【正文】 風力發(fā)電 太陽能發(fā)電 ? 2．輻射組合 輻射組合法是指從某種新技術(shù)、新工藝、新的自然效應(yīng)出發(fā)，廣泛地尋求各種可能的應(yīng)用領(lǐng)域，將新的技術(shù)手段與這些 領(lǐng)域內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)相組合 ，可以形成很多新的應(yīng)用技術(shù)，如圖 與超聲波原理相結(jié)合的技術(shù) 發(fā)明成果 應(yīng)用 洗滌 超聲波洗滌器 洗滌精密零件，潔凈度高 探測 超聲波魚探儀 探測深海魚群，提高捕魚量 熔解 超聲波熔解機 可溶合鉛 — 鋁合金 焊接 超聲波焊接機 可焊接輕金屬薄板，變形量小 切割 超聲波切割機 代替?zhèn)鹘y(tǒng)切割方式，振動小，精度高 探傷 超聲波探傷儀 可探測材料內(nèi)部缺陷，不損傷被探測材料 診斷 超聲波診斷儀 可診斷某些疾病，提高診斷的準確性 鉆孔 超聲波鉆孔器 可在牙齒、鉆石等堅硬材料上鉆孔 測量 超聲波測量儀 可用于深海測量，測距深，精度高 檢驗 超聲波檢驗法 可檢測材料的彈性模量，準確性高 燒結(jié) 超聲波燒結(jié)術(shù) 燒結(jié)粉末金屬，時間短，效率高 顯像 超聲波顯像法 顯示顱內(nèi)圖像，幫助診斷病情 霧化 超聲波霧化法 將藥液霧化，噴于患處，提高治愈率 超聲波開發(fā)應(yīng)用一覽表 ? 4． 5． 6 信息組合法 應(yīng)用組合法從事創(chuàng)新活動的關(guān)鍵問題是 合理地選擇 被組合的元素，為了解決這個問題， 提高組合創(chuàng)新的效率 ，有人提出一種非常有效的組合方法 —— 信息組合法。 這種太陽能氣流發(fā)電廠如圖所示，它的結(jié)構(gòu)非常簡單。 例：太陽能發(fā)電站 前些年西班牙要修建新的太陽能發(fā)電站，需要解決的最重要的技術(shù)問題是如何 提高太陽能的利用效率 。 ? 1．聚焦組合 聚焦組合法是指以 待解決的特定問題 為 中心 ，廣泛地尋求與解決問題 有關(guān) 的各種已知 的技術(shù)手段，最終形成 一種 或 多種 解決這一問題的 綜合方案 ，應(yīng)用這種方法的過程中特別重要的問題是尋求技術(shù)手段的廣泛性，要盡量將所有可能與所求解問題有關(guān)的技術(shù)手段包括在考察的范圍內(nèi)。隨著人類實踐活動的發(fā)展，在生產(chǎn)、生活領(lǐng)域里的需求也越來越復(fù)雜，很多需求都遠不是通過一種現(xiàn)有的技術(shù)手段所能夠滿足的，通常需要使用多種不同的技術(shù)手段的組合來實現(xiàn)一種新的復(fù)雜技術(shù)功能。 數(shù)字式電子表 和 電子計算器 的 晶體振蕩器 、 顯示器 和 鍵盤 都可以 共用 ，所以現(xiàn)在生產(chǎn)的很多計算器都具有電子表的功能，很多數(shù)字式電子表也具有計算器的功能。 ? 有些不同的商品具有某些相同的成分，將這些不同的商品加以組合，使其共用這些相同成分，可以使總體結(jié)構(gòu)更簡單，價格更便宜，使用也更方便。 例如人們在使用螺絲刀時因被擰的螺釘頭部形狀、尺寸的不同，常需要同時準備多種不同形狀、尺寸的螺絲刀。 變速箱 —— 倒擋 變 速 器 操 縱 機 構(gòu) 演 示 三擋 四擋 機 械 運 動 的 制 動 與 控 制 ? 4． 5． 4 異類組合 在商品生產(chǎn)領(lǐng)域中進行創(chuàng)新活動的目的是用新的商品滿足用戶的需求，從而獲得最大的商業(yè)利益。但是隨著帶的根數(shù)增加，由于多根帶的帶長不一致，帶與帶之間的載荷分布不均加劇，使多根帶不能充分發(fā)揮作用。 機械傳動中使用的 萬向聯(lián)軸器 可以在兩個不平行的軸之間傳遞運動和動力，但是萬向聯(lián)軸器的瞬時傳動比不恒定，會產(chǎn)生附加動載荷，將兩個同樣的單萬向聯(lián)軸器按一定方式聯(lián)接，組成雙萬向聯(lián)軸器（圖所示），既可實現(xiàn)在兩個不平行軸之間的傳動，又可實現(xiàn)瞬時傳動比恒定。 ? 4． 5． 3 同類組合 將 同一種功能或結(jié)構(gòu) 在一種產(chǎn)品上 重復(fù)組合 ，滿足人們更高的要求，這也是一種常用的創(chuàng)新方法。 通過不同材料的適當組合，人們設(shè)計出滿足各種特殊要求的特種材料。 建筑施工中需要一種 抗拉 、 抗壓 、 抗彎 、 易施工 且 價格便宜 的材料， 鋼筋 、 水泥 和 砂石 的組合很好地滿足了這種要求。 ? 4． 5． 2 材料組合 有些應(yīng)用場合要求材料具有多種特征，而實際上很難找到一種同時具備這些特征的材料，通過某些 特殊工藝 將 多種不同材料加以適當組合 ，可以制造出滿足特殊需要的材料。 現(xiàn)在的 汽車設(shè)計 中人們不斷地為其添加雨刷器、遮陽板、轉(zhuǎn)向燈、打火機、車載電話、收音機、空調(diào)機等附加裝置，使汽車的功能更加完善。為了適應(yīng)人們的這種需要，有人設(shè)計出了 帶有橡皮的鉛筆 ，它的主要功能仍是書寫，由于添加了橡皮使它除書寫之外還具有了一種附加功能。 ? 4． 5． 1 功能組合 有些商品的功能已被用戶普遍接受，通過組合可以為其 增加 一些 新的附加功能 ，適應(yīng)更多用戶的需求?，F(xiàn)在計算機技術(shù)已經(jīng)與人類工作、生活的各個方面發(fā)生著越來越多的聯(lián)系，人類也越來越離不開計算機了。但是人們還設(shè)想不出計算機的其他用途，當時一位計算機 專家曾預(yù)言 如果有 四臺 計算機將能夠 滿足全世界 對計算機的需要。 風險小 計算機最初是為了滿足美國陸軍軍方 計算炮彈彈道 的需要而研制的。這種方法的應(yīng)用有利于群眾性的創(chuàng)造發(fā)明活動的廣泛開展。為實現(xiàn)某些新的功能，將這些成熟的技術(shù)進行重新組合，形成新的功能元素，這樣的創(chuàng)新活動如能滿足某種社會需求，則將是一種 成功率極高的創(chuàng)新方法 。 組合創(chuàng)新方法 是指按照一定的技術(shù)原理，通過將 兩個 或 多個功能元素合并 ，從而形成一種具有新功能的新產(chǎn)品、新工藝、新材料的創(chuàng)新方法。從人類的技術(shù)歷史中可以看出，進入 19世紀 50年代以來突破型的發(fā)明在總發(fā)明數(shù)量中所占的比重在下降，而組合型發(fā)明的比重在增加。例如在 制造銅粉 的工藝中就可以利用鋼的氫脆性，將 廢銅絲 和銅屑 放在 氫氣環(huán)境 中，加熱到 500－ 600 T并保溫數(shù)小時，再放到球磨機中經(jīng)過一段時間的 研磨 ，就可制成質(zhì)量很高的 銅粉 。 金屬材料的 氫脆性 是影響材料性能的缺陷，在使用中會造成很大的危害，在冶煉中應(yīng)盡力避免氫脆性 。 在機械設(shè)計中，為了 減小摩擦 表面間的 摩擦力 ，通常希望將有相互摩擦的表面加工得盡量 光滑 ，但是減小零件表面的粗糙度值會 增大加工費用 。正確地認識事物的屬性與應(yīng)用條件的關(guān)系，善于利用通常被認為是缺點的屬性，有時可以使我們做出創(chuàng)造性的成果。 ? 4．巧用缺點法 我們在認識事物時 ，將事物中通常帶來好結(jié)果的屬性稱為優(yōu)點，將通常帶 來壞結(jié)果的屬性 稱為 缺點 。 ? 在電動機中有定子和轉(zhuǎn)子，在通常的設(shè)計中，都是將 轉(zhuǎn)子安排在中心 ，便于動力輸出，將定子安排在電動機的外部，這樣可以很容易地安排電動機的支承。1927年德國某電影公司在拍攝科幻影片 《 月球少女 》 ，為了獲得戲劇性的效果，導(dǎo)演提出了一個 極具創(chuàng)造性 的方法，他將火箭發(fā)射時的 計時程序 從人們所習慣的從小到大的順計時程序改變?yōu)閺拇蟮叫≈钡搅愕? 倒計時 程序，這種倒計時方法使用簡單、方便，使人們對最后的發(fā)射時間有明確的目標感，容易使人的注意力集中。在適當?shù)臈l件下，這種新方法可能 解決常規(guī)方法不能解決的問題 。這個發(fā)現(xiàn)奠定了 發(fā)電機的基本工作原理 。他在試驗中發(fā)現(xiàn)，當電流被接通時電流表指針有輕微的擺動，當電流被斷開時電流表指針也同樣有輕微的擺動，這一試驗證明磁與電的關(guān)系是動態(tài)的關(guān)系，一個線圈中的感生電流是由另一個線圈中的變化電流感生的。經(jīng)過長達 10年的試驗，法拉第終于在1831年 8月 29日發(fā)現(xiàn)了 變化的磁場 所引起的 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 。 法拉第 認為電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的關(guān)系是辯證的關(guān)系，既然電能夠產(chǎn)生磁，那么磁也應(yīng)能產(chǎn)生電。 通過多組試驗，他證明了 電流的磁效應(yīng) ：通電導(dǎo)線會繞磁極旋轉(zhuǎn)，磁鐵也會繞固定的通電導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)。 1820年 7月 21日，他正在為學(xué)生 演示電學(xué)試驗 ，當接通一根導(dǎo)線時，偶然發(fā)現(xiàn)桌上與導(dǎo)線平行放置的一個 磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn) ，而將 導(dǎo)線兩端對調(diào)后 重新接通電路時，磁針則向 相反 的方向偏轉(zhuǎn)。 電解法 — 元素 化學(xué)法 —— 電 電解法 — 元素—— 電電解法 — 元素—— 電 在 19世紀以前，電和磁一直被人們當作兩種互不相干的現(xiàn)象進行研究。 1807年英國化學(xué)家戴維應(yīng)用 電解法 發(fā)現(xiàn)了金屬元素 鉀和鈉 。 英國物理學(xué)家、化學(xué)家尼科爾森和英國解剖學(xué)家卡萊爾進行了 電解水 的試驗，他們將連接電池兩極的銅線浸入水中，使兩線接近，這時 一根銅線上產(chǎn)生氫氣 ， 另一根銅線被氧化 。 1799年，意大利科學(xué)家伏打?qū)?鋅片 和 鋼片 放在盛有 鹽水 的容器中，發(fā)明了能夠?qū)?化學(xué)能 轉(zhuǎn)變?yōu)?電能 ，并能提供穩(wěn)定電流的“ 伏打電池 “。 ? 2．因果顛倒法 在自然界中，很多自然現(xiàn)象之間是 有聯(lián)系 的，在某個自然過程中，一種自然現(xiàn)象可以是另一種自然現(xiàn)象發(fā)生的原因，而在另一個自然過程中，這種 因果 關(guān)系可能會顛倒 。日本東洋工業(yè)公司購買了這項專利，為了解決活塞和氣缸之間的磨損問題，他們開始時也是采用人們所習慣的方法，盡可能選用較硬的材料制作有關(guān)零部件，但是，氣缸壁材料硬度的提高卻加劇了活塞的磨損。這種內(nèi)燃機具有許多固有的優(yōu)點：因為取消了曲柄滑塊機構(gòu)，易于實現(xiàn)高速化，零件數(shù)量比活塞式內(nèi)燃機減少了 40％，重量下降，體積減小。針對這一缺點，德國人汪克爾發(fā)明了旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機。經(jīng)過試驗，效果良好，這個困擾人們多年的問題就這樣巧妙地解決了。 日本人中田藤三郎運用反向探求法成功地解決了這個問題。 ? 1．反向探求法 圓珠筆發(fā)明以后曾風行一時，但不久就暴露出 筆油泄漏 的毛病，雖幾經(jīng)改進，但這個問題始終沒有得到解決。 ? 新近發(fā)明的 數(shù)字照相機 將影像信息以數(shù)字信號的方式存儲在磁盤上，由于采用數(shù)字方式存儲圖像信息，使得可以應(yīng)用計算機的各種數(shù)字信號處理技術(shù)對影像信息進行存取、處理、變換和傳遞，提高了圖像信息處理的質(zhì)量和圖像信息傳遞的速度，擴大了照相技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?，F(xiàn)在普遍采用的光纜通信方式以 激光束 作為信號載體，以 光導(dǎo)纖維 （玻璃纖維）作為傳播媒介，克服了電纜信號傳輸?shù)娜秉c，極大地提高了信息的傳遞能力。他冷靜地思考失敗的原因，并通過查閱大量專利文獻發(fā)現(xiàn)以前所有關(guān)于復(fù)印機的研究都只是試圖通過 化學(xué)方法 實現(xiàn)復(fù)印，于是他改變研究方向，探索用物理效應(yīng) 實現(xiàn)復(fù)印功能，最后應(yīng)用 光電效應(yīng) 發(fā)明了現(xiàn)在廣泛使用的 靜電復(fù)印機。 石英電子表 采用石英晶體元件做為新的時間基準元件大幅度地提高了計時精度，同時簡化了計時器的設(shè)計和結(jié)構(gòu)。由于這一系統(tǒng)的頻率受到 溫度 、 重力 、 潤滑 條件等眾多因素的影響，因此，很難通過這一系統(tǒng)以廉價的方法獲得長時間穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的時間基準。 ? 2．變理法 設(shè)計的目的是為了實現(xiàn)某種功能，而很多不同的作用原理可以實現(xiàn)相同或相似的功能，當采用某種作用原理得不到預(yù)期的效果時，可以 探索其他的作用原理 是否可行。主要用于基礎(chǔ)層及次基礎(chǔ)層的壓實作業(yè)，是中等級公路、城市道路、停車場、工業(yè)建筑及民用建筑工地理想的壓實設(shè)備。圖 b所示方案將機身的振蕩方向改在 水平 方向，既減小了振蕩對駕駛員的影響，又增強了碾壓效果，使用證明效果良好。 普通水閘通常沿垂直方向開啟和關(guān)閉 ，而英國泰晤士河防潮閘則設(shè)計為如圖所示的結(jié)構(gòu)，閘門的開啟和關(guān)閉的操作是以 旋轉(zhuǎn)運動 實現(xiàn)的，水對閘的作用力合力通過旋轉(zhuǎn)軸心，高潮位時下游的海水對水閘的作用不會影響水閘的阻水功能。 意識到這一點， 在問題求解的過程中通過變換求解因素，常可獲得意外的結(jié)果。在實踐過程中，人們會發(fā)現(xiàn)某些 計劃 、方法 在實踐中 行不通 ，這時應(yīng)根據(jù)實踐過程提供的信息， 及時修正計劃、修改方法，繼續(xù)有效地探索。 4． 4 轉(zhuǎn)向創(chuàng)新法 ? 變換方向法 創(chuàng)新活動是探索性的實踐活動， 現(xiàn)代的創(chuàng)新活動通常是有計劃、有目的的實踐活動。鄧祿普將兩種不同性質(zhì)的事物從不同的方面進行聯(lián)想，這就是典型的“同質(zhì)異化”。為減少硬質(zhì)車輪的振動，一開始人們在車輪上 直接裹上橡膠 ，這樣無論橡膠太軟還是太硬，坐在車上都會感到不舒服?！? 變熟悉為陌生有助于打破用常規(guī)方式解決問題的做法，通過直接類比、擬人類比、象征類比等機制，使人的理解思維躍人意識范圍，形成潛意識思維，從而以全新的觀點、全新的方式思考問題，最終獲得新穎、獨特、具有質(zhì)變的創(chuàng)造性設(shè)想。戈登這樣談到：“為了變熟悉為陌生，必須改變、逆轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)換通常那種給人們可靠的、熟悉的感覺觀察問題和回答問題的方式。 ? 2）同質(zhì)異化 同質(zhì)異化就是 變熟悉為陌生 的過程，它是通過新的見解找出自己非常熟悉的事物中的異質(zhì)觀點。早餐上松軟可 口 的面包喚起了他的靈感，將面粉發(fā)酵的原理用于生產(chǎn)橡膠制品的工藝中，研制出了適宜 橡膠的發(fā)酵劑 ，取得了發(fā)明 海綿橡膠 的成功。