个创新原理与矛盾矩阵.ppt

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1、1,四、40个创新原理,、,2,40个创新原理,3,01分割（分离）,4,A将一个物体分成独立的几部分,现代应用实例：,大货车的车头与车厢,发射中的M270和正在爆裂的M270子母弹,5,B将一物体分成可组合的几部分（便于安装和拆卸）,现代应用实例：,组合家具,活动房屋,6,C提高一物体的分离性,现代应用实例：,活动百叶窗取代整幅大窗帘,玻璃批量生产线上的辊轴传输线用盛满熔化锡的槽子来替代,7,钢筋混凝土梁的运输（美国专利：6,581,343）,工程背景：,钢筋混凝土梁广泛用于民用和工业建筑。往往是在工厂造好以后，才运送到工地。过宽的单段工字型钢筋混凝土梁在公路上运输时需要专用的运输车辆。在许

2、多情况下，梁的运输都是个大问题（路面狭窄或山区）。,单组钢梁,路面的最大宽度,8,钢筋混凝土梁的运输,分割原理：将物体分成容易组装和拆卸的部分。,钢梁分成两半,一半钢梁,另一半钢梁,平底板,加强柱,螺母,螺栓,9,02抽取（提取）,10,A将物体中“负面”的部分或属性抽取出来,现代应用实例：干燥剂；冰箱除味剂；,医学透析治疗为防止病人过多地接触X光，一个特殊设计的铅屏使X光只射在必需的部位,11,B只抽取物体中必要的、有用的部分或属性,现代应用实例：用光纤或光波导分离主光源，以增加照明点；成分献血，只采集血液中的血小板；微波滤波器；,飞机的副油箱（进入战斗时，抛弃副油箱）,手机中的SIM卡,1

3、2,03局部质量改善,、,13,A将一物体或外部环境的同类结构转换成异类结构,现代应用实例：,USB接口,腿部残疾人的鞋(高度不一样),凸轮机构,矿井中为减少粉尘用是喷水装置（在细雾之外加一束较粗的水雾）,14,B使物体的不同部分各具不同功能,现代应用实例：,带多种常用工具的瑞士军刀,计算机键盘,内层过滤器（进一步过滤孔稍小）,外层过滤器（初过滤孔稍大）,尘土过滤器,15,C物体的各部分都处于各自的最佳状态（促进整体运作的状态）,现代应用实例：,工具箱,超声波钻孔机为降低温度，核心部分用导热材料，外围部分用耐磨材料,16,提高液流流速的测量精度（美国专利：5,861,561）,工程背景：,管道

4、内的流速较低时，出入孔间的压差较小。如果压差下降到某个临界值时，测定的准确度就会大大降低。,导管,流体,旁通部分,流量计,测量精度会因流速降低而下降,17,提高液流流速的测量精度,局部质量原理：将物体、环境或外部作用的均匀结构改为不均匀的；(1、将入口端面向液流的弯管形状的喷嘴安装在旁通口上，以增加输入孔的液体压力；2、使用截面缩小的管道。),流量计,喷嘴,缩小截面,18,04增加不对称性,19,A将对称物体变为不对称,现代应用实例：为改善密封性，将O型密封圈的截面由圆形改为椭圆形；在搅拌容器中，使用不对称形的搅拌叶片；,电插头(引入一个几何特性来防止元件不正确的使用),20,B已经是不对称的

5、物体，进一步增强其不对称程度,现代应用实例：,底部呈斜面的液化气罐一旦燃气快用完时，燃气罐会自动发生倾斜,电力冶炼炉电极非对称地置于炉中，以方便矿石的送入和金属溶液的流出,21,05组合,22,A在空间上将同类或需要连续操作的物体组合起来,现代应用实例：将多层玻璃用水粘合在一起，便于磨削加工；水陆两用汽车；组合音响设备（收音机、CD、磁带等）,集成电路板上的多个电子芯片,23,B从时间上将同类的部分或需要持续操作的部分组合起来,现代应用实例：利用生物芯片可同时化验多项血液指标；摄影机在拍摄影象时同时录音；计算机反病毒软件在扫描病毒的同时完成隔离、杀毒、移动/复制文件等操作。,冷热水混和龙头；,

6、坑道里装有喷嘴的掘进器将热蒸汽喷向冻土以便采掘,24,06一物多用,25,使物体具有复合功能以替代其它物体,现代应用实例：门铃和烟气报警器组合；多用途可折叠沙发床；带有圆珠笔的教鞭；具有扫描、传真和复印功能的打印机；带电击器的手电筒；便携水壶的盖子同时也是水杯。,牙刷的把柄内装牙膏,门铃和烟气报警器组合,26,07嵌套,27,A把一个物体嵌入第二个物体，然后将这两个物体再嵌入第三个物形成重叠,现代应用实例：伸缩式天线；液压起重；伸缩式钓鱼杆；俄罗斯套娃；户外遥控伸缩式车库；,俄罗斯套娃,悬浮式储油箱可同时存储不同型号的原油,28,B让一物体穿过另一物体的空腔,现代应用实例：折刀和可伸缩刀；手机

7、书写笔（平时插入机体上专用的孔中）;伸缩式天线；,滑行门/推拉门,教鞭笔,29,08重量补偿（巧提重物）,30,A将某一物体与另一能产生提升力的物体组合，以补偿其重量（将需提升的重物和有上升性质的物体结合起来）,现代应用实例：救生圈；,用氦气球悬挂广告条幅,救生圈,31,B通过物体与环境的相互作用实现物体的重量补偿（利用气体、液体的动力或浮力）,现代应用实例：水翼船；在月球车轮胎里设置球形重物，用以降低月球车的重心，保持月车的稳定性；潜水艇。,轮船(应用水上浮力承载重物),有浮力的材料制作毛笔笔杆,32,巨大船坞的建造（美国专利：3,942,460）,工程背景：,装配船体通常在造船厂进行。然而

8、，海运经济增长的需求导致船只的排水量迅速增大。因此，需要装配大型船只的大型造船厂。而要在陆地上建立巨大的干船坞成本过高。,33,巨大船坞的建造,建立水上船坞利用水的浮力实现质量补偿,34,浮式船坞,浮式船坞,大型船坞装着潜艇,35,09预先反作用,36,A事先施加反作用，以避免完工时的不良效果,现代应用实例：,内有波纹层的包装箱纸板在制作时使其波纹层和表面层反向弯曲，当胶水干燥后，纸板即可达到平直状态,37,B如果一个物体处于或将处于受拉伸状态，预先施加压力,现代应用实例：给畸形的牙龈带上矫正牙套；给卷好的纸卷勒上橡皮筋;,在灌注混凝土之前，对钢筋施加应力,38,10预先作用,39,A预先完成

9、部分或全部的动作或机能,现代应用实例：邮票打孔；,不干胶粘贴（预先在塑料带上粘胶）,给树木刷渗透漆来阻止（枕木）腐朽,40,B预置有用的物体，使其在必要时能立即发挥作用,现代应用实例：手机预设单键拨号功能；道路上转弯、分岔或出口的预先提示牌；,在停车场安置的预付费系统,打石膏时预置锯片,41,11预置防范,、,42,对具有较低可靠性的物体预置紧急防范措施,现代应用实例：图书中的防盗磁卡；汽车安全气囊；码头边上的防撞轮胎；电闸盒里的保险丝。,应急楼梯/防火通道,备用降落伞,43,12等势,44,改变工作状况，在势能场中，避免物体位置的改变,现代应用实例：三峡大坝的船闸；方便轮椅通行的无障碍通道；

10、为方便汽车维修设置的地槽；,自动运料小车工厂中与操作台同高的传送带,运送大型预制混凝土管的卡车带轮子的“车臂”穿过管子使它稍离地面，即可起运,45,13逆向运作,46,A不用常规的解决方法而是反其道行之（如需加热时反而用冷却法）,、,生产夹心巧克力糖,铸造大型薄壁零件让装有铁水的浇杯静止，而让装有铸型的工作台运动,零件放置台,铁水槽,47,B把物体(或过程)翻转或倒置,现代应用实例：通过把杯子倒置从下边喷入水来进行清洗；将剩余不多的润肤露瓶子倒立放置；,冰箱,滑轮的应用,48,C让通常活动部分变为静止的，而让通常静止的部分变为活动的,现代应用实例：加工中心中变工具旋转为工件旋转；,跑步机,“游

11、泳跑步机”(2.6 X 5.2),49,防暴盾（美国专利：6,622,607）,工程背景：,手持式防弹盾牌仅能够保护使用人员的部分身体。为了防护整个身体，盾牌的面积必须增大。但是，增大盾牌面积会使得盾牌变得沉重、巨大，而且不便于使用。,旧式手提防暴盾,因面积小不足以防护全身,加大盾的面积会使盾变得很沉重使用不便,50,新型手持防暴盾,用与原来相反的动作达到相同的目的(手持式防弹盾牌必须携带使用。反向作用原理建议：使用防弹盾牌时不必携带。),新型的防暴盾,滚轮,51,14曲线、曲面化,52,A将直线或平面变成曲线或曲面，方形结构变成球形结构,现代应用实例：,两表面间引入圆角，减少应力集中,飞机场

12、上的圆形跑道有无限的长度,转动的实验室桌（变直线为旋转）,53,B利用滚筒、球状和螺旋状的结构,现代应用实例：圆珠笔和钢笔的球形笔尖，使书写流畅；,转椅底部安装球形轮，以利移动,犁头由刀片式改为滚筒式使工作效率提高1倍,54,C利用离心力将线性运动变成旋转运动,现代应用实例：,洗衣机（通过高速旋转，产生离心力来去除衣物上的水分）,油井架装有8090米的转轮,55,15增强动态性,56,A使物体或其环境自动调节，以使操作的每一步都能达到最佳效果,现代应用实例：,形状记忆合金,可调节直径的电焊条以控制焊缝的大小,57,B将一物体分成几个部分，各部分之间能够相对改变位置,笔记本电脑,折叠椅,适应于崎

13、岖路面的货车卡车,后支架,前支架,液压钢筒,58,C使不动的物体变为可动的，增加其运动性（具有自适应）,现代应用实例：,可弯曲的饮用吸管,医疗检查所使用的胃镜和结肠镜,59,在有限高度的场所中模拟极高的攀岩墙（美国专利：5,919,117）,工程背景：,攀岩训练应不受天气约束。因此，将攀岩训练机放置在室内。一台固定式攀岩训练机通常有数十米高。这就对其放置地点有限制。如何在高度有限的房屋内进行模拟训练。,支架,地面,攀岩墙面,固定式的攀岩设施,60,在有限高度的场所中模拟极高的攀岩墙,动态特性原理：使不动的物体可动或可自适应；（使机构的转动方向与训练者攀爬的方向相反）,地面,支架,皮带,抓手,构

14、架,活动式的攀岩设施,61,16部分达到或超越,、,62,16部分达到或超越（当所期望的效果难以百分之百实现时，争取部分达到或超越理想效果）,、,处理前,处理后,磁发电机导体陶瓷板上塗强磁性导电材料,用化学试剂攻击冰雹,离子切割等离子弧发出过度的火苗，以保证完全切割,63,17多维化,64,A将物体的运动或布置由一维变为二维或三维空间,现代应用实例：五轴铣床可准确完成三维复杂曲面的切削过程；,螺旋梯可以减少占用空间,65,B将物体的单层结构变成多层结构,现代应用实例：立体停车场；,多碟CD机,66,C将物体竖置（倾斜或侧向放置）,现代应用实例：垃圾自动卸载车；,圆木竖起来存放,67,D利用物体

15、给定表面的“另一面”,现代应用实例：在集成电路板的两面都安装电子元件；,在树下放置反射镜提高对太阳光的利用（增加光合作用）,68,、,、,在暖房放置太阳能接收器将光线照到物体相邻的区域或物体的反面,69,18机械振动,70,A让物体处于振动状态,现代应用实例：,电动剃须刀,运用涡流和低频振动减少烹调时间,71,B已振动的物体，提高其振动的频率甚至达超声波频率,现代应用实例：磁振送料机；,机械零件在超音速振动的液体中得到清洗,72,C利用共振频率,现代应用实例：,音叉,使共振腔内的氢气被加热到840摄氏度以上，然后与加入的氧气在燃烧室混合燃烧实现燃料自身点火功能）,A氢燃料、B氧化剂、C燃烧室,

16、73,D用压电振动替代机械振动,现代应用实例：,高精度时钟使用石英振动机芯；,74,E使用超声波和电磁场振荡耦合,、,在手术中采用超声波接骨,75,19周期性运动,76,A将持续运动变成间歇运动（周期性动作或脉动）,现代应用实例：,警车的警铃（间歇性鸣叫，避免产生刺耳的声音）,挖煤机钻头充上水并加上脉冲力,脉冲加压的灌溉机,77,B如果运动已经的间歇性的，改变其间歇频率,现代应用实例：使用AM(调幅)，FM(调频)，PWM(脉宽调制)来传输信息；,78,C利用脉动之间的间歇来提供附加作用,现代应用实例：每数次的胸廓运动，进行一次心肺呼吸；冲击钻；,利用脉冲原理使烟囱冒出的烟变成间歇的环状烟雾，

17、并能升至3000米高空,79,20有效持续运作,80,A持续运作，使一物体的各组成部分持续保持其最佳状态运行,现代应用实例：汽车在路口停车时，飞轮（或液压蓄能器）储存能量，使发动机在适当的功率下工作；,焊接机的焊头做成轮状，以便持续作业,轮状焊头,焊料,感应加热器,容器,81,B消除空闲或间歇的部分,现代应用实例：工厂里的倒班制；半波整流电路变成全波整流电路；,点阵打印机或喷墨打印机（打印机头在回程中也执行打印动作）,82,21快速运作,83,将危险或有害的作业在极高速下运行,现代应用实例：用X射线拍骨片；发动机快速跃过共振转速范围；工件变形但是支撑工件的砧板不变形；快速通过有辐射源的区域；急

18、火快勺炒菜。,照相用闪光灯,锻造（锻锤高速落下）,84,22变害为利,85,A利用有害的因素，获取有益的效果,现代应用实例：,让原油和酸性液体轮流从管道通过当原油通过管道时会在管道内壁留下沉积物，当酸性液体通过管道时会腐蚀管道内壁,86,B将一有害的要素与另一有害要素结合，用以消除物体所存在的有害作用,现代应用实例：,潜水中用氮氧混合气体（以避免单独使用纯氧时使人造成昏迷或中毒）,在炸毁旧房子前，为降低震害，先在周围挖一道深沟，振动波达到深沟时，即会反射回来从而抵消冲击波,87,C提高有害因素的程度使之不再有害,现代应用实例：,建立防火隔离带（在森林灭火时，强力鼓风机灭火，或为控制野火的蔓延，

19、在野火推进的前方，预先燃火将草木烧光的办法）,88,23反馈,89,A引入反馈，改善性能,现代应用实例：空调的传感器精确地自动控制温度；楼道的声控灯；,声控喷泉,90,B若反馈已存在，则改变其大小和作用,现代应用实例：将管理评价方式由考虑预算差异改为提高用户满意度；电饭煲根据食物的成熟度来自动加温或断电。,根据环境的亮度自行控制路灯系统,汽化器中的燃料通过燃料箱中的浮筒自我调节高度,91,24借助中介物,92,A利用中介物转换或执行所需动作,现代应用实例：机加工中钻孔时用于为钻头或丝锥定位的导套；,弹琴用的拨子,装配(保护产品),93,B临时将原物体和一个容易去除的物体结合在一起,现代应用实例

20、：化学反应中引入催化剂；失蜡浇铸法中的腊模；,托盘,铺设钢轨时，在钢轨的两边各装两个极易装卸的半圆形磁铁插入器，使钢轨因暂时变成圆形便于滚动而减轻劳动强度,铺设钢轨,94,提高原油脱水的充分度与速度（美国专利：6,007,702）,工程背景：,从油井中冒出的原油为油中带水的乳剂，这种乳剂有很高的稳定性。利用加热法分离，“油水”分离不充分。,水由此分离出来,95,提高原油脱水的充分度与速度,在原油中加无机盐，搅拌。盐溶液的密度大大超过原油的密度，分离的充分性和速度就会大大提高。最后，无机盐与水一起从原油中被清除。,水由此分离出来,原油,无数水的液滴,搅拌器转轮,无机盐,96,25自服务,97,A

21、让物体服务于自我，具有自补充、自恢复功能,现代应用实例：汽车使用有修复缸体磨损作用的特种润滑油；不倒翁玩具；,自补充饮水机,高寒地区高压电线的加热措施每隔5米安一个铁氧体环，利用铁磁性材料的居里点，当气温低于0时方才能感应发热,98,B利用废弃的资源、能量或物资,现代应用实例：用食物、草等有机废物做肥料；利用热电厂余热供暖；自动喷灌的喷头的摆动或回转，利用了水流的冲力;,永不磨损的擦刮器加大擦刮器和传送带之间的间隙让松散物质上的粉粒掉落在擦刮器上，从而减少空隙而起到擦刮作用,锥形混凝土坝体地震时候具有自我保护作用,混凝土坝体,砂、石,重力,99,26复制,100,A不便于操作的易损、易碎、昂贵

22、物应由简易的、和廉价的复制品替代,现代应用实例：虚拟现实系统，如飞行员虚拟训练系统；看电视实况转播而不是去亲自到会场；用唱片、录音磁带、MP3或看光盘来听喜爱的歌曲；,101,B用光学复制品或图像替代实物，图像可以按比例放大或缩小,现代应用实例：用卫星相片测绘替代实地考察，如地图是地形地貌的纸面复制；,通过拍照来测量和计算铁路货车上的大圆木,102,C如果可见光复制品已被采用，可用红外线或紫外线替代,现代应用实例：红外报警/门禁系统；制作集成电路的紫外重复曝光照相机。,利用紫外光诱杀蚊蝇,103,27廉价物品替代,104,用便宜的物品替代昂贵的物品，对性能稍作让步,现代应用实例：,替代火柴木棍

23、的纸棍,一次性的茶具,替代打火机的火柴，,一次性使用针头,105,28机械系统替代,106,A用感官刺激的方法（光学、声学、热学及味觉系统）替代机械系统,现代应用实例：,用电热器加热金属棒，使显微镜下的物质做微量运动,抛光过程通过话筒来控制,用味觉来检测齿轮上齿的破损状态,107,B运用电场、磁场和电磁场和一物体进行相互作用,现代应用实例：为混合两种粉末，用电磁场替代机械震动使粉末混合均匀；,玩具警犬在众多的棍之中突然停在一个棍前汪汪直叫由于铁磁效应,108,C场的替代：用可变场代替恒定场；用随时间变化的场代替固定场；用有组织的场代替随机场,现代应用实例：早期的通讯系统用全方位检测，现在用特定

24、发射方式的天线；,109,D利用场和铁磁离子组合,现代应用实例：磁流体；,在熔化的金属表面生产玻璃电磁搅拌形成的曲面使熔化的金属表面呈波浪状花纹,110,29气压或液压结构替代,111,将物体的固体部分用气体或流体替代(如利用气垫、液体静压、流体动压产生缓冲功能),现代应用实例：使用内河水系辅助气候控制；采矿坑道中替代木支架的可伸缩液压支架；减缓玻璃门关闭的地锁中缓冲阻尼器。,气垫运动鞋（减少运动对足底的冲击）,汽车中的安全气囊,112,30柔性壳体或薄膜结构替代,113,A使用柔性壳体或薄膜替代传统结构,现代应用实例：,网球场地上充气薄膜结构保暖装置农业上使用塑料大棚种菜,柔性计算机键盘携带

25、方便，高低温不变形，静音设计，体积小，色彩艳丽,114,B使用柔性壳体或薄膜，将物体与外部环境隔离,现代应用实例：在蓄水池表面漂浮一层双极材料（一面为亲水性，另一面为疏水性）的薄膜，减少水的蒸发；真空铸造时在模型和砂型间加一层柔性薄膜以保持铸型有足够的强度；透明医用胶带，在包扎好的情况下也能方便地观察伤口；超市里包裹蔬菜和副食品的保鲜膜。,用比乒乓球还小的漂浮的球覆盖在油库中的油面防止油被蒸发,115,31多孔化,116,A给物体加孔，或运用辅助的有孔材料（插入或涂层等）,现代应用实例：,液压系统中，泵出的油通过孔状盘来起阀门的作用,为防止表面沾染硬物或杂质，物体壁用有孔物制作以便将特殊液体随

26、孔泵出，清除表面杂质,117,B若一物体已经有孔，则利用这些孔引入有用的物质或功能,现代应用实例：将氢存储在多孔的纳米管中，容量大且安全；竹纤维，其纤维横截面布满了椭圆形的孔隙，可以在瞬间吸收并蒸发大量的水分，人称竹纤维为会呼吸的、绿色环保的纺织面料。,用药棉沾药水擦伤口,为在液态金属中加入添加剂将浸透添加剂的砖块放入液态金属的方法,118,32色彩化,119,A改变物体或周围环境的颜色,现代应用实例：,使用随温度改变颜色的示温漆测量室内温度,120,B改变难以观察的物体或过程的透明度或可视性,现代应用实例：随光线强弱改变透明度的感光玻璃；确定溶液酸碱度的化学试纸；,绷带由透明物质做成，以便观

27、察伤口变化情况,121,C利用有颜色的添加剂，用以观察难以看到的物体或过程,现代应用实例：紫外光笔鉴别伪钞；计算机软件中的流场可视化技术；,用于检测光缆破损区的变色触膜,光纤,弯折,破损区域,变色触膜,122,D如果已经用了添加剂，则考虑增加发光成分，借助发光迹线追踪物质,现代应用实例：在太阳能电池板上使用抛物面镜来提高能量收集；,在炼钢厂，使用彩色水帘保护工人免遭紫外线,123,33同质化,124,将一物体及与其相互作用的其它物体采用同样材料或具有相同性质的材料制成,现代应用实例：,用金刚石切割钻石（以金刚石粉粒作为切割金刚石的工具，切割产生的粉末可以回收）,振动杆与熔化的钢水同质,用气态氧

28、解涷固态氧,气态氧,固态氧,陶瓷表面,熔化的金属,振动杆,125,34自生自弃,126,A物体中已经完成功能和无用的部分自动消失，或在操作过程中自动调整,现代应用实例：,胶囊药物的外壳自行溶化,瑞典公司已开始生产可自动化解的环保瓶,微型弹簧的制造（将弹簧绕在被冻洁的弹簧芯上，而后，将芯熔化）,127,B在工作过程中消耗或减少的部分迅速自动补充,现代应用实例：,自动铅笔,128,35改变物理/化学参数,129,A改变系统的物理状态,现代应用实例：,将气体液化，以减小体积便于运输,130,B改变物体的浓度或粘度,现代应用实例：,用液态的洗手液代替固体肥皂洁净效应更好，且可以定量控制使用，减少浪费,

29、洗手液,固体肥皂,131,C改变物体的柔性（灵活性程度）,现代应用实例：,内部装有簧片的流体定量调节器通过调整簧片间距来控制流量,132,D改变物体的温度和体积,现代应用实例：,烹饪（利用升温改变食品的色、香、味）,133,36相变,134,运用物体相态转换（如：改变质量、释放或吸收热量等）,现代应用实例：,液态水变成了像白粉一样的固体水,高效磨石（由水和磨砂混合的乳状物冻结而成）,135,提高降温防护服的防护效果（美国专利：6,185,742）,工程背景：,保护焊工，炼钢工的低导热材料防护服在短时间内的效果很好。很快，衣服内外的温度达到平衡。,136,提高降温防护服的防护效果,防护服的外表面

30、插入充有可融化材料14烷和16烷的混合物，融点在1016摄氏度之间。使用前，降温衫需冷却到摄氏度以下，以便混合物变成固相，使相变时产生吸热,会熔化的材料,会熔化的材料,降温防护服,降温防护服,会熔化的材料的混合物,袋子,袋子,小隔室壁,小隔室壁,137,37热膨胀,138,A改变温度，利用一物体（或材料）的热胀冷缩实现功能或完成某一操作,现代应用实例：装配双环钢件时，将外环升温膨胀，再将两环装配，待恢复常温后内外环就紧紧装配在一起了；,随温度的变化启闭暖房的通风窗,温度计的指针随室外温度的变化上升或下降,139,B组合使用多种具有不同热膨胀系数的材料,现代应用实例：,热敏开关（由于两片金属的热

31、膨胀系数不同，对温度的敏感程度也不一样，温度改变时会发生弯曲，从而实现温度控制）,在轴承中由热膨胀产生的空隙，可以由两种具有不同膨胀系数的金属做成锥形体来调整,140,38加速氧化,141,A用富氧空气替代普通空气,现代应用实例：使用纯氧-乙炔法进行更高温度的切割；,为持久在水下呼吸，水下呼吸器中储存压缩空气,空气通过有孔管道输入，用以增强水的洁化,空气,142,B用纯氧替代富氧空气,现代应用实例：,用高压纯氧杀灭伤口细菌,铸铁时，在炼铁炉中加入纯氧,废气,矿石,氧气,143,C用电离放射处理空气或氧气，使用离子化氧气,现代应用实例：空气过滤器通过电离空气来捕获污染物在化学试验中使用离子化气体

32、加速化学反应；,144,D用臭氧替代离子化氧气,现代应用实例：臭氧溶于水中去除船体上的有机污染物。,在潜水艇压缩舱的发动机中用臭氧做氧化剂，可使燃料得到充分燃烧,搅拌器,臭氧,燃料,145,39惰性（或真空）环境,146,A用惰性环境替代通常环境,现代应用实例：,霓虹灯用氩气等惰性气体填充灯泡,为防止焊缝的氧化，将一惰性气体罩在电弧上,147,B将中性物质或添加剂引入一物体中,现代应用实例：添加泡沫吸收声振动，如高保真音响；,用泡沫隔离空气灭火,148,C在真空中完成某种操作过程,现代应用实例：,真空包装食品，延长储存期,为防止腐蚀，在大型轮船的所有内部空间均被充上氮气,氮气,149,40复合

33、材料,150,用复合材料替代单一材料,现代应用实例：,用玻璃纤维制成的冲浪板,焊接剂中加入高熔点的金属纤维,图像由磁性墨水形成,内层有波纹纸的包装箱,151,提高陶瓷超导材料的可塑性（美国专利：6,586,370）,工程背景：,超导陶瓷（如金属硼化物）被用于许多电气装置中。为此，陶瓷被制作成导线。陶瓷很脆，因此，陶瓷导线柔性较差，非常容易断裂。,152,提高陶瓷超导材料的可塑性,采用金属材料环绕超导陶瓷粒子的复合材料代替均质材料提高可塑性,金属,陶瓷粒子,超导复合材料,超导区域,153,解决创造发明难题的三步骤,描述问题，建立问题模型确定技术矛盾（确定两个通用工程参数）,发明原理,待解决的问题

34、,最终解决方案,第三步：应用,第一步：分析技术系统,第二步：解决技术矛盾（应用矛盾矩阵）,如果由矛盾矩阵所有给出的原理都完全不能应用，则需重新确定技术矛盾，再做一遍，直到找出可操作的解决方案。,154,关于对技术系统的分析,对技术系统的分析至关重要，准确分析技术系统，技术矛盾即可轻松获解。通过分析：可以了解组成系统的各个部分（子系统）、系统所从属的上级系统以及问题本身的根源；了解整个系统的持续情况：系统的过去、现在以及将来在各个子系统就上级系统可以发展的情况。,155,如何描述问题确定技术矛盾？,1、问题是什么？2、现在有什么解决方案？3、这个解决方案有什么问题？由39个通用工程参数（技术特性

35、）来描述，找出需要改善的特性和可能恶化的特性。,156,39个通用工程参数及矛盾矩阵,解决技术矛盾的工具之一,157,39个通用工程参数,39个表述系统性能的通用工程参数阿奇舒勒通过对大量专利的分析、研究、总结、提炼和定义的结果将一个具体的问题用TRIZ的通用语言表述了出来,158,39个通用工程参数,159,39个通用参数按参数本身内涵分类,160,矛盾矩阵表的组成,阿奇舒勒将39个通用工程参数和40条发明原理有机地联系起来，建立起对应关系，整理成3939的矛盾矩阵表（详见（创新制胜附录）。矛盾矩阵的第1行、列为39个通用工程参数的编码，第2行、列分别为39个通用工程参数的名称。但是，纵行表

36、示要改善的参数，横行表示会恶化的参数。3939个通用工程参数从行、列两个纬度构成矩阵的方格共1521个，在其中1263个方格中，列有04组数字，这几组数字就是由TRIZ推荐的解决对应工程矛盾的发明原理的编码。按照编码查“40条发明原理”表，即可得到该编码的实际含义。使用者根据系统中产生矛盾的2个通用工程参数，从矛盾矩阵表中直接查找出化解矛盾的发明原理，并使用这些原理来解决问题。,161,矛盾矩阵表,162,实例：PIZZA盒的设计,在送外卖的时候，由于PIZZA的热量散失，温度会下降。为了减少热量损失，改用密闭效果更好的盒子，保温性能得到提高。但是，盒子的密闭效果的改善，导致热PIZZA放出的

37、水蒸汽无法排出，水蒸气会使PIZZA变的粘、软，失去了应有的口感。,163,问题描述,为了防止PIZZA热量散失，温度降低,提高盒子的密闭性能,水蒸汽无法排出,164,确定矛盾的过程,第一步：问题是什么？送外卖的时候，PIZZA的热量散失，温度下降,第二步：现在有什么解决方案？提高盒子的密闭性，减少热量散失，避免温度降低,第三步：这个解决方案有什么问题？水蒸汽无法排出，PIZZA变软，变粘,165,建立原问题的求解问题模型,改善的参数：减少了温度的降低恶化的参数：水蒸汽无法排出，PIZZA变软，变粘,166,利用矛盾矩阵求解问题模型,167,22、变害为利原理 35、物理或化学参数改变原理02

38、、抽取原理24、借助中介物原理,TRIZ推荐的创新原理（解决方案模型）,168,回到原问题:PIZZA盒的设计最终解决方案,22(A)、利用有害因素，获取有益结果；35(A)、改变物体的物理状态；,化学干燥剂（CaO）,02(A)、将物体中“负面”的部分或属性抽取出来；24(B)、临时将原物体和一个容易去除的物体结合在一起,吸水纸,169,实例二：太空中的锤子,在地面上使用锤子时，其重量会抵消冲击后可能的反弹；在太空中，由于没有重力，发生碰撞后，锤子会以非常危险的速度反弹向使用者的头部。,170,问题描述,维修过程中需要冲击力,使用锤子,锤子伤人,171,定义矛盾的过程,第一步：问题是什么？在

39、太空中，维修的时候需要冲击力,第二步：现在有什么解决方案？利用锤子，以便提供所需的冲击力,第三步：这个解决方案有什么问题？由于太空无重力，锤子承受的反作用力无法用锤子的重力来消除，锤子会反弹伤人,172,建立原问题的问题模型,改善的参数：锤子产生的冲击力恶化的参数：很可能伤人的锤子的反弹作用,173,利用矛盾矩阵求解问题模型,174,13、反向作用原理 03、局部质量原理36、相变原理24、借助中介物原理,TRIZ推荐的创新原理（解决方案模型）,175,回到问题:“太空中的锤子”,改善的参数：锤子产生的冲击力恶化的参数：很可能伤人的锤子的反弹作用,13、反向作用原理 03、局部质量原理36、相

40、变原理24、借助中介物原理,原问题：,问题模型：,解决方案模型：,176,解题思路及最终解决方案,13(A)、用与原来相反的动作达到相同的目的；03(A)、将物体、环境或外部作用的均匀结构改为不均匀的；24(A)、使用中介物实现所需功能；,将高密度的液态物质（水银）置于锤头的空腔内。通过引入S3水银，在锤子下落时，高密度的水银位于锤头空腔的顶部；在冲击的瞬间，水银将产生惯性力F2抵消了锤子的反弹力F1。,177,防弹衣改进设计,问题提出：为了使纤维织成的防弹衣具有足够的防护能力，防弹衣必须具有足够的厚度，但穿着较厚的防弹衣，其灵活性和可操作性将会大大降低。定义技术矛盾：增加运动物体的尺寸03会降低操作的方便性33。矛盾矩阵建议：15增强动态性29气压或液压结构替代35改变物体的物理状态原理04非对称性,178,矛盾矩阵（表）应用 防弹衣的设计,TRIZ推荐的创新原理：,179,防弹衣改进设计,传统防弹衣设计,新型防弹衣设计,衣服厚、重，穿着不柔软，不舒适,衣服薄、轻，穿着柔软、舒适,解决办法：通过将每层以相对于第一层呈20到70度范围的不同角度旋转，将纤维织成防弹衣的各定向层内的纤维定向转换为不对称的排列形式。防弹衣的厚度和重量减小了，其舒适性提高了。,180,谢谢！,