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文檔簡介

物場分析與個標準解演示文稿本文檔共242頁;當前第1頁;編輯于星期三\12點23分(優選)物場分析與個標準解本文檔共242頁;當前第2頁;編輯于星期三\12點23分問題模型應用

具體問題解具體問題標準問題TRIZ的解題模式轉化解決方案

模型標準解法

TRIZ工具歸納定義應用驗證本文檔共242頁;當前第3頁;編輯于星期三\12點23分什么是物場模型?物場模型:是由兩個物質和一個場這樣三個元素所構成的完全的、最小的技術系統。是一種用圖形表達問題的符合語言來揭示系統的功能,描述任何技術系統中不同元素之間發生的不足的、有害的、過度的和不需要的各種相互作用.設計人員通過使用這些特定的符號來有序地進行解決發明問題的方法。依據Altshuller發現的規律:如果問題的物場模型是一樣的,那么解決方案的物場模型也是一樣的,和這個問題來自于哪個領域無關。本文檔共242頁;當前第4頁;編輯于星期三\12點23分物場建模的目的物場建模為研究物場轉化和發展的TRIZ工具。應用物場建??梢杂赡:陌l明情景進入到一系列的發明問題。發明問題是以技術系統元件成對之間的標準矛盾形式確定的?;疚锢韴觯褐亓?、電磁場、強作用場、弱作用場其他的相互作用:機械場、熱場、化學場、電場、磁場、電磁場、放射場、生物場、嗅覺場、聲場……本文檔共242頁;當前第5頁;編輯于星期三\12點23分最基本的物場模型(Su-Fmodel)最基本物場模型是將一個技術系統分成兩個物質與一個場或一個物質與兩個場,用一個三角形來表示每個系統所實現的功能。一個基本完整的測量物場模型必須是在它的輸出端載有被測對象信息參數的輸出場

S2FS1Fnew1S2S1Fnew2最基本的物場模型最基本的測量物場模型本文檔共242頁;當前第6頁;編輯于星期三\12點23分、S、S1、S2…表示物質。通常物質S1是一種需要改變、加工、位移、發現、控制、實現等的“目標”、“對象”;物質S2

是實現必要作用的“工具”。F、F1、F2…表示場代表“能量”、“力”,是實現兩個物質間的相互作用、聯系和影響的能量。在測量物場模型中,通常F1表示輸入場,F2表示輸入場有關聯的作用有效不充分作用定向有效作用有害作用最基本的物場模型(Su-Fmodel)本文檔共242頁;當前第7頁;編輯于星期三\12點23分常用的物場模型及其含義有效完整模型:實現功能的3個元素齊全,且有效實現功能不完整模型:實現功能的3個元素不全,可能缺場,也可能是缺少(工具)物質。標準解法:對不完整模型,應針對所缺少的元素給予引入物質或引入場,使形成有效完整的物場模型,從而得以實現功能。效應不足的完整模型:3個元素齊全,但功能未有效實現或實現得不足。標準解法:增加物質S3或增加另一個場F2來強化有用效應。S3可以是現成物質,或是S1、S2的變異、或是環境或是通過分解環境而獲得的物質。效應有害的完整模型:3個元素齊全,但產生了有害的效應,需要消除這些有害效應。標準解法:

1)增加另一物質S3來阻止有害效應的產生

2)增加另一個場F2來平衡產生有害效應的場本文檔共242頁;當前第8頁;編輯于星期三\12點23分構造物質-場模型通常遵循下圖所示的工作流程,即1.識別元件,定義模型中的三個要素,2.構建模型,3.從76個標準解中選擇合適的解作為解決方案,4.進一步發展解,以達到系統的有效和完善,5.實現具體解,6.探求另外可行解。9物場模型工作流程本文檔共242頁;當前第9頁;編輯于星期三\12點23分發明問題76個標準解系統的分級級別標準解系統名稱子系統數量第一級基本物場模型的標準解13第二級增強物場模型的標準解23第三級向雙、多級系統或微觀級系統進化的標準解6第四級測量與檢測的標準解17第五級簡化與改善策略標準解17合計76本文檔共242頁;當前第10頁;編輯于星期三\12點23分組成第一級標準解系統的分系統第一級基本物場模型的標準解1.1構建完整的物場模型1.2

消除或中和有害作用,構建完善的物場模型

本文檔共242頁;當前第11頁;編輯于星期三\12點23分組成分系統1.1的子系統

1.1構建完整的物場模型1.1.1由不完整的向完整的物場模型轉換1.1.2在物質內部引入附加物,建立內部合成的物場模型1.1.3在物質外部引入附加物,建立外部合成的物場模型1.1.4利用環境資源作為物質內部或外部的附加物,建立與環境一起的物場模型1.1.5

引入由改變環境而產生的附加物,建立與環境和附加物一起的物場模型1.1.6對物質作用的最小模式1.1.7對物質作用的最大模式1.1.8對物質作用的選擇性最大模式:分別向最大和最小作用場區域選擇性引入附加物

本文檔共242頁;當前第12頁;編輯于星期三\12點23分1.1.1由不完整的向完整的物場模型轉換、通過引入缺失的場或物質來建立完整的物場模型本文檔共242頁;當前第13頁;編輯于星期三\12點23分不完整→有效完整的物場模型FS1S2缺少工具和力S1S2S1S2缺少力和加工對象缺少力人們用錘子打釘,只有釘子(目標物質S1)不行;只有錘子(工具物質S2)也不行;有了釘子和錘子,沒有人的手臂用力(機械場F)同樣不行;只有當三個因素同時具備時才能完成打下釘子的任務。S2F1S1釘子錘子機械力本文檔共242頁;當前第14頁;編輯于星期三\12點23分1.1.2在物質內部引入附加物,建立內部合成的物場模型從形式上看,3個元素都齊全,是一個完整的物場模型,但不能表現為一個工作著的物場模型。且系統內部對引入物質沒有限制,引入的添加物質對現有的系統也不會產生大的變化時,則可在系統物質中引入附加物,構建物質內部合成的物場模型。該添加物也可以是系統物質的變異。S2FS1S2FS1S2FS1S3FS1S2S3作用不充分作用力不充分本文檔共242頁;當前第15頁;編輯于星期三\12點23分實例:穿著普通鞋子在冰面上行走穿著普通鞋子在冰上行走的人,因得不到冰面足夠的摩擦力,所以容易滑倒。解決辦法:換上釘鞋帶釘的鞋子摩擦力鞋子冰面S2FS1FS1S2S3本文檔共242頁;當前第16頁;編輯于星期三\12點23分實例:利用抗凝血劑防止血液凝固血液心肺機S2FS1生物場FS1S2S3肝素本文檔共242頁;當前第17頁;編輯于星期三\12點23分實例:帶雙帽的釘子在有些生產產品的加工過程中對產品釘下的釘子,待加工完成后必須取出。為此在加工過程中,釘帽必須與產品表面貼緊,以達到緊固產品的目的;但是當完工后,釘子帽又必須遠離產品表面,以使起釘容易,并在起釘時不會對表面產生傷害。使用帶兩個釘帽的釘子,可以同時滿足不同加工過程的要求。由于在兩釘帽間有足夠的空隙用于拔出釘子,下面的釘帽則可保持緊貼產品。加工產品單帽釘雙帽釘機械場S2FS1S2FS1S3本文檔共242頁;當前第18頁;編輯于星期三\12點23分1.1.3在物質外部引入附加物,建立外部復合的物場模型如果系統不能改變,實施內部合成受阻,則在兩個物質S1、或S2的外部引入附加物S3來達到增強效應的目的S2FS1S2FS1S3FS2S1S2FS1S3S1引入附加物S2引入附加物本文檔共242頁;當前第19頁;編輯于星期三\12點23分實例:路標的涂層(實例1.1.3)提高路標對司機的可視性路標的明亮度對于汽車司機的安全行駛至關重要。在路標表面涂上高分子涂層,在汽車大燈光的照耀下,增加了路標的反射光,從而提高了路標對司機的可視性。反射光路標燈光S2FS1S2FS1路標+涂層S3本文檔共242頁;當前第20頁;編輯于星期三\12點23分實例:查找出壓縮機氟利昂滲漏處

(建立外部合成物場模型)將外部添加物S3熒光粉摻入壓縮機內的潤滑油中,然后再用紫外光照射壓縮機,通過滲漏出的潤滑油中熒光粉發出的光,可以準確地確定氟利昂的滲漏部位。氟利昂S2FS1壓縮機紫外光FS1S1+熒光粉S3本文檔共242頁;當前第21頁;編輯于星期三\12點23分1.1.4利用環境資源作為物質內部或外部的附加物,建立與環境一起的物場模型

在基本物場模型已經形成的基礎上,如果系統難以滿足要求的變化,且限制將物質引入系統內部或外部,則可以將環境中的物質作為附加物引入,形成與環境一起的物場模型。SES1S2FS1S2FS1S2FFS1S2SE本文檔共242頁;當前第22頁;編輯于星期三\12點23分實例:潛水艇下水深度的調整(實例1.1.4)當潛水艇浮在水面上時,同時承受著來自地球自上而下的重力和與之相反方向的水的浮力,倘若將環境中的水大量地注入潛水艇中,一旦地球對潛水艇的重力克服了水的浮力時,潛水艇就會開始下沉。SES1注入水的潛水艇S2FS2FS1未注入水的潛水艇海水重力本文檔共242頁;當前第23頁;編輯于星期三\12點23分實例:利用船體內置的水箱來增強船體的穩定性船體裝備的“龍骨壓載水箱”,當船翻覆時,龍骨會暴露到空氣中,水就顯示了重量,由于水不可能即刻流出,龍骨將使船自動恢復到原位。(在海上航道浮標內沖入海水,以加強浮標的穩定性)S2FS1船體+壓載水箱水海水SEF’S1發生傾斜的船S1本文檔共242頁;當前第24頁;編輯于星期三\12點23分1.1.5引入由改變環境而產生的附加物,建立與環境和附加物一起的物場模型在基本物場模型已經形成的基礎上,如果系統難以滿足要求的變化,且限制附加物引入系統內部或外部,對引入環境雖然沒有限制,但原有環境或原環境中的物質不能滿足需求時,則可通過改變或分解環境來獲得所需的附加物Sed引入系統,建立與環境和附加物一起的物場模型。S2FS1FS1S2SedS2FS1S2FSedS1本文檔共242頁;當前第25頁;編輯于星期三\12點23分實例:軸承潤滑劑相對于軸承來說,潤滑油是軸承的環境,在潤滑油中引入電解液,可促使潤滑劑汽化,以改善普通徑向軸承的阻尼特性潤滑劑軸承S2FS1FS1潤滑油+電解液S2Sed本文檔共242頁;當前第26頁;編輯于星期三\12點23分實例:拍攝太空物體圖像利用望遠鏡在正常的環境下拍攝太空物體的圖像很不清晰,倘若在太空中設置望遠鏡,由于完全改變了的環境,致使望遠鏡的功能和清晰度達到大大提高。太空物體望遠鏡改在太空環境中望遠鏡在正常環境中S2FS1S2FSedS1本文檔共242頁;當前第27頁;編輯于星期三\12點23分1.1.6對物質作用的最小模式如果希望獲得最小作用,但現有條件很難或無法保障做到,就先應用最大模式(最大作用場或最大物質)作為過渡形式,隨后再設法將過量消除,以使最終達到對物質的最小作用。其中過量的場用物質來去除;過量的物質用場(通過引入能生成場的物質)來去除。過量的場用物質來消除過量的物質用場(用能生成場的物質)來消除。S2S1FS2maxS1S1S2FmaxS1F本文檔共242頁;當前第28頁;編輯于星期三\12點23分實例:磁發電機導體陶瓷板上塗強磁性導電材料

(首先全面覆蓋,然后再去除過量部分)首先向整個陶瓷板滿噴上一層強磁涂料,隨后將噴灑在凸面上的過量部分通過機械作用將它去除掉,最后只讓在板槽中留下薄薄的一層強磁性導電材料涂料S2S1FS2maxS1陶瓷板機械場本文檔共242頁;當前第29頁;編輯于星期三\12點23分實例:洗完衣服后的甩干(實例1.1.6)要想依靠重力或手臂的能力擰干衣服上的水是不太容易的事,借助于洗衣機,讓衣服和洗衣機滾筒轉起來,利用洗衣機的離心力把衣服上多余的氺份去除。洗衣機S2離心力FmaxS1衣服S1F本文檔共242頁;當前第30頁;編輯于星期三\12點23分1.1.7對物質作用的最大模式如果系統要求獲得最大的作用,但這對系統物質S1會產生傷害時,引入保護性附加物S2讓最大作用首先直接作用在與原物質相連接的附加物S2上,然后再到達需免受傷害的物質S1上。

S1S2FmaxS1Fmax本文檔共242頁;當前第31頁;編輯于星期三\12點23分實例:焊接工人的面罩

(實例1.1.6)焊接時產生的弧光輻射對焊接工人的眼睛有極大的傷害,然而為了保證焊接質量,焊接的弧光強度是不可能減弱的,焊接的工作又必須連續進行的,為此,焊接工人使用保護面罩(中性濾光鏡),過度的弧光(多余的場)被保護面罩(引入的添加物)消除掉了。

焊工眼睛弧光輻射面罩S2S1FmaxS1Fmax本文檔共242頁;當前第32頁;編輯于星期三\12點23分1.1.8對物質作用的選擇性最大模式當在系統中某些區域需要使用最大作用場,并在該系統的另外某些區域同時需要使用最小作用場時,可以根據使用的作用場區域究竟是最大還是最小,參照1.1.6和1.1.7分別引入附加物:當最大作用情況下,將一種保護性物質引入到要求最小作用的所在區域;當最小作用情況下,將一種可以產生局部場的物質引入到要求最大作用的所在區域。本文檔共242頁;當前第33頁;編輯于星期三\12點23分實例:注射液玻璃瓶的封口工藝

(在選定區域最大模式,在另一個區域最小模式)當為注射液玻璃瓶進行封口時,必須將火焰調整到最大功率,以使火焰在瓶口處達到最大效應,快速地熔化玻璃并完成封口;但是,灼熱的火焰對瓶內的藥液質量會產生傷害,為使瓶內的藥劑免遭受熱,影響藥液的質量,在完成封口操作時,必須將瓶身浸在水中,以使瓶身受火焰的影響達到最小。冷卻水S3S1FmaxS2Fmax最大火焰藥液瓶封口區S2藥液瓶盛藥區S1Fmax本文檔共242頁;當前第34頁;編輯于星期三\12點23分組成分系統1.2的子系統

1.2消除或中和有害作用,構建完善的物場模型1.2.1在系統的兩個物質之間引入外部現成的物質1.2.2引入系統中現有物質的變異物1.2.3引入第2種物質1.2.4引入場1.2.5切斷磁影響本文檔共242頁;當前第35頁;編輯于星期三\12點23分1.2.1在系統的兩個物質之間引入外部現成的物質當在物場模型中存在有用和有害的作用,且它們的2個物質之間可以不緊密相鄰的,則可將外部現成的附加物,引入在系統的兩個物質之間,以避免2個物質之間的直接接觸來消除它們間的有害作用。該附加物可以是臨時的,也可以是永久的。S2FS1S3S2FS1S2FS1S3S2FS1本文檔共242頁;當前第36頁;編輯于星期三\12點23分在微電路中,用直徑0.2微米的銅導線來替換0.35微米寬的鋁導線,騰出的空間可以在芯片上增加三倍的電組元,提高運行速度,節約用電。銅導線對系統有效作用;但由于銅原子會向硅中擴散,銅導線對硅基有害作用,從而會惡化了整個系統。在硅和銅導線之間增加隔離夾層,消除了銅導線與硅的有害效應實例:微芯片的銅導線、S2FS1S3隔離層銅導線硅基S2FS1本文檔共242頁;當前第37頁;編輯于星期三\12點23分實例:舉重場上的杠鈴地面對杠鈴的有用作用是讓杠鈴就位,制止杠鈴的運動;但杠鈴盤對地面會產生有害作用,當放下杠鈴時,由于杠鈴的重力碰撞會造成對地面的損傷,并引起噪聲。給杠鈴盤套上橡皮圈或在地面上鋪上一層厚厚的橡皮,問題就會迎刃而解。S2FS1S3S2FS1杠鈴地面橡皮圈本文檔共242頁;當前第38頁;編輯于星期三\12點23分實例:保護鉚釘(引入現成物質S3)S2FS1S3S2FS1錘子鉚釘沖擊力墊木本文檔共242頁;當前第39頁;編輯于星期三\12點23分實例:茶壺托盤S2FS1S3S2FS1茶壺托盤手本文檔共242頁;當前第40頁;編輯于星期三\12點23分1.2.2引入系統中現有物質的變異物當在物場模型中存在有用和有害的作用,且在它們的2個物質之間不要求緊密相鄰,但限制從外部引入新物質時,引入通過修正系統形成的系統物質變異物來消除2個物質間的有害作用。S2FS1S2modifiedS2FS1S2FS1S1modifiedS2FS1本文檔共242頁;當前第41頁;編輯于星期三\12點23分實例:煉銅廠的冶煉浴槽礦石的熔點是1200

oC

,因此,密封浴槽內的溫度必須維持在1300oC。浴槽壁是用銅制成的,銅的熔點是1083oC,為了防護浴槽免遭高溫破壞和大塊礦石的嚴重磨損,在浴槽壁四周設有冷卻水套,在冷卻水的作用下,使在浴槽的四周形成來自礦石熔融物的結渣層(在(銅礦石的變異物),結渣層起著保護浴槽壁免遭高溫破壞和大塊礦石的嚴重磨損,因為結渣層一經磨損,冷卻水的作用會使結渣層進行“自我更新”。S2FS11300oC結渣層(S2變異物)S2modified浴槽1083oC銅礦石1200oCS2FS1熱場本文檔共242頁;當前第42頁;編輯于星期三\12點23分實例:高溫焦炭的輸送高溫焦炭傳送帶機械場碎焦炭(高溫焦炭變異物)炙熱的焦炭在運輸過程中,為了避免高溫對傳送帶的傷害,在傳送帶上鋪設一層碎的焦炭,可以起到隔絕熱的作用。S2FS1S1modifiedS2FS1本文檔共242頁;當前第43頁;編輯于星期三\12點23分實例:“法蘭西”體育場“法蘭西”體育場上設置的遮陽篷對場地觀眾有益遮陽作用,但是場地觀眾渲染的噪聲聚集到遮陽篷上,對附近街區的環境產生有害影響。在遮陽篷內添加礦物棉用以消除噪聲。折射到遮陽篷上的場地觀眾的嘈雜聲被遮陽篷內的吸聲板吸收,不再對附近街區產生影響。S2FS1S2modified礦物棉S2FS1觀眾遮陽篷本文檔共242頁;當前第44頁;編輯于星期三\12點23分1.2.3引入第2物質為了消除一個場對物質的有害作用,引入第2種物質來排除有害作用。S2FS1S1F本文檔共242頁;當前第45頁;編輯于星期三\12點23分實例:為了沿街住戶的安寧為了擋住來往頻繁車輛的嘈雜聲,在繁華地區的馬路兩旁,建立了消音墻,起到隔聲的效果S2FS1S1F嘈雜聲沿街住戶消音墻本文檔共242頁;當前第46頁;編輯于星期三\12點23分實例:電器接地保護為了防止電器設備漏電造成對人的傷害,采取接地保護措施。S2FS1S1F電場人員接地裝置本文檔共242頁;當前第47頁;編輯于星期三\12點23分1.2.4引入場若在系統中同時存在有用和有害的作用,且兩個物質之間之間要求必須直接緊密相鄰,則可引入場第2個場F2,通過建立雙物場模型,其中場F1是用來實現有用作用,場F2是用來中和有害作用或將有害作用轉化為另一個有用功能。S2F1S1S2F1S1F2本文檔共242頁;當前第48頁;編輯于星期三\12點23分實例:骨折病人后的理療醫生對腿骨折的病人進行外科手術后,用支撐架通過機械場作用在腿上將其固定。通過施加脈沖電場對肌肉進行理療,以刺激肌肉并阻止肌肉萎縮。脈沖電場機械力腿支撐架S2F1S1S2F1S1F2本文檔共242頁;當前第49頁;編輯于星期三\12點23分1.2.5切斷磁影響如果系統中存在著有害作用的磁性,采用退磁的方法(加熱磁性物質到居里溫度以上,或引入另一相反的磁場)來給予消除其系統中存在著的有害磁性。S2FmagneticS1Fthemal(-magnetic)S2S1Fmagnetic本文檔共242頁;當前第50頁;編輯于星期三\12點23分實例:起重機的應用用電磁吸盤的起重機運輸鐵質材料時,所需的能量直接與運輸的距離和時間有關,為了減少所需的能量,可以通過永久磁鐵來抓舉貨物,在釋放貨物時,只要通過激活一相反電場,產生所需要的負相位磁場,以抵消永久磁鐵產生的磁場,從而使貨物被釋放。在突然停電的情況下,貨物也不會掉下,非常安全。通電后產生負相位磁場S2FmagneticS1F-magnetic鐵料永久磁鐵吸盤磁場S2S1Fmagnetic本文檔共242頁;當前第51頁;編輯于星期三\12點23分實例:焊接與粉末焊劑焊接電流產生的磁場會將粉末焊劑從工作區吹散開,造成鐵磁粉末的焊接困難,影響到焊接的質量。預先將粉末加熱到居里點以上,焊接粉末被退磁,上述情況就不會再發生了

S2FmagneticS1FthemalS2S1Fmagnetic焊接件粉末焊劑加熱到居里點600C本文檔共242頁;當前第52頁;編輯于星期三\12點23分組成第二級標準解系統的分系統

第二級增強物場模型的標準解2.1向復合物場模型轉換2.2

增強物場模型2.3

利用頻率協調增強物場模型2.4

引入磁性附加物增強物場模型本文檔共242頁;當前第53頁;編輯于星期三\12點23分組成分系統2.1的子系統

2.1向復合物場模型轉換2.1.1向串聯式復合物場模型轉換2.1.2向并聯式復合物場模型轉換

本文檔共242頁;當前第54頁;編輯于星期三\12點23分2.1.1向串聯式復合物場模型轉換將物場模型中的一個物質元素轉換為一個獨立控制的完整物場模型,向串聯式復合物場模型轉換S2F1S1F1S1S4F2S3S‘2本文檔共242頁;當前第55頁;編輯于星期三\12點23分實例:讓帶有襯墊緊固件中的楔子輕而易舉地拔出

(引入易熔合金襯墊S3和熱場F2形成鏈式物場模型)楔形系統由楔子和間隔的襯墊組成,為了容易拔出楔子,襯墊由2部分組成,其中的一部分是低熔點合金,襯墊經加熱后,易熔合金襯墊熔化,楔子就能輕而易舉地被拔出。熱場機械場襯墊楔子易熔化的合金襯墊低熔點合金襯墊S2F1S1F1S1S4F2S3本文檔共242頁;當前第56頁;編輯于星期三\12點23分實例:提高降溫防護服的防護效果工程背景:為保護焊工、煉鋼工,用低導熱材料制成防護服在短時間內效果很好,但經過一段時間后,衣服內外的溫度達到平衡,其隔熱效果就會明顯下降。本文檔共242頁;當前第57頁;編輯于星期三\12點23分實例:提高降溫防護服的防護效果為保護煉鋼工免受高溫的傷害,穿著用低導熱材料制成的防護服,這在短時間內效果還是很好的,但經過一段時間后,衣服內外的溫度達到平衡,其隔熱效果就會明顯下降。在防護服的外表面附設一個袋子,使普通的防護服轉換為降溫防護服。在袋子中插入充有可融化材料14烷和16烷的混合物,融點在10~16攝氏度之間。使用前,將其冷卻到攝氏零度以下,以便混合物變成固相。待穿上身時,室外的高溫透過相變材料后再作用到人體上,利用相變材料產生的吸熱效應,使防護服具有良好的降溫效果。(會融化的14烷和16烷混合物)相變材料人體防護服熱場S2F1S1F1S1S4F2S3降溫防護服冷場本文檔共242頁;當前第58頁;編輯于星期三\12點23分最終解決方案相變原理:利用物體相變時產生的某種效應(吸熱);(防護服的外表面插入充有可融化材料14烷和16烷的混合物,融點在10~16攝氏度之間。使用前,降溫衫需冷卻到攝氏度以下,以便混合物變成固相。)美國專利:6,185,742;S3=可融化材料降溫防護服降溫防護服可融化材料會融化材料隔熱袋子隔熱袋子袋內側袋內側會融化材料已漸漸融化本文檔共242頁;當前第59頁;編輯于星期三\12點23分實例:宇航員的手套(實例2.1.1.2)將手套做成夾層式結構,既要有保暖性又要保證戴上手套后操作的柔軟性。為了使手套具有良好的保暖性,手套內層帶有“加熱裝置”。加熱裝置熱場手手套冷場S2F1S1F1S1S4F2S3帶加熱裝置的手套本文檔共242頁;當前第60頁;編輯于星期三\12點23分2.1.2向并聯式復合物場模型轉換如果需要強化一個難以控制的物場模型,而且禁止替換元素,則可以通過引入第2個易控制的場來建立一個并聯式復合物場模型S2S1F2F1S2F1S1本文檔共242頁;當前第61頁;編輯于星期三\12點23分實例:太空中的孵卵器在太空中有著孵化小雞的正常大氣環境和溫度,可以使孵卵器保持正常地工作,但唯一不足的是缺乏重力,致使小雞無法發力。讓孵卵器繞著軸心旋轉,利用形成的重力附加場,小雞就可以順利地出生在太空上了。軸心旋轉人造重力場F2太空環境場卵小雞S2S1F1S2F1S1本文檔共242頁;當前第62頁;編輯于星期三\12點23分實例:快速用鏟刀去除墻上的壁紙

(引入第2個溫度場)僅僅利用鏟刀來刮除墻面上的壁紙,效率很低,引入了高溫蒸汽熱場F2,用高溫蒸汽噴射墻面,墻上的壁紙因失去強度,就能很容易地被去除掉。鏟刀機械力壁紙鏟刀高溫蒸汽S2S1F2F1S2F1S1本文檔共242頁;當前第63頁;編輯于星期三\12點23分組成分系統2.2的子系統

2.2增強物場模型2.2.1利用更易控制的場替代2.2.2加大對工具物質的分割程度來達到微觀控制轉換2.2.3利用毛細管和多孔結構的物質2.2.4提高物質的動態性2.2.5構造場2.2.6構造物質本文檔共242頁;當前第64頁;編輯于星期三\12點23分2.2.1利用更易控制的場替代如果物場系統的效率不足,其工作場無法控制或者難以控制,那么,就要用可充分控制的場替代不可控制或難以控制場,來獲得增強功能效應。選擇易控制場的進化路徑S2FS1S2FcontrolledS1機械場重力場電場或磁場輻射場本文檔共242頁;當前第65頁;編輯于星期三\12點23分實例:內燃機進出氣伐的控制(實例2.2.1)為提高可控性,將內燃機進出氣閥的運轉,由通常的轉動軸控制改為用電磁鐵來控制。電磁場電磁鐵轉動軸機械場進(或出)氣閥S2FS1S’2FcontrolledS1本文檔共242頁;當前第66頁;編輯于星期三\12點23分實例:控制藥物在病人血液中的流動方向為了控制藥物在病人血液中的流動方向,使藥物能準確發揮效力,可在病人身上安裝一個傳感器,根據來自傳感器的反饋信息來控制藥物的流向。S2FS1S2FcontrolledS1電場等(定點供藥)人體病灶部位藥物本文檔共242頁;當前第67頁;編輯于星期三\12點23分2.2.2加大對工具物質的分割程度來達到微觀控制轉換通過加大對工具物質S2的分割程度來達到微觀控制,以此來獲得增強系統功能效應S2FS1S2FS1FnewS1本文檔共242頁;當前第68頁;編輯于星期三\12點23分物質結構加大分割的進化路徑固體→(厚板-薄板-薄膜-薄片-納米薄片→(大直徑棒小直徑棒纖維絲狀物)→(顆粒-球狀物-丸狀物-粉末-納米粒子-凝塊-液體-活性液體-原子級和亞原子級粒子)固體可移動固體氣體液體可彎曲固體場本文檔共242頁;當前第69頁;編輯于星期三\12點23分實例:汽車的坐墊為了使汽車的座位更舒適,坐墊設計成氣囊形式,通過氣囊對身體的接觸點進行自我調整,以使氣囊均勻地支撐人的重量,人坐在上面就會很舒服。S2FS1海綿坐墊S2FS1人體硬坐墊壓力本文檔共242頁;當前第70頁;編輯于星期三\12點23分實例:用一個不規則的表面支撐物體用一個不規則的表面支撐物體時,要使支撐力均勻地分布在這不規則的表面上是非常困難的。如果用充滿液體的袋子覆蓋在不規則的表面上,然后再將物體作用在袋子上就能將荷載均勻地分布于不規則的表面上。S2FS1S2FS1物體不規則固體表面充滿液體袋子表面壓力本文檔共242頁;當前第71頁;編輯于星期三\12點23分實例:增強鋼筋混凝土結構能力(實例2.2.2)用一系列鋼絲代替標準的鋼筋混凝土中常用的較粗鋼筋,可以制造出“針式”混凝土,使其結構能力獲得了增強。S2FS1S2FS1混凝土粗鋼筋一束鋼絲抗壓力本文檔共242頁;當前第72頁;編輯于星期三\12點23分2.2.3利用毛細管和多孔結構的物質改變物質結構,使成為具有毛細管或多孔的物質,并讓氣體或液體通過這些毛細管或多孔的物質,以此來獲得系統功能效應的加強。從固體物轉化到毛細管和多孔物質的路徑:實例:膠水瓶頭一旦改用多孔的海綿狀瓶頭后,可以明顯地提高膠水塗布的質量和效率。S2FS1S2-cpFS1固體一個洞固體多個洞固體毛細管和多孔物質膠水膠水瓶口帶多孔海綿的膠水瓶口本文檔共242頁;當前第73頁;編輯于星期三\12點23分2.2.4提高物質的動態性對于效率低下的系統,其物質是具有剛性的、永久和非彈性的,可提高提高動態化的程度(向更加靈活和更加快速可變的系統結構進化)來改善其效率。動態性進化的路徑:單鉸多鉸柔性體雙鉸剛體液體氣體場S2FS1S2FS1本文檔共242頁;當前第74頁;編輯于星期三\12點23分、實例:汽車的變速從有級變速向無級變速演變,使汽車的變速更為平穩和連續,動態性能更好。實例:風力發電站的風輪安裝了鉸鏈,有助于風輪機在風的影響下,轉為順風實例:在垂直起降的飛機機翼上安裝了鉸鏈結構后,整個機翼、和發動機可以旋轉,能使它們依據飛行的不同狀況而改變方向,在飛行過程中,發動機旋轉至垂直狀態,而在起降時,處于水平狀態,致使保持飛行員擁有觀察和控制飛機的正常條件。

2.2.4提高物質的動態性本文檔共242頁;當前第75頁;編輯于星期三\12點23分2.2.5構造場利用異質的或可調的有組織結構的場代替同質的或非組織結構的場來增強物場模型S2FS1S2F#S#1S2FS1S2F#S1本文檔共242頁;當前第76頁;編輯于星期三\12點23分實例:超聲波焊接超聲波焊接時,為了確定焊接的位置,在焊接區域內安裝一個調諧裝置,利用調節元件將振動定向有序地集中到一個很小的面積上,產生區域振動,根據振動頻率的不同來確定焊接的位置。S2F#S1S2FS1焊接件超聲波焊接機超聲波(無組織場)集中區域超聲波(可調節立體結構場)本文檔共242頁;當前第77頁;編輯于星期三\12點23分實例:有噪聲的網

(防止海豚誤入捕魚網)海豚看不到漁網,是利用聲波定位。在漁網上添加呈塑料球面或拋物面狀的活性聲波輻射器,用結構化的場替代非結構化的場,提高海豚定位信號的反射。帶活性聲波輻射器的漁網海豚魚網S2FS1S2F#S#1異質場本文檔共242頁;當前第78頁;編輯于星期三\12點23分2.2.6構造物質利用異質的或有組織結構的物質替代同質的或無序結構的物質,以此提高系統的功能效應。S2FS1FS1S#2同質異質本文檔共242頁;當前第79頁;編輯于星期三\12點23分實例:橡膠球的制造異質物質(生橡膠+白堊粉型芯)化學場同質物質生橡膠確保有一定的圓度是橡膠球制造工藝的重要指標。直接用單一橡膠硫化是很難達到要求的。制造時采用多質材料,即事先要做好一個球芯,該球芯是由粉狀的白堊粉和水的混合物干燥后制成,然后在其外部敷以橡膠,經硫化后,用一根針頭刺入球體并注射進去一種液體促使球芯溶解后,隨之,液體通過針頭被抽走。S2FS1FS1S#2硫化劑本文檔共242頁;當前第80頁;編輯于星期三\12點23分組成分系統2.3的子系統

2.3

利用頻率協調增強物場模型2.3.1匹配組成物場模型中的場與物質元素的節奏(或故意不匹配)2.3.2匹配組成復合物場模型中的場與場元素的節奏(或故意不匹配)2.3.3利用周期性作用本文檔共242頁;當前第81頁;編輯于星期三\12點23分2.3.1匹配組成物場模型中的場與物質元素的節奏(或故意不匹配)利用原基本物場模型中的場與物質固有頻率的協調來達到增強物場模型。倘若固有頻率協調產生了有害作用時,設置一個對應于有害振動源相反方向的振動源物質,用以消除產生有害的相互作用。S2FS1S2S1#foF1#foS2S1#foF1#foS1#foS3F3#foS2F1#fo本文檔共242頁;當前第82頁;編輯于星期三\12點23分實例:用超聲波破碎人體結石將超聲波的頻率調整到結石的固有頻率,使得結石在超聲波作用下產生共振,結石就能被震碎。共振場人體結石超聲波碎石機振動場頻率#fo結石S2FS1S’2S1#foF1#fo同樣,當人在沐浴時,依據人身上安裝的傳感器反饋來的心跳信號來產生對浴液的壓推力,對人體進行按摩能調整振動頻率的超聲波碎石機本文檔共242頁;當前第83頁;編輯于星期三\12點23分實例:釣魚用飛線釣魚時,要求來回移動釣魚桿,目的就是為了讓釣魚竿的運動頻率和線的頻率一致,使得釣魚線在釣魚竿運動的作用下產生共振,從而增強釣魚線的運動。釣魚竿釣魚線S2FS1S2S1#foF1#fo本文檔共242頁;當前第84頁;編輯于星期三\12點23分應用固有頻率不同的密封圈實例:為確保在大幅度振動下具有可靠的密封性,可以在一個平面上用多個具有不同固有頻率的密封圈。S2S1#foF1#foS2F1#foS1#foS3F3#fo不同固有頻率的密封圈本文檔共242頁;當前第85頁;編輯于星期三\12點23分2.3.2匹配組成復合物場模型中的場與場元素的節奏在使用了2個場的復合物場模型中,利用協調場與場的固有頻率來完成所需的功能或要求的特性來達到增強系統的功能效率或可控性。S2F1S1S2S1F1#foF2#fo本文檔共242頁;當前第86頁;編輯于星期三\12點23分實例:分選磁礦石(實例2.3.2)在分選由強磁成分和廢巖構成的混合物中,為了有效提高顆粒分離效果,必須讓堅硬的磁礦石同時置于連續磁場和振動兩個場的作用下,且磁場的強度與振動頻率必須在匹配的情況下進行分離。分選機S2S1F#foFmagnetic-#foS2S1Fmagnetic強磁混合物磁場頻率fo振動場與振動頻率匹配的磁場本文檔共242頁;當前第87頁;編輯于星期三\12點23分2.3.3利用周期性作用

如果在系統中,需要完成2個互不相容或2個獨立的功能時,為了使達到協調,利用周期性作用,周而復始地利用在完成其中一個功能的間隙來實施并完成另一個功能。

S2S1F1F2S2S1F1F2(I+I)(I-I)本文檔共242頁;當前第88頁;編輯于星期三\12點23分實例:接觸式點焊機實例:接觸式點焊機的自動熱循環控制是基于測量熱電動勢來完成的。為改進高頻脈沖焊接中的控制精度,在焊接電流的2個脈沖之間完成熱電動勢的測量。脈沖時進行焊接脈沖間歇時進行測量S2S1F1F2S2S1F1F2(I+I)(I-I)本文檔共242頁;當前第89頁;編輯于星期三\12點23分組成分系統2.4的子系統

2.4

引入磁性附加物增強物場模型2.4.1引入固體鐵磁物質,建立原鐵磁場模型2.4.2引入鐵磁顆粒,建立鐵磁場模型2.4.3引入磁性液體2.4.4在鐵磁場模型中應用毛細管(或多孔)結構物質2.4.5建立合成的鐵磁場模型2.4.6建立建立與環境一起的鐵磁場模型2.4.7利用自然現象或物理效應2.4.8提高鐵磁場模型的動態性2.4.9構造場2.4.10在鐵磁場模型中匹配節奏2.4.11引入電流,建立電磁場模型2.4.12利用電流變流體本文檔共242頁;當前第90頁;編輯于星期三\12點23分2.4.1引入固體鐵磁物質,建立原鐵磁場模型原鐵磁場模型為物-場模型和鐵磁場模型的中間步驟,在物場模型中引入固體鐵磁物質,構建原鐵磁場模型來增強兩個物質間的有效作用和可控性S2FS1FmagneticSF本文檔共242頁;當前第91頁;編輯于星期三\12點23分實例:安裝地下排水管安裝地下排水系統時,用磁化的鐵磁物質作為排水管的端頭填充料,可避免水管產生錯接。FmagneticSFS2FS1接管1接管2端頭帶磁鐵的接管本文檔共242頁;當前第92頁;編輯于星期三\12點23分實例:用磁鐵代替圖釘張貼海報(實例2.4.1)將需要張貼海報的墻面成為鐵磁表面,利用一塊小磁鐵形成的磁場來代替通常用圖釘張貼海報.這樣,墻面和海報都不會受到損傷。壓力海報小磁鐵S2FS1FmagneticSF圖釘S1本文檔共242頁;當前第93頁;編輯于星期三\12點23分2.4.2引入鐵磁顆粒,建立鐵磁場模型

應用鐵磁顆粒,構建鐵磁場模型來替代物場模型(或預鐵場模型),以獲得用一易控場(或增加一易控場)來代替可控性差的場,從而達到提高系統的可控性。碎片、顆粒、細顆粒等都可視為鐵磁顆粒,鐵磁顆粒磨碎程度越高,其可控性就越大。

S2FS1S1FmagneticSF本文檔共242頁;當前第94頁;編輯于星期三\12點23分實例:吸油用的晶體將疏松的晶體拋灑在受污染的油面上可以形成有效的吸除油污,但這些晶體顆粒彼此不能相互吸引,很容易被風或波浪吹散,極大地影響晶體的吸引效果。在晶體中添加磁化顆粒,使晶體之間由無效作用轉換為有效作用相互吸引,來抑制油污面積的擴散。添加了鐵磁顆粒的吸油晶體

吸油晶體油污S2FS1S1FmagneticSF本文檔共242頁;當前第95頁;編輯于星期三\12點23分2.4.3引入磁性液體物質包含鐵磁材料的進化路徑是:固體物質→顆?!勰后w。系統的控制效率將隨著鐵磁鐵磁材料的進化路徑而增加磁性液體是一種含有鐵磁顆粒的膠狀溶液,是鐵磁粒子在汽油、硅酮或者水中的膠狀懸浮液,或者是鐵磁粒子以化學方式與聚合物成分結合的膠狀懸浮液。使用磁性液體構建強化的鐵磁場模型是§2.4.2標準解法進化的終極狀態S2FS1S1FmagneticSF+liquid本文檔共242頁;當前第96頁;編輯于星期三\12點23分實例:廢金屬的分類廢金屬的分類是個非常復雜的工作,因為金屬的種類繁多,尤其是廢金屬的形狀、尺寸各異,但要做到對廢金屬分類既要準確又要提高效率。使用帶有磁流變或電流變液體的電鍍槽,在大功率的電磁作用下,磁流體的密度會出現可控制的變化,通過變化的磁流體的密度,從而使廢金屬可以嚴格安裝自己的比重逐個“浮出液面。人們就可以在磁流變液體的液面上很容易地把它們收集起來。廢金屬分選設備可控密度的電磁流體S2FS1S1FmagneticSF+liquid本文檔共242頁;當前第97頁;編輯于星期三\12點23分2.4.4在鐵磁場模型中應用毛細管(或多孔)結構物質如果已經存在著鐵磁場,但其效率不足,可將固體結構的物質改為用毛細管或多孔結構或毛細管與多孔一體結構的物質。S2S1FmagneticS1SF-cpFmagnetic本文檔共242頁;當前第98頁;編輯于星期三\12點23分實例:毛細管多孔一體過濾器(實例2.4.4)用包含磁性粒子的毛細管(散纖維)和多孔一體制作的可逆過濾器替代用磁性粒子制作,但是多孔結構過濾器,具有超過基于散纖維的過濾器滲透能力,以及具有超過散纖維系統的可控性。毛細管多孔一體過濾器S1SF-cpFmagnetic固體過濾器S2S1Fmagnetic過濾物本文檔共242頁;當前第99頁;編輯于星期三\12點23分2.4.5建立合成的鐵磁場模型當非磁性物場模型中的物質內部禁止引入鐵磁顆粒時,可以利用非磁性物質的空腔或外部(如涂層)引入具有臨時性的或永久性的磁性附加物,構建內部的或外部合成的鐵磁場模型,以此來獲得提高系統的功能性和可控性。S1FmagneticS2SFS2FS1S2FS1S2FmagneticSFS1本文檔共242頁;當前第100頁;編輯于星期三\12點23分實例:電磁鐵移動帶空腔的非磁性部件(實例2.4.5)為了用電磁鐵來移動帶空腔的非磁性的部件,事先將磁性松軟材料注入空腔中,非磁性部件就會被磁化。然后在磁場作用下,就能夠很容易地控制被磁化的部件的移動。+磁性松軟物質S1FmagneticS2SF非磁性部件傳送裝置S2FS1非磁性部件空腔本文檔共242頁;當前第101頁;編輯于星期三\12點23分實例:鋼珠的運輸(拋丸機)利用拋丸機在運輸鋼珠的過程中,由于鋼珠對管道的沖擊力大,特別是在管道的拐彎處造成鋼珠對管道的磨損很嚴重。在管道的外部引入一塊磁鐵,在磁場的作用下,使一部分鋼球被吸附在鋼管的內壁,避免了鋼珠與鋼管的直接碰撞,拋丸機的使用壽命得以延長。管壁鐵丸+管壁S2FS1S2FmagneticSFS1磁鐵本文檔共242頁;當前第102頁;編輯于星期三\12點23分應用實例—防止鋼丸發送機彎管破損壓縮空氣和鋼珠電磁鐵F2鋼珠S1管壁S2給鋼丸發送機彎管強烈磨損區添加保護層電磁鐵F2本文檔共242頁;當前第103頁;編輯于星期三\12點23分2.4.6建立與環境一起的鐵磁場模型當禁止使用鐵磁顆粒引入物質,又禁止在物質內部或外部引入磁性附加物時,則可將鐵磁粒子(磁性液體)引入環境,通過改變環境的磁場,來實現系統的有效作用及其可控性。S2S1S2S1SF+liquidFmagnetic本文檔共242頁;當前第104頁;編輯于星期三\12點23分\實例:機械振蕩可通過在磁場間移動一個金屬的、無鐵磁性的元件來進行衰減,為減少衰減時間,在磁極和金屬元件的間隙中充滿磁性液體,磁場的牽引力可根據需要進行調整磁性液體磁極和金屬元件的縫隙(環境)振蕩器S2S1S2S1SF+liquidFmagnetic2.4.6建立與環境一起的鐵磁場模型本文檔共242頁;當前第105頁;編輯于星期三\12點23分2.4.7利用自然現象或物理效應利用某些自然現象或物理效應來獲得增強鐵磁場模型的效應及其可控性。可以利用的效應包含物理效應、化學效應和幾何效應三大類。物理效應和化學效應是通過改變作用區域的元素,使系統出現新的功能能和特征;幾何效應只是改變系統的形狀或相對位置,其物理或化學的屬性沒有改變,是解決最簡單的矛盾的方法。實例:為提高高磁放大器測量靈敏性,放大器的磁心是加熱的,為降低磁干擾,利用霍普金斯效應磁心的絕對溫度保持在居里點的0.93~0.99。本文檔共242頁;當前第106頁;編輯于星期三\12點23分實例:磁共振成相運用可調諧的振動磁場,以探測特定核子的共振頻率,然后將那些核子的中心區域著色成相。例如,某一腫瘤與正常組織的密度不同,在磁共振成相時,就能探測到這部分組織,于是就能探測出腫瘤的具體位置。本文檔共242頁;當前第107頁;編輯于星期三\12點23分實例:利用電暈電極自動采摘棉花和葡萄葡萄自動采摘是配備有一臺能產生4~6千伏電壓的小型發動機的拖拉機,用一個片狀電極接觸葡萄,另一個電極搭在束縛葡萄藤上。當通電時,由于成熟果柄的電阻比果枝的電阻要小得多,所以果柄易瞬間燒斷,就像短路一樣,讓自動采摘機在成行葡萄架間行駛,成熟、完整的符合商品外觀的葡萄串自動落在傳送帶上,并送到筐或包裝箱中。本文檔共242頁;當前第108頁;編輯于星期三\12點23分2.4.8提高鐵磁場模型的動態性在鐵磁場模型中通過提高動態化的程度,將物質結構轉化為動態的、可變的、或能自我調節的鐵磁場模型,以此來獲得增強系統的適應性和可控性。S1SFFmagneticS1SFFmagnetic本文檔共242頁;當前第109頁;編輯于星期三\12點23分實例:測量無磁性非規則空腔產品的壁厚不規則物體的壁厚可以用外部的感應換能器與內部的鐵磁物質來測量。使用表面塗上鐵磁粒子的一氣球,放入非規則的空腔,柔性的氣球能充分體現產品空腔的內部形狀,放入物體內部后,能和被測物體的內部緊密配合,然后,利用感應式傳感器就能精確地測量出該產品的壁厚。S2F1S1非磁性不規則物體檢測儀空腔內放入磁性顆粒物體空腔內放入表面覆蓋有鐵磁粒子的一氣球S1SFFmagneticS2FmodifiedS2S1SFFmagneticFmodified本文檔共242頁;當前第110頁;編輯于星期三\12點23分2.4.9構造場使用異質的或結構化的鐵磁場代替同質的無組織結構的鐵磁場獲得增強鐵磁場模型。F#magneticSFS1S1SFFmagneticS1SFFmagneticF#magneticSFS1#結構化鐵磁場異質結構化鐵磁場本文檔共242頁;當前第111頁;編輯于星期三\12點23分實例:磁丸造型用聚苯乙烯做鑄件模具,放入砂箱,填入鐵丸,通電形成磁場,使鐵丸成型,澆鑄后,聚苯乙烯模氣化,即可獲得鑄件。聚苯乙烯模具鐵丸結構化鐵磁場(電磁場)S1SFFmagneticF#magneticSFS1鐵磁場本文檔共242頁;當前第112頁;編輯于星期三\12點23分實例:在塑料表面繪制突起的圖案為了讓塑料墊子的表面形成復雜的圖案,在未凝固的塑料墊子中混合一些鐵磁微粒,而后用結構性的磁場(借助于激光光束產生有規律的磁場)拖動鐵磁微粒成所需要的形狀,當塑料凝固后,就能在塑料表層獲得凸起的復雜圖案結構化鐵磁場(電磁場)塑料墊子S1SFFmagnetic磁場鐵磁粒子F#magneticSFS1本文檔共242頁;當前第113頁;編輯于星期三\12點23分2.4.10在鐵磁場模型中匹配節奏通過匹配組成鐵磁場模型中的場與物質元素的頻率來獲得增強原鐵磁場模型或鐵磁場模型。S1S2FmagneticS1#foFmagnetic-#foS2本文檔共242頁;當前第114頁;編輯于星期三\12點23分實例:提高磁性混合物分離效率(實例2.4.10)S1#foFmagnetic-#foS’2S1S2Fmagnetic磁性分離機分離物頻率為fo的分離物與分離物頻率匹配的振動本文檔共242頁;當前第115頁;編輯于星期三\12點23分實例:提高磁性混合物分離效率(實例2.4.10)磁場中的振動被用來分離混合物,為了降低物體之間的黏合力,提高分離效果,磁場的使用是與振動反向的。S1#foFmagnetic-#foS’2S1S2Fmagnetic磁性分離機分離物頻率為fo的分離物與分離物振動頻率反向匹配的磁場本文檔共242頁;當前第116頁;編輯于星期三\12點23分實例:微波爐微波爐的應用原理是:利用微波管與食品中的水分子產生共振,運用振動產生的熱量來迅速加熱食品;S1S2Fmagnetic電磁爐含水的食品水分子振動頻率fo共振磁場S1#foFmagnetic-#foS’2微波爐本文檔共242頁;當前第117頁;編輯于星期三\12點23分2.4.11引入電流,建立電磁場模型如果在存在著的基本物場模型或復合物場模型中,通過對組成系統的物質或環境中引入鐵磁物質或磁場,顯然可以大大提供系統的功能效應和可控性,但是,當禁止引入鐵磁粒子或不易將一個物體進行磁化時,可引入電流,由此來產生電磁場。S2+電流S2FS1電磁場S1FmagneticSES2本文檔共242頁;當前第118頁;編輯于星期三\12點23分利用電磁場還有更重要的優勢是:在沒有電場作用時,不會產生磁場,而且磁場的大小可以通過電流的大小來控制,這樣就可以通過改變電流來精確地調整磁場。增強電磁場的進化路徑與鐵磁場相同。遵循由基本電磁場——復雜電磁場——環境電磁場——動態化電磁場——結構化電磁場——節律匹配/失配電磁場的進化路徑。

2.4.11引入電流,建立電磁場模型本文檔共242頁;當前第119頁;編輯于星期三\12點23分2.4.12利用電流變流體

在汽油、硅酮或者水等的流體中,需要引入磁性物質,但禁止引入鐵磁粒子的場合,可以引入電流來替代。通過引入電流的大小來改變電場,從而可以獲得所需要的電磁場。利用改變電場來控制電流變流體的速度和控制液體粘度。實例:電流變流體軸承實例:電流變流體被用作阻尼器SFS1FmagneticS1FmagneticSE-liquid電流體本文檔共242頁;當前第120頁;編輯于星期三\12點23分

組成第三級標準解系統的分系統

第三級向雙、多級系統或微觀級系統轉換組成第三級標準解系統的分系統3.1

向雙系統或多系統轉換3.2

向微觀級系統轉換向雙系統或多系統進化就是將兩個或多個相同的或不同的系統組合(或集成)為一個系統,以使在原有基礎上,增加系統的功能和提高系統的功能效率。最簡單的進化模式是組合2個或多個物質(S1或S2),建立一個雙物質或多物質的物場模型,以此獲得增強系統功能和特性,本文檔共242頁;當前第121頁;編輯于星期三\12點23分組成3.1分系統的子系統

3.1

向雙系統或多系統轉換3.1.1系統轉換1a:利用組合,創建雙、多級系統3.1.2改進雙或多級系統間的鏈接3.1.3系統轉換1b:加大系統元素間的特性差異3.1.4簡化雙或多級系統3.1.5系統轉換1c:使系統的部分與整體具有相反的特性

本文檔共242頁;當前第122頁;編輯于星期三\12點23分實例:雙系統、多系統瑞士軍刀照相手機可錄象的電視機兩用錘子立式加工中心本文檔共242頁;當前第123頁;編輯于星期三\12點23分由單系統向多系統的進化趨勢本文檔共242頁;當前第124頁;編輯于星期三\12點23分實例:手機的進化本文檔共242頁;當前第125頁;編輯于星期三\12點23分

實例:電源插座的進化本文檔共242頁;當前第126頁;編輯于星期三\12點23分

3.1.1系統轉換1a:利用組合,創建雙、多級系統將兩個或多個系統組合起來,保持各自的功能,使整體系統的功能獲得了增強。S2FS1S2nFS1n人員一張椅子n張椅子組合n個人員本文檔共242頁;當前第127頁;編輯于星期三\12點23分實例:房屋中多光源的配置光場房間一盞燈多盞燈在進行室內裝修時,配置單光源,只能解決室內一般的適當亮度問題,如果用多光源來替代,就可以達到多種裝飾和照明效果,并能滿足個別的特殊功能需要。S2FS1S2S3S4S5…FS1本文檔共242頁;當前第128頁;編輯于星期三\12點23分實例:薄片玻璃的加工

當單獨給一片很薄的玻璃進行打磨時很容易使玻璃破裂,如果將薄片玻璃堆疊起來再加工,玻璃的破損率可以明顯降低。S2FS1S2FSn一片薄玻璃加工設備一扎薄玻璃機械場本文檔共242頁;當前第129頁;編輯于星期三\12點23分3.1.2改進雙或多級系統間的鏈接經組合(或集成)后形成的雙級系統和多級系統,如果出現缺失或者不足(難以控制或無法控制),可根據“協調法則”,增加柔性,移動性和可控性,通過改進雙、多系統間的鏈接來獲得增強系統的可控性。雙、多系統間的鏈接方法有剛性鏈接和柔性鏈接兩種。剛性鏈接實例:當眾多人在移動和安裝沉重的東西時,為了使他們能夠做到同步,將多位安裝工的手設法用剛性裝置連接起來柔性鏈接實例:雙船體具有2個剛性連接的船體,若改用柔性連接,就能允許調整2個船體間的距離,提高了系統的靈活性。本文檔共242頁;當前第130頁;編輯于星期三\12點23分實例:多路電氣線路板的安裝(實例3.1.2)多路電氣線路板的安裝用多系統替代單一系統,將單一系統的一組導線改編成線束,導線的線束占據了最小的空間,大大提高系統的可操作性,并可為各個電氣線路的維修提供了方便。本文檔共242頁;當前第131頁;編輯于星期三\12點23分3.1.3系統轉換1b:加大系統元素間的特性差異

基于“向較高級系統躍遷的法則”,通過加大元素功能特性差異,然后再進行組合,以此來獲得雙級系統和多級系統效率的增強。系統轉換1b的路徑:相同元素的組合→改變了特性的不同元素的組合→相反元素的組合。相反元素的組合是系統轉換的終極狀態,它意味著系統的變化由技術矛盾向物理矛盾的轉換,因此,一旦能完成相反元素的組合,正預示著新一輪的創新產品的誕生。

改變了特性的不同元素的組合實例:復印機→彩色復印機→帶掃描、復印、傳真、打印等多功能復印機本文檔共242頁;當前第132頁;編輯于星期三\12點23分系統元素一支單色鉛筆相同元素組合一組單色鉛筆不同元素組合一組雙色鉛筆向反元素組合橡皮與鉛筆的組合加大鉛筆功能特性差異的進化路徑本文檔共242頁;當前第133頁;編輯于星期三\12點23分實例:擴大熱處理爐的使用功能(實例3.1.3)車間內設置了數臺形式完全相同的熱處理爐,給各臺爐子以相同方法預設加熱,可獲得經熱處理后的同一種產品;如果給每臺爐子首先以預設不同的加熱方法,組合后可以獲得熱處理后的多種不同產品;如果將其中的爐子由熱處理改變為冷卻爐,則組合后可以獲得完全不同的新產品。本文檔共242頁;當前第134頁;編輯于星期三\12點23分實例:常開和常閉觸點并存的繼電器(實例3.1.3)由相同的常開觸點S01元件(相同的元素)組合的多系統向具有常開觸點S01元件和常閉觸點S02元件(元素和反元素)組合的多系統轉換,用以提高系統的可操作性和靈活性。本文檔共242頁;當前第135頁;編輯于星期三\12點23分3.1.4簡化雙或多級系統

對雙、多系統進行收縮簡化,反映了對系統實施向“增加理想度法則”進化。雙、多系統進行收縮的路徑:首先是減少輔助的子系統和系統元件,進而尋求最終完全地簡化,形成在新的水平上的一個單一系統。通過對雙、多系統的收縮,將許多系統的功能集為一體,既簡化了系統又使系統功能獲得加強。實例:只有一桿槍柄的雙管獵槍實例:消防員穿的保護服集降溫系統和提供呼吸系統與一體,單冷物質(氧)完成2種功能:液態氧先作為降溫系統,待蒸發成氣態后,可作為呼吸系統,沉重的呼吸設備則可以不再需要,大大減輕了消防員的攜帶重量實例:瑞士多功能刀在一個共用的外殼內裝上數種工具,組成多用刀具。功能增加了,體積縮小了。本文檔共242頁;當前第136頁;編輯于星期三\12點23分實例:瑞士多功能刀(實例3.1.1)在一個共用的外殼內裝上數種工具,組成多用刀具。功能增加了,體積縮小了實現了多功能。一種刀具多種刀具S1FS0S1S2…SnF1~nS0刀具外殼本文檔共242頁;當前第137頁;編輯于星期三\12點23分3.1.5系統轉換1c:使系統的部分與整體具有相反的特性

分解系統整體與部分間的矛盾特性,使系統在2個水平上獲得應用:整體系統具有特性A的同時,各部分系統則具有相反的特性-A,以此來加強雙、多系統的功能性。實例:自行車鏈條具有柔性,但組成鏈條的零件則是剛性的。實例:能伸縮的魚竿為了方便攜帶,魚竿在不用時,必須很短;但在使用時必須很長(即單根要短,整體要長)。采用一組可伸縮的、套疊式的管狀元件制作,就可以滿足不同時期的要求。本文檔共242頁;當前第138頁;編輯于星期三\12點23分3.2.向微觀級系統轉換將系統中的物質用能在原子、分子、粒子等各種場的作用下實現功能的物質來替代,以實現系統從宏觀向微觀系統的進化。技術系統在其進化的任何階段,向微觀級的躍遷均可以提高其效率。實例:A.C.#275751用不同熱膨脹系數材料制成定子和轉子的可控泵,可以通過溫度變化做到準確控制代替了傳統笨重低效機械裝置實例:A.C.#339397鋸條的前沿兩邊,使用磁性高密度材料制成,運用可調節的電磁場振動鋸條,以此可以大幅度提高切斷圓木的效率。實例:在玻璃生產線中,傳遞玻璃板的滾輪,改用被熔化的錫液所替代,確保傳遞中的玻璃板的平整度。本文檔共242頁;當前第139頁;編輯于星期三\12點23分實例:計算機、打印機和聲樂工業的發展計算機是發展:從真空管到單個晶體管,到原始合成電路,再到大規模集成電路,如今已發展到第9代芯片,整個系統已經發生了徹底的變化;打印機的發展:從9點矩陣到24點矩陣的針式打印,到100點/英寸(dpi)的噴墨打印,再到1200點/英寸(dpi)的激光打印,以致高精度的商用打印機;聲樂工業的發展:開槽的蠟留聲機被有更細開槽的密紋唱機(LP)替代,后來又被光學記號的光盤(CD)替代,如今又被有數字傳輸的MP3替代,聲音的清晰度與開槽尺寸已經毫無關系了。本文檔共242頁;當前第140頁;編輯于星期三\12點23分實例:微型電磁閥(實例3.2.1)當電流通過微型電磁閥的繞組時,在電磁場的作用下,閥片被提升打開;當切斷電流時,在彈簧力的作用下,使閥片下落關閉。這種類型的微電磁閥價格昂貴,特別是極小型繞組,制造困難,導致使用時易出故障,不太可靠。用形狀記憶合金制作的板代替電磁鐵繞組,并將記憶合金板固定在閥片上,當電流通過時,在溫度場的作用下,合金板被伸長,閥片被打開;當切斷電流時,溫度降低導致合金板被收縮,帶動閥片被關閉返回原處。本文檔共242頁;當前第141頁;編輯于星期三\12點23分第四級測量與檢測的標準解4.1利用間接的方法4.2

構建基本完整的和復合的測量物場模型4.3增強測量物場模型4.4向鐵磁場測量模型轉換4.5測量系統的進化方向本文檔共242頁;當前第142頁;編輯于星期三\12點23分完整的測量包括內容——測量的對象;——被測值表現出物質的特性或狀態;——測量單位;——選用單位校準的測量工具;——測量方法;——接收測量結果的觀察器或記錄器;——最后測量結果。本文檔共242頁;當前第143頁;編輯于星期三\12點23分組成分系統4.1的子系統

4.1利用間接的方法4.1.1以系統的變化來替代檢測或測量4.1.2利用被測對象的復制品4.1.3

利用2次檢測來替代本文檔共242頁;當前第144頁;編輯于星期三\12點23分4.1.1以系統的變化來替代檢測或測量通過改變系統的方法來代替檢測或測量,使檢測或測量不再需要。實例:用電磁感應對金屬零件進行熱處理,在感應器和零件間的空間注滿化學鹽時,由于鹽的熔化溫度就等于進行熱處理所需要的溫度,因此,在熱處理過程中,對溫度的測量已不再需要。實例:加熱系統的自動控制加熱系統的自動控制是通過運用熱電偶或雙金屬片作為自動轉換開關來實現的。當溫度低于給定溫度時,熱電偶是接通的;當溫度高于給定溫度時,熱電偶就會自動斷開,系統就可以保持在給定的溫度下。實例:計量客戶天然氣用量天然氣過戶系統要求精確傳遞儀表計量的氣體,它不是靠測量天然氣的體積,而是利用節流孔板限制流動的最大動壓來完成測量的。本文檔共242頁;當前第145頁;編輯于星期三\12點23分實例:有機混合物分離過程的測量方案有機化合物有機物A有機物B

如果采用電加熱或其它方法,有機混合物溫度的測量系統是必不可少的。但是,如果在分餾器外加一個水套,讓水套內的水保持在沸騰狀態,此時,原測量系統就可以省去。

傳統方法:采用電加熱系統,結合溫度傳感器來控制有機化合物的溫度系統要求:為了使分餾器正常的工作,必須保持分餾器內有機溶劑化合物的溫度控制在要求的95℃~100℃范圍內本文檔共242頁;當前第146頁;編輯于星期三\12點23分S3FS2分餾器內液體S2FnewFnew-modifiedS1溫控器帶夾套的分餾器內沸騰的水恒定的溫度場輸入的溫度場輸出的溫度場實例:有機混合物分離過程的測量方案本文檔共242頁;當前第147頁;編輯于星期三\12點23分4.1.2利用被測對象的復制品采用測量被測對象的復制品、圖片或圖像來替代對被測對象本身的直接測量。對難于測量的物體如軟物體或具有不規則表面的物體,通常較多使用這種測量方法。實例:A.C.#241077測量殼體的變形在殼體變形前后,分別制作模型,測量兩模型間的差異FS1S’2FS‘

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