机械创新设计-7-一般创新设计技法.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 一般创新设计技法,创新技法是解决创新设计问题的创意艺术，是人们对创造性思维和创造理论加以具体化应用的技巧,7.,1,头脑风暴法,7.,2,变异创新法,7.,3,组合创新法,7.,4,机遇利用法,7.,5,技术移植法,7.6,逆向构思法,7,1 群体集智法,7,11 智力激励法,头脑风暴法,1智力激励法的四项原则,美国创造学家奥斯本提出的智力激励法，是一种典型的群体集智法。,它是通过召开,智力激励会,来实施的。,l,）,自由思考,原则,这一原则是要求与会者尽可能地解放思想，无拘无束地思考问题，不必顾虑自己的想法是否“离经叛道”或“荒唐可笑”。,2,）,延迟评判,原则,这一原则是限制在讨论问题时,过早,地进行评判。传统会议上，人们习惯于对自以为不正确、不可行的设想迫不及待地提出批评意见或作出结论，这实际上是压制不同的想法，甚至还会扼杀具有创造性的萌芽方案。美国一些心理学家在试验的基础上发现，,推迟判断,，在,集体,思考问题时可,多产生,70,的新设想，在,个人,思考问题时可,多产生,90,的新设想。因此，奥斯本智力激励法特别强调，与会者在会上,不要使用,诸如,：,“这根本,行不通,！”“这个想法太,荒唐,了！”“这个方案真是,绝了,”之类的 “,扼杀句,”或 “,捧杀句,”。,对设想的评判，应等到大家畅谈结束后，再组织有关人士进行分析。,在智力激励会上应贯彻四条原则：,3,）,以量求质,原则,奥斯本认为，在设想问题时，越是增加设想的数量，就越有可能获得有价值的创意。通常，最初的设想不大可能最佳。有人曾用试验表明，一批设想的后半部分的价值要比前半部分高,78,。因此，奥斯本智力激励法强调与会者要在规定的时间内加快思维的流畅性、灵活性和求异性，尽可能,多而广,地提出有一定水平的新设想，以大量的设想来保证质量较高的设想的存在。,4,）,综合改善,原则,这是,鼓励,与会者积极参与,知识互补,、,智力互激,和,信息增殖,活动。俗话说,：“,三个臭皮匠，顶个诸葛亮,”。,几个人在一起商量或综合大家的想法，总可以强化自己的思维能力和提高思考的水平。,奥斯本智力激励会要求与会者要,仔细倾听,他人的发言，注意在他人启发下及时修正自己不完善的设想，或将自己的想法与他人的想法加以,综合,，再提出更完善的创意或方案。在智力激励会上，任何一个人提出的新设想都构成对其他人的信息刺激，具有知识,互补,和,互相诱发激励,的作用。,2智力激励法运用程序,1,）智力激励会的准备,A.,选主持人,掌控,；,B.,确定,主题,；,C.,参会人选,人数,，,结构,；,D.,提前通知,有备而来,2,）热身活动,引子,3,）明确问题,简要说明，留有空间,4,）自由畅谈,四项原则,（,自由思考、延迟评判、以量求质、综合改善,）,5,）加工整理,雪,美好,举例,雪,灾难,雪,清理,电线上的雪？,例 清除电线积雪问题的求解？,美国北方，冬季严寒，在大雪纷飞的日子里，电线上积满了冰雪，大跨度的电线常被积雪压断，造成事故。,试图解决这一问题，但都未能如愿以偿。,电讯公司经理,奥斯本,决定用智力激励法寻求解决难题的办法。他在做了一定准备工作之后，召开了,智力激励会,，让,与会者自由畅谈,。,有人提出设计一种专用的,电线清雪机,；,有人想到用,电热,来化解冰雪；,有人建议用,振荡技术,来清除积雪；,有人提出能否带上几把,大扫帚,，乘坐,直升飞机,去扫电线上的积雪。,滑稽可笑,？,但会上也,无人提出批评,。,相反，有一位工程师在百思不得其解时，听到“用飞机扫雪”的想法后，大脑突然受到激励，一种简单可行且高效率的清雪方案冒了出来。他想，每当大雪过后，出动直升飞机沿积雪严重的电线飞行，依靠高速旋转的螺旋桨即可将电线上的积雪迅速扇落。他马上提出用直升飞机扇雪的新设想，顿时又引起其他与会者的联想，有关“除雪飞机”、“特种螺旋桨”之类创意，又被激励出来。,会后，公司组织专家对设想进行分类论证。专家们从技术经济方面进行比较分析，最后选择了用改进后的,直升飞机扇雪,的方案。实践证明，这的确是个好办法。在此基础上，一种专门,清除电线积雪,的,小型直升机,也应运而生。,7,12 书面集智法,在推广应用智力激励法的过程中，人们发现经典的智力激励法虽然能造成自由探讨、得到互相激智的气氛，但也有一些局限性。,干扰,如有的创造性强的人喜欢,沉思,，但会议无此条件；会上表现力和控制力强的人会影响他人提出设想；,会议,严禁批评,，虽然保证了自由思考，但难于及时对众多的设想进行评价和集中。,为了克服这些局限，许多人针对与会者的不同情况，先后对奥斯本技法进行了,改进,，,形成了基本激励原理不变，但操作形式和规则有异的改进型技法。其中最常用的是书面集智法，即以笔代口的,默写式智力激励法,。实施时人们又常采用“,635法”的模式，即每次会议请6人参加，每人在卡片上默写3个设想，每轮历时5分钟。,实施以“635法”为特点的书面集智，可采用以下程序：,l）会议的,准备,。选择对书面集智基本原理和做法熟悉的会议主持者，确定会议的议题，并邀请,6,名与会者参加。,2）进行,轮番性默写,激智。在会议主持人宣布议题（创造目标）并对与会者提出的疑问解释后，便可开始默写激智。组织者给每人发几张卡片，每张卡片上标上1、2、3号，在每两个设想之间留出一定,空隙,，好让其他人再填写新设想。,在第一个5分钟内，要求每个人针对议题在卡片上填写3个设想，然后将设想卡传递给右邻的与会者。在第二个5分钟内，要求每个人参考他人的设想后，再在卡片上填写3个新的设想，这些设想可以是对自己原设想的修正和补充，也可以对他人设想的完善，还允许将几种设想进行取长补短式的综合，填写好后再右传给他人。这样，半小时内传递5次，可产生108条设想。,3）,筛选,有价值的新设想。从收集上来的设想卡片中，将各种设想，尤其是最后一轮填写的设想进行分类整理，然后根据一定的评判准则筛选出有价值的设想。,7,.1.3 函询集智法,1函询集智的特点,函,询集智法又称德尔菲法，其基本原理是借助,信息反馈,，,反复征求,专家书面意见来获得新的创意。其基本作法是：就某一课题选择若干名专家作为函询调查对象，以调查表形式将问题及要求寄给专家，,限期,索取书面回答。收到全部复函后，将所得设想或建议加以概括，整理成一份综合表。然后，将此表连同设想函询表,再次寄,给各位专家，使其在别人设想的激励启发下提出新的设想或对已有设想予以补充或修改。视情况需要，经过数轮函询，就可得到许多有价值的新设想。,7.1.3,函询集智法,函询集智法的运用程序,专家筛选,函询调查表的编制,函询调查的组织,设想的加工整理,函询集智法有两个特点，也是其优点。它不是把专家召集起来开会讨论，而是用书信方式征询和回答，使整个提设想过程具有相对的,匿名性,。专家相互之间不见面，有利于克服一些,心理障碍,，便于充分发表新颖意见或独特看法。轮间反馈则保证了专家之间的信息交流和思维激励。,此法一般需要,较长的时间,，专家的设想多是建立在稳重,思考,的基础之上的，因此提出的设想,可信度,或,可行性,较好。但由于没有奥斯本智力激励法所提供的那种自由奔放和激励创造的气氛，在提出新颖性高的设想方面可能要逊色一些。,7.,2,变异创新法,在原来的事物上做,质,的,改变,，但是又不完全摒弃原来的事物。,小的改变,满足需要,技术限制小，成本低廉，更加实用。,电熨斗加蒸汽喷雾，电风扇改遥控、钢笔尖小沟和孔等。,大的改变,飞跃,金,坎普,吉列,剃须刀,磨刀问题,换刀片,电动剃须刀（旋转）,7,3,组合创新法,在发明创新活动中,，按照所采用的,技术来源,可分为,两,类：一类是在发明中采用,全新,的技术原理，称为,突破型发明,；另一类是采用,已有的技术,并进行,重新组合,，从而形成新的发明。从人类的技术历史中可以看出，进入19世纪50年代以来突破型的发明在总发明数量中所占的比重在下降，而组合型发明的比重在增加。在,组合中求发展,，在,组合中实现创新,，这已经成为现代技术创新活动的一种趋势。,组合创新方法,是指按照一定的技术原理，通过将,两个,或,多个功能元素合并,，从而形成一种具有新功能的新产品、新工艺、新材料的创新方法。,人类数千年的发展历程中积累了大量的各种技术，这些技术在其所应用的领域中逐渐发展,成熟,，有些已经达到相当完善的程度，这是人类的一笔巨大的财富。为实现某些新的功能，将这些成熟的技术进行重新组合，形成新的功能元素，这样的创新活动如能满足某种社会需求，则将是一种,成功率极高的创新方法,。,由于形成组合的技术要素比较成熟，使得应用组合法从事创新活动的一开始就站在了一个比较高的起点上，不需要花费较多的时间、人力和物力去开发专门的新技术，不要求发明者对所应用的每一种技术要素都具有高深的专门知识，所以,应用组合法,从事创新活动的,难度相对较低,。这种方法的应用有利于群众性的创造发明活动的广泛开展。,虽然组合创新法所使用的技术元素是已有的，当时它所实现的功能是新的，如果,组合适当,，同样可以,做出重大的发明,。,风险小,计算机最初是为了满足美国陆军军方,计算炮弹弹道,的需要而研制的。,1945,年底，世界上第一台电子计算机,“埃尼阿克,”研制成功，它重达三十多吨，共使用了,一万八千多个电子管,，计算速度为,每秒五千次,，将它用于,弹道计算,，运算速度是人的,几千,倍。但是人们还设想不出计算机的其他用途，当时一位计算机,专家曾预言,如果有,四台,计算机将能够,满足全世界,对计算机的需要。在其后的计算机发展过程中，人们不断地,将计算机技术与其他不同科学及技术门类,相结合,，不但有利地促进了这些学科的发展和进步，而且也促进了计算机技术本身的不断进步。现在计算机技术已经与人类工作、生活的各个方面发生着越来越多的联系，人类也越来越离不开计算机了。,组合创新方法有多种形式，从组合的,内容区分,有,功能组合,、,原理组合,、,结构组合,、,材料组合,等，从组合的,方法区分,有,同类组合,、,异类组合,等，从组合的,手段区分,有,技术组合,、,信息组合,等，现将部分常用组合方法简介如下。,7,3,1 功能组合,有些商品的功能已被用户普遍接受，通过组合可以为其,增加,一些,新的附加功能,，适应更多用户的需求。,人们使用铅笔时难免写错字，一旦写了错字就需要使用橡皮进行修改。为了适应人们的这种需要，有人设计出了,带有橡皮的铅笔,，它的主要功能仍是书写，由于添加了橡皮使它除书写之外还具有了一种附加功能。,自行车,的主要功能是,代步,，通过在自行车上,添加,货架,、,车筐,、,里程表,、,车灯,、,后视镜,等附件使它同时具有了,载货,、,测速,、,照明,、,辅助观察,等功能。,现在的,汽车设计,中人们不断地为其添加雨刷器、遮阳板、转向灯、打火机、车载电话、收音机、空调机等附加装置，使汽车的功能更加完善。,家用,空调器,的主要功能是,制冷,，现在空调器生产厂在原有空调器制冷功能的基础上增加了,暖风,、,换气,、,空气净化,等功能，实现,一机多用,。,7,3,2 材料组合,有些应用场合要求材料具有多种特征，而实际上很难找到一种同时具备这些特征的材料，通过某些,特殊工艺,将,多种不同材料加以适当组合,，可以制造出满足特殊需要的材料。,V带,传动要求带材料具有,抗拉,、,耐磨、易弯、价廉,的特征，使用单一材料很难同时满足这些要求，通过将,化学纤维,、,橡胶,和,帆布,的适当组合，人们设计出现在被普遍采用的V带材料。,建筑施工中需要一种,抗拉,、,抗压,、,抗弯,、,易施工,且,价格便宜,的材料，,钢筋,、,水泥,和,砂石,的组合很好地满足了这种要求。,通过,锡,与,铅,的组合得到了比锡和铅的熔点更低的,低熔点,合金。,通过不同材料的适当组合，人们设计出满足各种特殊要求的特种材料。例如具有特殊磁转变温度的,铁磁材料,，具有极高磁感应强度的,永磁材,料，具有高温超导特性的,超导材料,，耐腐蚀的,不锈钢材料,，具有多种优秀品质的,轴承合金材料,。,7,3,3 同类组合,将,同一种功能或结构,在一种产品上,重复组合,，满足人们更高的要求，这也是一种常用的创新方法。,双色或多色圆珠笔,上可以安装多个不同颜色的,笔芯,，使得有特殊需要的人减少了必须携带多支笔的的麻烦。,机械传动中使用的,万向联轴器,可以在两个不平行的轴之间传递运动和动力，但是万向联轴器的瞬时传动比不恒定，会产生附加动载荷，将两个同样的单万向联轴器按一定方式联接，组成双万向联轴器（图所示），既可实现在两个不平行轴之间的传动，又可实现瞬时传动比恒定。,V,带传动中可以通过增加带的根数提高承载能力，如图,a,所示。但是随着带的根数增加，由于多根带的带长不一致，带与带之间的载荷分布不均加剧，使多根带不能充分发挥作用。图,b,所示的,多楔带,将多根带集成在一起，保证了带长的一致，提高了承载能力。,变速器操纵机构演示,三挡,四挡,机,械,运,动,的,制,动,与,控,制,7,3,4,异类组合,在商品生产领域中进行创新活动的目的是用新的商品满足用户的需求，从而获得最大的商业利益。,人们在从事某些活动时经常同时有多种需要，如果将能够满足这些需求的功能组合在一起，形成一种新的商品，使得人们在从事活动时不会因为缺少其中某一种功能而影响活动的进行，这将会使人们工作、学习、生活更加方便，同时商品生产者也将获得相应的利益。,例如人们在使用螺丝刀时因被拧的螺钉头部形状、尺寸的不同，常需要同时准备多种不同形状、尺寸的螺丝刀。根据这种需求，有人发明了,多头螺丝刀,，即为一把螺丝刀配备多个可方便更换的头部，使用者可根据所需要的形状和尺寸很方便地随时更换合适的螺丝刀头。,有些不同的商品具有某些相同的成分，将这些不同的商品加以组合，使其共用这些相同成分，可以使总体结构更简单，价格更便宜，使用也更方便。,收音机,和,录音机,的有些电路及大的元器件是相同的，将这两者组合，生产出的收录机的体积远低于二者的,体积,之和，,价格,也便宜许多，方便了人们的生活。,数字式电子表,和,电子计算器,的,晶体振荡器,、,显示器,和,键盘,都可以,共用,，所以现在生产的很多计算器都具有电子表的功能，很多数字式电子表也具有计算器的功能。,7,3,5 技术组合,技术组合法,是将现有的,不同技术,、,工艺,、,设备,等加以,组合,，形成解决新问题的新技术手段的发明方法。随着人类实践活动的发展，在生产、生活领域里的需求也越来越复杂，很多需求都远不是通过一种现有的技术手段所能够满足的，通常需要使用多种不同的技术手段的组合来实现一种新的复杂技术功能。,技术组合法,可分为,聚焦组合法,和,辐射组合法,。,1聚焦组合,聚焦组合法是指以,待解决的特定问题,为,中心,，广泛地寻求与解决问题,有关,的,各种已知,的技术手段，最终形成,一种,或,多种,解决这一问题的,综合方案,，应用这种方法的过程中特别重要的问题是寻求技术手段的广泛性，要尽量将所有可能与所求解问题有关的技术手段包括在考察的范围内。只有通过,广泛的考察,，,不漏掉每一种可能,的选择，才可能组合出最佳的技术功能。,例：太阳能发电站,前些年西班牙要修建新的太阳能发电站，需要解决的最重要的技术问题是如何,提高太阳能的利用效率,。针对这一要求，他们广泛寻求与之有关的,所有技术手段,，经过对,温室技术,、,风力发电技术,、,排烟技术,、,建筑技术,等的认真分析，最后形成一种富于创造性的新的综合技术,太阳能气流发电技术。,这种太阳能气流发电厂如图所示，它的结构非常简单。发电厂的,下部,是一个宽大的,太阳能温室,，,温室中间,耸立着一个高大的,风筒,，,风筒下,安装,风力发电机,，这里应用的各个单项技术本身都是很成熟的技术，经过组合就形成了世界上最先进的太阳能技术。,风力发电,太阳能发电,2,辐射组合,辐射组合法是指从某种新技术、新工艺、新的自然效应出发，广泛地寻求各种可能的应用领域，将,新的技术手段,与这些,领域内的现有技术相组合,，可以形成很多新的应用技术，如图,与超声波原理相结合的技术,发明成果,应用,洗涤,超声波洗涤器,洗涤精密零件，洁净度高,探测,超声波鱼探仪,探测深海鱼群，提高捕鱼量,熔解,超声波熔解机,可溶合铅铝合金,焊接,超声波焊接机,可焊接轻金属薄板，变形量小,切割,超声波切割机,代替传统切割方式，振动小，精度高,探伤,超声波探伤仪,可探测材料内部缺陷，不损伤被探测材料,诊断,超声波诊断仪,可诊断某些疾病，提高诊断的准确性,钻孔,超声波钻孔器,可在牙齿、钻石等坚硬材料上钻孔,测量,超声波测量仪,可用于深海测量，测距深，精度高,检验,超声波检验法,可检测材料的弹性模量，准确性高,烧结,超声波烧结术,烧结粉末金属，时间短，效率高,显像,超声波显像法,显示颅内图像，帮助诊断病情,雾化,超声波雾化法,将药液雾化，喷于患处，提高治愈率,超声波开发应用一览表,7,3,6,信息组合法,应用组合法从事创新活动的关键问题是,合理地选择,被组合的元素，为了解决这个问题，,提高组合创新的效率,，有人提出一种非常有效的组合方法,信息组合法。,床,沙发,桌子,衣柜,镜子,电视,床,沙发,沙发床,桌子,床头桌,沙发桌,衣柜,床头柜,沙发柜,组合柜,镜子,床头镜,沙发镜,镜桌,穿衣镜,电视,电视床,电视沙发,电视桌,电视柜,灯,床头灯,沙发灯,台灯,带灯衣柜,镜灯,电视灯,家具与家用电器的组合,7.4,机遇利用法,意外,之事,特别关注，时刻留意。,常常会引发重大的科学发现或技术发明,贝克兰,意外,发现的“,电木,”,捕鼠,奶酪,+,酚醛树脂,坚硬，耐酸碱、耐火，防水，绝缘性好。,镀膜玻璃技术、,X,射线,、,维生素,、,青霉素,、干洗技术、防复印技术、浮法玻璃生产法等等。,1.,意外性：事物的本质在一定条件下才得以表现出来。,意外,机遇,研究目标的改变,思维方向的调整,合成,奎宁,转而,合成,染料,苯胺紫（,柏琴,）,2.,异常性：偏离了传统理论，敢于挑战。,异常,机遇，,时刻准备着,电磁感应现象的发现（,安倍,）,7.4,机遇利用法,及时准确的抓住机遇是获取成果并成功的关键。如何做？,1,）应努力培养强烈的发明创造意识。必要条件,2,）应积极创造条件，努力把握机遇。探索区域的扩展,3,）应养成勤于思索、乐于分析、善于观察的习惯。,4,）应保持对新事物、新问题的敏感性和好奇心。,5,）应密切注意那些意外发生的事情。,6,）应善于透过现象看本质，洞察事物的本来面目。,7,）应经常在头脑中储备发明创造的课题，强化捕捉意识。,7.4,机遇利用法,用心做项目,技术移植法,是指把一个技术领域的原理、方法或成果引入到,不同技术领域,或,相同技术领域,的,其他研究对象,上，用以创造新的技术产物或改进原有技术产物的发明创造技法。,7.5.1,技术移植法的应用条件,运用技术移植法首先要解决移植什么，为什么要移植。这就是移植法的应用条件问题。理论和实践经验表明，要有效应用移植法，必须注意以下,3,个必要条件：,(1),用传统方法难以找到理想的设计方案或解题设想，或者利用本专业领域的技术知识根本就无法找到出路。,(2),其他技术领域存在解决相似或相近问题的方式方法。,(3),对移植结果能否保证系统整体的新颖性、先进性和实用性有个基本的估计或肯,定性判断。,以上,3,条是实施技术移植法的基本条件。在创造活动中，只有,同时具备这,3,个条件,，才有采取移植法的必要性和可能性。,7.5技术移植法,7.5.2,移植法的选择,移植什么？往哪移植？这是运用移植法创造的关键。,调光台灯的单向调节,亮,暗 双向调节：亮,暗,亮（,抛物面,的聚光,亮，原来的调暗不变）,技术移植法的应用以不同技术领域之间在技术原理上的相关性以及在技术功能上的相通性为根据。例如，将,桃枝,嫁接在,杏树根基,上，生长出的新桃树就会像杏树那样,长寿,；将,梨树的枝条,嫁接在,沙棘的根,上，同样会使沙棘变成,梨树,。植物的嫁接就是利用植物生长中的,共性,和,相关性,进行,技术移植,的成功事例之一。,7.5,技术移植法,7.5.2,技术移植法的主要类型,技术移植法可以分为技术,原理,式移植、技术,手段,式移植、技术,结构,式移植和技术,功能,式,1.,技术,原理,式移植,技术原理式移植是指将某种行之有效的技术原理，由它最初运用的技术领域移植到其他技术对象上，以创造新的技术产物。众所周知，技术原理本身都带有一定的普遍性和通用性，若能对其进行深入研究和合理移植，就可能产生发明创造成果。,例如，,含稀土元素,的钢铁构件比一般钢铁构件具有更高的,抗冲击,性和好的,耐磨,性，其原理：稀土元素与钢铁材料的分子或原子发生相互作用，改变了,晶体,的,结构,，因而使钢铁材料的性质发生了重大变化。根据稀土元素的这种“助它效应”，人们又将稀土元素移植到农业生产上，凡是经过,稀土元素,改造的,农作物,，其,生长速度,大为增加。,7.5,技术移植法,7.5.2,技术移植法的主要类型,2.,技术,手段,式移植,技术手段式移植,是指将某种行之有效的技术手段，由它最初运用的技术领域移植到其他技术对象上，以创造新的技术产物。人们为了达到某一目的，必须具备相应的手段。手段是一种条件，也是一种基础。在科学研究和技术发明中，设备、仪器和装置通常是硬手段，而程序、步骤和方法则是软手段。它们可以从一个领域移植到其他缺乏这些手段的领域，成为别的领域解决问题的新手段。,例如，,发泡,技术手段移植到,橡胶生产,技术中。人们都知道，通过发酵技术制作出的馒头和面包非常松软可口。这是因为发酵后面团内部产生了气泡，而使食物变得蓬松。这种技术被称为发泡技术。该技术被美国人成功移植到橡胶的生产中，他们将能够产生气泡的发泡剂掺入生橡胶，,橡胶熟化,后就会假面包一样,膨胀,起来，这就发明了,橡胶海绵,及其生产工艺。,7.5,技术移植法,7.5.2,技术移植法的主要类型,3.,技术,结构,式,移植,技术结构式移植是指将某种行之有效的技术结构，由它最初运用的技术领域移植到其他技术对象上，以创造新的技术产物。,结构是事物存在和实现功能的重要载体,。结构是人们设计和制造出来的，体现了人们的设计理念和功能需求。因而每种结构都有自己的特点和长处，从而成为其他领域开展发明创造活动的参照物和借鉴物。,例如，生物中的一些结构被人们移植到工程领域中，产生出许多发明创造。一位,法国园艺师家,中经常有人来参观花园，使得他家的,花坛,常被踩坏，他希望能将花坛修建得更坚固。他发现花盆里的花死后，从,花盆,里倒出的,土很结实,，,不容易碎,。观察发现是由于,植物根须的作用,。他模仿这种结构，用,铁丝做骨架,，用水泥砌花坛，效果非常好。这位对建筑技术一窍不通的法国园艺师发明了,钢筋混凝土,。,又如，常见的机床导轨是,滑动摩擦导轨,，其摩擦阻力较大。如果在导轨摩擦面间加装滚动体，可使导轨之间的,滑动摩擦转化,成,滚动摩擦,(,图,(a),。与普通的滑动导轨相比，滚动导轨具有运动灵敏度高、定位准确性好、摩擦力低、润滑系统简单、维修保养方便等优点，其发明思路就是借鉴了普通的推力轴承的结构形式,(,图,(b),，成为了,技术结构,移植的新产物。,7.5,技术移植法,7.5.2,技术移植法的主要类型,4.,技术,功能,式,移植,技术功能式移植是指将某种行之有效的技术功能，由它最初运用的技术领域移植到具他技术对象上，以创造新的技术产物。功能是事物的效能或工作目的。人们设计了各种装置和事物，其目的就是让它们发挥出预定功能，以满足使用者的需求。,比如，电影放映原理发明后，很多人从事电影放映设备的结构设计工作。到,1894,年，电影放映机的结构中只有一个难题没有解决，即如何使胶片走一步，停一步，实现间歇运动。一对法国兄弟对这个问题进行了长时间的研究，没有结果。一次，兄弟俩工作到深夜，休息时无意中摆弄了身边的缝纫机，注意到缝纫机工作中布料在送布牙的驱动下走一步，停一步。他们立即对缝纫机送布牙的运动进行分析，受到启发，解决了电影放映机设计中的最后一个难题。,再如，激光技术是,20,世纪,50,年代的一项重大发明成果，一经诞生就因其特殊功能被应用到医疗卫生领域，用以治疗眼科疾病、实施外科手术和治疗癌症。在机械,加工,方面，微小于,L,的,加工,一直都是一个难题，通过激光技术的移植，目前德国的,西门子公司,已经研制出可以打出,40,微米直径微小孔的激光加工设备。,7.5,技术移植法,7.5.2,技术移植法的主要类型,技术移植法对科学技术的发展，促进发明创造具有重大意义。贝弗里奇曾说：“使用移植法有可能促进科学发展，这也许就是为什么科研人员要对自己狭窄的研究范围之外的发展，至少是重大的发展有所了解的主要原因。”现在，,各学科之间,的科学原理和技术方法之间的,交融,和,渗透,越来越强烈，对于创造者来说，要正确理解这种趋势的意义，抓住机会。同时，也应该认识到，进行广泛的科学技术移植既不可避免，也是非常必要的。在创造发明活动中，不能局限于一个很小的科学技术领域，要拓展知识面，彻底损弃那种画地为牢、坐井观天的不求进取的做法。做到,解放思想,、,开阔思路,、,广采博纳,、,兼收并蓄,，为有效,运用技术移植法,进行,创造性设想,和,创新性方案,奠定基础。,7.5,技术移植法,7.6,逆向构思法,（,反向探求法、顺序,位置颠倒法,、,巧用缺点法,）,在问题求解的过程中，由于某种原因使人们习惯向某一个方向努力，但实际上问题的解却可能位于,相反,的方向上，意识到这种可能性，在求解问题时,及时变换求解方向,，有时可以使很困难的问题得到解决。,1,反向探求法,圆珠笔,发明以后曾风行一时，但不久就暴露出,笔油泄漏,的毛病，虽几经改进，但这个问题始终没有得到解决。漏油的原因很简单，就是由于使用中笔芯中的,笔珠磨损造成间隙过大,引起泄漏，人们试验用各种不同材料组合以提高耐磨性，甚至使用,宝石,等贵重材料制作笔珠，但是容纳笔珠的,笔珠槽的磨损,仍会引起泄漏。,日本人中田藤三郎运用反向探求法成功地解决了这个问题。他发现圆珠笔不是一开始使用就有漏油的现象，而是通常在书写,两万多字以后才,由于,磨损,引起泄漏的，中田藤三郎没有像其他人那样设法提高笔珠的使用寿命，而是向相反的方向寻求问题的解，他创造性地提出，如果,控制圆珠笔芯中油墨的量,，使得所装油墨只能书写大约一万五千字左右，当漏油的问题还没有出现时笔芯就已被丢弃了。经过试验，效果良好，这个困扰人们多年的问题就这样巧妙地解决了。,换笔芯,耐磨材料,活塞式内燃机工作时活塞在气缸中作直线往复运动，往复运动中的惯性力成为提高内燃机转速的重要障碍。针对这一缺点，德国人汪克尔发明了旋转活塞式内燃机。,1957,年在纳卡索尔姆发动机工厂首次运转成功。这种内燃机具有许多固有的优点：因为取消了,曲柄滑块,机构，,易于实现,高速化,，,零件数量比活塞式内燃机减少了,40,，重量下降，体积减小。但是它也有一个致命的,缺点,：这种内燃机的,活塞,和,气缸,都,不是圆形,的，由于加工误差和工作中的非均匀磨损使得活塞和气缸之间的,密封问题很难解决,，活塞和气缸之间,泄漏,使得内燃机的,工作效率很低,。日本东洋工业公司购买了这项专利，为了解决活塞和气缸之间的磨损问题，他们开始时也是采用人们所习惯的方法，尽可能选用较,硬,的,材料,制作有关零部件，但是，气缸壁材料硬度的提高却加剧了活塞的,磨损,。这时，工程技术人员运用反向探求法，提出寻求用,较软,的耐磨材料作气缸,衬里,的思想，并选择,石墨,材料，较好地,解决了磨损,的问题，使得这种发动机能够投入工业化生产。,2.,顺序、位置颠倒法,人们在长期从事某些活动的过程中，对解决某类问题的过程及过程中各种因素的顺序及事物中各要素之间的相对位置关系形成固定的认识，将某些已被人们普遍接受的,事物顺序,或事物中各要素之间的相,对位置关系颠倒,，有时可以收到意想不到的效果。在适当的条件下，这种新方法可能,解决常规方法不能解决的问题,。,人们在使用基数词或是序数词时，总是习惯于按照,从小到大,的顺序使用。,1927,年德国某电影公司在拍摄科幻影片,月球少女,，为了获得戏剧性的效果，导演提出了一个,极具创造性,的方法，他将火箭发射时的,计时程序,从人们所习惯的从小到大的顺计时程序改变为从大到小直到零的,倒计时,程序，这种倒计时方法使用简单、方便，使人们对最后的发射时间有明确的目标感，容易使人的注意力集中。这种方法现在不但被真实的火箭发射过程所使用，而且也成为很多其他重要活动的计时方法。,在电动机中有定子和转子，在通常的设计中，都是将,转子安排在中心,，便于动力输出，将定子安排在电动机的外部，这样可以很容易地安排电动机的支承。但是在,吊扇,的设计中，根据安装和使用性能的要求，却需要将电动机,定子固定于中心,，而将,转子,安装在电机,外部,，直接带动扇叶转动。,3,巧用缺点法,我们在认识事物时，将事物中通常带来好结果的属性称为优点，将通常带,来坏结果的属性,称为,缺点,。我们通常较多地注意事物的优点，但是当,应用条件发生变化,时，可能我们,需要,的正是事物中原来被我们认为是,缺点,的某些属性,。正确地认识事物的属性与应用条件的关系，善于利用通常被认为是缺点的属性，有时可以使我们做出创造性的成果。,例如金属易受,腐蚀,是它的缺点，但是有人根据金属的腐蚀原理发明了,蚀刻,和,电化学加工,方法；机械结构的,不平衡,会引起转动时的,振动,，利用这一原理，有人发明了用于在建筑施工中夯实地基的,机械夯,（,蛤蟆夯,）。,在机械设计中，为了,减小摩擦,表面间的,摩擦力,，通常希望将有相互摩擦的表面加工得尽量,光滑,，但是减小零件表面的粗糙度值会,增,大加工费用,。有人实验在摩擦表面上,加工出一些,孔,，经过实验证明在,特定,的条件,下这样的表面的摩擦力反倒比光滑表面的,摩擦力更小,，有人将这一设计思路应用于,飞机设计,，降低了机身附近空气的湍流，减小了空气阻力，节油效果非常明显。,金属材料的,氢脆性,是影响材料性能的缺陷，在使用中会造成很大的危害，在,冶炼中应尽力避免氢脆性,。但是在某些情况下，金属材料的氢脆性也可以成为可以被利用的特性。例如在,制造铜粉,的工艺中就可以利用钢的氢脆性，将,废铜丝,和,铜屑,放在,氢气环境,中，加热到,500,600 T,并保温数小时，再放到球磨机中经过一段时间的,研磨,，就可制成质量很高的,铜粉,。,