机械创新设计-4-功能原理创新设计2-发明解决理论

4.6 发明问题解决理论(TRIZ）
如何产生的？ 如何产生的？ 基本原理是什么？ 基本原理是什么？ 基本方法如何？ 基本方法如何？ 怎样分类？ 怎样分类？
技术冲突的40 40条发明原理 40
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机械创新设计
4.6 发明问题解决理论(TRIZ）
如何产生的？ 如何产生的？
前苏联学者 阿利特舒列尔（G.S.Altshuler）及其领导 的一批研究人员，从1946年开始，花费1500人•年，在分析 研究世界各国250万件专利的基础上，提出了“ 发明问
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原理18：振动—
使物体处于振动状态——增加振动频率——共振 电磁振动或压电振动替代机械振动 ——刀具振动——切削工艺—— 电动剃须刀、电动雕刻刀、振动式电动剪刀 振动上料机——均匀定向上料（移动物体） 筛子筛物料——
电子表——石英振荡器——更准确
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发明问题解决理论
机械创新设计
怎样分类？ 怎样分类？ “发明问题解决理论”将工程 中的冲突分为两类，一类称为技术 冲突，另一类称为物理冲突。 技术冲突指在一个子系统中引 入有用功能的同时会在另一个子系 统中引入有害功能。 物理冲突指对同一个子系统提 出相反的要求。
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发明问题解决理论
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第四章 功能原理创新设计
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第四章 功能原理创新设计
4.1 功能原理设计的意义 4.2 工艺功能设计方法 4.3 综合技术功能设计方法 4.4 功能组合方法 4.5 设计目录方法 4.6 发明问题解决理论(TRIZ） 4.7 公理化设计方法
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原理19：周期性作用—周而复始
用周期性动作代替连续动作；已有的改变动作频率 过盈装配——压入法——周期性敲击法 内燃机——活塞等周期性工作 自动装配线上——传送带（链） ——周期性装配操作
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原理20：有效作用连续性—提高效率
系统连续性工作——所有部件满负荷—— —消除动作过程中的间隙——连续旋转代替往复直线 运动 计算机打印机——打印头连续往复打印 内燃机——爆发行程——做功——飞轮储能—输 出——保证内燃机持续运动 卡尔逊复印机——平板上—布静电+曝光+显影+定影 —— — 现代复印机——多个工作头围绕硒鼓——复印可以 循环进行
序 号
名称 可靠性 测试精度 制造精度 物体外部有害因素作用的敏感性 物体产生的有害因素 可制造性 可操作性 可维修性 适应性或多用性 装置的复杂性 监控与测试的困难程度 自动化程度 生产率
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
题解决理论”。该理论一直对其他国家保密，直到前苏
联解体后，随着一批原苏联科学家移居国外，将该理论 介绍给其他国家，对全世界的创新设计领域产生重要影 响。
CIA 中央情报局
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PK
克格勃
发明问题解决理论
机械创新设计
基本原理是什么？ 基本原理是什么？ “发明问题解决理论”认为技 术系统是不断进化的，进化的动力 是
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变有害为有益、 反馈 中介物 自服务 复制 低成本、不耐用的物体 代替昂贵、耐用的物体 机械系统的替代 启动与液压结构 柔性壳体或薄膜
未达到或超过 维数变化 振动 周期性作用 有效作用的连续性
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原理1：分割——断开——独立
把一个整体或有联系的事物强行分开 将一个物体分割成几个独立的部分
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原理11：预补偿—事先防范—提高可靠性
过载保护系统—— 熔断器 安全离合器
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原理12：等势性—减少能量消耗
车辆在平路上行走—— 零件在流水线中移位时尽量在一个平面上 鹤式起重机——吊装物体时做水平直线移动
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原理13：反向—逆向思维
通用工程参数名称 ——七类
序 号
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为表示技术冲突,该理论总结了常用的39 39个工程参数： 39
名称 运动物体的重量 静止物体的重量 运动物体的长度 静止物体的长度 运动物体的面积 静止物体的面积 运动物体的体积 静止物体的体积 速度 力 应力或压力 形状
序 号
名称 强度 运动物体作用时间 静止物体作用时间 温度 光照度 运动物体的能量 静止物体的能量 功率 能量损失 物质损失 信息损失 时间损失 物质或事物的数量
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原理23：反馈——纠正 补偿
反馈系统——有效纠正偏差——保证系统工作正常 自行车前轮转向——把延长线在轮子与地面接触点前面 ——向心力形成回位力矩
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原理24：中介物——传递 减缓
带（链条）——机械传动的中介物——长距离传动 复印机布墨粉——玻璃球静电吸墨粉 ——硒鼓强静电再吸布墨粉到硒鼓上——形成墨粉图像
采用与通常动作方向相反的动作，达到相同的目的—— ——配对齿轮的材料不同——一软一硬 模具硬材料—凸模——软材料—凹模 结果——软材料塑性对磨损补偿，延长模具寿命 使原来静止的物体运动，原来运动的静止，保持两个物体 间原有的相对运动关系
车床——刀具固定——工件运动
改变——工件固定——刀具运动——镗床或铣床
多种功能集于一身 多用工具——
多功能手机—— 电话功能+短信+收音机+mp4+照相+GPS导航+蓝牙+ 上网 ——————
一机多用 15:05:16
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原理7：套装——减小占用空间
将某个物体放入另一个物体的空降内 地铁车门——嵌入式 建筑、装修布线——墙内 地暖——地板下 将第一个物体嵌入第二个物体内，将第二个物体嵌入第三 个物体内—— 多层伸缩式天线—— 伸缩式钓鱼竿—— 多层油缸——
序号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 预补偿 等势性 反向 曲面化 动态化
名称
序号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 紧急行动
名称
序号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
名称 多孔材料 改变颜色 同质性 抛弃与修复 参数变化 状态变化 热膨胀 加速强氧化 惰性环境 复合材料
27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
15:05:16 13 结构的稳定性
发明问题解决理论
发明原理
序号
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并总结了常用来解决技术冲突的40 40条发明原理： 40
名称 分割 分离 局部质量 不对称 合并 多用性 套装 质量补偿 预加反作用 预操作
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原理14：曲面化—圆弧与旋转
用曲线代替直线，用曲面代替平面，用球代替立方体—— ——倒角、圆角——减少应力集中 ——拱形梁——提高强度 ——等强度梁——特殊母线形状使圆轴各截面弯矩相等 用回转运动取代直线运动 机械设计——旋转运动 更简单 旋转运动产生的离心力 离心力——特殊作用 特殊作用—— 特殊作用 洗衣机甩干
机器安装底座上的减震垫——减少振动对环境的影响 大型风机——减震问题
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原理25：自服务——自我保护意识
自润滑轴承——自身材料孔隙含润滑剂——随温度应力变化渗
出润滑——省略了特别的润滑措施.
SF-1 通用型钢基无给油自润滑轴承 无油润滑或少油润滑，可在使用时不保养或少保养；2 耐 通用型钢基无给油自润滑轴承1 无油润滑或少油润滑，可在使用时不保养或少保养； 磨性能好，摩擦系数小，使用寿命长； 有适量的弹塑性，能将应力分布在较宽的接触面上,提 磨性能好，摩擦系数小，使用寿命长；3 有适量的弹塑性，能将应力分布在较宽的接触面上 提 高轴承的承载能力； 静动摩擦系数相近，从而保证机械的工作精度； 能使机械减少振动， 高轴承的承载能力；4 静动摩擦系数相近，从而保证机械的工作精度；5 能使机械减少振动， 降低噪音，防止污染，改善劳动条件；6 在运转过程中能形成转移膜,起到保护对磨轴的作用； 降低噪音，防止污染，改善劳动条件； 在运转过程中能形成转移膜 起到保护对磨轴的作用； 起到保护对磨轴的作用 7 对于磨轴的硬度要求低，从而降低了相关零件的加工难度；8 薄壁结构，质量轻，可减小机 对于磨轴的硬度要求低，从而降低了相关零件的加工难度； 薄壁结构，质量轻， 械体积； 钢背面可电镀多种金属,，可在腐蚀介质中使用； 械体积；9 钢背面可电镀多种金属 ，可在腐蚀介质中使用；目前已广泛应用于各种机械的滑动 部位。 部位。
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原理8：质量补偿—减小质量负载
使一个向上的力与向下的重力相平衡 氢气球悬挂广告牌——嵌入式 电梯、立体车库——滑轮—起重负载配重
精密滑动导轨——机械卸载导轨 ——滚子分担导轨负载—导轨导向
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原理8：质量补偿—减小质量负载
通过物体与环境的作用为物体提供向上的作用力，以平衡 重力作用——— 船——水的浮力——
搓丝——滚丝
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原理21：紧急行动—减少有害作用时间
以最快速度完成有害操作——
激光焊接法——加温时间短，影响范围小
——减少焊接变形 热处理——高频或中频电流——加热零件表面
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原理22：变有害为有益
机器报废——零件方便拆卸—— 垃圾分离设备——回收有用物质 高压容器灌口密封结构——外侧消弱——内侧加强