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1物場(chǎng)分析與76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解
(第六部分)2021/12/2176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解2問題模型應(yīng)用
具體問題解具體問題標(biāo)準(zhǔn)問題TRIZ的解題模式轉(zhuǎn)化解決方案
模型標(biāo)準(zhǔn)解法
TRIZ工具歸納定義應(yīng)用驗(yàn)證2021/12/2276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解3什么是物場(chǎng)模型?物場(chǎng)模型:是由兩個(gè)物質(zhì)和一個(gè)場(chǎng)這樣三個(gè)元素所構(gòu)成的完全的、最小的技術(shù)系統(tǒng)。是一種用圖形表達(dá)問題的符合語(yǔ)言來(lái)揭示系統(tǒng)的功能,描述任何技術(shù)系統(tǒng)中不同元素之間發(fā)生的不足的、有害的、過(guò)度的和不需要的各種相互作用.設(shè)計(jì)人員通過(guò)使用這些特定的符號(hào)來(lái)有序地進(jìn)行解決發(fā)明問題的方法。依據(jù)Altshuller發(fā)現(xiàn)的規(guī)律:如果問題的物場(chǎng)模型是一樣的,那么解決方案的物場(chǎng)模型也是一樣的,和這個(gè)問題來(lái)自于哪個(gè)領(lǐng)域無(wú)關(guān)。2021/12/2376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解4物場(chǎng)建模的目的物場(chǎng)建模為研究物場(chǎng)轉(zhuǎn)化和發(fā)展的TRIZ工具。應(yīng)用物場(chǎng)建模可以由模糊的發(fā)明情景進(jìn)入到一系列的發(fā)明問題。發(fā)明問題是以技術(shù)系統(tǒng)元件成對(duì)之間的標(biāo)準(zhǔn)矛盾形式確定的。2021/12/2476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解5最基本的物場(chǎng)模型(Su-Fmodel)最基本物場(chǎng)模型是將一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)分成兩個(gè)物質(zhì)與一個(gè)場(chǎng)或一個(gè)物質(zhì)與兩個(gè)場(chǎng),用一個(gè)三角形來(lái)表示每個(gè)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能。一個(gè)基本完整的測(cè)量物場(chǎng)模型必須是在它的輸出端載有被測(cè)對(duì)象信息參數(shù)的輸出場(chǎng)
S2FS1Fnew1S2S1Fnew2最基本的物場(chǎng)模型最基本的測(cè)量物場(chǎng)模型2021/12/2576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解6、S、S1、S2…表示物質(zhì)。通常物質(zhì)S1是一種需要改變、加工、位移、發(fā)現(xiàn)、控制、實(shí)現(xiàn)等的“目標(biāo)”、“對(duì)象”;物質(zhì)S2是實(shí)現(xiàn)必要作用的“工具”。F、F1、F2…表示場(chǎng)代表“能量”、“力”,是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)物質(zhì)間的相互作用、聯(lián)系和影響的能量。在測(cè)量物場(chǎng)模型中,通常F1表示輸入場(chǎng),F(xiàn)2表示輸入場(chǎng)有關(guān)聯(lián)的作用有效不充分作用定向有效作用有害作用2021/12/2676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解7常用的物場(chǎng)模型及其含義有效完整模型:實(shí)現(xiàn)功能的3個(gè)元素齊全,且有效實(shí)現(xiàn)功能不完整模型:實(shí)現(xiàn)功能的3個(gè)元素不全,可能缺場(chǎng),也可能是缺少(工具)物質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)解法:對(duì)不完整模型,應(yīng)針對(duì)所缺少的元素給予引入物質(zhì)或引入場(chǎng),使形成有效完整的物場(chǎng)模型,從而得以實(shí)現(xiàn)功能。效應(yīng)不足的完整模型:3個(gè)元素齊全,但功能未有效實(shí)現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)得不足。標(biāo)準(zhǔn)解法:增加物質(zhì)S3或增加另一個(gè)場(chǎng)F2來(lái)強(qiáng)化有用效應(yīng)。S3可以是現(xiàn)成物質(zhì),或是S1、S2的變異、或是環(huán)境或是通過(guò)分解環(huán)境而獲得的物質(zhì)。效應(yīng)有害的完整模型:3個(gè)元素齊全,但產(chǎn)生了有害的效應(yīng),需要消除這些有害效應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)解法:
1)增加另一物質(zhì)S3來(lái)阻止有害效應(yīng)的產(chǎn)生2)增加另一個(gè)場(chǎng)F2來(lái)平衡產(chǎn)生有害效應(yīng)的場(chǎng)2021/12/2776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解8發(fā)明問題76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)的分級(jí)級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)名稱子系統(tǒng)數(shù)量第一級(jí)基本物場(chǎng)模型的標(biāo)準(zhǔn)解13第二級(jí)增強(qiáng)物場(chǎng)模型的標(biāo)準(zhǔn)解23第三級(jí)向雙、多級(jí)系統(tǒng)或微觀級(jí)系統(tǒng)進(jìn)化的標(biāo)準(zhǔn)解6第四級(jí)測(cè)量與檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)解17第五級(jí)簡(jiǎn)化與改善策略標(biāo)準(zhǔn)解17合計(jì)762021/12/2876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解9組成第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)的分系統(tǒng)第一級(jí)基本物場(chǎng)模型的標(biāo)準(zhǔn)解1.1構(gòu)建完整的物場(chǎng)模型1.2消除或中和有害作用,構(gòu)建完善的物場(chǎng)模型
2021/12/2976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解10組成分系統(tǒng)1.1的子系統(tǒng)
1.1構(gòu)建完整的物場(chǎng)模型1.1.1由不完整的向完整的物場(chǎng)模型轉(zhuǎn)換1.1.2在物質(zhì)內(nèi)部引入附加物,建立內(nèi)部合成的物場(chǎng)模型1.1.3在物質(zhì)外部引入附加物,建立外部合成的物場(chǎng)模型1.1.4利用環(huán)境資源作為物質(zhì)內(nèi)部或外部的附加物,建立與環(huán)境一起的物場(chǎng)模型1.1.5引入由改變環(huán)境而產(chǎn)生的附加物,建立與環(huán)境和附加物一起的物場(chǎng)模型1.1.6對(duì)物質(zhì)作用的最小模式1.1.7對(duì)物質(zhì)作用的最大模式1.1.8對(duì)物質(zhì)作用的選擇性最大模式:分別向最大和最小作用場(chǎng)區(qū)域選擇性引入附加物
2021/12/21076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解11
1.1.1由不完整的向完整的物場(chǎng)模型轉(zhuǎn)換、通過(guò)引入缺失的場(chǎng)或物質(zhì)來(lái)建立完整的物場(chǎng)模型2021/12/21176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解12不完整→有效完整的物場(chǎng)模型FS1S2缺少工具和力S1S2S1S2缺少力和加工對(duì)象缺少力人們用錘子打釘,只有釘子(目標(biāo)物質(zhì)S1)不行;只有錘子(工具物質(zhì)S2)也不行;有了釘子和錘子,沒有人的手臂用力(機(jī)械場(chǎng)F)同樣不行;只有當(dāng)三個(gè)因素同時(shí)具備時(shí)才能完成打下釘子的任務(wù)。S2F1S1釘子錘子機(jī)械力2021/12/21276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解131.1.2
在物質(zhì)內(nèi)部引入附加物,建立內(nèi)部合成的物場(chǎng)模型從形式上看,3個(gè)元素都齊全,是一個(gè)完整的物場(chǎng)模型,但不能表現(xiàn)為一個(gè)工作著的物場(chǎng)模型。且系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)引入物質(zhì)沒有限制,引入的添加物質(zhì)對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)也不會(huì)產(chǎn)生大的變化時(shí),則可在系統(tǒng)物質(zhì)中引入附加物,構(gòu)建物質(zhì)內(nèi)部合成的物場(chǎng)模型。該添加物也可以是系統(tǒng)物質(zhì)的變異。S2FS1S2FS1S2FS1S3FS1S2S3作用不充分沒有作用力2021/12/21376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解14實(shí)例:穿著普通鞋子在冰面上行走穿著普通鞋子在冰上行走的人,因得不到冰面足夠的摩擦力,所以容易滑倒。解決辦法:換上釘鞋帶釘?shù)男幽Σ亮π颖鍿2FS1FS1S2S32021/12/21476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解15實(shí)例:利用抗凝血?jiǎng)┓乐寡耗萄盒姆螜C(jī)S2FS1生物場(chǎng)FS1S2S3肝素2021/12/21576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解16實(shí)例:帶雙帽的釘子在有些生產(chǎn)產(chǎn)品的加工過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品釘下的釘子,待加工完成后必須取出。為此在加工過(guò)程中,釘帽必須與產(chǎn)品表面貼緊,以達(dá)到緊固產(chǎn)品的目的;但是當(dāng)完工后,釘子帽又必須遠(yuǎn)離產(chǎn)品表面,以使起釘容易,并在起釘時(shí)不會(huì)對(duì)表面產(chǎn)生傷害。使用帶兩個(gè)釘帽的釘子,可以同時(shí)滿足不同加工過(guò)程的要求。由于在兩釘帽間有足夠的空隙用于拔出釘子,下面的釘帽則可保持緊貼產(chǎn)品。加工產(chǎn)品單帽釘雙帽釘機(jī)械場(chǎng)S2FS1S2FS1S32021/12/21676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解17
1.1.3在物質(zhì)外部引入附加物,建立外部復(fù)合的物場(chǎng)模型如果系統(tǒng)不能改變,實(shí)施內(nèi)部合成受阻,則在兩個(gè)物質(zhì)S1、或S2的外部引入附加物S3來(lái)達(dá)到增強(qiáng)效應(yīng)的目的S2FS1S2FS1S3FS2S1S2FS2S3S1引入附加物S2引入附加物2021/12/21776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解18實(shí)例:路標(biāo)的涂層
(實(shí)例1.1.3)提高路標(biāo)對(duì)司機(jī)的可視性路標(biāo)的明亮度對(duì)于汽車司機(jī)的安全行駛至關(guān)重要。在路標(biāo)表面涂上高分子涂層,在汽車大燈光的照耀下,增加了路標(biāo)的反射光,從而提高了路標(biāo)對(duì)司機(jī)的可視性。反射光路標(biāo)燈光S2FS1S2FS1路標(biāo)+涂層S32021/12/21876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解19實(shí)例:查找出壓縮機(jī)氟利昂滲漏處
(建立外部合成物場(chǎng)模型)將外部添加物S3熒光粉摻入壓縮機(jī)內(nèi)的潤(rùn)滑油中,然后再用紫外光照射壓縮機(jī),通過(guò)滲漏出的潤(rùn)滑油中熒光粉發(fā)出的光,可以準(zhǔn)確地確定氟利昂的滲漏部位。氟利昂S2FS1壓縮機(jī)紫外光FS1S1+熒光粉S32021/12/21976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解20
1.1.4利用環(huán)境資源作為物質(zhì)內(nèi)部或外部的附加物,建立與環(huán)境一起的物場(chǎng)模型
在基本物場(chǎng)模型已經(jīng)形成的基礎(chǔ)上,如果系統(tǒng)難以滿足要求的變化,且限制將物質(zhì)引入系統(tǒng)內(nèi)部或外部,則可以將環(huán)境中的物質(zhì)作為附加物引入,形成與環(huán)境一起的物場(chǎng)模型。SES1S2FS1S2FS1S2FFS1S2SE2021/12/22076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解21實(shí)例:潛水艇下水深度的調(diào)整
(實(shí)例1.1.4)當(dāng)潛水艇浮在水面上時(shí),同時(shí)承受著來(lái)自地球自上而下的重力和與之相反方向的水的浮力,倘若將環(huán)境中的水大量地注入潛水艇中,一旦地球?qū)撍У闹亓朔怂母×r(shí),潛水艇就會(huì)開始下沉。SES1注入水的潛水艇S2FS2FS1未注入水的潛水艇海水重力2021/12/22176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解22實(shí)例:利用船體內(nèi)置的水箱來(lái)增強(qiáng)船體的穩(wěn)定性船體裝備的“龍骨壓載水箱”,當(dāng)船翻覆時(shí),龍骨會(huì)暴露到空氣中,水就顯示了重量,由于水不可能即刻流出,龍骨將使船自動(dòng)恢復(fù)到原位。(在海上航道浮標(biāo)內(nèi)沖入海水,以加強(qiáng)浮標(biāo)的穩(wěn)定性)S2FS1船體+壓載水箱水海水SEF’S1發(fā)生傾斜的船S12021/12/22276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解23
1.1.5引入由改變環(huán)境而產(chǎn)生的附加物,建立與環(huán)境和附加物一起的物場(chǎng)模型在基本物場(chǎng)模型已經(jīng)形成的基礎(chǔ)上,如果系統(tǒng)難以滿足要求的變化,且限制附加物引入系統(tǒng)內(nèi)部或外部,對(duì)引入環(huán)境雖然沒有限制,但原有環(huán)境或原環(huán)境中的物質(zhì)不能滿足需求時(shí),則可通過(guò)改變或分解環(huán)境來(lái)獲得所需的附加物Sed引入系統(tǒng),建立與環(huán)境和附加物一起的物場(chǎng)模型。S2FS1FS1S2SedS2FS1S2FSedS12021/12/22376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解24實(shí)例:軸承潤(rùn)滑劑相對(duì)于軸承來(lái)說(shuō),潤(rùn)滑油是軸承的環(huán)境,在潤(rùn)滑油中引入電解液,可促使?jié)櫥瑒┢愿纳破胀◤较蜉S承的阻尼特性潤(rùn)滑劑軸承S2FS1FS1潤(rùn)滑油+電解液S2Sed2021/12/22476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解25實(shí)例:拍攝太空物體圖像利用望遠(yuǎn)鏡在正常的環(huán)境下拍攝太空物體的圖像很不清晰,倘若在太空中設(shè)置望遠(yuǎn)鏡,由于完全改變了的環(huán)境,致使望遠(yuǎn)鏡的功能和清晰度達(dá)到大大提高。太空物體望遠(yuǎn)鏡改在太空環(huán)境中望遠(yuǎn)鏡在正常環(huán)境中S2FS1S2FSedS12021/12/22576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解261.1.6對(duì)物質(zhì)作用的最小模式如果希望獲得最小作用,但現(xiàn)有條件很難或無(wú)法保障做到,就先應(yīng)用最大模式(最大作用場(chǎng)或最大物質(zhì))作為過(guò)渡形式,隨后再設(shè)法將過(guò)量消除,以使最終達(dá)到對(duì)物質(zhì)的最小作用。其中過(guò)量的場(chǎng)用物質(zhì)來(lái)去除;過(guò)量的物質(zhì)用場(chǎng)(通過(guò)引入能生成場(chǎng)的物質(zhì))來(lái)去除。過(guò)量的場(chǎng)用物質(zhì)來(lái)消除過(guò)量的物質(zhì)用場(chǎng)(用能生成場(chǎng)的物質(zhì))來(lái)消除。S2S1FS2maxS1S1S2FmaxS1F2021/12/22676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解27實(shí)例:磁發(fā)電機(jī)導(dǎo)體陶瓷板上塗強(qiáng)磁性導(dǎo)電材料
(首先全面覆蓋,然后再去除過(guò)量部分)首先向整個(gè)陶瓷板滿噴上一層強(qiáng)磁涂料,隨后將噴灑在凸面上的過(guò)量部分通過(guò)機(jī)械作用將它去除掉,最后只讓在板槽中留下薄薄的一層強(qiáng)磁性導(dǎo)電材料涂料S2S1FS2maxS1陶瓷板機(jī)械場(chǎng)2021/12/22776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解28實(shí)例:洗完衣服后的甩干
(實(shí)例1.1.6)要想依靠重力或手臂的能力擰干衣服上的水是不太容易的事,借助于洗衣機(jī),讓衣服和洗衣機(jī)滾筒轉(zhuǎn)起來(lái),利用洗衣機(jī)的離心力把衣服上多余的氺份去除。洗衣機(jī)S2離心力FmaxS1衣服S1F2021/12/22876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解291.1.7
對(duì)物質(zhì)作用的最大模式如果系統(tǒng)要求獲得最大的作用,但這對(duì)系統(tǒng)物質(zhì)S1會(huì)產(chǎn)生傷害時(shí),引入保護(hù)性附加物S2讓最大作用首先直接作用在與原物質(zhì)相連接的附加物S2上,然后再到達(dá)需免受傷害的物質(zhì)S1上。
S1S2FmaxS1Fmax2021/12/22976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解30實(shí)例:焊接工人的面罩
(實(shí)例1.1.6)焊接時(shí)產(chǎn)生的弧光輻射對(duì)焊接工人的眼睛有極大的傷害,然而為了保證焊接質(zhì)量,焊接的弧光強(qiáng)度是不可能減弱的,焊接的工作又必須連續(xù)進(jìn)行的,為此,焊接工人使用保護(hù)面罩(中性濾光鏡),過(guò)度的弧光(多余的場(chǎng))被保護(hù)面罩(引入的添加物)消除掉了。
焊工眼睛弧光輻射面罩S2S1FmaxS1Fmax2021/12/23076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解31
1.1.8對(duì)物質(zhì)作用的選擇性最大模式當(dāng)在系統(tǒng)中某些區(qū)域需要使用最大作用場(chǎng),并在該系統(tǒng)的另外某些區(qū)域同時(shí)需要使用最小作用場(chǎng)時(shí),可以根據(jù)使用的作用場(chǎng)區(qū)域究竟是最大還是最小,參照1.1.6和1.17分別引入附加物:當(dāng)最大作用情況下,將一種保護(hù)性物質(zhì)引入到要求最小作用的所在區(qū)域;當(dāng)最小作用情況下,將一種可以產(chǎn)生局部場(chǎng)的物質(zhì)引入到要求最大作用的所在區(qū)域。2021/12/23176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解32實(shí)例:注射液玻璃瓶的封口工藝
(在選定區(qū)域最大模式,在另一個(gè)區(qū)域最小模式)當(dāng)為注射液玻璃瓶進(jìn)行封口時(shí),必須將火焰調(diào)整到最大功率,以使火焰在瓶口處達(dá)到最大效應(yīng),快速地熔化玻璃并完成封口;但是,灼熱的火焰對(duì)瓶?jī)?nèi)的藥液質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生傷害,為使瓶?jī)?nèi)的藥劑免遭受熱,影響藥液的質(zhì)量,在完成封口操作時(shí),必須將瓶身浸在水中,以使瓶身受火焰的影響達(dá)到最小。冷卻水S3S1FmaxS2Fmax最大火焰藥液瓶封口區(qū)S2藥液瓶盛藥區(qū)S1Fmax2021/12/23276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解33組成分系統(tǒng)1.2的子系統(tǒng)
1.2消除或中和有害作用,構(gòu)建完善的物場(chǎng)模型1.2.1在系統(tǒng)的兩個(gè)物質(zhì)之間引入外部現(xiàn)成的物質(zhì)1.2.2引入系統(tǒng)中現(xiàn)有物質(zhì)的變異物1.2.3引入第2種物質(zhì)1.2.4引入場(chǎng)1.2.5切斷磁影響2021/12/23376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解34
1.2.1在系統(tǒng)的兩個(gè)物質(zhì)之間引入外部現(xiàn)成的物質(zhì)當(dāng)在物場(chǎng)模型中存在有用和有害的作用,且它們的2個(gè)物質(zhì)之間可以不緊密相鄰的,則可將外部現(xiàn)成的附加物,引入在系統(tǒng)的兩個(gè)物質(zhì)之間,以避免2個(gè)物質(zhì)之間的直接接觸來(lái)消除它們間的有害作用。該附加物可以是臨時(shí)的,也可以是永久的。S2FS1S3S2FS1S2FS1S3S2FS12021/12/23476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解35在微電路中,用直徑0.2微米的銅導(dǎo)線來(lái)替換0.35微米寬的鋁導(dǎo)線,騰出的空間可以在芯片上增加三倍的電組元,提高運(yùn)行速度,節(jié)約用電。銅導(dǎo)線對(duì)系統(tǒng)有效作用;但由于銅原子會(huì)向硅中擴(kuò)散,銅導(dǎo)線對(duì)硅基有害作用,從而會(huì)惡化了整個(gè)系統(tǒng)。在硅和銅導(dǎo)線之間增加隔離夾層,消除了銅導(dǎo)線與硅的有害效應(yīng)實(shí)例:微芯片的銅導(dǎo)線、S2FS1S3隔離層銅導(dǎo)線硅基S2FS12021/12/23576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解36實(shí)例:舉重場(chǎng)上的杠鈴地面對(duì)杠鈴的有用作用是讓杠鈴就位,制止杠鈴的運(yùn)動(dòng);但杠鈴盤對(duì)地面會(huì)產(chǎn)生有害作用,當(dāng)放下杠鈴時(shí),由于杠鈴的重力碰撞會(huì)造成對(duì)地面的損傷,并引起噪聲。給杠鈴盤套上橡皮圈或在地面上鋪上一層厚厚的橡皮,問題就會(huì)迎刃而解。S2FS1S3S2FS1杠鈴地面橡皮圈2021/12/23676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解37實(shí)例:保護(hù)鉚釘
(引入現(xiàn)成物質(zhì)S3)S2FS1S3S2FS1錘子鉚釘沖擊力墊木2021/12/23776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解38實(shí)例:茶壺托盤S2FS1S3S2FS1茶壺托盤手2021/12/23876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解39
1.2.2引入系統(tǒng)中現(xiàn)有物質(zhì)的變異物
當(dāng)在物場(chǎng)模型中存在有用和有害的作用,且在它們的2個(gè)物質(zhì)之間不要求緊密相鄰,但限制從外部引入新物質(zhì)時(shí),引入通過(guò)修正系統(tǒng)形成的系統(tǒng)物質(zhì)變異物來(lái)消除2個(gè)物質(zhì)間的有害作用。S2FS1S2modifiedS2FS1S2FS1S1modifiedS2FS12021/12/23976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解40實(shí)例:煉銅廠的冶煉浴槽礦石的熔點(diǎn)是1200
oC
,因此,密封浴槽內(nèi)的溫度必須維持在1300oC。浴槽壁是用銅制成的,銅的熔點(diǎn)是1083oC,為了防護(hù)浴槽免遭高溫破壞和大塊礦石的嚴(yán)重磨損,在浴槽壁四周設(shè)有冷卻水套,在冷卻水的作用下,使在浴槽的四周形成來(lái)自礦石熔融物的結(jié)渣層(在(銅礦石的變異物),結(jié)渣層起著保護(hù)浴槽壁免遭高溫破壞和大塊礦石的嚴(yán)重磨損,因?yàn)榻Y(jié)渣層一經(jīng)磨損,冷卻水的作用會(huì)使結(jié)渣層進(jìn)行“自我更新”。S2FS11300oC結(jié)渣層(S2變異物)S2modified浴槽1083oC銅礦石1200oCS2FS1熱場(chǎng)2021/12/24076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解41實(shí)例:高溫焦炭的輸送高溫焦炭傳送帶機(jī)械場(chǎng)碎焦炭(高溫焦炭變異物)炙熱的焦炭在運(yùn)輸過(guò)程中,為了避免高溫對(duì)傳送帶的傷害,在傳送帶上鋪設(shè)一層碎的焦炭,可以起到隔絕熱的作用。S2FS1S1modifiedS2FS12021/12/24176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解42實(shí)例:“法蘭西”體育場(chǎng)“法蘭西”體育場(chǎng)上設(shè)置的遮陽(yáng)篷對(duì)場(chǎng)地觀眾有益遮陽(yáng)作用,但是場(chǎng)地觀眾渲染的噪聲聚集到遮陽(yáng)篷上,對(duì)附近街區(qū)的環(huán)境產(chǎn)生有害影響。在遮陽(yáng)篷內(nèi)添加礦物棉用以消除噪聲。折射到遮陽(yáng)篷上的場(chǎng)地觀眾的嘈雜聲被遮陽(yáng)篷內(nèi)的吸聲板吸收,不再對(duì)附近街區(qū)產(chǎn)生影響。S2FS1S2modified礦物棉S2FS1觀眾遮陽(yáng)篷2021/12/24276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解431.2.3引入第2物質(zhì)為了消除一個(gè)場(chǎng)對(duì)物質(zhì)的有害作用,引入第2種物質(zhì)來(lái)排除有害作用。S2FS1S1F2021/12/24376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解44實(shí)例:為了沿街住戶的安寧為了擋住來(lái)往頻繁車輛的嘈雜聲,在繁華地區(qū)的馬路兩旁,建立了消音墻,起到隔聲的效果S2FS1S1F嘈雜聲沿街住戶消音墻2021/12/24476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解45實(shí)例:電器接地保護(hù)為了防止電器設(shè)備漏電造成對(duì)人的傷害,采取接地保護(hù)措施。S2FS1S1F電場(chǎng)人員接地裝置2021/12/24576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解46
1.2.4引入場(chǎng)若在系統(tǒng)中同時(shí)存在有用和有害的作用,且兩個(gè)物質(zhì)之間之間要求必須直接緊密相鄰,則可引入場(chǎng)第2個(gè)場(chǎng)F2,通過(guò)建立雙物場(chǎng)模型,其中場(chǎng)F1是用來(lái)實(shí)現(xiàn)有用作用,場(chǎng)F2是用來(lái)中和有害作用或?qū)⒂泻ψ饔棉D(zhuǎn)化為另一個(gè)有用功能。S2F1S1S2F1S1F22021/12/24676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解47實(shí)例:骨折病人后的理療醫(yī)生對(duì)腿骨折的病人進(jìn)行外科手術(shù)后,用支撐架通過(guò)機(jī)械場(chǎng)作用在腿上將其固定。通過(guò)施加脈沖電場(chǎng)對(duì)肌肉進(jìn)行理療,以刺激肌肉并阻止肌肉萎縮。脈沖電場(chǎng)機(jī)械力腿支撐架S2F1S1S2F1S1F22021/12/24776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解48
1.2.5切斷磁影響如果系統(tǒng)中存在著有害作用的磁性,采用退磁的方法(加熱磁性物質(zhì)到居里溫度以上,或引入另一相反的磁場(chǎng))來(lái)給予消除其系統(tǒng)中存在著的有害磁性。S2FmagneticS1Fthemal(-magnetic)S2S1Fmagnetic2021/12/24876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解49實(shí)例:起重機(jī)的應(yīng)用用電磁吸盤的起重機(jī)運(yùn)輸鐵質(zhì)材料時(shí),所需的能量直接與運(yùn)輸?shù)木嚯x和時(shí)間有關(guān),為了減少所需的能量,可以通過(guò)永久磁鐵來(lái)抓舉貨物,在釋放貨物時(shí),只要通過(guò)激活一相反電場(chǎng),產(chǎn)生所需要的負(fù)相位磁場(chǎng),以抵消永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng),從而使貨物被釋放。在突然停電的情況下,貨物也不會(huì)掉下,非常安全。通電后產(chǎn)生負(fù)相位磁場(chǎng)S2FmagneticS1F-magnetic鐵料永久磁鐵吸盤磁場(chǎng)S2S1Fmagnetic2021/12/24976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解50實(shí)例:焊接與粉末焊劑焊接電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)將粉末焊劑從工作區(qū)吹散開,造成鐵磁粉末的焊接困難,影響到焊接的質(zhì)量。預(yù)先將粉末加熱到居里點(diǎn)以上,焊接粉末被退磁,上述情況就不會(huì)再發(fā)生了
S2FmagneticS1FthemalS2S1Fmagnetic焊接件粉末焊劑加熱到居里點(diǎn)600C2021/12/25076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解51組成第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)的分系統(tǒng)
第二級(jí)增強(qiáng)物場(chǎng)模型的標(biāo)準(zhǔn)解2.1向復(fù)合物場(chǎng)模型轉(zhuǎn)換2.2增強(qiáng)物場(chǎng)模型2.3利用頻率協(xié)調(diào)增強(qiáng)物場(chǎng)模型2.4引入磁性附加物增強(qiáng)物場(chǎng)模型2021/12/25176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解52組成分系統(tǒng)2.1的子系統(tǒng)
2.1向復(fù)合物場(chǎng)模型轉(zhuǎn)換2.1.1向串聯(lián)式復(fù)合物場(chǎng)模型轉(zhuǎn)換2.1.2向并聯(lián)式復(fù)合物場(chǎng)模型轉(zhuǎn)換
2021/12/25276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解53
2.1.1向串聯(lián)式復(fù)合物場(chǎng)模型轉(zhuǎn)換將物場(chǎng)模型中的一個(gè)物質(zhì)元素轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立控制的完整物場(chǎng)模型,向串聯(lián)式復(fù)合物場(chǎng)模型轉(zhuǎn)換S2F1S1F1S1S4F2S3S‘22021/12/25376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解54實(shí)例:讓帶有襯墊緊固件中的楔子輕而易舉地拔出
(引入易熔合金襯墊S3和熱場(chǎng)F2形成鏈?zhǔn)轿飯?chǎng)模型)楔形系統(tǒng)由楔子和間隔的襯墊組成,為了容易拔出楔子,襯墊由2部分組成,其中的一部分是低熔點(diǎn)合金,襯墊經(jīng)加熱后,易熔合金襯墊熔化,楔子就能輕而易舉地被拔出。熱場(chǎng)機(jī)械場(chǎng)襯墊楔子易熔化的合金襯墊低熔點(diǎn)合金襯墊S2F1S1F1S1S4F2S32021/12/25476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解55實(shí)例:提高降溫防護(hù)服的防護(hù)效果為保護(hù)煉鋼工免受高溫的傷害,穿著用低導(dǎo)熱材料制成的防護(hù)服,這在短時(shí)間內(nèi)效果還是很好的,但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,衣服內(nèi)外的溫度達(dá)到平衡,其隔熱效果就會(huì)明顯下降。在防護(hù)服的外表面附設(shè)一個(gè)袋子,使普通的防護(hù)服轉(zhuǎn)換為降溫防護(hù)服。在袋子中插入充有可融化材料14烷和16烷的混合物,融點(diǎn)在10~16攝氏度之間。使用前,將其冷卻到攝氏零度以下,以便混合物變成固相。待穿上身時(shí),室外的高溫透過(guò)相變材料后再作用到人體上,利用相變材料產(chǎn)生的吸熱效應(yīng),使防護(hù)服具有良好的降溫效果。(會(huì)融化的14烷和16烷混合物)相變材料人體防護(hù)服熱場(chǎng)S2F1S1F1S1S4F2S3降溫防護(hù)服冷場(chǎng)2021/12/25576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解56S2F1S1F1S1S4F2S3S’2手普通手套宇航員用手套手套內(nèi)層加熱裝置手套內(nèi)外層2021/12/25676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解57實(shí)例:提高降溫防護(hù)服的防護(hù)效果工程背景:為保護(hù)焊工、煉鋼工,用低導(dǎo)熱材料制成防護(hù)服在短時(shí)間內(nèi)效果很好,但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,衣服內(nèi)外的溫度達(dá)到平衡,其隔熱效果就會(huì)明顯下降。2021/12/25776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解58最終解決方案相變?cè)恚豪梦矬w相變時(shí)產(chǎn)生的某種效應(yīng)(吸熱);(防護(hù)服的外表面插入充有可融化材料14烷和16烷的混合物,融點(diǎn)在10~16攝氏度之間。使用前,降溫衫需冷卻到攝氏度以下,以便混合物變成固相。)美國(guó)專利:6,185,742;S3=可融化材料降溫防護(hù)服降溫防護(hù)服可融化材料會(huì)融化材料隔熱袋子隔熱袋子袋內(nèi)側(cè)袋內(nèi)側(cè)會(huì)融化材料已漸漸融化2021/12/25876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解59實(shí)例:宇航員的手套(實(shí)例2.1.1.2)將手套做成夾層式結(jié)構(gòu),既要有保暖性又要保證戴上手套后操作的柔軟性。為了使手套具有良好的保暖性,手套內(nèi)層帶有“加熱裝置”。加熱裝置熱場(chǎng)手手套冷場(chǎng)S2F1S1F1S1S4F2S3帶加熱裝置的手套2021/12/25976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解60
2.1.2向并聯(lián)式復(fù)合物場(chǎng)模型轉(zhuǎn)換如果需要強(qiáng)化一個(gè)難以控制的物場(chǎng)模型,而且禁止替換元素,則可以通過(guò)引入第2個(gè)易控制的場(chǎng)來(lái)建立一個(gè)并聯(lián)式復(fù)合物場(chǎng)模型S2S1F2F1S2F1S12021/12/26076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解61實(shí)例:太空中的孵卵器在太空中有著孵化小雞的正常大氣環(huán)境和溫度,可以使孵卵器保持正常地工作,但唯一不足的是缺乏重力,致使小雞無(wú)法發(fā)力。讓孵卵器繞著軸心旋轉(zhuǎn),利用形成的重力附加場(chǎng),小雞就可以順利地出生在太空上了。軸心旋轉(zhuǎn)人造重力場(chǎng)F2太空環(huán)境場(chǎng)卵小雞S2S1F1S2F1S12021/12/26176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解62實(shí)例:快速用鏟刀去除墻上的壁紙
(引入第2個(gè)溫度場(chǎng))僅僅利用鏟刀來(lái)刮除墻面上的壁紙,效率很低,引入了高溫蒸汽熱場(chǎng)F2,用高溫蒸汽噴射墻面,墻上的壁紙因失去強(qiáng)度,就能很容易地被去除掉。鏟刀機(jī)械力壁紙鏟刀高溫蒸汽S2S1F2F1S2F1S12021/12/26276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解63組成分系統(tǒng)2.2的子系統(tǒng)
2.2增強(qiáng)物場(chǎng)模型2.2.1利用更易控制的場(chǎng)替代2.2.2
加大對(duì)工具物質(zhì)的分割程度向微觀控制轉(zhuǎn)換2.2.3利用毛細(xì)管和多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)2.2.4提高物質(zhì)的動(dòng)態(tài)性2.2.5構(gòu)造場(chǎng)2.2.6構(gòu)造物質(zhì)2021/12/26376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解642.2.1利用更易控制的場(chǎng)替代如果物場(chǎng)系統(tǒng)的效率不足,其工作場(chǎng)無(wú)法控制或者難以控制,那么,就要用可充分控制的場(chǎng)替代不可控制或難以控制場(chǎng),來(lái)獲得增強(qiáng)功能效應(yīng)。選擇易控制場(chǎng)的進(jìn)化路徑:
S2FS1S2FcontrolledS1機(jī)械場(chǎng)重力場(chǎng)電場(chǎng)或磁場(chǎng)輻射場(chǎng)2021/12/26476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解65實(shí)例:內(nèi)燃機(jī)進(jìn)出氣伐的控制(實(shí)例2.2.1)為提高可控性,將內(nèi)燃機(jī)進(jìn)出氣閥的運(yùn)轉(zhuǎn),由通常的轉(zhuǎn)動(dòng)軸控制改為用電磁鐵來(lái)控制。電磁場(chǎng)電磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)軸機(jī)械場(chǎng)進(jìn)(或出)氣閥S2FS1S’2FcontrolledS12021/12/26576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解66實(shí)例:控制藥物在病人血液中的流動(dòng)方向?yàn)榱丝刂扑幬镌诓∪搜褐械牧鲃?dòng)方向,使藥物能準(zhǔn)確發(fā)揮效力,可在病人身上安裝一個(gè)傳感器,根據(jù)來(lái)自傳感器的反饋信息來(lái)控制藥物的流向。S2FS1S2FcontrolledS1電場(chǎng)等(定點(diǎn)供藥)人體病灶部位藥物2021/12/26676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解672.2.2加大對(duì)工具物質(zhì)的分割程度向微觀控制轉(zhuǎn)換通過(guò)加大對(duì)工具物質(zhì)S2的分割程度來(lái)達(dá)到微觀控制,以此來(lái)獲得增強(qiáng)系統(tǒng)功能效應(yīng)S2FS1S2FS1FnewS12021/12/26776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解68物質(zhì)結(jié)構(gòu)加大分割的進(jìn)化路徑固體→(厚板-薄板-薄膜-薄片-納米薄片→(大直徑棒小直徑棒纖維絲狀物)→(顆粒-球狀物-丸狀物-粉末-納米粒子-凝塊-液體-活性液體-原子級(jí)和亞原子級(jí)粒子)固體可移動(dòng)固體氣體液體可彎曲固體場(chǎng)2021/12/26876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解69實(shí)例:汽車的坐墊為了使汽車的座位更舒適,坐墊設(shè)計(jì)成氣囊形式,通過(guò)氣囊對(duì)身體的接觸點(diǎn)進(jìn)行自我調(diào)整,以使氣囊均勻地支撐人的重量,人坐在上面就會(huì)很舒服。S2FS1海綿坐墊S2FS1人體硬坐墊壓力2021/12/26976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解70實(shí)例:用一個(gè)不規(guī)則的表面支撐物體用一個(gè)不規(guī)則的表面支撐物體時(shí),要使支撐力均勻地分布在這不規(guī)則的表面上是非常困難的。如果用充滿液體的袋子覆蓋在不規(guī)則的表面上,然后再將物體作用在袋子上就能將荷載均勻地分布于不規(guī)則的表面上。S2FS1S2FS1物體不規(guī)則固體表面充滿液體袋子表面壓力2021/12/27076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解71實(shí)例:增強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能力(實(shí)例2.2.2)用一系列鋼絲代替標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋混凝土中常用的較粗鋼筋,可以制造出“針式”混凝土,使其結(jié)構(gòu)能力獲得了增強(qiáng)。S2FS1S2FS1混凝土粗鋼筋一束鋼絲抗壓力2021/12/27176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解722.2.3利用毛細(xì)管和多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)改變物質(zhì)結(jié)構(gòu),使成為具有毛細(xì)管或多孔的物質(zhì),并讓氣體或液體通過(guò)這些毛細(xì)管或多孔的物質(zhì),以此來(lái)獲得系統(tǒng)功能效應(yīng)的加強(qiáng)。從固體物轉(zhuǎn)化到毛細(xì)管和多孔物質(zhì)的路徑:實(shí)例:膠水瓶頭一旦改用多孔的海綿狀瓶頭后,可以明顯地提高膠水塗布的質(zhì)量和效率。S2FS1S2-cpFS1固體一個(gè)洞固體多個(gè)洞固體毛細(xì)管和多孔物質(zhì)膠水膠水瓶口帶多孔海綿的膠水瓶口2021/12/27276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解732.2.4提高物質(zhì)的動(dòng)態(tài)性對(duì)于效率低下的系統(tǒng),其物質(zhì)是具有剛性的、永久和非彈性的,可提高提高動(dòng)態(tài)化的程度(向更加靈活和更加快速可變的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)化)來(lái)改善其效率。動(dòng)態(tài)性進(jìn)化的路徑:?jiǎn)毋q多鉸柔性體雙鉸剛體液體氣體場(chǎng)S2FS1S2FS12021/12/27376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解74、實(shí)例:汽車的變速?gòu)挠屑?jí)變速向無(wú)級(jí)變速演變,使汽車的變速更為平穩(wěn)和連續(xù),動(dòng)態(tài)性能更好。實(shí)例:風(fēng)力發(fā)電站的風(fēng)輪安裝了鉸鏈,有助于風(fēng)輪機(jī)在風(fēng)的影響下,轉(zhuǎn)為順風(fēng)實(shí)例:在垂直起降的飛機(jī)機(jī)翼上安裝了鉸鏈結(jié)構(gòu)后,整個(gè)機(jī)翼、和發(fā)動(dòng)機(jī)可以旋轉(zhuǎn),能使它們依據(jù)飛行的不同狀況而改變方向,在飛行過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)至垂直狀態(tài),而在起降時(shí),處于水平狀態(tài),致使保持飛行員擁有觀察和控制飛機(jī)的正常條件。
2021/12/27476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解752.2.5構(gòu)造場(chǎng)利用異質(zhì)的或可調(diào)的有組織結(jié)構(gòu)的場(chǎng)代替同質(zhì)的或非組織結(jié)構(gòu)的場(chǎng)來(lái)增強(qiáng)物場(chǎng)模型S2FS1S2F#S#1S2FS1S2F#S12021/12/27576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解76實(shí)例:超聲波焊接超聲波焊接時(shí),為了確定焊接的位置,在焊接區(qū)域內(nèi)安裝一個(gè)調(diào)諧裝置,利用調(diào)節(jié)元件將振動(dòng)定向有序地集中到一個(gè)很小的面積上,產(chǎn)生區(qū)域振動(dòng),根據(jù)振動(dòng)頻率的不同來(lái)確定焊接的位置。S2F#S1S2FS1焊接件超聲波焊接機(jī)超聲波(無(wú)組織場(chǎng))集中區(qū)域超聲波(可調(diào)節(jié)立體結(jié)構(gòu)場(chǎng))2021/12/27676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解77實(shí)例:有噪聲的網(wǎng)
(防止海豚誤入捕魚網(wǎng))海豚看不到漁網(wǎng),是利用聲波定位。在漁網(wǎng)上添加呈塑料球面或拋物面狀的活性聲波輻射器,用結(jié)構(gòu)化的場(chǎng)替代非結(jié)構(gòu)化的場(chǎng),提高海豚定位信號(hào)的反射。帶活性聲波輻射器的漁網(wǎng)海豚魚網(wǎng)S2FS1S2F#S#1異質(zhì)場(chǎng)2021/12/27776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解782.2.6構(gòu)造物質(zhì)利用異質(zhì)的或有組織結(jié)構(gòu)的物質(zhì)替代同質(zhì)的或無(wú)序結(jié)構(gòu)的物質(zhì),以此提高系統(tǒng)的功能效應(yīng)。S2FS1FS1S#2同質(zhì)異質(zhì)2021/12/27876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解79實(shí)例:橡膠球的制造異質(zhì)物質(zhì)(生橡膠+白堊粉型芯)化學(xué)場(chǎng)同質(zhì)物質(zhì)生橡膠確保有一定的圓度是橡膠球制造工藝的重要指標(biāo)。直接用單一橡膠硫化是很難達(dá)到要求的。制造時(shí)采用多質(zhì)材料,即事先要做好一個(gè)球芯,該球芯是由粉狀的白堊粉和水的混合物干燥后制成,然后在其外部敷以橡膠,經(jīng)硫化后,用一根針頭刺入球體并注射進(jìn)去一種液體促使球芯溶解后,隨之,液體通過(guò)針頭被抽走。S2FS1FS1S#2硫化劑2021/12/27976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解80組成分系統(tǒng)2.3的子系統(tǒng)
2.3利用頻率協(xié)調(diào)增強(qiáng)物場(chǎng)模型2.3.1匹配組成物場(chǎng)模型中的場(chǎng)與物質(zhì)元素的節(jié)奏(或故意不匹配)2.3.2匹配組成復(fù)合物場(chǎng)模型中的場(chǎng)與場(chǎng)元素的節(jié)奏(或故意不匹配)2.3.3利用周期性作用2021/12/28076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解812.3.1匹配組成物場(chǎng)模型中的場(chǎng)與物質(zhì)元素的節(jié)奏(或故意不匹配)利用原基本物場(chǎng)模型中的場(chǎng)與物質(zhì)固有頻率的協(xié)調(diào)來(lái)達(dá)到增強(qiáng)物場(chǎng)模型。倘若固有頻率協(xié)調(diào)產(chǎn)生了有害作用時(shí),設(shè)置一個(gè)對(duì)應(yīng)于有害振動(dòng)源相反方向的振動(dòng)源物質(zhì),用以消除產(chǎn)生有害的相互作用。S2FS1S2S1#foF1#foS2S1#foF1#foS1#foS3F3#foS2F1#fo2021/12/28176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解82實(shí)例:用超聲波破碎人體結(jié)石將超聲波的頻率調(diào)整到結(jié)石的固有頻率,使得結(jié)石在超聲波作用下產(chǎn)生共振,結(jié)石就能被震碎。共振場(chǎng)人體結(jié)石超聲波碎石機(jī)振動(dòng)場(chǎng)頻率#fo結(jié)石S2FS1S’2S1#foF1#fo同樣,當(dāng)人在沐浴時(shí),依據(jù)人身上安裝的傳感器反饋來(lái)的心跳信號(hào)來(lái)產(chǎn)生對(duì)浴液的壓推力,對(duì)人體進(jìn)行按摩能調(diào)整振動(dòng)頻率的超聲波碎石機(jī)2021/12/28276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解83實(shí)例:釣魚用飛線釣魚時(shí),要求來(lái)回移動(dòng)釣魚桿,目的就是為了讓釣魚竿的運(yùn)動(dòng)頻率和線的頻率一致,使得釣魚線在釣魚竿運(yùn)動(dòng)的作用下產(chǎn)生共振,從而增強(qiáng)釣魚線的運(yùn)動(dòng)。釣魚竿釣魚線S2FS1S2S1#foF1#fo2021/12/28376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解84應(yīng)用固有頻率不同的密封圈
\實(shí)例:為確保在大幅度振動(dòng)下具有可靠的密封性,可以在一個(gè)平面上用多個(gè)具有不同固有頻率的密封圈。S2S1#foF1#foS2F1#foS1#foS3F3#fo不同固有頻率的密封圈2021/12/28476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解85
2.3.2匹配組成復(fù)合物場(chǎng)模型中的場(chǎng)與場(chǎng)元素的節(jié)奏在使用了2個(gè)場(chǎng)的復(fù)合物場(chǎng)模型中,利用協(xié)調(diào)場(chǎng)與場(chǎng)的固有頻率來(lái)完成所需的功能或要求的特性來(lái)達(dá)到增強(qiáng)系統(tǒng)的功能效率或可控性。S2F1S1S2S1F1#foF2#fo2021/12/28576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解86實(shí)例:分選磁礦石(實(shí)例2.3.2)在分選由強(qiáng)磁成分和廢巖構(gòu)成的混合物中,為了有效提高顆粒分離效果,必須讓堅(jiān)硬的磁礦石同時(shí)置于連續(xù)磁場(chǎng)和振動(dòng)兩個(gè)場(chǎng)的作用下,且磁場(chǎng)的強(qiáng)度與振動(dòng)頻率必須在匹配的情況下進(jìn)行分離。分選機(jī)S2S1F#foFmagnetic-#foS2S1Fmagnetic強(qiáng)磁混合物磁場(chǎng)頻率fo振動(dòng)場(chǎng)與振動(dòng)頻率匹配的磁場(chǎng)2021/12/28676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解87
2.3.3利用周期性作用
如果在系統(tǒng)中,需要完成2個(gè)互不相容或2個(gè)獨(dú)立的功能時(shí),為了使達(dá)到協(xié)調(diào),利用周期性作用,周而復(fù)始地利用在完成其中一個(gè)功能的間隙來(lái)實(shí)施并完成另一個(gè)功能。
S2S1F1F2S2S1F1F2(I+I)(I-I)2021/12/28776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解88實(shí)例:接觸式點(diǎn)焊機(jī)實(shí)例:接觸式點(diǎn)焊機(jī)的自動(dòng)熱循環(huán)控制是基于測(cè)量熱電動(dòng)勢(shì)來(lái)完成的。為改進(jìn)高頻脈沖焊接中的控制精度,在焊接電流的2個(gè)脈沖之間完成熱電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量。脈沖時(shí)進(jìn)行焊接脈沖間歇時(shí)進(jìn)行測(cè)量S2S1F1F2S2S1F1F2(I+I)(I-I)2021/12/28876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解89組成分系統(tǒng)2.4的子系統(tǒng)
2.4引入磁性附加物增強(qiáng)物場(chǎng)模型2.4.1引入固體鐵磁物質(zhì),建立原鐵磁場(chǎng)模型2.4.2引入鐵磁顆粒,建立鐵磁場(chǎng)模型2.4.3引入磁性液體2.4.4在鐵磁場(chǎng)模型中應(yīng)用毛細(xì)管(或多孔)結(jié)構(gòu)物質(zhì)2.4.5建立合成的鐵磁場(chǎng)模型2.4.6建立建立與環(huán)境一起的鐵磁場(chǎng)模型2.4.7利用自然現(xiàn)象或物理效應(yīng)2.4.8提高鐵磁場(chǎng)模型的動(dòng)態(tài)性2.4.9構(gòu)造場(chǎng)2.4.10在鐵磁場(chǎng)模型中匹配節(jié)奏2.4.11引入電流,建立電磁場(chǎng)模型2.4.12利用電流變流體2021/12/28976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解90
2.4.1引入固體鐵磁物質(zhì),建立原鐵磁場(chǎng)模型原鐵磁場(chǎng)模型為物-場(chǎng)模型和鐵磁場(chǎng)模型的中間步驟,在物場(chǎng)模型中引入固體鐵磁物質(zhì),構(gòu)建原鐵磁場(chǎng)模型來(lái)增強(qiáng)兩個(gè)物質(zhì)間的有效作用和可控性S2FS1FmagneticSF2021/12/29076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解91實(shí)例:安裝地下排水管安裝地下排水系統(tǒng)時(shí),用磁化的鐵磁物質(zhì)作為排水管的端頭填充料,可避免水管產(chǎn)生錯(cuò)接。FmagneticSFS2FS1接管1接管2端頭帶磁鐵的接管2021/12/29176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解92實(shí)例:用磁鐵代替圖釘張貼海報(bào)(實(shí)例2.4.1)將需要張貼海報(bào)的墻面成為鐵磁表面,利用一塊小磁鐵形成的磁場(chǎng)來(lái)代替通常用圖釘張貼海報(bào).這樣,墻面和海報(bào)都不會(huì)受到損傷。壓力海報(bào)小磁鐵S2FS1FmagneticSF圖釘S12021/12/29276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解932.4.2引入鐵磁顆粒,建立鐵磁場(chǎng)模型
應(yīng)用鐵磁顆粒,構(gòu)建鐵磁場(chǎng)模型來(lái)替代物場(chǎng)模型(或預(yù)鐵場(chǎng)模型),以獲得用一易控場(chǎng)(或增加一易控場(chǎng))來(lái)代替可控性差的場(chǎng),從而達(dá)到提高系統(tǒng)的可控性。碎片、顆粒、細(xì)顆粒等都可視為鐵磁顆粒,鐵磁顆粒磨碎程度越高,其可控性就越大。
S2FS1S1FmagneticSF2021/12/29376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解94實(shí)例:吸油用的晶體將疏松的晶體拋灑在受污染的油面上可以形成有效的吸除油污,但這些晶體顆粒彼此不能相互吸引,很容易被風(fēng)或波浪吹散,極大地影響晶體的吸引效果。在晶體中添加磁化顆粒,使晶體之間由無(wú)效作用轉(zhuǎn)換為有效作用相互吸引,來(lái)抑制油污面積的擴(kuò)散。添加了鐵磁顆粒的吸油晶體
吸油晶體油污S2FS1S1FmagneticSF2021/12/29476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解952.4.3引入磁性液體物質(zhì)包含鐵磁材料的進(jìn)化路徑是:固體物質(zhì)→顆?!勰后w。系統(tǒng)的控制效率將隨著鐵磁鐵磁材料的進(jìn)化路徑而增加磁性液體是一種含有鐵磁顆粒的膠狀溶液,是鐵磁粒子在汽油、硅酮或者水中的膠狀懸浮液,或者是鐵磁粒子以化學(xué)方式與聚合物成分結(jié)合的膠狀懸浮液。使用磁性液體構(gòu)建強(qiáng)化的鐵磁場(chǎng)模型是§2.4.2標(biāo)準(zhǔn)解法進(jìn)化的終極狀態(tài)S2FS1S1FmagneticSF+liquid2021/12/29576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解96實(shí)例:廢金屬的分類廢金屬的分類是個(gè)非常復(fù)雜的工作,因?yàn)榻饘俚姆N類繁多,尤其是廢金屬的形狀、尺寸各異,但要做到對(duì)廢金屬分類既要準(zhǔn)確又要提高效率。使用帶有磁流變或電流變液體的電鍍槽,在大功率的電磁作用下,磁流體的密度會(huì)出現(xiàn)可控制的變化,通過(guò)變化的磁流體的密度,從而使廢金屬可以嚴(yán)格安裝自己的比重逐個(gè)“浮出液面。人們就可以在磁流變液體的液面上很容易地把它們收集起來(lái)。廢金屬分選設(shè)備可控密度的電磁流體S2FS1S1FmagneticSF+liquid2021/12/29676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解972.4.4在鐵磁場(chǎng)模型中應(yīng)用毛細(xì)管(或多孔)結(jié)構(gòu)物質(zhì)如果已經(jīng)存在著鐵磁場(chǎng),但其效率不足,可將固體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)改為用毛細(xì)管或多孔結(jié)構(gòu)或毛細(xì)管與多孔一體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。S2S1FmagneticS1SF-cpFmagnetic2021/12/29776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解98實(shí)例:毛細(xì)管多孔一體過(guò)濾器
(實(shí)例2.4.4)用包含磁性粒子的毛細(xì)管(散纖維)和多孔一體制作的可逆過(guò)濾器替代用磁性粒子制作,但是多孔結(jié)構(gòu)過(guò)濾器,具有超過(guò)基于散纖維的過(guò)濾器滲透能力,以及具有超過(guò)散纖維系統(tǒng)的可控性。毛細(xì)管多孔一體過(guò)濾器S1SF-cpFmagnetic固體過(guò)濾器S2S1Fmagnetic過(guò)濾物2021/12/29876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解99
2.4.5建立合成的鐵磁場(chǎng)模型當(dāng)非磁性物場(chǎng)模型中的物質(zhì)內(nèi)部禁止引入鐵磁顆粒時(shí),可以利用非磁性物質(zhì)的空腔或外部(如涂層)引入具有臨時(shí)性的或永久性的磁性附加物,構(gòu)建內(nèi)部的或外部合成的鐵磁場(chǎng)模型,以此來(lái)獲得提高系統(tǒng)的功能性和可控性。S1FmagneticS2SFS2FS1S2FS1S2FmagneticSFS12021/12/29976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解100S1FmagneticS2SFS2FS1人體病灶部位藥物藥物+磁性分子2021/12/210076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解101實(shí)例:電磁鐵移動(dòng)帶空腔的非磁性部件
(實(shí)例2.4.5)為了用電磁鐵來(lái)移動(dòng)帶空腔的非磁性的部件,事先將磁性松軟材料注入空腔中,非磁性部件就會(huì)被磁化。然后在磁場(chǎng)作用下,就能夠很容易地控制被磁化的部件的移動(dòng)。+磁性松軟物質(zhì)S1FmagneticS2SF非磁性部件傳送裝置S2FS1非磁性部件空腔2021/12/210176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解102實(shí)例:鋼珠的運(yùn)輸(拋丸機(jī))利用拋丸機(jī)在運(yùn)輸鋼珠的過(guò)程中,由于鋼珠對(duì)管道的沖擊力大,特別是在管道的拐彎處造成鋼珠對(duì)管道的磨損很嚴(yán)重。在管道的外部引入一塊磁鐵,在磁場(chǎng)的作用下,使一部分鋼球被吸附在鋼管的內(nèi)壁,避免了鋼珠與鋼管的直接碰撞,拋丸機(jī)的使用壽命得以延長(zhǎng)。管壁鐵丸+管壁S2FS1S2FmagneticSFS1磁鐵2021/12/210276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解103應(yīng)用實(shí)例—防止鋼丸發(fā)送機(jī)彎管破損壓縮空氣和鋼珠電磁鐵F2鋼珠S1管壁S2給鋼丸發(fā)送機(jī)彎管強(qiáng)烈磨損區(qū)添加保護(hù)層電磁鐵F22021/12/210376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1042.4.6建立與環(huán)境一起的鐵磁場(chǎng)模型當(dāng)禁止使用鐵磁顆粒引入物質(zhì),又禁止在物質(zhì)內(nèi)部或外部引入磁性附加物時(shí),則可將鐵磁粒子(磁性液體)引入環(huán)境,通過(guò)改變環(huán)境的磁場(chǎng),來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有效作用及其可控性。S2S1S2S1SF+liquidFmagnetic2021/12/210476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解105\實(shí)例:機(jī)械振蕩可通過(guò)在磁場(chǎng)間移動(dòng)一個(gè)金屬的、無(wú)鐵磁性的元件來(lái)進(jìn)行衰減,為減少衰減時(shí)間,在磁極和金屬元件的間隙中充滿磁性液體,磁場(chǎng)的牽引力可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整磁性液體磁極和金屬元件的縫隙(環(huán)境)振蕩器S2S1S2S1SF+liquidFmagnetic2021/12/210576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1062.4.7利用自然現(xiàn)象或物理效應(yīng)利用某些自然現(xiàn)象或物理效應(yīng)來(lái)獲得增強(qiáng)鐵磁場(chǎng)模型的效應(yīng)及其可控性。可以利用的效應(yīng)包含物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和幾何效應(yīng)三大類。物理效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)是通過(guò)改變作用區(qū)域的元素,使系統(tǒng)出現(xiàn)新的功能能和特征;幾何效應(yīng)只是改變系統(tǒng)的形狀或相對(duì)位置,其物理或化學(xué)的屬性沒有改變,是解決最簡(jiǎn)單的矛盾的方法。實(shí)例:為提高高磁放大器測(cè)量靈敏性,放大器的磁心是加熱的,為降低磁干擾,利用霍普金斯效應(yīng)磁心的絕對(duì)溫度保持在居里點(diǎn)的0.93~0.99。2021/12/210676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解107實(shí)例:磁共振成相運(yùn)用可調(diào)諧的振動(dòng)磁場(chǎng),以探測(cè)特定核子的共振頻率,然后將那些核子的中心區(qū)域著色成相。例如,某一腫瘤與正常組織的密度不同,在磁共振成相時(shí),就能探測(cè)到這部分組織,于是就能探測(cè)出腫瘤的具體位置。2021/12/210776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解108實(shí)例:利用電暈電極自動(dòng)采摘棉花和葡萄葡萄自動(dòng)采摘是配備有一臺(tái)能產(chǎn)生4~6千伏電壓的小型發(fā)動(dòng)機(jī)的拖拉機(jī),用一個(gè)片狀電極接觸葡萄,另一個(gè)電極搭在束縛葡萄藤上。當(dāng)通電時(shí),由于成熟果柄的電阻比果枝的電阻要小得多,所以果柄易瞬間燒斷,就像短路一樣,讓自動(dòng)采摘機(jī)在成行葡萄架間行駛,成熟、完整的符合商品外觀的葡萄串自動(dòng)落在傳送帶上,并送到筐或包裝箱中。2021/12/210876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1092.4.8提高鐵磁場(chǎng)模型的動(dòng)態(tài)性在鐵磁場(chǎng)模型中通過(guò)提高動(dòng)態(tài)化的程度,將物質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)的、可變的、或能自我調(diào)節(jié)的鐵磁場(chǎng)模型,以此來(lái)獲得增強(qiáng)系統(tǒng)的適應(yīng)性和可控性。S1SFFmagneticS1SFFmagnetic2021/12/210976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解110實(shí)例:測(cè)量無(wú)磁性非規(guī)則空腔產(chǎn)品的壁厚不規(guī)則物體的壁厚可以用外部的感應(yīng)換能器與內(nèi)部的鐵磁物質(zhì)來(lái)測(cè)量。使用表面塗上鐵磁粒子的一氣球,放入非規(guī)則的空腔,柔性的氣球能充分體現(xiàn)產(chǎn)品空腔的內(nèi)部形狀,放入物體內(nèi)部后,能和被測(cè)物體的內(nèi)部緊密配合,然后,利用感應(yīng)式傳感器就能精確地測(cè)量出該產(chǎn)品的壁厚。S2F1S1非磁性不規(guī)則物體檢測(cè)儀空腔內(nèi)放入磁性顆粒物體空腔內(nèi)放入表面覆蓋有鐵磁粒子的一氣球S1SFFmagneticS2FmodifiedS2S1SFFmagneticFmodified2021/12/211076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解111S2F1S1非磁性不規(guī)則物體檢測(cè)儀空腔內(nèi)放入磁性顆粒物體空腔內(nèi)放入表面覆蓋有鐵磁粒子的一氣球S1SFFmagneticS2FmodifiedS2S1SFFmagneticFmodified2021/12/211176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1122.4.9構(gòu)造場(chǎng)使用異質(zhì)的或結(jié)構(gòu)化的鐵磁場(chǎng)代替同質(zhì)的無(wú)組織結(jié)構(gòu)的鐵磁場(chǎng)獲得增強(qiáng)鐵磁場(chǎng)模型。F#magneticSFS1S1SFFmagneticS1SFFmagneticF#magneticSFS1#結(jié)構(gòu)化鐵磁場(chǎng)異質(zhì)結(jié)構(gòu)化鐵磁場(chǎng)2021/12/211276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解113實(shí)例:磁丸造型用聚苯乙烯做鑄件模具,放入砂箱,填入鐵丸,通電形成磁場(chǎng),使鐵丸成型,澆鑄后,聚苯乙烯模氣化,即可獲得鑄件。聚苯乙烯模具鐵丸結(jié)構(gòu)化鐵磁場(chǎng)(電磁場(chǎng))S1SFFmagneticF#magneticSFS1鐵磁場(chǎng)2021/12/211376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解114實(shí)例:在塑料表面繪制突起的圖案為了讓塑料墊子的表面形成復(fù)雜的圖案,在未凝固的塑料墊子中混合一些鐵磁微粒,而后用結(jié)構(gòu)性的磁場(chǎng)(借助于激光光束產(chǎn)生有規(guī)律的磁場(chǎng))拖動(dòng)鐵磁微粒成所需要的形狀,當(dāng)塑料凝固后,就能在塑料表層獲得凸起的復(fù)雜圖案結(jié)構(gòu)化鐵磁場(chǎng)(電磁場(chǎng))塑料墊子S1SFFmagnetic磁場(chǎng)鐵磁粒子F#magneticSFS12021/12/211476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1152.4.10在鐵磁場(chǎng)模型中匹配節(jié)奏通過(guò)匹配組成鐵磁場(chǎng)模型中的場(chǎng)與物質(zhì)元素的頻率來(lái)獲得增強(qiáng)原鐵磁場(chǎng)模型或鐵磁場(chǎng)模型。S1S2FmagneticS1#foFmagnetic-#foS22021/12/211576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解116實(shí)例:提高磁性混合物分離效率(實(shí)例2.4.10)S1#foFmagnetic-#foS’2S1S2Fmagnetic磁性分離機(jī)分離物頻率為fo的分離物與分離物頻率匹配的振動(dòng)2021/12/211676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解117實(shí)例:提高磁性混合物分離效率(實(shí)例2.4.10)磁場(chǎng)中的振動(dòng)被用來(lái)分離混合物,為了降低物體之間的黏合力,提高分離效果,磁場(chǎng)的使用是與振動(dòng)反向的。S1#foFmagnetic-#foS’2S1S2Fmagnetic磁性分離機(jī)分離物頻率為fo的分離物與分離物振動(dòng)頻率反向匹配的磁場(chǎng)2021/12/211776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解118實(shí)例:微波爐微波爐的應(yīng)用原理是:利用微波管與食品中的水分子產(chǎn)生共振,運(yùn)用振動(dòng)產(chǎn)生的熱量來(lái)迅速加熱食品;S1S2Fmagnetic電磁爐含水的食品水分子振動(dòng)頻率fo共振磁場(chǎng)S1#foFmagnetic-#foS’2微波爐2021/12/211876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1192.4.11引入電流,建立電磁場(chǎng)模型如果在存在著的基本物場(chǎng)模型或復(fù)合物場(chǎng)模型中,通過(guò)對(duì)組成系統(tǒng)的物質(zhì)或環(huán)境中引入鐵磁物質(zhì)或磁場(chǎng),顯然可以大大提供系統(tǒng)的功能效應(yīng)和可控性,但是,當(dāng)禁止引入鐵磁粒子或不易將一個(gè)物體進(jìn)行磁化時(shí),可引入電流,由此來(lái)產(chǎn)生電磁場(chǎng)。S2+電流S2FS1電磁場(chǎng)S1FmagneticSES22021/12/211976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解120、利用電磁場(chǎng)還有更重要的優(yōu)勢(shì)是:在沒有電場(chǎng)作用時(shí),不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),而且磁場(chǎng)的大小可以通過(guò)電流的大小來(lái)控制,這樣就可以通過(guò)改變電流來(lái)精確地調(diào)整磁場(chǎng)。增強(qiáng)電磁場(chǎng)的進(jìn)化路徑與鐵磁場(chǎng)相同。遵循由基本電磁場(chǎng)——復(fù)雜電磁場(chǎng)——環(huán)境電磁場(chǎng)——?jiǎng)討B(tài)化電磁場(chǎng)——結(jié)構(gòu)化電磁場(chǎng)——節(jié)律匹配/失配電磁場(chǎng)的進(jìn)化路徑。
2021/12/212076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1212.4.12利用電流變流體
在汽油、硅酮或者水等的流體中,需要引入磁性物質(zhì),但禁止引入鐵磁粒子的場(chǎng)合,可以引入電流來(lái)替代。通過(guò)引入電流的大小來(lái)改變電場(chǎng),從而可以獲得所需要的電磁場(chǎng)。利用改變電場(chǎng)來(lái)控制電流變流體的速度和控制液體粘度。實(shí)例:電流變流體軸承實(shí)例:電流變流體被用作阻尼器SFS1FmagneticS1FmagneticSE-liquid電流體2021/12/212176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解122
組成第三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)的分系統(tǒng)
第三級(jí)向雙、多級(jí)系統(tǒng)或微觀級(jí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換組成第三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)解系統(tǒng)的分系統(tǒng)3.1向雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)轉(zhuǎn)換3.2向微觀級(jí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換向雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)進(jìn)化就是將兩個(gè)或多個(gè)相同的或不同的系統(tǒng)組合(或集成)為一個(gè)系統(tǒng),以使在原有基礎(chǔ)上,增加系統(tǒng)的功能和提高系統(tǒng)的功能效率。最簡(jiǎn)單的進(jìn)化模式是組合2個(gè)或多個(gè)物質(zhì)(S1或S2),建立一個(gè)雙物質(zhì)或多物質(zhì)的物場(chǎng)模型,以此獲得增強(qiáng)系統(tǒng)功能和特性,2021/12/212276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解123組成3.1分系統(tǒng)的子系統(tǒng)
3.1向雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)轉(zhuǎn)換3.1.1系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1a:利用組合,創(chuàng)建雙、多級(jí)系統(tǒng)3.1.2改進(jìn)雙或多級(jí)系統(tǒng)間的鏈接3.1.3系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1b:加大系統(tǒng)元素間的特性差異3.1.4簡(jiǎn)化雙或多級(jí)系統(tǒng)3.1.5系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1c:使系統(tǒng)的部分與整體具有相反的特性
2021/12/212376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解124實(shí)例:雙系統(tǒng)、多系統(tǒng)瑞士軍刀照相手機(jī)可錄象的電視機(jī)兩用錘子立式加工中心2021/12/212476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解125由單系統(tǒng)向多系統(tǒng)的進(jìn)化趨勢(shì)2021/12/212576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解126實(shí)例:手機(jī)的進(jìn)化2021/12/212676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解127
實(shí)例:電源插座的進(jìn)化2021/12/212776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解128
3.1.1系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1a:利用組合,創(chuàng)建雙、多級(jí)系統(tǒng)將兩個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)組合起來(lái),保持各自的功能,使整體系統(tǒng)的功能獲得了增強(qiáng)。S2FS1S2nFS1n人員一張椅子n張椅子組合n個(gè)人員2021/12/212876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解129實(shí)例:房屋中多光源的配置光場(chǎng)房間一盞燈多盞燈在進(jìn)行室內(nèi)裝修時(shí),配置單光源,只能解決室內(nèi)一般的適當(dāng)亮度問題,如果用多光源來(lái)替代,就可以達(dá)到多種裝飾和照明效果,并能滿足個(gè)別的特殊功能需要。S2FS1S2S3S4S5…FS12021/12/212976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解130實(shí)例:薄片玻璃的加工
當(dāng)單獨(dú)給一片很薄的玻璃進(jìn)行打磨時(shí)很容易使玻璃破裂,如果將薄片玻璃堆疊起來(lái)再加工,玻璃的破損率可以明顯降低。S2FS1S2FSn一片薄玻璃加工設(shè)備一扎薄玻璃機(jī)械場(chǎng)2021/12/213076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1313.1.2改進(jìn)雙或多級(jí)系統(tǒng)間的鏈接經(jīng)組合(或集成)后形成的雙級(jí)系統(tǒng)和多級(jí)系統(tǒng),如果出現(xiàn)缺失或者不足(難以控制或無(wú)法控制),可根據(jù)“協(xié)調(diào)法則”,增加柔性,移動(dòng)性和可控性,通過(guò)改進(jìn)雙、多系統(tǒng)間的鏈接來(lái)獲得增強(qiáng)系統(tǒng)的可控性。雙、多系統(tǒng)間的鏈接方法有剛性鏈接和柔性鏈接兩種。剛性鏈接實(shí)例:當(dāng)眾多人在移動(dòng)和安裝沉重的東西時(shí),為了使他們能夠做到同步,將多位安裝工的手設(shè)法用剛性裝置連接起來(lái)柔性鏈接實(shí)例:雙船體具有2個(gè)剛性連接的船體,若改用柔性連接,就能允許調(diào)整2個(gè)船體間的距離,提高了系統(tǒng)的靈活性。2021/12/213176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解132實(shí)例:多路電氣線路板的安裝(實(shí)例3.1.2)多路電氣線路板的安裝用多系統(tǒng)替代單一系統(tǒng),將單一系統(tǒng)的一組導(dǎo)線改編成線束,導(dǎo)線的線束占據(jù)了最小的空間,大大提高系統(tǒng)的可操作性,并可為各個(gè)電氣線路的維修提供了方便。2021/12/213276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解133
3.1.3系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1b:加大系統(tǒng)元素間的特性差異
基于“向較高級(jí)系統(tǒng)躍遷的法則”,通過(guò)加大元素功能特性差異,然后再進(jìn)行組合,以此來(lái)獲得雙級(jí)系統(tǒng)和多級(jí)系統(tǒng)效率的增強(qiáng)。系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1b的路徑:相同元素的組合→改變了特性的不同元素的組合→相反元素的組合。相反元素的組合是系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的終極狀態(tài),它意味著系統(tǒng)的變化由技術(shù)矛盾向物理矛盾的轉(zhuǎn)換,因此,一旦能完成相反元素的組合,正預(yù)示著新一輪的創(chuàng)新產(chǎn)品的誕生。
改變了特性的不同元素的組合實(shí)例:復(fù)印機(jī)→彩色復(fù)印機(jī)→帶掃描、復(fù)印、傳真、打印等多功能復(fù)印機(jī)2021/12/213376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解134系統(tǒng)元素一支單色鉛筆相同元素組合一組單色鉛筆不同元素組合一組雙色鉛筆向反元素組合橡皮與鉛筆的組合加大鉛筆功能特性差異的進(jìn)化路徑2021/12/213476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解135實(shí)例:擴(kuò)大熱處理爐的使用功能(實(shí)例3.1.3)車間內(nèi)設(shè)置了數(shù)臺(tái)形式完全相同的熱處理爐,給各臺(tái)爐子以相同方法預(yù)設(shè)加熱,可獲得經(jīng)熱處理后的同一種產(chǎn)品;如果給每臺(tái)爐子首先以預(yù)設(shè)不同的加熱方法,組合后可以獲得熱處理后的多種不同產(chǎn)品;如果將其中的爐子由熱處理改變?yōu)槔鋮s爐,則組合后可以獲得完全不同的新產(chǎn)品。2021/12/213576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解136實(shí)例:常開和常閉觸點(diǎn)并存的繼電器
(實(shí)例3.1.3)由相同的常開觸點(diǎn)S01元件(相同的元素)組合的多系統(tǒng)向具有常開觸點(diǎn)S01元件和常閉觸點(diǎn)S02元件(元素和反元素)組合的多系統(tǒng)轉(zhuǎn)換,用以提高系統(tǒng)的可操作性和靈活性。2021/12/213676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解137
3.1.4簡(jiǎn)化雙或多級(jí)系統(tǒng)
對(duì)雙、多系統(tǒng)進(jìn)行收縮簡(jiǎn)化,反映了對(duì)系統(tǒng)實(shí)施向“增加理想度法則”進(jìn)化。雙、多系統(tǒng)進(jìn)行收縮的路徑:首先是減少輔助的子系統(tǒng)和系統(tǒng)元件,進(jìn)而尋求最終完全地簡(jiǎn)化,形成在新的水平上的一個(gè)單一系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)雙、多系統(tǒng)的收縮,將許多系統(tǒng)的功能集為一體,既簡(jiǎn)化了系統(tǒng)又使系統(tǒng)功能獲得加強(qiáng)。實(shí)例:只有一桿槍柄的雙管獵槍實(shí)例:消防員穿的保護(hù)服集降溫系統(tǒng)和提供呼吸系統(tǒng)與一體,單冷物質(zhì)(氧)完成2種功能:液態(tài)氧先作為降溫系統(tǒng),待蒸發(fā)成氣態(tài)后,可作為呼吸系統(tǒng),沉重的呼吸設(shè)備則可以不再需要,大大減輕了消防員的攜帶重量實(shí)例:瑞士多功能刀在一個(gè)共用的外殼內(nèi)裝上數(shù)種工具,組成多用刀具。功能增加了,體積縮小了。2021/12/213776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解138實(shí)例:瑞士多功能刀(實(shí)例3.1.1)在一個(gè)共用的外殼內(nèi)裝上數(shù)種工具,組成多用刀具。功能增加了,體積縮小了實(shí)現(xiàn)了多功能。一種刀具多種刀具S1FS0S1S2…SnF1~nS0刀具外殼2021/12/213876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1393.1.5系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1c:使系統(tǒng)的部分與整體具有相反的特性
分解系統(tǒng)整體與部分間的矛盾特性,使系統(tǒng)在2個(gè)水平上獲得應(yīng)用:整體系統(tǒng)具有特性A的同時(shí),各部分系統(tǒng)則具有相反的特性-A,以此來(lái)加強(qiáng)雙、多系統(tǒng)的功能性。實(shí)例:自行車鏈條具有柔性,但組成鏈條的零件則是剛性的。實(shí)例:能伸縮的魚竿為了方便攜帶,魚竿在不用時(shí),必須很短;但在使用時(shí)必須很長(zhǎng)(即單根要短,整體要長(zhǎng))。采用一組可伸縮的、套疊式的管狀元件制作,就可以滿足不同時(shí)期的要求。2021/12/213976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1403.2.向微觀級(jí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換將系統(tǒng)中的物質(zhì)用能在原子、分子、粒子等各種場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)功能的物質(zhì)來(lái)替代,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)從宏觀向微觀系統(tǒng)的進(jìn)化。技術(shù)系統(tǒng)在其進(jìn)化的任何階段,向微觀級(jí)的躍遷均可以提高其效率。實(shí)例:A.C.#275751用不同熱膨脹系數(shù)材料制成定子和轉(zhuǎn)子的可控泵,可以通過(guò)溫度變化做到準(zhǔn)確控制代替了傳統(tǒng)笨重低效機(jī)械裝置實(shí)例:A.C.#339397鋸條的前沿兩邊,使用磁性高密度材料制成,運(yùn)用可調(diào)節(jié)的電磁場(chǎng)振動(dòng)鋸條,以此可以大幅度提高切斷圓木的效率。實(shí)例:在玻璃生產(chǎn)線中,傳遞玻璃板的滾輪,改用被熔化的錫液所替代,確保傳遞中的玻璃板的平整度。2021/12/214076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解141實(shí)例:計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和聲樂工業(yè)的發(fā)展計(jì)算機(jī)是發(fā)展:從真空管到單個(gè)晶體管,到原始合成電路,再到大規(guī)模集成電路,如今已發(fā)展到第9代芯片,整個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了徹底的變化;打印機(jī)的發(fā)展:從9點(diǎn)矩陣到24點(diǎn)矩陣的針式打印,到100點(diǎn)/英寸(dpi)的噴墨打印,再到1200點(diǎn)/英寸(dpi)的激光打印,以致高精度的商用打印機(jī);聲樂工業(yè)的發(fā)展:開槽的蠟留聲機(jī)被有更細(xì)開槽的密紋唱機(jī)(LP)替代,后來(lái)又被光學(xué)記號(hào)的光盤(CD)替代,如今又被有數(shù)字傳輸?shù)腗P3替代,聲音的清晰度與開槽尺寸已經(jīng)毫無(wú)關(guān)系了。2021/12/214176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解142實(shí)例:微型電磁閥(實(shí)例3.2.1)當(dāng)電流通過(guò)微型電磁閥的繞組時(shí),在電磁場(chǎng)的作用下,閥片被提升打開;當(dāng)切斷電流時(shí),在彈簧力的作用下,使閥片下落關(guān)閉。這種類型的微電磁閥價(jià)格昂貴,特別是極小型繞組,制造困難,導(dǎo)致使用時(shí)易出故障,不太可靠。用形狀記憶合金制作的板代替電磁鐵繞組,并將記憶合金板固定在閥片上,當(dāng)電流通過(guò)時(shí),在溫度場(chǎng)的作用下,合金板被伸長(zhǎng),閥片被打開;當(dāng)切斷電流時(shí),溫度降低導(dǎo)致合金板被收縮,帶動(dòng)閥片被關(guān)閉返回原處。2021/12/214276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解143第四級(jí)測(cè)量與檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)解4.1利用間接的方法4.2構(gòu)建基本完整的和復(fù)合的測(cè)量物場(chǎng)模型4.3增強(qiáng)測(cè)量物場(chǎng)模型4.4向鐵磁場(chǎng)測(cè)量模型轉(zhuǎn)換4.5測(cè)量系統(tǒng)的進(jìn)化方向2021/12/214376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解144完整的測(cè)量包括內(nèi)容——測(cè)量的對(duì)象;——被測(cè)值表現(xiàn)出物質(zhì)的特性或狀態(tài);——測(cè)量單位;——選用單位校準(zhǔn)的測(cè)量工具;——測(cè)量方法;——接收測(cè)量結(jié)果的觀察器或記錄器;——最后測(cè)量結(jié)果。2021/12/214476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解145組成分系統(tǒng)4.1的子系統(tǒng)
4.1利用間接的方法4.1.1以系統(tǒng)的變化來(lái)替代檢測(cè)或測(cè)量4.1.2利用被測(cè)對(duì)象的復(fù)制品4.1.3利用2次檢測(cè)來(lái)替代2021/12/214576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1464.1.1以系統(tǒng)的變化來(lái)替代檢測(cè)或測(cè)量
通過(guò)改變系統(tǒng)的方法來(lái)代替檢測(cè)或測(cè)量,使檢測(cè)或測(cè)量不再需要。實(shí)例:用電磁感應(yīng)對(duì)金屬零件進(jìn)行熱處理,在感應(yīng)器和零件間的空間注滿化學(xué)鹽時(shí),由于鹽的熔化溫度就等于進(jìn)行熱處理所需要的溫度,因此,在熱處理過(guò)程中,對(duì)溫度的測(cè)量已不再需要。實(shí)例:加熱系統(tǒng)的自動(dòng)控制加熱系統(tǒng)的自動(dòng)控制是通過(guò)運(yùn)用熱電偶或雙金屬片作為自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)溫度低于給定溫度時(shí),熱電偶是接通的;當(dāng)溫度高于給定溫度時(shí),熱電偶就會(huì)自動(dòng)斷開,系統(tǒng)就可以保持在給定的溫度下。實(shí)例:計(jì)量客戶天然氣用量天然氣過(guò)戶系統(tǒng)要求精確傳遞儀表計(jì)量的氣體,它不是靠測(cè)量天然氣的體積,而是利用節(jié)流孔板限制流動(dòng)的最大動(dòng)壓來(lái)完成測(cè)量的。2021/12/214676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解147實(shí)例:有機(jī)混合物分離過(guò)程的測(cè)量方案有機(jī)化合物有機(jī)物A有機(jī)物B
如果采用電加熱或其它方法,有機(jī)混合物溫度的測(cè)量系統(tǒng)是必不可少的。但是,如果在分餾器外加一個(gè)水套,讓水套內(nèi)的水保持在沸騰狀態(tài),此時(shí),原測(cè)量系統(tǒng)就可以省去。
傳統(tǒng)方法:采用電加熱系統(tǒng),結(jié)合溫度傳感器來(lái)控制有機(jī)化合物的溫度系統(tǒng)要求:為了使分餾器正常的工作,必須保持分餾器內(nèi)有機(jī)溶劑化合物的溫度控制在要求的95℃~100℃范圍內(nèi)2021/12/214776個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解148S3FS2分餾器內(nèi)液體S2FnewFnew-modifiedS1溫控器帶夾套的分餾器內(nèi)沸騰的水恒定的溫度場(chǎng)輸入的溫度場(chǎng)輸出的溫度場(chǎng)2021/12/214876個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1494.1.2利用被測(cè)對(duì)象的復(fù)制品采用測(cè)量被測(cè)對(duì)象的復(fù)制品、圖片或圖像來(lái)替代對(duì)被測(cè)對(duì)象本身的直接測(cè)量。對(duì)難于測(cè)量的物體如軟物體或具有不規(guī)則表面的物體,通常較多使用這種測(cè)量方法。實(shí)例:A.C.#241077測(cè)量殼體的變形在殼體變形前后,分別制作模型,測(cè)量?jī)赡P烷g的差異FS1S’2FS‘12021/12/214976個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解150實(shí)例:測(cè)量正在運(yùn)行的貨車上的圓木對(duì)所運(yùn)圓木拍照后,根據(jù)照片進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算圓木攝像機(jī)FS1S2FS12021/12/215076個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解151實(shí)例:高爐內(nèi)鐵水溫度的測(cè)量
(實(shí)例4.1.2)鐵水的溫度很高,人們不可能靠近來(lái)直接測(cè)量它。為此,利用光學(xué)高溫計(jì),通過(guò)接收器測(cè)量物體在高溫計(jì)透鏡上所形成的圖像亮度,即可得知鐵水的溫度值。S2FS1FS1鐵水光場(chǎng)光學(xué)高溫計(jì)2021/12/215176個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解152
4.1.3利用2級(jí)檢測(cè)來(lái)替代如果遇到無(wú)法用§4.1.1和
§4.1.2標(biāo)準(zhǔn)解法進(jìn)行間接測(cè)量時(shí),采用將其分解為2次連續(xù)的變化的檢測(cè)的方法來(lái)完成對(duì)某物質(zhì)的檢測(cè)。實(shí)例:進(jìn)行加工過(guò)程中使用的量規(guī)為測(cè)量拋光輪子直徑,通常預(yù)先做成量規(guī)(間距為0.01mm的許多圓孔),然后,拋光輪子直徑的測(cè)量問題就變?yōu)樵诹恳?guī)上檢測(cè)能否通過(guò)和不通過(guò)某個(gè)圓孔的問題。2021/12/215276個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解153組成分系統(tǒng)4.2的子系統(tǒng)
4.2構(gòu)建基本完整的和合成的測(cè)量物場(chǎng)模型4.2.1構(gòu)建基本完整的測(cè)量物場(chǎng)模型4.2.2構(gòu)建合成的測(cè)量物場(chǎng)模型4.2.3構(gòu)建與環(huán)境一起的測(cè)量物場(chǎng)模型4.2.4構(gòu)建與環(huán)境附加物一起的測(cè)量物場(chǎng)模型2021/12/215376個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解1544.2.1構(gòu)建基本完整的測(cè)量物場(chǎng)模型檢測(cè)是指檢查某種狀態(tài)發(fā)生或不發(fā)生。測(cè)量則具有定量化及一定精度的特點(diǎn)。測(cè)量物場(chǎng)模型與物場(chǎng)模型的差別在于:一個(gè)基本完整的測(cè)量物場(chǎng)模型必須是在它的輸出端載有被測(cè)對(duì)象信息參數(shù)的輸出場(chǎng)。如果原有的場(chǎng)是無(wú)效的或不充分的,則必須在不影響原系統(tǒng)的情況下改變或引入另一個(gè)增強(qiáng)場(chǎng),該改變的新場(chǎng)或增強(qiáng)場(chǎng)應(yīng)當(dāng)有一個(gè)容易檢測(cè)的參數(shù),該參數(shù)與所需測(cè)量參數(shù)是相關(guān)聯(lián)的。2021/12/215476個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解155S2FnewS1Fnew-modifiedS2S1FFnew1S2S1Fnew2S2F1S1F22021/12/215576個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解156實(shí)例:檢測(cè)塑料制品泄漏程度讓塑料制品充滿空氣并密封,再將它浸入液體池中,根據(jù)液體中的氣泡就可測(cè)量其泄漏的程度。但是視覺上的清晰度不夠,為了使氣泡清晰可見,可以向液體再添加指示泄漏的光源。氣泡顯示塑料制品光場(chǎng)液體S2FnewS1Fnew-modifiedS2S1F2021/12/215676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解157實(shí)例:檢測(cè)液體開始沸騰的瞬間如果利用溫度場(chǎng)來(lái)進(jìn)行測(cè)量顯然是無(wú)效的,因?yàn)橐后w在開始沸騰的瞬間,溫度并不會(huì)發(fā)生變化,不發(fā)生變化的參數(shù)輸出場(chǎng)
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