triz作品案例(注釋說(shuō)明)

...wd......wd......wd...案例分析：尺蠖式移動(dòng)直尺第一局部：?jiǎn)栴}描述1、工程概述(這局部?jī)?nèi)容要包括：工程來(lái)源，問(wèn)題描述，技術(shù)參數(shù)，配圖片或手繪簡(jiǎn)圖等)目前繪圖工具主要包括直尺、三角板、量角器和丁字尺等〔主要構(gòu)造、子系統(tǒng)或組成部件〕，當(dāng)我們需要測(cè)量或者需要畫(huà)出某段超出所用尺子量程的直線段時(shí)，就需要反復(fù)擺放尺子的位置來(lái)繼續(xù)進(jìn)展測(cè)量或者繪制，這樣會(huì)造成誤差的加大以及效率的降低〔主要問(wèn)題：操作/構(gòu)造的復(fù)雜性、高能耗損失、精度/效率缺乏〕。2、創(chuàng)造問(wèn)題初始形勢(shì)分析〔要求寫(xiě)清楚系統(tǒng)的工作原理；存在主要問(wèn)題；限制條件；目前解決方案，已有專利，類似產(chǎn)品的解決方案，仍存在問(wèn)題和缺乏；配圖片或手繪簡(jiǎn)圖〕因此，為了解決上述問(wèn)題，應(yīng)該設(shè)計(jì)一種新型繪圖工具，其應(yīng)滿足如下一些限制條件：〔預(yù)期目標(biāo)：本錢(qián)、存儲(chǔ)/攜帶/運(yùn)輸、構(gòu)造/外觀/體積、施用條件〕①該繪圖工具制造不應(yīng)太復(fù)雜，本錢(qián)不應(yīng)超過(guò)現(xiàn)有繪圖工具組合；②該繪圖工具不應(yīng)有過(guò)于嚴(yán)格的使用環(huán)境限制；③該繪圖工具體積不能太大，要方便攜帶；④類似產(chǎn)品的解決方案為反復(fù)重新擺放尺子來(lái)進(jìn)展繪圖和測(cè)量。第二局部：系統(tǒng)分析關(guān)鍵部件主要部件〔一〕系統(tǒng)完備性法則〔機(jī)械系統(tǒng)〕關(guān)鍵部件主要部件外部作用外部條件外部作用外部條件圖1系統(tǒng)完備性法則〔二〕功能分析表1功能分析表〔實(shí)用新型說(shuō)明摘要〕技術(shù)系統(tǒng)尺蠖式移動(dòng)直尺〔作品名〕用途測(cè)量和繪制任意長(zhǎng)度的直線段〔不同于以往產(chǎn)品的主要用途〕技術(shù)功能使直尺能夠沿固定的直線移動(dòng)〔創(chuàng)新點(diǎn)〕主要功能利用直尺體和滑塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)直尺沿固定的直線移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)固定方向任意長(zhǎng)度直線段的繪制和測(cè)量?！簿唧w實(shí)施方式〕〔三〕九屏幕圖初級(jí)-高級(jí)系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)主要部件〔組成局部〕初級(jí)-高級(jí)系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)主要部件〔組成局部〕圖2九屏幕圖〔四〕生命曲線〔技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的S曲線〕圖3生命曲線圖〔根據(jù)現(xiàn)有的專利信息檢索，歸納該技術(shù)系統(tǒng)的開(kāi)展趨勢(shì)，原有技術(shù)的缺點(diǎn)和局限……，現(xiàn)有的該技術(shù)或產(chǎn)品的專利授權(quán)情況，如專利等級(jí)較低和專利數(shù)量較少……；技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化需要和不斷增加的市場(chǎng)需求，本技術(shù)系統(tǒng)尚具有較大的開(kāi)展前景。〕技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化一般按照如上的生命曲線進(jìn)展，我國(guó)科技教育事業(yè)正處于蓬勃開(kāi)展時(shí)期，教育中、工程中直尺的使用非常普遍，各行各業(yè)的人們對(duì)直尺的需求量很大。直尺在我國(guó)已經(jīng)有非常長(zhǎng)遠(yuǎn)的歷史，但是鮮有大的改變，專利等級(jí)較低，專利數(shù)量少，直尺的單件利潤(rùn)也比擬低，但是由于數(shù)量較大，整個(gè)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益還是很可觀的，故直尺應(yīng)處于生命曲線的成長(zhǎng)期和成熟期的交匯處，尚具有較大的開(kāi)展前景。〔五〕資源分析作用對(duì)象或施用環(huán)境直尺的現(xiàn)有資源包括：軌道、滑塊、繪圖板、繪圖紙、繪圖筆、空氣。選擇資源的順序如下表：作用對(duì)象或施用環(huán)境表2選擇資源的順序資源屬性選擇順序價(jià)值免費(fèi)→廉價(jià)→昂貴數(shù)量無(wú)限→足夠→缺乏質(zhì)量有益→中性→有害可用性成品→改變后可用→需要建造表3現(xiàn)有資源比擬資源類型價(jià)值數(shù)量質(zhì)量可用性軌道免費(fèi)無(wú)限中性成品機(jī)械能免費(fèi)足夠中性成品繪圖板廉價(jià)足夠有益成品繪圖筆廉價(jià)足夠有益成品空氣免費(fèi)無(wú)限中性成品X元素免費(fèi)無(wú)限有害成品選擇優(yōu)先使用軌道、機(jī)械能、空氣和X元素，其中X元素為引入的理想化的位置資源。第三局部：運(yùn)用TRIZ工具解決問(wèn)題〔六〕最終理想解表4最終理想解分析表問(wèn)題分析結(jié)果設(shè)計(jì)最終目標(biāo)直尺可以繪制和測(cè)量任意長(zhǎng)度的直線段。理想化最終結(jié)果直尺自己可以自動(dòng)地沿著固定方向一直做直線移動(dòng)。到達(dá)理想解的障礙是什么〔能夠解決〕直尺不能夠?qū)崿F(xiàn)高度智能化。出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么直尺沿固定方向繪制和測(cè)量直線段時(shí)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么直尺有一種特殊機(jī)構(gòu)可以自動(dòng)找到某比擬基準(zhǔn)，使之沿固定方向做直線移動(dòng)，并提供足夠的動(dòng)力。創(chuàng)造這些條件所用的資源是什么〔現(xiàn)有方案依賴的資源〕電能、空氣、智能系統(tǒng)。〔七〕技術(shù)矛盾1.尺子測(cè)量和繪制直線段時(shí)，既需要知道其長(zhǎng)度，又希望同時(shí)能夠一直沿一條直線移動(dòng)，這需要直尺和滑塊兩個(gè)工具，為控制本錢(qián)，尺子不應(yīng)太重，構(gòu)成形狀與物體質(zhì)量之間的技術(shù)矛盾。改善的參數(shù)為物體質(zhì)量，惡化的參數(shù)為形狀。由矛盾矩陣表查到創(chuàng)造原理為〔見(jiàn)表5〕：表5矛盾矩陣表1改善的參數(shù)惡化的參數(shù)改善的參數(shù)惡化的參數(shù)形狀物體質(zhì)量3、4、14、17〔3〕局部特性原則——使物體的不同局部應(yīng)當(dāng)具有不同的功能；〔4〕增加不對(duì)稱性原則——物體的對(duì)稱形式轉(zhuǎn)為不對(duì)稱形式；〔7〕嵌套原則——一個(gè)物體通過(guò)另一個(gè)物體的空腔；〔14〕曲面化原則——從直線局部過(guò)渡到曲線局部，從平面過(guò)渡到球面，從正六面體或平行六面體過(guò)渡到球形構(gòu)造；〔17〕向另一維度過(guò)渡的原則——利用多層構(gòu)造替代單層構(gòu)造。我們采用創(chuàng)造原理7〔嵌套原則〕，在尺子的下方設(shè)計(jì)滑塊嵌套于軌道中的構(gòu)造用于方便直尺移動(dòng)。2.為使用方便，尺子不應(yīng)太大，這就能減小尺子占有的體積，但同時(shí)也將引起尺子的形狀復(fù)雜度提高，構(gòu)成物體的面積與形狀之間的矛盾。改善的參數(shù)為物體的面積，惡化的參數(shù)為形狀。由矛盾矩陣表查得創(chuàng)造原理為〔見(jiàn)表6〕：表6矛盾矩陣表2改善的參數(shù)惡化的參數(shù)改善的參數(shù)惡化的參數(shù)形狀物體的面積4、14、15、17〔4〕不對(duì)稱原則——物體的對(duì)稱形式轉(zhuǎn)為不對(duì)稱形式；〔14〕曲面化原則——從直線局部過(guò)渡到曲線局部，從平面過(guò)渡到球面，從正六面體或平行六面體過(guò)渡到球形構(gòu)造；〔15〕動(dòng)態(tài)原則——將物體分成彼此相對(duì)移動(dòng)的幾個(gè)局部；〔17〕向另一維度過(guò)渡的原則——利用多層構(gòu)造替代單層構(gòu)造。我們采用創(chuàng)造原理15〔動(dòng)態(tài)原則〕，將直尺與滑塊兩個(gè)相對(duì)移動(dòng)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)一直畫(huà)直線的功能。3.為了增多工具的實(shí)用性及多用性，由上述知，尺子要實(shí)現(xiàn)包括繪制測(cè)量、同時(shí)適用于左、右手的人在內(nèi)的多種功能，為使構(gòu)造簡(jiǎn)便要使一個(gè)工具具有多種功能或使某構(gòu)造具有多種功能，構(gòu)成實(shí)用性及多用性與構(gòu)造穩(wěn)定性之間的矛盾。改善的參數(shù)為實(shí)用性及多用性，惡化的參數(shù)為構(gòu)造穩(wěn)定性。由矛盾矩陣表查得創(chuàng)造原理為〔見(jiàn)表7〕：表7矛盾矩陣表3改善的參數(shù)惡化的參數(shù)改善的參數(shù)惡化的參數(shù)構(gòu)造穩(wěn)定性實(shí)用性及多用性1、3、24〔1〕分割原則——將物體分容易組裝和拆卸的局部；〔3〕局部性原則——使物體的不同局部應(yīng)當(dāng)具有不同的功能；〔24〕中介原則——把另一個(gè)(易分開(kāi)的)物體暫時(shí)附加給某一物體。體積、面積、長(zhǎng)短、大小我們采用創(chuàng)造原理1〔分割原則〕，使尺子與滑塊容易組裝和拆卸，統(tǒng)一裝置能夠?qū)崿F(xiàn)左右手都可以方便移動(dòng)直尺和滑塊來(lái)實(shí)現(xiàn)一直畫(huà)直線的功能。體積、面積、長(zhǎng)短、大小〔八〕物理矛盾使用、存儲(chǔ)過(guò)程中存在形態(tài)、狀態(tài)、局部構(gòu)造或整體變化的均可應(yīng)用別離原理我們既希望設(shè)計(jì)的尺子能夠小便于攜帶，又希望尺子足夠長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)一直畫(huà)直線的目的。故決定所設(shè)計(jì)的直尺長(zhǎng)度采用解決物理矛盾中的空間別離原理〔空間別離、時(shí)間別離、整體和局部別離原理〕，將普通直尺分割成為一個(gè)直尺和一個(gè)滑塊兩個(gè)小模塊，彼此容易組裝和拆卸；并且滑塊嵌套在直尺反面的導(dǎo)軌中可以實(shí)現(xiàn)尺子長(zhǎng)短的任意變換。使用、存儲(chǔ)過(guò)程中存在形態(tài)、狀態(tài)、局部構(gòu)造或整體變化的均可應(yīng)用別離原理〔九〕物場(chǎng)分析S1紙S2尺子F1是機(jī)械場(chǎng)圖4問(wèn)題模型這是普通的物場(chǎng)分析后的結(jié)果，如此是不可能實(shí)現(xiàn)一直畫(huà)直線的功能。我們需要加一個(gè)機(jī)械場(chǎng)和一個(gè)滑塊來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，進(jìn)而可以測(cè)量和繪制無(wú)限長(zhǎng)度的直線段。S1紙S2尺子F是機(jī)械場(chǎng)S3滑塊F機(jī)械場(chǎng)圖5方案模型第四局部：技術(shù)方案整理與評(píng)價(jià)方案1：將直尺重新擺放，繼續(xù)未畫(huà)完的直線畫(huà)，如以下列圖所示。圖6方案一圖使用這種方法，在重新擺放尺子時(shí)容易發(fā)生竄動(dòng)，造成畫(huà)得的直線不直，誤差加大。方案2：將兩個(gè)或者多個(gè)直尺連接起來(lái)，如以下列圖所示。圖7方案二圖使用這種方法，在兩個(gè)尺子連接處嚙合不是非常完全，再畫(huà)線時(shí)容易在嚙合處造成凹陷，使得所畫(huà)直線不再是直線；并且當(dāng)兩個(gè)尺子的量程到達(dá)時(shí)又重復(fù)出現(xiàn)方案1的弊端。方案3：使用足夠長(zhǎng)的米尺或者墨線，如以下列圖所示。圖8方案三圖使用這種方法，由于皮尺較為柔軟，不易畫(huà)出直線。方案4：在普通尺子殼體的反面設(shè)計(jì)一個(gè)軌道，將滑塊嵌套于軌道中，利用滑塊和尺子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)尺子沿固定方向一直做直線運(yùn)動(dòng)，從而能夠使尺子測(cè)量和繪制出任意長(zhǎng)度的直線段。確定最終方案經(jīng)過(guò)綜合比擬考慮，我們決定采用方案4。利用TRIZ原理設(shè)計(jì)一個(gè)適用于任意長(zhǎng)度可沿固定方