的技法了．"

"""氣袋""使一個制品緊靠另一個制品，這是典型的物場系統(tǒng)．在該物場系統(tǒng)中，""袋""起著機械場的作用。按照物場系統(tǒng)發(fā)展的一般規(guī)則，該場必然會過渡到鐵磁場系統(tǒng)．這種過渡確實發(fā)生了：在蘇聯(lián)發(fā)明證書~534351中提議在""氣袋""中加入鐵磁粉末，利用磁場使物體擠靠緊。"

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30．利用軟殼和薄膜原則

a．利用軟殼和薄膜代替一般的結(jié)構(gòu)。

b．用軟殼和薄膜使物體同外部介質(zhì)隔離。

"例：""充氣混凝土制品的成型方法是在模型里澆注原料，然后在模中靜置成型。其特征是，為提高膨脹程度，在澆注模型里的原料上罩以不透氣薄膜""(蘇聯(lián)發(fā)明證書339406)。"

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31．利用多孔材料原則

a．把物體作成多孔的或利用附加多孔元件(鑲嵌，覆蓋，等等)．

b．如果物體是多孔的，事先用某種物質(zhì)填充空孔。

"例，""電機蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的特征是，為了消除給電機輸送冷卻劑的麻煩，活動部分和個別緒構(gòu)元件由多孔材料制成，例如滲入了液體冷卻劑的多孔粉末鋼，在機器工作時冷卻劑蒸發(fā)，因而保證了短時、有力和均勻的冷卻""(蘇聯(lián)發(fā)明證書187135)．"

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32．改變顏色原則

a．改變物體或外部介質(zhì)的顏色．

b．改變物體或外部介質(zhì)的透明度．

c，為了觀察難以看到的物體或過程，利用染色添加劑．

d．如果已采用了這種添加劑，則采用熒光粉．

例；美國專利3425412：透明繃帶不必取掉便可觀察傷情。

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33．一致原則

同指定物體相互作用的物體應(yīng)當(dāng)用同一(或性質(zhì)相近的)材料制成．

"例：""獲得固定鑄模的方法是用鑄造法按芯模標(biāo)準(zhǔn)件形成躊模的工作腔。其特征是，為了補償在此鑄模中成型的制品的收縮，芯模和鑄模用與制品相向的材料制造""(蘇聯(lián)發(fā)明證書456679）．"

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34．部分剔除和再生原則

a．已完成自己的使命或已無用的物體部分應(yīng)當(dāng)剔除(溶解．蒸發(fā)等)或在工作過程中直接變化．

b．消除的部分應(yīng)當(dāng)在工作過程中直接再生．

"例：""檢查焊接過程的高壓區(qū)的方法是向高溫區(qū)加入光導(dǎo)探頭。其特征是，為改善在電弧焊和電火花焊接過程中檢查高溫區(qū)的可能性，利用可熔化的探頭．它以不低于自己熔化速度的速度被不斷地送人檢查的高溫區(qū)""(蘇聯(lián)發(fā)明；證書N433397)．"

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35．改變物體聚合態(tài)原則

"這里包括的不僅是簡單的過渡，例如從固態(tài)過渡到液態(tài)，還有向""假態(tài)""(假液態(tài))和中間狀態(tài)的過渡，例如采用彈性固體．"

"例：聯(lián)邦德國專利1291210：：降落跑道的減速地段建成""浴盆""形式，里面充滿粘性液體，上面再鋪上厚厚一層彈性物質(zhì)。"

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36．相變原則

利用相變時發(fā)生的現(xiàn)象，例如體積改變，放熱或吸熱