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机械创新设计第三章 常用创新设计的基本原理


第一节 综合创新原理
1) 综合能发掘已有事物的潜力,并且在综合过程中产生新的价值。 2)综合不是将研究对象的各个要素进行简单的叠加或组合,而是 通过创造性的综合使综合体的性能产生质的飞跃。 3)综合创新比起开发创新在技术上更具有可行性,是一种实用的 创新思路。
第二节 分离创新原理
图3-3 分离创新原理的模式
第四节 逆向创新原理
1.功能性逆向创新 2. 结构性逆向创新 3.因果关系逆向创新
第五节 还原创新原理
例3-5 食品保鲜研究。 例3-6 洗衣机的开发。
ห้องสมุดไป่ตู้
第六节 物场分析原理
一、物场分析的概念 物场分析法(Substance⁃Field)是前苏联学者阿奇舒勒在发明
问题解决理论TRIZ中提出的一种创造原理,这种创新理论提出, 解决创造课题的本质问题是消除课题的技术矛盾,而技术矛盾是 由物理矛盾决定的,因此,只有消除物理矛盾,才能最终解决创 造课题。为了分析和消除这类矛盾,可以运用物场分析原理。这 个方法的基础是对“最小技术系统”的理解和分析:在任何一个 最小技术系统中,至少有一个主体S1,一个客体S2和一个场F,三 者缺一不可,否则不能发生技术作用。
例3-1 “椰菜娃娃”奇迹及启示。 1)设计师在设计时应具有营销的观念,以销定产,以顾客的需要 为中心,以销售指导产品的设计和生产,满足和服务顾客的需要, 这样才能设计出受客户欢迎的产品。 2)在现代社会中,产品除了满足功能方面的要求外,更重要的是 满足心理、人文、审美等方面的需要。
第三节 移植创新原理
3.增加 4.变换
第六节 物场分析原理
1)指定物体S1。
图3-6 新型割草机
第六节 物场分析原理
2)确定场F。 3)指定物体S2。 4)改变刀体锥面,使其与主轴锥孔不是以整个圆锥面接触,而是 以多数点的形式接触,如图3-7c所示。
图3-7 锥孔定位问题解决方法 a)加工示意 b)实际接触示意 c)小球接触示意
第六节 物场分析原理
(2)分析物场类型 按照物场的三要素要求,判断创造课题已知条 件能够构成哪种类型的物场体系。 (3)进行物场改造思考 1)对非物场体系或不完整物场体系,要补建成完整物场体系。 2)对完整物场体系进行要素置换。 (4)形成新的技术体系形态 对确定的新物场体系进行技术性构思, 使之成为具有技术形态的新技术体系。 三、利用物场分析方法实现创新
第六节 物场分析原理
图3-4 物场模型构成简图
1)完整物场体系,即满足物场三要素要求的物场体系,它是一种 能实现物质之间相互作用和影响的完整技术体系。
第六节 物场分析原理
2)不完整物场体系,即不能满足物场三要素的要求,或只知两物, 或知一物一场,这是有待补建的技术体系。 3)非物场体系。 二、物场分析的创造原理
第七节 价值优化原理
1)保持产品功能不变,通过降低成本,达到提高产品价值的目的。 2)不增加成本的前提下,提高产品的功能质量,以实现产品价值 的提高。 3)虽然成本有所增加,但却使产品功能大幅度提高,使产品价值 提高。 4)虽然产品功能有所降低,成本却大幅度下降,使产品价值提高。 5)不但使产品功能增加,同时也使成本下降,从而使其价值大幅 度提高,这是最理想的途径,也是价值优化的最高目标。 例3-7 运用价值优化设计“新型百叶窗”。
物场分析的基本内容就是在判别物场类型的前提下进行创造 性思维,对非物场体系或不完整物场体系进行补建,或者对完整 物场体系中的要素进行变换以发展物场。无论补建或变换,其最 终目的都是使物场三要素之间的相互作用更为有效,功能更加完 善和可靠。 (1)课题分析 搞清课题属于何种技术领域,分析创造课题的出发 点和期望达到的目的,已知什么,未知什么,限制条件有哪些等。
第三章 常用创新设计的基本原理
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
综合创新原理 分离创新原理 移植创新原理 逆向创新原理 还原创新原理 物场分析原理 价值优化原理
第一节 综合创新原理
图3-1 综合创新模式
第一节 综合创新原理
图3-2 车钻铣机床 1—电动机 2—带传动 3—车削主轴箱 4—钻铣主轴箱 5—进给板 6—尾座 7—床身
1)把某一学科领域中的某一项新发现移植到另一学科领域,使其 他学科领域的研究工作取得新的突破。 2)把某一学科领域中的某一基本原理或概念移植到另一学科领域 之中,促使其他学科的发展。 3)把某一学科领域的新技术移植到其他学科领域之中,为另一学 科的研究提供有力的技术手段,推动其他学科的发展。 4)将一门或几门学科的理论和研究方法综合、系统地移植到其他 学科,导致新的边缘学科的创立,推动科学技术的发展。 例3-2 陶瓷发动机。 例3-3 磁性轴承设计。 例3-4 机床滚动导轨设计。
根据以上分析可知,为了利用物场分析原理探索机械创新设 计中的功能原理解,最基本的方法就是寻求合理的F和S1,此外还 可以通过“完善”、“增加”和“变换”等方法来寻求新的解法。 下面结合实例分别予以介绍:
1.F、S1搜寻 2.完善
第六节 物场分析原理
图3-5 平板玻璃制造工艺的完善 a)垂直引上法 b)浮法
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