【正文】 例 】 ：此拋棄式馬桶刷，刷頭已經(jīng)含有清潔劑，在刷完馬桶后，藍(lán)色的清潔劑將會(huì)用完，進(jìn)而顏色變淡接近白色，此時(shí)只要將把手上的推鈕往前推，即可將刷頭丟棄，換一個(gè)新的刷頭 原則 (Cheap shortliving objects) 103 原則 _28. 機(jī)械 系統(tǒng) 替代 (Mechanics substitution) ? 原理說明：以物理場取代機(jī)械式的交互作用。 ? 原理活用： ? 首先，注意使用物理場取代機(jī)械交互作用、機(jī)械裝置、機(jī)構(gòu)或機(jī) 械系 統(tǒng)。例如，使用視覺或味覺取代機(jī) 械系 統(tǒng)。 104 原則 (Mechanics substitution) ? 例：為了增加金屬和其涂裝的熱塑型材料的結(jié)合力，其方式是在金屬施予一個(gè)電磁場 ? 以視覺、聽覺、嗅覺系統(tǒng)取代 機(jī) 械系 統(tǒng) ? 紅外線感應(yīng)式垃圾桶 ? 在天然氣中加氣味難聞的混合物，警告用戶發(fā)生了泄漏，而不采用機(jī)械或電氣類的傳感器 ? 以電場、磁場、電磁場使物體互相影響 ? 使用感應(yīng)鑰匙代替?zhèn)鹘y(tǒng)鑰匙 ? 腰酸背痛、骨刺、脊椎側(cè)彎等問題 反地心引力倒掛 器 ? 磁懸浮壓縮機(jī) 105 原則 (Pneumatics and hydraulics) ? 原理說明：使用氣體或液壓取代系統(tǒng)的元件或功能。 ? 系統(tǒng)中氣體或液體的特性有許多用途。 ? 原理活用： ? 利用系統(tǒng)可壓縮或不可壓縮的性質(zhì)，改進(jìn)系統(tǒng)。 ? 是否可用氣動(dòng)或液壓元件，取代經(jīng)常出問題的元件？ ? 是否可經(jīng)由場的使用產(chǎn)生更好的生產(chǎn)結(jié)果？ ? 可壓縮性、流動(dòng)、紊流、能量吸收的性質(zhì)，在系統(tǒng)中是否有模擬的元件？ 107 原則 (Pneumatics and hydraulics) ? 例：使用氣泡封套或類似泡沫的材料運(yùn)送易碎產(chǎn)品。 ? 充滿凝膠體的鞋底填充物，使鞋穿起來更舒服。 ? 運(yùn)送搬家紙箱的氣泡墊 ? 汽車安全汽囊、氣床、 氣墊 108 原則 (Flexible shells and thin films) ? 原理說明：使用薄膜或彈性可撓式薄膜取代傳統(tǒng)元件。 ? 原理活用： ? 評(píng)估系統(tǒng)內(nèi)的傳統(tǒng)元件，以何種形式的薄膜可以改進(jìn)制程、降低成本或增加可靠度。例如，有厚管壁的渠道可承受高壓，但使用較薄材料卷成管子形狀的渠道較輕，亦可執(zhí)行同樣的功能。由于聚乙烯薄膜的透氣性比水蒸氣好，可以促進(jìn)植物的生長。 ? 隱形眼鏡 ? 以軟性的薄膜將物體和外界環(huán)境隔離 ? 防止灰塵的戶外燈罩。 110 原則 (Porous materials) ? 原理說明：改變氣體、液體、固體的狀態(tài)，使其變得有孔隙。這些孔隙里沒有任何東西或填滿固體、液體、氣體，以此提供一種或多種的功能。 ? 評(píng)估孔隙如何增加功能性。 ? 這原理不單指 機(jī) 械系 統(tǒng) ，甚至包含任何孔隙性的資源、物質(zhì)、空間、時(shí)間、信息、場、機(jī)能等。 111 原則 (Porous materials) ? 例：為了實(shí)現(xiàn)更好的冷卻效果，機(jī)器上的一些零件內(nèi)充滿一種已經(jīng)浸透冷卻液的多孔材料。 ? 使物體多孔化或使用附加多孔元件的物體 (嵌入件、蓋等 ) ? 在結(jié)構(gòu)物里鉆孔減輕重量。 ? 假如物體有許多孔，則預(yù)先填充有用的物質(zhì) ? 使用多孔滲水性的金屬網(wǎng)通過毛細(xì)作用帶走接頭處的焊料 ? 在海綿體中存貯氫氣 (汽車中的氫氣燃?xì)夤薇却尜A氫氣更安全 ) 112 原則 (Color change) ?原理說明：改變物體或系統(tǒng)的顏色，以增加系統(tǒng)的價(jià)值或偵測問題。 ?改變顏色如何增進(jìn)偵測、改良量測或辨識(shí)位置？ ?可能發(fā)別什么問題？ ?狀態(tài)如何改變，可以被顯示出來？ ?何種潛在能力能被視覺 /外表控制？ ?什么問題會(huì)被遮蔽？ 113 原則 (Color change) ? 例：使用透明繃帶，不須將包扎除去就能檢查傷口。 ? 貼在水族箱外的變色溫度計(jì)。 ? 改變一個(gè)物體或它周圍事物的透明程度或其可視性 ? 熱水瓶透明水位 。 ? 研究水流試驗(yàn)中，給水加入顏料。 114 【 圖例 】 ：此鍋?zhàn)永貌煌牧蠈?duì)于溫度產(chǎn)生顏色變化的特性設(shè)計(jì)，當(dāng)鍋?zhàn)拥竭_(dá)最適合料理的溫度時(shí)，紅色圓點(diǎn)上面的圖案就會(huì)消失，讓使用者可以清楚了解何時(shí)鍋?zhàn)拥竭_(dá)最適合烹煮的熱度 原則 (Color change) 115 原則 (Homogeneity) ? 原理說明：假如兩者或兩者以上的物體或物質(zhì)彼此交互作用，他們應(yīng)由相同的材料、原料或信息所構(gòu)成。 ? 邊緣化的一致性，意指一種或多種物質(zhì)間的一致性，也就是說兩種物質(zhì)的材料必需足以接近而不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的損害。 ? 產(chǎn)生交互作用的物體，應(yīng)使用同一種材料 (或有相同性質(zhì)的材料 ) ? 使用與容納物相同的材料來制造容器，以減少發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的機(jī)會(huì)。 ? 使用可食用的杯子來裝冰淇淋。拋棄原理是從系統(tǒng)中移除某些東西，再生原理是從系統(tǒng)中回復(fù)某些東西，提供再度使用。一旦完成某種機(jī)能，立刻從系統(tǒng)中將它移除，或立刻將它回復(fù)以供再度使用。膠囊不需要再崩解，可以直接溶解而后吸收。 ? 可利用多種策略，改變物體或系統(tǒng)的性質(zhì)。溫度的改變對(duì)系統(tǒng)特性的影響，產(chǎn)生狀態(tài)或性質(zhì)的改變。 ? 想想，什么是所需要的。 121 原則 (Transformation of physical and chemical states) ? 例：利用記憶金屬在某種溫度的變化下，產(chǎn)生或移除力的作用 ? 改變物體各種狀態(tài)、密度、厚度、彈性、溫度 ? 粉狀奶粉 ? 將氧氣、氮?dú)饣蚴蜌鈴臍鈶B(tài)轉(zhuǎn)換成液態(tài)，以減少體積 ? 改變厚度 ? 液體肥皂是厚縮的，而且從使用的角度來看比固體肥皂更有粘性，更容易分配合適的用量，當(dāng)多人使用時(shí)也更加衛(wèi)生。 ? 通過升高溫度來加工食物 (改變食物的味道、香味、組織、化學(xué)性質(zhì)等 ) ? 降低醫(yī)學(xué)標(biāo)本的溫度來保存它們，以用于今后的研究。 ? 原理活用： ? 典型的相變化包括： ?氣體變液體或液體變氣體。 ?氣體變固體或固體變氣體。 124 原則 (Phase transition) ? 例：為了控制強(qiáng)化導(dǎo)管的膨脹，將其充滿水并冷到冰點(diǎn) ? 在物質(zhì)的相的轉(zhuǎn)變過程中實(shí)現(xiàn)一個(gè)有效的效應(yīng)。 ? 阻水防洪的沙包，加水三分鐘，由 430克變成 20公斤的沙袋，輕便、易存貯、好搬運(yùn)。 ? 原理活用： ? 這原理更廣泛的應(yīng)用形式，是轉(zhuǎn)變某種形式的能量成為另一種形式的能量，以產(chǎn)生某種特定的結(jié)果。如果會(huì)受熱影響，如何應(yīng)用受熱后產(chǎn)生的變化，提供想要達(dá)成的機(jī)能。尋找用熱使材料膨脹或收縮的方法。 126 ? 例：將雙金屬板和溫室屋頂窗戶連接以控制其開閉。 ? 運(yùn)用熱使材料膨脹或收縮 ? 冷卻內(nèi)組件使之收縮，加熱外組件使之膨脹，裝配完成后恢復(fù)到常溫，內(nèi)、外件就實(shí)現(xiàn)了緊配合裝配。 原則 (Thermal expansion) 127 原則 (Strong oxidants) ? 原理說明：利用氧化提高作用或功能的效能。 ? 評(píng)估目前氧含量，探索每一個(gè)轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的效應(yīng)。這樣一步步轉(zhuǎn)變，直到完成最佳氧化。 ? 在非物理系統(tǒng)中，「氧化劑」可以是任何加入的元件，以產(chǎn)生整個(gè)程序的加速或活化。 ? 以純氧取代壓縮空氣 ? 用高壓氧氣處理傷口，既殺死細(xì)菌，又幫助傷口愈合 ? 使空氣或氧氣暴露至電離輻射 (進(jìn)行離子化 ) ? 使用氧離子 ? 空氣濾凈器通過電離空氣來捕獲污染物 ? 使用臭氧 ? 車用臭氧機(jī)：臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，能分解空氣中有機(jī)物、化學(xué)物質(zhì)，有殺菌、除臭之功用，且不留殘?jiān)斐啥挝廴尽? ? 原理活用： ? 為了使用這個(gè)原理，必須先了解系統(tǒng)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)－哪些會(huì)對(duì)達(dá)成機(jī)能造成阻礙？決定何者必須被保護(hù)，接著為那個(gè)參數(shù)創(chuàng)造一個(gè)鈍性的氛圍或環(huán)境、 ? 考慮環(huán)境或氛圍可能的形式：真空、氣體、液體或固體，固態(tài)的鈍性環(huán)境可能包含中性化的鍍膜、顆?；蛟?。 130 ? 例：恒溫隔熱漆，由無數(shù)真空小氣囊之高分子聚合物所組成，具有質(zhì)地輕、隔熱性佳的特性，用于隔熱、隔音、防水的保護(hù)層。 原則 (Inert atmosphere) 131 原則 (Composite materials) ? 原理說明：改變均勻的材料結(jié)構(gòu)成為復(fù)合結(jié)構(gòu)。在這原理之中，「復(fù)合」這個(gè)專業(yè)術(shù)語可能意指高科技材，同時(shí)也指狀況。假如目前材料或狀況是均質(zhì)的，當(dāng)使用這相同 (不同 )的動(dòng)作、物體或特征時(shí)，考慮使它成為多層的效應(yīng)，加入纖維或不同類型的人。 132 ? 例：軍機(jī)機(jī)翼為了高強(qiáng)度和低重量以塑料與碳纖維的合成材料制造。 原則 (Composite materials) 133 第四節(jié) 技術(shù)矛盾 矛盾的種類 134 ? 矛盾的種類 ? 技術(shù)矛盾 ?39項(xiàng)工程參數(shù) ?40 個(gè)發(fā)明原則定義與范例 ? 物理矛盾 ? 矛盾理論 : 轉(zhuǎn)換 技術(shù)矛盾 135 ? 根據(jù)市場的潛在需求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)改變某個(gè)零件的設(shè)計(jì)，既提高產(chǎn)品某方面的性能時(shí)，可能會(huì)影響到與這些被改進(jìn)零組件相關(guān)聯(lián)的零件，結(jié)果可能使產(chǎn)品或系統(tǒng)的另一些方面的性能受到影響。 ? 為了加快重型運(yùn)輸機(jī)裝卸貨物的 速度 ，飛機(jī)上需要有移動(dòng)式起重機(jī)，但起重機(jī)本身具有一定的 重 量 ，增加了飛機(jī)的額外負(fù)載。 Error Altshuller 歸納的 39 參數(shù) 138 1移動(dòng)物體的重量 14強(qiáng)度 27可靠度 2靜止物體的重量 15移動(dòng)物體的持久持 28量測的準(zhǔn)度 3移動(dòng)物體的長度 16非移動(dòng)物體的持久性 29制造的準(zhǔn)度 4靜止物體的長度 17溫度 30作用于物體的有害因子 5移動(dòng)物體的面積 18亮度 31有害的副作用 6靜止物體的面積 19移動(dòng)物體耗用的能源 32制造性 7移動(dòng)物體的體積 20非移動(dòng)物體耗用的能源 33使用的便利性 8靜止物體的體積 21功率 34修復(fù)性 9速度 22能源的浪費(fèi) 35適應(yīng)性 10力 (Force) 23物質(zhì)的浪費(fèi) 36設(shè)備的復(fù)雜度 11張力、壓力 24信息的流失 37控制的復(fù)雜度 12形狀 (Shape) 25時(shí)間的浪費(fèi) 38自動(dòng)化的程度 13物體的穩(wěn)定性 26物質(zhì)的總量 39產(chǎn)能 矛盾矩陣 (Contradiction Matrix) 139 ? 所有可能的矛盾以一個(gè) 39 39的表來描述。 建議的解決路徑： 28：以非機(jī) 械 系 統(tǒng)取代 機(jī)械 系 統(tǒng) 。 18： 機(jī)械震動(dòng)。 140 矛盾矩陣 (Contradiction Matrix) 如果需要改善和惡化的工程參數(shù)屬于同一個(gè)參數(shù)，矛盾矩陣失效！ 141 第五節(jié) 物理矛盾 物理矛盾 (Physical Contradiction, PC) 142 ? 參數(shù) C 必須最大化 ? 參數(shù) C 也必須最小化 ? 一個(gè)創(chuàng)新的解決辦法同時(shí)克服矛盾，達(dá)到兩者最佳。這種矛盾相對(duì)于技術(shù)矛盾而言，是一種更為尖銳的矛盾，我們稱為 物理矛盾 。但在被偵察的地區(qū)上空又應(yīng)飛行得很慢，以便多收集數(shù)據(jù)。 3. 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)罩既應(yīng)該加大直徑，以便吸入更多的空氣，但又應(yīng)該減小直徑，以增加該罩與地面的距離。 5. 學(xué)習(xí)某種理論要徹底，但最好不花時(shí)間。 144 解決物理矛盾 解決物理矛盾的演算過程： 解決具體問題的方法 使用：分離 原則 確認(rèn)兩極化的問題： D與D 特定問題 145 技術(shù)矛盾轉(zhuǎn)物理矛盾 146 將一個(gè)技術(shù)矛盾轉(zhuǎn)換為 一個(gè)物理矛盾 ： 電燈 技術(shù)矛盾轉(zhuǎn)物理矛盾 147 ? 技術(shù)矛盾： ? 加熱可以提高產(chǎn)能 (A)，但是會(huì)降低電解液的穩(wěn)性－浪費(fèi)材料 (B)。 A B 控制參數(shù) (C) 練習(xí) 148 ? 當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)便攜式咖啡壺時(shí)，就會(huì)面臨這樣的矛盾 ? 我們希望咖啡在咖啡壺里時(shí)盡可能熱，以便能保溫較長時(shí)間 。 ? 咖啡溫度既要熱，又要冷，于是物理矛盾出