河南理工大学创新学3冲突理论(15天)

1冲突创新原理主要内容冲突及其定义139个通用工程参数2冲突定义流程及实例3冲突矩阵45技术冲突解决流程640个发明原理7总结84个分离原理2计算机辅助创新CAI系统知识库基本概念专利库功能分析因果分析资源分析冲突分析物质场分析战略方法需求进化定律技术进化定律技术成熟度预测战术方法冲突解决方法失效预测原理标准解效应原理概念层分析方法层问题解决层系统化方法层发明问题解决算法（ARIZ算法）冲突及其定义13鸡兔同笼问题一个笼子里有若干只鸡和兔，数头共54只，数脚共152只，请问有多少只鸡，多少只兔？一共有多少只鸡，多少只兔？冲突及其定义14一般问题最终方案待解决的问题解决方案模型TRIZ工具TRIZ模型启发类比TRIZ问题解决过程冲突及其定义15冲突问题最终方案待解决的问题创新原理冲突矩阵冲突解决过程定义冲突类比设计冲突及其定义16

桌子强度增加，导致重量增加桌面面积增加，导致体积增大您遇到过这样的问题吗？冲突及其定义1散热效果好大节省空间小面积（散热器）7对系统的参数性能指标相互矛盾的要求！什么是冲突？冲突及其定义1TRIZ理论认为：发明问题的核心是解决冲突，未克服冲突的设计不是创新设计。发明的目的是解决冲突！！产品进化过程是不断解决产品中冲突的过程，一个冲突解决后，产品进化过程处于停顿状态；之后的另一个冲突解决后，产品移到一个新的状态，推动产品向理想化方向进化。8冲突及其定义1冲突分类物理冲突管理冲突技术冲突为了改善技术系统的某个参数，导致该技术系统的另一个参数恶化。符号表示A+，B-B+，A-出于对系统不同的性能考虑，对系统的同一技术性能参数有两方面相反的要求。如：对物体的长度既要求长又要求短；NoTriz！9物理冲突技术冲突同一参数，两个不同要求两个参数之间的冲突冲突及其定义110汽车安全性的问题提高汽车强度能提高其安全性；强度提高会增加其重量；

显然，在增加系统有用功能“强度”的同时，却也增加了其有害作用“重量”。因为一个作用导致了有用和有害两个不同的结果，该冲突属技术冲突。强度——重量冲突及其定义1技术冲突举例11电灯亮度问题提高功率能提高电灯的照明亮度；亮度提高会增加其能耗；

显然，在增加系统有用功能“亮度”的同时，却也增加了其有害作用“能耗”。因为一个作用导致了有用和有害两个不同的结果，该冲突属技术冲突。亮度——能耗技术冲突举例冲突及其定义112冲突及其定义1技术冲突举例印刷速度——印刷质量既要马跑又不要马吃草！13物理冲突举例

考虑交通信号灯的红灯时间一方面，为使该方向车辆顺利通过，要求红灯时间越短越好；另一方面，为使另外方向的车辆顺利通过，要求红灯时间越长越好；红灯时间——长OR短？？冲突及其定义114物理冲突举例

考虑雨伞的伞把长度一方面，为使用方便，伞把长度应较长；另一方面，为携带方便，要求伞把越短越好；伞把——长OR短？冲突及其定义115技术冲突与物理冲突

安全性——油耗，技术冲突重量，物理冲突冲突及其定义116主要内容冲突及其定义139个通用工程参数2冲突定义流程及实例3冲突矩阵45技术冲突解决流程640个发明原理7总结84个分离原理17系统参数39个通用技术参数TRIZ理论提出用39个通用工程参数描述冲突实际应用中，首先要把组成冲突的双方内部性能用该39个工程参数中的2个来表示。目的是把实际工程设计中的冲突转化为一般的或标准的技术冲突。★39个通用技术参数39个通用工程参数218运动物体的重量强度可靠性静止物体的重量运动物体的作用时间测量精度运动物体的长度静止物体的作用时间制造精度静止物体的长度温度作用于物体的有害因素运动物体的面积照度物体产生的有害因素

静止物体的面积运动物体的能量消耗可制造性运动物体的体积静止物体的能量消耗操作流程的方便性静止物体的体积功率可维修性速度能量损失适应性及通用性力物质损失系统的复杂性应力或压强信息损失控制和测量的复杂性形状时间损失自动化程度稳定性物质的量生产率39个通用工程参数21939个通用工程参数21运动物体的重量:在重力场中运动物体所受到的重力2静止物体的重量:在重力场中静止物体所受到的重力3运动物体的长度:运动物体的尺寸4静止物体的长度:静止物体的尺寸军舰前横截面的宽度螺旋楼梯长度2039个通用工程参数2运动物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积5运动物体的面积静止物体内部或外部所具有的表面或部分表面的面积6静止物体的面积运动物体所占空间大小7运动物体的体积静止物体所占空间大小8静止物体的体积219速度—物体运动的方向和位置变化的快慢39个通用工程参数210力—两个系统之间的相互作用11压强—单位面积上的力台灯对桌子的压力台灯对桌面的压强应力12形状—外部轮廓或系统外貌2213

稳定性—系统的完整性及系统组成部分之间的关系。磨损、化学分解及拆卸都会降低稳定性。39个通用工程参数214强度—物体对外力作用的抵抗程度15运动物体作用时间—运动物体完成规定动作的时间16静止物体作用时间—静止物体完成规定动作的时间、服务期2317温度系统的特状态保温瓶的温度海水的热容39个通用工程参数218光照强度单位面积的光通量大棚的光照强度车灯的光照强度20静止物体的能量消耗音响音量调高，完成有用功能消耗的能量增加19运动物体的能量消耗2421功率单位时间内所做的功，即利用能力的速度。39个通用工程参数222能量损失手机短路发烫，造成能量损失。23物质损失车床打磨工具，作成金属粉末损失24信息损失汽车内的收音机，造成信息损失2525时间损失汽车行驶途中不断维修造成时间损失39个通用工程参数226物质的量材料、部件及子系统等的数量27可靠性系统在规定的方法及状态下完成规定功能的能力高温玻璃传送滚轮28测量精度系统特征的实测值与真实值之间的差异2629制造精度

系统或物体制造的实际性能与所需性能间的差异39个通用工程参数230外来有害因素

物体受外部或环境中的有害因素作用的敏感程度。31内部有害因素有害因素将降低物体或系统的效率，或完成功能的质量。32可制造性物体或系统制造过程中简单、方便的程度。2733可操作性要完成的操作应需要较少的操作者、较少的步骤以及使用尽可能简单的工具39个通用工程参数234可维修性对于系统出现失误的挽回或补救能力35适用性及通用性物体或系统响应外部变化的能力，或应用不同条件下的能力36装置的复杂性系统中元件数目及多样性。掌握系统的难以程度是其复杂性的一种度量2837控制和测量的复杂性—系统复杂、成本高、需要较长的时间建造及使用，监控或测试困难，测试精度高。39个通用工程参数238自动化程度—系统或物体在无人操作的情况下完成任务的能力。39生产率—单位时间内所完成的功能或操作数。29常见的物理参数如：重量，速度常见的数学参数如：长度，面积概括性的参数如：可操作性，通用性部分参数的提高导致系统的改善

如：功率，自动化程度部分参数的提高导致系统的恶化

如：能量损失，物体产生的有害因素39个通用工程参数230几何参数7项：3、4、5、6、7、8、12资源参数

7项：19、20、22、23、24、25、26有害因素参数

2项：30、31物理参数8项：1、2、9、10、11、17、18、21能力参数

9项：13、14、15、16、27、32、34、35、39操纵参数6项：28、29、33、36、37、3839个通用工程参数23139个通用工程参数可分为：1、通用物理及几何参数：NO.1-12,NO.17-18,NO.212、通用技术负向参数：NO.15-12,NO.19-20,NO.22-26，NO.30-313、通用技术正向参数：NO.13-14,NO.27-29,NO.32-39负向参数：指这些参数变大时，使系统或子系统性能变差。正向参数：指这些参数变大时，使系统或子系统性能变好。39个通用工程参数232主要内容冲突及其定义139个通用工程参数2冲突定义流程及实例3冲突矩阵45技术冲突解决流程640个发明原理7分离与发明原理关系84个分离原理33定义技术冲突的步骤:Step1：问题是什么？找到问题入手点Step2：现在有什么解决办法？目前的解决方法，改进了什么参数Step3：上述的方法有什么缺点？此方法导致什么参数恶化冲突定义步骤334

金属表面镀层金属表面镀层过程如下：金属制品放置于充满金属盐溶液的池子中，溶液中含有镍、钴等金属元素，在化学反应过程中，溶液中的金属元素凝结到金属制品表面形成镀层。温度越高，镀层形成的速度越快，但温度高有用元素沉淀到池子底部与池壁的速度也越快。温度低又大大降低生产率。技术冲突——生产率&材料浪费冲突定义步骤335

金属表面镀层金属表面镀层过程如下：金属制品放置于充满金属盐溶液的池子中，溶液中含有镍、钴等金属元素，在化学反应过程中，溶液中的金属元素凝结到金属制品表面形成镀层。温度越高，镀层形成的速度越快，但温度高有用元素沉淀到池子底部与池壁的速度也越快。温度低又大大降低生产率。物理冲突——选温度为参数，溶液温度升高，生产率提高，材料浪费增加；溶液温度降低，生产率降低，材料浪费减少；溶液温度既应该高，以提高生产率，又应该低，以减少材料消耗。冲突定义步骤336

法兰很多铸件或管状结构是通过法兰连接的，为了机器或设备维护，法兰连接处常常还要被拆开；有些连接处还要承受高温、高压，且要求密封良好。因此需要用很多螺栓连接法兰，如一些汽轮透平机械的法兰需要100多个螺栓，为满足密封性良好的要求，设计过程中要采用较多螺栓，但为了减少安装时间，及维修时减少拆卸时间，螺栓越少越好。技术冲突希望改进的特性——可操作性；恶化的特性——结构的稳定性冲突定义步骤337[案例]坦克装甲的改进技术冲突应用案例冲突定义步骤338[案例]坦克装甲的改进在第一次世界大战中，英军为了突破敌方由机枪火力点、堑壕、铁丝网组成的防御阵地，迫切需要一种将火力、机动、防护三个方面结合起来的新型进攻性武器。1915年，英国利用已有的内燃机技术、履带技术、武器技术和装甲技术，制造出了世界上第一辆坦克——“小游民”坦克。当时为了保密，称其为“水箱”。1916年9月15日，英军在索姆河战役中首次使用坦克来配合步兵进攻，使久攻不动的德军阵地一片混乱，而英军士气得到极大的鼓舞。可靠性——运动物体的重量技术冲突应用案例冲突定义步骤339机翼的大小物理冲突实例：冲突定义步骤340讨论：试着从日常生活中、工作中找出技术冲突与物理冲突伞、剃须刀、菜刀、汽车、手机、电视机、洗衣机……

您公司的产品存在冲突吗？可以归类为上述39个工程参数吗？冲突定义步骤341主要内容冲突及其定义139个通用工程参数2冲突定义流程及实例3冲突矩阵45技术冲突解决流程640个发明原理7分离与发明原理关系84个分离原理42为什么要建立冲突矩阵？？？

通过对大量专利的研究，阿奇舒勒发现了一种现象，即：针对于某一种由两个通用工程参数所确定的技术冲突来说，40个发明原理中的某一个或某几个发明原理被使用的次数要明显比其他的发明原理多。换句话说，一个发明原理对于不同的技术冲突的有效性是不同的。如果能够将发明原理与技术冲突之间的这种对应关系描述出来的话，技术人员就可以直接使用那些对解决自己所遇到的技术冲突最有效的发明原理，而不用将40个发明原理地试一遍。冲突矩阵443标准解是TRIZ中一种基于知识的解决技术问题的工具。标准解有利于解决第3级发明问题。单元格中是解决相应技术冲突所常用的创新原理的编号冲突矩阵冲突矩阵444冲突矩阵特点冲突矩阵4

对角线上空格对应物理冲突

数字是发明原理统计排序

解决问题的发明原理不局限于所列出的

123

矩阵是不对称的

445解决技术冲突的核心思想是：在改善技术系统中某个参数的同时，使其他参数不受影响。利用冲突矩阵解决技术冲突的过程，大致可以分为以下步骤：1分析技术系统；2定义技术冲突；3利用冲突矩阵查找相应发明原理；4在发明原理启发下解决技术冲突。冲突矩阵冲突矩阵446使用冲突矩阵的具体步骤是：从问题中找出改善的参数A；从问题中找出恶化的参数B；在冲突矩阵最左边一列中，找到要改善的参数A；在冲突矩阵最上面一行中，找到恶化的参数B；从改善的参数A所在的位置向右作平行线，从恶化的参数B所在的位置向下作垂直线，位于这两条线交叉点处的单元格中的数字，就是冲突矩阵推荐给我们的、用来解决由A和B这两个通用工程参数所构成的这种技术冲突的、最常用的发明原理的序号。冲突矩阵冲突矩阵447主要内容冲突及其定义139个通用工程参数2冲突定义流程及实例3冲突矩阵45技术冲突解决流程640个发明原理7总结84个分离原理48根里奇•阿奇舒勒不同行业中的问题，相同的解决方法★发明原理是解决技术矛盾的锦囊妙计如何解决技术冲突TRIZ方法—发明原理◆TRIZ的技术冲突解决方法是在分析全世界大量专利的基础上提出的。40个发明原理549发明原理不同领域的问题，相同的解决方法大部分创新原理都有几个应用方法编号不代表优劣你可以等待100年获得顿悟，也可以利用这些创新原理在15分钟内解决问题。

——Altshuller40个发明原理5501分割11预补偿21紧急行动31多孔材料2分离12等势性22变有害为有益32改变颜色3局部质量13反向23反馈33同质性4不对称14曲面化24中介物34抛弃与修复5合并15动态化25自服务35参数变化6多用性16未达到或过度的作用26复制36状态变化7套装17维数变化27廉价替代品37热膨胀8重量补偿18振动28机械系统的替代38加速强氧化9预加反作用19周期性作用29气压或液动结构39惰性环境10预操作20有效作用的连续性30柔性壳体或薄膜40复合材料40个发明原理551发明原理的分类10、14、15、17、18、19、20、28、29、35、36、37、402、9、11、21、22、32、33、34、38、3912、13、16、23、24、25、26、271、3、4、5、6、7、8、30、31提高系统效率：消除有害作用：易于操作和控制：提高系统协调性：40个发明原理552发明原理的分类主体的转换：2、5、6、13、22、23、24、25、26、

27、28、34作用力的转换：8、12、16、29

：材料或形态的转换：30、31、32、33、35、36、37环境的转换：38、39时间的转换：9、10、11、15、19、20、21空间的转换：1、3、4、7、14、1740个发明原理553发明原理的分类发明原理被应用的频率：（箭头表示频率增加的方向）200933122321070508381125363730043922141724401634292703261332181915022801103540个发明原理554NO.1分割A.将一个物体分成相互独立的部分（整体与部分）B.使物体分成容易组装和拆卸的部分（连接性）C.提高物体的可分性（独立程度）40个发明原理51、将轮船的内部空间分成多个彼此独立的船舱。2、在学生宿舍楼中，将同一层分成多个功能相同的小房间。3、将一个物理硬盘划分为多个相对独立的逻辑硬盘。4、将大型项目分为多个小项目。A.55NO.1分割B、将物体分成容易组装和拆卸的部分。简易房活字印刷组合家具。暖气上的多个暖气片。将巨型载重汽车分解成卡车及拖车。将一根根铁轨连接起来，形成铁路。建筑上常用的预制件和活动房屋。在公司的组织结构上，可以使用模块化的方法来实现公司的柔性化。40个发明原理556NO.1分割C、提高物体的可分性窗帘百叶窗滚筒式传送带的演变40个发明原理5

分割原理的要点：以虚拟方式或实物方式将一个系统分成若干部分，以便抽取或合并一种有益的或有害的系统属性。在多数情况下，可对各部分进行重组（合并），以执行某些新的功能，以及/或是消除某一问题。应用分割原理不限于几何学：如心理学上的观念分割及合并。57NO.2分离A、将一个物体中的“干扰”部分分离出去。B、将物体中的关键部分挑选或分离出来。40个发明原理5A、将一个物体中的“干扰”部分分离出去。在巡航时，战斗机的两个副油箱挂在飞机下方，飞行中会优先使用副油箱中的燃油；在进入战斗前，抛弃副油箱，以减轻飞机的重量，增加飞机的机动性能。从口腔(整个系统)中拔掉(抽取)一颗坏的牙齿(有害部分)，以改善整个口腔的健康状况。58NO.2分离B、将物体中的关键部分挑选或分离出来。用狗叫声作为报警器的报警声，而不用养一条真正的狗(将狗叫声从“狗”中抽取出来，作为有用的部分来单独使用)。电脑MP3将稻草人作为“人”的代表放在稻田中(将人的外形从整个“人”中抽取出来)。化学试验中的蒸馏、萃取和置换都是从混合物中抽取出有用物质的过程。MP340个发明原理559NO.2分离分离原理的要点从整个系统中分离出一个系统的有用或有害部分或者属性，分离可以用虚拟方式或实物方式来进行。分离某物，为系统增加价值：被分离部分在系统之外可比在整个系统之内具有更高的价值，如用旧粮仓横梁作为新住宅的仿古磨损木材。寻求分离部分或属性的具体特性，以便使轻松分离成为可能：关键词搜索40个发明原理5分离与分割原理的比较：共性：将整个系统分成若干部分。区别：分离原理是将一个或多个部分去除。分割原理提供其他备选方案。60NO.3局部质量A、将物体或环境的均匀结构变成不均匀结构。B、使组成物体的不同部分完成不同的功能。C、使组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用。40个发明原理5A、将物体或环境的均匀结构变成不均匀结构。材料表面的热处理、涂层、自清洁处理等。增加建筑物下部墙体的厚度使其能承受更大的负载。复合钢菜刀（好钢用到刀刃上）。61NO.3局部质量B、使组成物体的不同部分完成不同的功能。羊角锤(一头用来钉钉子，另一头用来起钉子)。图钉一头尖(便于刺入物体内)，一头圆(便于人手施加压力)。带橡皮的铅笔(橡皮的功能是擦除痕迹，铅笔的功能是产生痕迹)。瑞士军刀(包含多种工具，如螺丝起子、尖刀、剪子等，其功能各不相同)。40个发明原理562NO.3局部质量C、使组成物体的每一部分都最大限度地发挥作用。键盘健的位置和大小各不相同，空格键和回车键较大。在食盒中设置间隔，在不同的间隔内放置不同的食物。将一个大房间用隔断分成多个具有不同功能的小房间。40个发明原理5原理要点在一个对象中，特殊的(特定的)部分应该具有相应的功能或条件，能够最好地适应其所处的环境，或更好地满足特定的要求。63NO.4不对称A、将物体的形状由对称变为不对称。B、如果物体是不对称的，增加其不对称的程度。40个发明原理5内存条、声卡、显卡、网卡插槽不对称。坦克装甲的厚度，在不同部位是不同的。对不同的顾客群采用不同的营销策略非圆截面的烟囱改变气流的分布不对称（偏心）漏斗从天平到杆秤的发展A64NO.4不对称B、如果物体是不对称的，增加其不对称的程度。为提高焊接强度，将焊点由原来的椭圆形改为不规则形状。杠杆原理。当支点在中间的时候，两边长度相等，是对称的；当支点两边的长度不相等的时候，会出现杠杆作用，进一步增加这种不对称性，将会使杠杆作用更加明显，可以用很小的力撬起很重的物体。锁及钥匙运用增加不对称性原理，来保证键合结构的唯一性。

不对称伞40个发明原理565NO.4不对称不对称原理的要点从各向同性转换到各向异性，或反之。各向同性指与测量方向或目标方位无关的对称。各向异性即不对称，指按照目标方位或测量方向不同，得到的结果也不同为什么当前的系统设计是对称的？多数的回答是：它一直就是这样的。增加不对称性可用于：减小材料使用量、减小总重量、物质流更高效、改变平衡、支持负载更加有效、确保正确的装配、对部件进行检测及定位、对部件进行整理等不对称性可以应用于实物几何结构，也可应用于任何相互作用。40个发明原理566NO.5合并A、在空间上将相似的物体连接在一起，使其完成并行的操作。B、在时间上合并相似或相连的操作。40个发明原理5家庭影院。多功能健身器。多种机床“集成”形成加工中心。最早机枪是由多个自动步枪组合而成。将不同颜色的油笔集成为一根多色油笔将多个单一插座组成插线板。利用网络将多台计算机联结起来。3C产品群商圈或成衣批发群商圈小吃街多功能厅67NO.5合并B、在时间上合并相似或相连的操作。儿童奶嘴合并体温计同时分析多个血液参数的医疗诊断仪将多种机床按产品工艺规划排列形成流水线。将多种农业机械按照顺序集成形成联合收割机。40个发明原理5

合并原理的要点：使一个系统的各功能、特性或部分之间建立一种联系，其可产生一种新的、理想的或唯一的结果；要产生新的功能，可对先前不存在的功能进行组合；此原理也可用于心理学或人力资源等领域，以产生新的功能或能力68NO.6多用性使一个物体能完成多项功能，可以减少原设计中完成这些功能多个物体的数量（精简：一举两得、一箭双雕、一物多用）可调扳手是一种具有多用性的扳手(一把扳手可适合多种螺母)。食品安全法也具有多功能性。它不仅能够督促本国企业提高其产品质量，而且可以用来设置贸易壁垒，将别国的食品拒之门外。迷你客货车座椅可调整成适合乘坐、睡觉或载货。在白天为沙发晚上转换为床的沙发椅瑞士军刀可以提供多种功能屋顶的水箱既能隔热又能供水装有牙膏的牙刷40个发明原理569NO.7套装A、将一个物体放在第二个物体中，将第二个物体放在第三个物体中，可进行下去。B、使一个物体穿过另一个物体的空腔.40个发明原理5A、由从大到小的多个碗组成的“套碗”老式收音机或电视机上的拉杆天线可伸缩的单筒望远镜俄罗斯套娃吊车的吊臂70NO.7套装B、使一个物体穿过另一个物体的空腔飞机起落架自动铅笔空腔中可放备用铅笔芯。嵌套量规、量具。汽车安全带收缩机构。盒尺。40个发明原理5

套装原理的要点：目的是提高空间应用的价值；常用方式:(1)设法使彼此吻合、配合或放入；(2)考虑各种嵌套方式：如水平、垂直、旋转或包容；好处：节省空间、保护对象不受损伤，或使其通过某个过程/系统更容易。将具有不同功能的若干物体嵌套至同一个物体内，还可使这个物体产生多种独特的功能.71NO.8重量补偿A、用另一个能产生提升力的物体补偿第一个物体的重量。B、通过与环境相互作用产生空气动力的方法补偿第一个物体的重量。40个发明原理5A、飞艇利用浮力来补偿人和货物的重量。用氢气球悬挂广告条幅。在原木中混杂泡沫材料使原木更易漂浮。用盐水的浮力使管道运输煤。磁悬浮列车。陆地气垫车。72NO.8重量补偿B、通过与环境相互作用产生空气动力的方法补偿第一个物体的重量。飞机机翼的形状使其上部空气压力减少，下部压力增加，以产生升力。直升机的螺旋桨与空气发生相对运动时，可以提升上升力。水翼船的水翼与水发生相对运动时，可以为船提供向上的力。利用阿基米得定律，轮船可产生巨大的浮力。40个发明原理5

重量补偿原理的要点：通过用一个相反的平衡力(浮力、弹力或类似的力)来阻遏(抵消)一个不良的(不希望有的)力。73NO.9预加反作用A、预先施加反作用。B、如果一物体处于或将处于受拉伸状态，预先增加压力40个发明原理5缓冲器能吸收能量、减少冲击带来的负面影响。预应力钢筋混凝土(在灌注混凝土之前拉伸钢筋，然后在拉伸状态把钢筋固定在模型里并注入水泥。水泥硬化后，把钢筋两头松开，钢筋缩短并使水泥收缩提高了钢筋混凝土的强度。预应力螺栓、预应力构件。汽车缓冲器预应力管桩预应力锚具预应力钢筋74NO.9预加反作用B、如果一物体处于或将处于受拉伸状态，预先增加压力（对于某种既具有有害影响又具有有用影响的作用A，可预先实施一种效果与A中的有害影响相反的作用B，利用B来降低或消除A所产生的有害影响）。浇混凝土之前的预压缩钢筋、预压缩螺栓。箱纸在制作时使其波纹层反向弯曲，当胶水干操后达到平直状态。据说喝酒前喝点牛奶可在胃壁上铺盖一层膜，来抵消酒精对身体的伤害。40个发明原理5预加反作用原理的要点：预先了解可能出现的问题，并采取行动来消除出现的问题、降低问题的危害或防止问题的出现。75NO.10预操作A、在操作开始前，使物体局部或全部产生所需的变化。B、预先对物体进行特殊安排，使其在时间上有准备，或已处于易操作的位置。40个发明原理5预先被打孔的邮票、包装袋。背面涂有不干胶的邮票。建筑业预制件及搅拌好的水泥。在手术前为所有器械杀菌。预先充有焊料的钢管连接件。纸上预先印刷好的表格。方便面。76NO.10预操作A、在操作开始前，使物体局部或全部产生所需的变化。计算机软件中，根据用户当前状态而弹出的软件菜单列表。在大型机械设备的总装过程中，大量使用的预先装配好的组件。新生产出来的棉布被水洗以后，通常会“缩水”。如果用没有经过“缩水”的棉布做成衣服的话，用水洗过一次以后，就会变小，影响正常使用。因此，当棉布被纺织出来后，通常要进行预先缩水处理。这样一来，制造出来的衣物被水洗以后，就不会再缩水了。

40个发明原理577NO.10预操作B、预先对物体进行特殊安排，使其在时间上有准备或已处于易操作的位置战争中战士们会预先将手榴弹的后盖打开，放在触手可及的地方。灌装生产线中使所有瓶口朝一个方向，以增加灌装效率。商场内预先安置的灭火器。制造业中的流水线。磨刀不误砍柴工。40个发明原理5

预操作原理的要点：在真正需要某种作用之前，预先执行该作用的全部或一部分。78NO.11预补偿采用预先准备好的应急措施补偿物体相对较低的可靠性。飞机上的安全降落伞。汽车安全气囊、安全带、备用轮胎。应急电路照明。双通道控制系统防火通道、灭火器避雷针安全阀预先涂抹防晒霜，以避免被晒伤。跳伞运动员在跳伞时会带一个备用伞，当主降落伞不能正常打开的时候，使用备用伞。防晒霜40个发明原理579NO.11预补偿采用预先准备好的应急措施补偿物体相对较低的可靠性。在Fl赛车场，为了防止赛车在快速转弯的时候发生事故，会在赛道的拐弯处放置旧轮胎作为保护。40个发明原理5

预补偿原理的要点：通过预先准备好的应急措施(例如，备用系统、矫正措施等)来补偿对象较低的可靠性。80NO.12等势性改变工作条件，使物体不需要被升高或降低。汽车修理时，汽车高度不变，修理工改变位置。电梯可以将乘客运送到高层建筑上。将位于高处的重物平移到用冰建起的高台上，冰融化后会从高处缓缓落下。位于水运航线上的水坝都建有船闸，船在通过水坝的时候，需要在船闸中调整其位势，以便顺利地从一个水平高度调整到另一个水平高度。40个发明原理5

等势性的要点：通过始终在相同的高度(级别)执行某个过程或操作，来减轻工作的要求。(1)在一个系统或过程的所有点或方面建立均匀位势，以便获得某种系统增益；(2)在系统内建立某种关联，以维持位势相等；（3）建立连续的、完全互相联系的关联和联系。81NO.13反向A、将一个问题说明中所规定的操作改为相反的操作。B、使物体中的运动部分静止，静止部分运动。C、使一个物体的位置颠倒。40个发明原理5为了拆卸处于紧配合的两个零件，采用冷却内部零件的方法而不采用加热外部零件的方法。用平车运送货物时，既可以推，也可以拉，都可以实现相同的结果。利用黑笔和白板代替传统的黑板白粉笔。翻转型窗户使在屋内擦外面的玻璃成为可能。在向房顶上运送建筑材料时，人可以通过在房顶上部安装一个滑轮，用绳子往下拉。82NO.13反向B、使物体中的运动部分静止，静止部分运动。在机加工中，既可以让工件旋转刀具保持静止，也可以让刀具旋转而工件保持静止。跑步机(原本是人移动，而地面不动；现在变为人不动，而“地面”移动)。除了通过上路驾驶来测试汽车的空气动力特性之外，也可使其进入一个风洞来模拟。这种方法可以用于任何需要气动或水动测试的系统。扶梯运动，乘客相对扶梯静止。飞船返回舱风洞试验40个发明原理583NO.13反向C、使一个物体的位置颠倒楼上为起居室（美景），楼下为卧室（凉爽）。将物体从上面向下插入更快，特别是螺栓。将容器倒过来清空里面的谷物。清洗瓶子将瓶子口朝下倒过来，将清洗液从下方注入瓶子，完成清洗后，清洗液会自己从瓶子中流出来。40个发明原理5

反向原理的要点：在空间上将对象翻转过来(上下翻转、左右翻转、前后翻转、内外翻转)，时间上将顺序颠倒过来，在逻辑关系上将原因与结果反过来，本质上是逆向思维。84NO.14曲面化A、将直线或平面部分用曲线或曲面代替，立方形用球形代替。B、采用辊、球、螺旋。C、用旋转运动代替直线运动，采用离心力40个发明原理5两表面间引入圆弧结构，以降低应力集中。例如，机械零件中的倒角、圆弧过渡结构。在建筑领域中，常用拱形结构来提高建筑物的强度，例如，拱门、石拱桥、穹顶。为了避免物体上的裂纹扩大，通常在裂纹的顶端引入应力释放孔。佛罗伦萨大教堂穹顶建筑拱门85NO.14曲面化B、采用辊、球、螺旋结构。圆珠笔和钢笔的球形笔尖，使书写流畅，下墨均匀。螺旋形的楼梯可以大幅提高空间的利用率。在家具底部安装球形方向轮，便于移动。螺旋齿轮可以提供均匀的承载能力。新加坡国立大学的螺旋形楼梯

40个发明原理586NO.14曲面化C、用旋转运动代替直线运动，采用离心力利用离心铸造可生产壁厚非常均匀的产品。用带螺纹的木螺丝代替钉子。洗衣机采用旋转产生离心力的方法，去除湿衣服中的部分水分。杂技表演中的“XX飞车”。40个发明原理5

曲面化原理的要点:通过将二维或三维空间中的直线变为曲线、直线运动变为圆周运动，来增加曲率。用曲线属性或球面属性代替线性属性。87NO.15动态化A、使一个物体或其环境在操作的每一个阶段自动调整以达到优化性能。B、划分一个物体成具有相互关系的元件，元件之间可以改变相对位置。C、如果一个物体是静止的，使之变为运动的或可改变的40个发明原理5机翼上的可动襟翼能够按照需要调整其姿态，使机翼可适应降落、起飞和飞行时的不同工况要求。汽车上可调的方向盘、座椅、后靠背或后视镜。可调整驱动轮。形状记忆合金。88NO.15动态化B、划分一个物体成具有相互关系的元件，元件之间可以改变相对位置。计算机蝶形键盘、链条、折叠椅、笔记本电脑。折叠笔记本电脑桌

折叠笔记本电脑40个发明原理589NO.15动态化C、如果一个物体是静止的，使之变为运动的或可改变的充气或水床可根据人的卧姿自动调整。电子广告牌可以显示多幅平面广告。电子像框可以顺序显示多幅照片。医疗检查中所用的柔性结肠镜。管道疏通机的柔性软管。室内攀岩墙、浮动房顶。电子结肠镜40个发明原理5

动态化原理的要点：使一个系统、一种状态或一种属性，成为短暂的、临时的、可动的、自调的、灵活的或可变的；增加系统的可变性、可动性及适应性，经常用来处理与时间调配相关的问题。90NO.16未达到或超过的作用如果100%达到所希望的效果是困难的，稍微未达到或稍微超过预期的效果将大大简化问题。印刷时，用喷雾器加入过量的油墨，然后再去除多余的油墨，可以保证印刷品的字迹清晰。在喷漆的时候，很难精确地给对象喷上一定厚度的油漆，因此，可以先给对象喷过量的油漆，然后再设法去除多余的部分。例如，在给缸筒上油漆的时候，可以先将缸筒浸泡到盛油漆的容器中，让缸筒上附着过量的油漆，然后将缸筒取出，并快速旋转缸筒，利用离心力甩掉多余的油漆。40个发明原理591NO.16未达到或超过的作用用灰泥填墙上的小洞时首先多填一些，之后再将多余的部分去掉。打土坯的时候，先向模具中放入过量的泥土与稻草的混合物，踩实以后，用木板沿模具的上端刮一下，将多余的混合物去除。在机械加工领域，对一个零件毛坯进行加工的时候，首先进行的是粗加工，目的是快速去除绝大部分多余的材料，然后再进行精加工，慢慢地去除剩余的少量材料，使零件的加工精度达到所要求的公差范围。40个发明原理592NO.17维数变化A、将一维空间中的运动或静止的物体变成在二维空间中的运动或静止的物体，在二维空间中的物体变成三维空间中的物体。B、将物体用多层排列代替单层排列。C、使物体倾斜或改变其方向。D、使用给定表面的反面。40个发明原理5波浪形的屋顶材料刚度高且重量轻。螺旋滑梯的滑道比直线型滑梯更长。将刀刃直线型改为锯齿型可提高切割效果。机械设计中的加强筋、工字钢、工字梁。A93NO.17维数变化A、将一维空间中的运动或静止的物体变成在二维空间中的运动或静止的物体，在二维空间中的物体变成三维空间中的物体。建筑中的弯顶结构、拱形结构。固定电话上，连接听筒与机身的螺旋形电话线。从顺序操作(一维)变为并行操作(二维)。波纹结构被广泛地应用在各个行业中(纸质包装箱、建筑中的波纹板、集装箱的类波纹箱体)。都伯林市圣史蒂芬公园

40个发明原理594NO.17维数变化B、将物体用多层排列代替单层排列。随着制造工艺的发展，小型电子设备中的印刷电路板已经从单层发展为多层。能装6个CD盘的音响不仅增加了连续放音乐的时间，也增加了选择性。钢琴上的黑色键比白色键高一些，便于演奏者定位。在仓库中，将货物堆垛码放。楼房代替平房。立体车库。双面多层印刷电路板

40个发明原理595NO.17维数变化C、使物体倾斜或改变其方向。往汽车上装卸汽油桶的时，在地面与车厢之间利用木板形成斜坡使装卸变得容易。自动卸载汽车。40个发明原理5D、使用给定表面的反面。在集成电路板的两面都安装电子组件；内嵌式门铰链。双面胶带；双面运动服。96NO.17维数变化维数变化原理的要点：目的：分析一个系统，从利用空间和新特征来寻找增值机会几何结构：方向的改变：垂直水平、水平对角、水平垂直维度的改变：线面体自由度改变：增加新的有影响的特性与/或参数，考虑附加变量、新的相互作用和场等等。通过将对象转换到不同维度，或通过将对象分层或改变对象的方向来改变对象的维度。40个发明原理597NO.18振动A、使物体处于振动状态。B、如果振动存在，增加其频率，甚至可以增加到超声。C、使用其共振频率。D、使压电振动代替机械振动。E、使超声振动与电磁场耦合。40个发明原理5振动原理的要点：通过振动(振荡)或摇动(震动)对象而使对象产生机械振动，增加振动的频率或利用共振频率。利用振动(颤动、摇动、摆动)或振荡(振动、振荡、摆动)，在某个区间内产生一种规则的、周期性的变化。98NO.18振动A、使物体处于振动状态。振动剃须刀(吉列带电池的手动剃须刀)。利用振动刀片的电动切肉刀。冲击式钻机(风钻)。在浇筑混凝土的时候，利用振动式励磁机(激励器)去除混凝土中的孔隙。在筛选(筛分)的时候，利用振动可以提高效率。振动可以使生锈的、腐蚀的或拧得过紧的零件松动。利用振动，乐器可以发出悦耳的声音。冲击式钻机

40个发明原理599NO.18振动B、如果振动存在，增加其频率，甚至可以增加到超声。利用振动来洒粉末。利用超声波在液体中产生的空穴现象来清洗物体。犬笛可以发出超出人耳听力范围的声波，但狗可以听到这种声波。利用超声波进行无损检测。小型超声波清洗机

超声波探伤

40个发明原理5100NO.18振动C、使用其共振频率。音叉。利用一个小小的振动装置可以摧毁一栋摩天大楼。超声波碎石机利用共振现象来击碎胆结石或肾结石。在清洗瓶子的时候，利用与瓶子的自振频率相同的脉冲可以很容易地将瓶子清洗干净。附共鳴箱的音叉

音叉式料位开关

体外震波碎石机

40个发明原理5101NO.18振动D、使压电振动代替机械振动。石英表利用石英振动机芯代替了机械表的机械振动机芯。利用压电振动器可以改善喷雾嘴对流体的雾化效果。夜光石英表

压电式振动机

40个发明原理5E、使超声振动与电磁场耦合。在高频炉中对液态金属进行电磁搅拌，使其混合均匀。利用感应电炉制作合金。将超声波与加热组合使用来进行烘干、超声化学。102NO.19周期性作用A、用周期性运动或脉动代替连续运动。B、对周期性的运动改变其运动频率。C、在两个无脉动的运动之间增加脉动。40个发明原理5A、用周期性运动或脉动代替连续运动。点焊。手提式超声波点焊机

点焊机B、对周期性的运动改变其运动频率。用变幅值与变频率的报警器代替脉动报警器。103NO.19周期性作用C、在两个无脉动的运动之间增加脉动。医用呼吸器系统中，每压迫胸部5次，呼吸1次。电动呼吸器

急救呼吸器

40个发明原理5

周期性作用原理的要点：通过有节奏的行为(操作方式)、振幅和频率的变化以及利用脉冲间隔，来实现周期性作用。104NO.20有效作用的连续性A、不停顿的工作，所有部件满负荷工作。B、消除运动中的中间间歇。C、用旋转运动代替往复运动。40个发明原理5打桩机周期性作用可快速地将桩子打入地下。盘铣刀(其对金属的切割是周期性的)的加工效率比普通铣刀要高。当汽车在结冰的路面上制动时，利用“多次轻踩刹车的方式”可避免打滑。警笛周期性鸣叫和警灯周期性闪烁更能引起注意。脉冲式真空吸尘器可以改善清洁的效果。A脉冲式布袋除尘器真空吸尘器105NO.20有效作用的连续性A、不停顿的工作，物体的所有部件都应满负荷地工作。自动流水线是以整个流水线产量为基础来设计的。只有当流水线上的所有设备都是连续地、同时满负荷工作的时候，才能达到流水线的设计产量。混合动力汽车中输出功率恒定的燃气涡轮，或飞机上的辅助动力装置，在开机后可以始终保持最高效率的运行。心脏起搏器。永久性心脏起搏器

植入了心脏起搏器的胸腔剖面图

40个发明原理5106NO.20有效作用的连续性A、不停顿的工作，物体的所有部件都应满负荷地工作。汽车在十字路口短暂停车时，可利用飞轮或者液压系统储存能量，以便发动机运转平稳。炼铁的高炉始终处于一种连续的生产状态。改善生产流程中的瓶颈操作，达到最佳的效率。炼钢高炉

浮法玻璃生产线40个发明原理5107NO.20有效作用的连续性B、消除运动中的中间间歇。老式打印机单方向打印，而新式打印机在回程的时候也能执行打印工作。在物流管理中，通过适当的调度，最大限度地减少运输工具的返程空载率。快速干燥的油漆，可以消除传统油漆等待干燥的时间。用加工中心代替多台机床，可以消除零件在不同机床之间的运输时间。具有切削刃的钻孔机可以实现双向切割。自清洁过滤器可以避免生产过程中的停机清洁。双向喷墨打印机

九针列式双向打印机

40个发明原理5108NO.20有效作用的连续性C、用旋转运动代替往复运动。用盘式铣刀(通过旋转运动进行切割)代替立式铣刀(通过往复运动进行切割)。用计算机硬盘(旋转运动)代替磁带。螺旋输送机代替带式传送机。用绞肉机代替菜刀来剁肉馅。水车取水(系统旋转，子系统往复)代替水桶打水(系统往复)。

40个发明原理5

原理要点：在时间、顺序、物质组成或范围广度上，建立连续的流程并(或)消除所有空闲及间歇性动作以提高效率。109NO.21紧急行动A、以最快的快速完成有害操作。修理牙齿的钻头高速旋转，以防止牙组织受热损伤。超高温灭菌奶,2-4秒将牛奶中的有害菌杀死。为避免塑料在切割过程中受热变形，以高速进行切割，从而减少了扩散到塑料中的热量。照相时使用的闪光灯。超音速飞机高速通过音障区，以避免共振。超音速飞机突破音障的瞬间

40个发明原理5

原理要点:(1)若某事物在一个给定速度下出现问题，则使其速度加快;(2)考虑动作执行期间出现有害（或危险）功能、事件或状况的原因，寻找各种方式来改变速度;(3)用尽可能短的时间，快速地通过某个过程中困难的或有害的部分。110NO.22变有害为有益A、利用有害因素，特别是对环境有害的因素，获得有益的结果。B、通过与另一种有害因素的结合消除一种有害因素。C、加大一种有害因素的程度使其不再有害。40个发明原理5在医学上，利用失去活性的病源菌制造疫苗，可以使人体获得后天的免疫能力。在遗传学中，利用果蝇(其生命周期很短)作为试验对象进行遗传规律的研究。氧化作用可以使钢铁锈蚀，但是利用可控的氧化作用却可以保护钢铁。例如，黑色氧化物。A果蝇

疫苗

111NO.22变有害为有益A、利用有害因素，特别是对环境有害的因素，获得有益的结果。燃烧垃圾发电，燃烧后的灰分还可以作为化肥或制成建筑材料。在冬季，汽车发动机所产生的热量(这种热量对于发动机来说是有害的)可以用来对车厢内部进行加热。利用老鼠的高繁殖率，将其作为实验动物。利用水蛙来吸取肿胀部位的痕血。利用蛆(苍蝇的幼虫)来去掉伤口周围的腐肉。垃圾发电厂

40个发明原理5112NO.22变有害为有益B、通过与另一种有害因素的结合消除一种有害因素。潜水员使用氮氧混合气体，以避免单独使用时造成的氮昏迷或氧中毒。向腐蚀性溶液中加入一个缓冲材料.40个发明原理5C、加大一种有害因素的程度使其不再有害。冬天砂砾沙砾很易冻结成块，可以通过过度冷冻(使用液氮)使成块的砂砾变脆，易于碎裂。森林灭火时，可以在大火蔓延方向的前方燃起另一场易于控制的火，将大火蔓延所需要的燃料烧光。利用激光手术刀烧灼皮肤和血管可以减少病人失血。利用爆炸来扑灭油井大火。半导体激光手术刀

113NO.22变有害为有益变有害为有益原理的要点：何为“好”，何为“坏”转变态度而已常用方法：如果害处的产生不可避免，那么就接受这个结果，并且想办法利用这种害处，将其转化为有价值的东西如寻找对环境有消极影响的东西，如无用的材料、能量、信息、功能、空间、时间，等等以毒攻毒的做法来消除有害的影响如果不能使害处减小到可以接受的低水平，那么就尝试使其增大到不再构成问题的高水平40个发明原理5114NO.23反馈A、引人反馈以改善过程或动作。B、如果反馈已经存在，改变反馈控制信号的大小或灵敏度。40个发明原理5厕所光线敏感冲水系统。音频电路中的自动音量控制。加工中心自动检测装置。用于探测火与烟的热∕烟传感器声控喷泉。自动导航系统。利用恒温开关控制温度。恒温开关自动导航系统声控喷泉集成光电感烟传感器

A115NO.23反馈B、如果反馈已经存在，改变反馈控制信号的大小或灵敏度。当温度由高变低时，改变恒温开关中负反馈装置的灵敏度，因为温度降低的时候运用能量的效率会降低。飞机接近机场时，改变自动驾驶系统的灵敏度。使设计人员和销售人员与客户紧密接触。含有模糊控制器的温度调节装置。40个发明原理5反馈原理的要点：将系统的输出作为输入返回到系统中，以便增强对输出的控制。116NO.24中介物A、使用中介物传递某一物体或某一中间过程。B、将一容易移动的物体与另一物体暂时接合。40个发明原理5将两相电转换为三相电的转换插头。电源开关(在手与电线之间传递作用)。计算机网络、通信网络、供电网络。货币(价值符号、等价交换物)。机械传动中的惰轮。代理人。催化剂。惰轮转换插头A117NO.24中介物A、使用中介物传递某一物体或某一中间过程。机加工中钻孔所用的钻孔导套。用于演奏弦乐器的拨子(琴拨、拨弦片)(拨弦片：用来弹拨某种乐器的小而薄的金属、塑料、骨制或类似材料的片子)。在雕刻或开采石头的时候，利用凿子来控制力的方向。签字仪式上的公证员(双方均可信任的独立的第三方)。钻孔导套拨子40个发明原理5118NO.24中介物B、将一容易移动的物体与另一物体暂时接合。借助钳子、镊子等工具，人手可以完成许多原本难以完成的任务。机械手抓取重物并移动该重物到另一处。饭店上菜的托盘。化学反应中的催化剂。机床上的夹具。40个发明原理5119NO.24中介物B、将一容易移动的物体与另一物体暂时接合。用来临时存放文件的文件夹。带附件的E-mail。在化学腐蚀加工中所使用的保护性涂料。药片上的糖衣(或胶囊)。利用磨料微粒可以提高水切割的效率。

40个发明原理5

原理要点：通过将某对象临时或永久地放置在两个或多个现有的对象中间作为一个“调停装置”来实现本原理。通常利用某种易于去除的中间载体、中间阻断物或中间过程来实现这种链接。120NO.25自服务A、使一物体通过附加功能产生自己服务于自己的功能。B、利用废弃的材料、能量与物质。40个发明原理5在卤灯工作的过程中，蒸发的材料会重新进行沉积，使灯丝的材料在损耗的同时也不断补充。具有自清洁功能的烤箱。收割机的自磨刃。自清洁玻璃。自攻螺丝。自清洁玻璃与普通玻璃

卤灯自磨刃收割机A121NO.25自服务A、使一物体通过附加功能产生自己服务于自己的功能。环保型无针订书机。其工作原理如下：订书机会将纸张的部分区域切开，并把被切开的那部分纸“扣”在一个被切开的缝隙中，这样纸张就粘连在一起了。目前，它还只能装订少量的纸张，一般的打印纸10页左右。在无需人员在岗的情况下，自动售货机可以自己提供售货服务。能够自我配平的轮子。无针订书机40个发明原理5122NO.25自服务B、利用废弃的材料、能量与物质。在收割的过程中，将作物的秸秆粉碎后直接填埋作为下一季庄稼的肥料。钢铁厂、水泥厂余热发电装置，将发的电再用于工厂的生产。咖啡渣肥料。轮胎防护墙。用生活垃圾做肥料。工业生态系统。

40个发明原理5余热发电机组自服务原理的要点：在执行主要功能的同时执行相关功能。123NO.26复制A、用简单低廉复制品代替复杂、昂贵、易碎或不易操作物体。B、用光学拷贝或图像代替物体本身，可以放大或缩小图像。C、如果已使用了可见光拷贝，用红外线或紫外线代替。40个发明原理5通过对模型的实验来代替对真实系统的实验。利用CAE软件对工程问题进行仿真分析。看现场电视直播，而不是到现场观看。利用网络上的虚拟博物馆代替真正的博物馆。利用快速原型技术所产生的模拟产品。服装店里的塑料模特(代替真人模特)。旅游景点的多媒体导游。多媒体导游机

虚拟博物馆

A124NO.26复制A、用简单的、低廉的复制品代替复杂的、昂贵的、易碎的或不易操作的物体。利用三维CAD软件建立产品中各个零件的模型，然后利用这些三维实体模型对装配状况进行模拟。先建立经济问题的数学模型，再利用数学模型来模拟经济的运行状况。软件中的打印预览功能。售楼处所摆放的建筑物的模型。手机卖场中摆放的模型手机(其外观与真正的产品完全相同)。虚拟现实技术。“毒蜘蛛”实物模型40个发明原理5125NO.26复制A、用简单的、低廉的复制品代替复杂的、昂贵的、易碎的或不易操作的物体。利用成本较低的纸币来代替黄金、白银、铜等贵金属作为货币(价值符号)，利用成本更低的电子货币代替纸币。儿童玩具中的各种用塑料制成的小厨具、小工具、玩具手枪等。塑料花、塑料水果。智能的模拟病人。人造毛、人造皮革。40个发明原理5126NO.26复制B、用光学拷贝或图像代替物体本身，可以放大或缩小图像。通过看一名教授的讲课录像可代替亲身参加他的讲座。为了勘测，采用卫星或飞机上拍摄的照片代替陆地。通过测量卫星照片代替实际地理测量。通过测量旗杆影子的长度，经过相应的换算就可以得到旗杆的实际高度。卫星照片估算小麦产量40个发明原理5测量原木体积127NO.26复制C、如果已使用了可见光拷贝，用红外线或紫外线代替。在无损检测中，利用X光为被检测对象“照相”，通过X光片可以观察到对象内部的缺陷。在黑夜中，夜视仪可以利用红外线(检测热源)来观察物体。用B超设备观察胎儿。X光安检设备

头戴式夜视仪

胎儿B超图

40个发明原理5

原理要点：利用一个复制品、复制物或模型来代替某一成本过高而不能运用（难以操作）的事物，（1）考虑运用可用的、低成本的或耐用的复制品；（2）考虑改变复制物的比例；（3）除了实物模型以外，考虑是否计算机模型、数学模型、流程图或其他模拟技术能起作用。128NO.27低成本、不耐用的物体代替昂贵、耐用的物体用一些低成本物体代替昂贵物体，用一些不耐用物体代替耐用物体，有关特性做折中处理。只有接打电话功能的手机。一次性的餐具、水杯、医疗耗材、纸尿布、纸内裤、打火机、照相机等。用布衣柜代替木制衣柜，不仅可以降低成本，还便于搬家。40个发明原理5129NO.27低成本、不耐用的物体代替昂贵、耐用的物体相对于打火机来说，火柴是廉价的替代品。在切割工具中(例如，工业钻头、玻璃刀)，常利用工业钻石代替天然钻石。在软件行业中，演示版(demo)和试用版虽然在外观上与正式版相同，但其内部结构却相差甚远。演示版软件

40个发明原理5原理要点：用廉价的、易处理的或一次性的等效物来代替昂贵的、长使用寿命的对象，以便降低成本、增强便利性、延长使用寿命等。用廉价的对象代替昂贵的对象。虽然降低了某些特性(例如，耐用性)，但是能够实现相同的功能。130NO.28机械系统的替代A、用视觉、听觉、嗅觉系统代替部分机械系统。B、用电场、磁场及电磁场完成与物体的相互作用。C、将固定场变为移动场，将静态场变为动态场，将随机场变为确定场。D、将磁铁粒子用于场的作用之中。40个发明原理5天然气中混入难闻气体代替机械或电子传感器。用“声音栅栏”代替实物栅栏圈住牛羊。用电子系统代替机械计算系统。用语音识别系统代替键盘作为计算机的输入。用声音、指纹或视网膜代替传统的钥匙。指纹锁

声控锁

A131NO.28机械系统的替代B、用电场、磁场及电磁场完成与物体的相互作用。为混合两种粉末，让一种粉末带正电荷，另一种粉末带负电荷。然后利用场来驱动它们，或者机械地将它们混合，使粉末颗粒均匀地混合在一起。利用磁性轴承来代替传统的轴承。电子标签。场控开关。光控开关自动控制启动

40个发明原理5132NO.28机械系统的替代C、将固定场变为移动场，将静态场变为动态场，将随机场变为确定场。核磁共振成像扫描器。磁光压力传感器（磁光效应传感器的原理主要是利用光的偏振状态来实现传感器的功能。当一束偏振光通过介质时，若在光束传播方向存在着一个外磁场，那么光通过偏振面将旋转一个角度，这就是磁光效应。也就是可以通过旋转的角度来测量外加的磁场。在特定的试验装置下，偏转的角度和输出的光强成正比，通过输出光照射激光二极管LD，就可以获得数字化的光强，用来测量特定的物理量。）

。在通信系统中，利用定点雷达预测代替早期的全方位检测，可以获得更加详细的信息。核磁共振成像

40个发明原理5133NO.28机械系统的替代D、将磁铁粒子用于场的作用之中（把场和能够与场发生相互作用的粒子(例如，磁场和铁磁粒子)组合起来使用）。用变化的磁场加热含铁磁粒子的物质，当温度达到居里点时，物质变成顺磁，不再吸收热量，从而实现恒温。铁磁催化剂。铁磁流体。电流变液。对光反应变色的玻璃。40个发明原理5134NO.28机械系统的替代机械系统的替代原理的要点：用物理场或其他形式、作用及状态，代替机械的相互作用、装置、机构及系统运用某种生物（人、动物、昆虫、植物等）感觉来替代原本是机械的作用或工具：视觉/光学，听觉/声音，触觉/动觉，嗅觉/气味，或是味觉在代替时，考虑运用能与物质相互作用的各种场或其组合考虑增加场的动态性：恒定场可变或可动场，非结构化场结构化场在非物理系统中，考虑概念、价值或属性的替代利用物理场(光场、电场、磁场…

…)或其他的物理结构、物理作用和状态来代替机械的相互作用、装置、机构及系统。此原理实际上涉及操作原理的改变或替代。40个发明原理5135NO.29气动与液压结构A、物体的固定零部件可用气动或液压零部件代替，将气体或液态用于膨胀或减振。车辆减速时由液压系统储存能量，车辆运行时放出能量。用气垫船或橡皮艇代替木船。各种充气产品，例如，充气床垫、充气的儿童城堡、充气靠枕、交通工具的充气内胎。动能通过液压储能系统储存

40个发明原理5136NO.29气动与液压结构物体的固定零部件可用气动或液压零部件代替，将气体或液态用于膨胀或减振。运输脆的、易损坏的物品时，经常使用发泡材料进行保护。气垫运动鞋可以减轻运动对足底的冲击。利用液压缓冲装置和液压传动装置分别代替机械缓冲装置和机械传动装置。汽车的安全气囊可以在交通事故中起到一定的保护作用。40个发明原理5

原理要点：利用空气或液压技术来代替普通的系统部件，即通过利用液体或气体，甚至利用可膨胀的或可充气的对象来实现气动和液压原理。137NO.30柔性壳体或薄膜A、用柔性壳体或薄膜代替传统结构。B、使用柔性壳体或薄膜将物体与环境隔离。40个发明原理5I、C、U形截面梁代替实心梁。网状结构(例如，蜘蛛网、渔网、网式吊床、网兜)。充气游泳池。装牛奶的利乐包。充气服装模特。A138NO.30柔性壳体或薄膜A、用柔性壳体或薄膜代替传统结构。用布衣柜代替木制衣柜。水立方采用了塑料充气薄膜代替传统的建筑结构。卫星的太阳翼板是由很薄的金属板构成的，在将卫星发射到空间指定位置之前，是以某种形式紧密地折叠在一起的，卫星被发射到指定位置后才将太阳翼板打开。采用这种结构形式可以在运输时占用较小的空间，且重量轻，而在空间中展开时却可以变得非常巨大，且结构稳固。鸟巢ETFE薄膜屋顶

40个发明原理5水立方

139NO.30柔性壳体或薄膜B、使用柔性壳体或薄膜将物体与环境隔离。餐厅内部的屏风。舞台上的幕布将舞台与观众隔开。鸡蛋专用箱。蓄水池表面漂浮一层薄膜，以减少水的蒸发。帐篷、雨伞、皮包、气球。40个发明原理5140NO.30柔性壳体或薄膜B、使用柔性壳体或薄膜将物体与环境隔离。胶囊(易于吞咽，便于药物的缓释)。潜水服、游泳帽、塑料浴帽。茶叶包、鞋盒中的干燥剂包。鞋油为皮鞋提供保护。用塑料大棚代替温室，降低成本。在农业生产中广泛使用的地膜。

40个发明原理5

原理要点：利用柔性壳体或薄膜来代替传统的结构，或利用柔性壳体或薄膜将一个对象与其所处的外界环境隔离开。141NO.31多孔材料A、使物体多孔或通过插入、涂层等增加多孔元素。B、如果物体已是多孔的，用这些孔引入有用的物质或功能。40个发明原理5泡沫涂料。泡沫材料或海绵状结构，例如，泡沫塑料、泡沫金属等：在物体上钻孔可以减轻物体重量。空心墙隔层代替实心墙。A防静电泡沫金属袋

泡沫金属椅泡沫金属142NO.31多孔材料A、使物体多孔或通过插入、涂层等增加多孔元素。建筑业中使用的黏土空心砖、轻砖(也叫充气砖)。活性炭过滤器、金属过滤器、陶瓷过滤器。在人体组织中，绝大多数组织都是多孔的，以便于水和离子的通过，例如，肺、肝、肠道、胃、皮肤……

陶瓷过滤器金属粉末烧结过滤器40个发明原理5143NO.31多孔材料B、如果物体已是多孔的，用这些孔引人有用的物质或功能。利用多孔钯储藏液态氢。利用多孔金属网通过毛细作用吸除多余的焊料。用海绵存储液态氢(作为氢燃料汽车的“油箱”，比存储氢气安全得多)。聚苯乙烯包装材料中的干燥剂。药棉、酒精棉球、创可贴。40个发明原理5

原理要点：通过在材料或对象中打孔、开空腔或通道来增强其多孔性·

从而改变某种气体、液体或固体的状态。144NO.32改变颜色A、改变物体或环境的颜色。B、改变一个物体的透明度，或改变某一过程的可视性。C、采用有颜色的添加物，使不易被观察到的物体或过程被观察到。D、如果已增加了颜色添加物，则采用发光的轨迹。（包括所有和光线、透明、可视等有关的事物）40个发明原理5光敏玻璃、电敏玻璃。伪装(迷彩)。在暗室中使用不会对胶片产生影响的光。示温材料，如热致变色的塑料调羹；使用热敏染料来标志食品所处环境的温度。蝴蝶翅膀上图案、斑马条纹。A热敏染料145NO.32改变颜色B、改变一个物体的透明度，或改变某一过程的可视性。透明绷带，易查看伤口。以水幕保护工人不受高温熔铁产生的红外线，但可看到熔铁。烟幕。光敏变色玻璃可以随着光线的强弱改变其透明度。用有机玻璃作外壳的透明家电。将绷带做成透明的，这样就可以在不揭开绷带的条件下观察伤情。透明绷带40个发明原理5146NO.32改变颜色C、采用有颜色的添加物，使不易被观察到的物体或过程被观察到。在无损检测中，利用着色探伤法可以检测工件的表面缺陷。为了更好地观察病人的肠道情况，在检查前，让病人服用钡餐。利用相反的颜色来增强可视性，例如，屠夫用绿色包装物来包肉类，可以使瘦肉显得更红。为了节约用水，利用经过简单处理的中水来浇灌花草和冲马桶，为了避免人们误饮，在中水中加人染料，使其呈蓝色。40个发明原理5