1.马桶的一个物理矛盾(图3-4)
无论是大便还是小便,完了之后都要压马桶上的单一水阀的单按钮,放同样多的水,这显然是不合理的。大便用水要多,小便用水要少,这就对水阀提出来一个相反的要求,一个物理矛盾。
矛盾因素:马桶冲水阀;
正向要求:大便水要多;
反向要求:小便水要少。
解决这个物理矛盾的方向:满足矛盾双方的要求,大便冲的水多,小便冲的水少。
选择分离原理:空间分离;
选择创新原理:在分离原理与创新原理对应表中,选择创新原理:1分割、5组合。
把创新原理转换成具体方案:创新原理“1分割”提示,把冲水阀分割成两个阀,创新原理“5组合”提示,把两个阀组合在一起,形成一个具有大小两个按钮的冲水阀,大便压大按钮出水多,小便压小按钮出水少(图3-5)。满足了矛盾双方的要求。
图3-4 老式马桶单一按钮阀
图3-5 节水马桶双按钮阀
图3-6 潜艇
2.潜艇声纳的一个物理矛盾(图3-6)
潜艇声纳应该装在潜艇(图3-7)里,可是潜艇里的噪声影响声纳的工作,声纳又不应该装在潜艇里,对声纳提出相反的要求,一个物理矛盾。
矛盾因素:声纳;
正向要求:应该装在潜艇里,结构简单;
反向要求:不应该装在潜艇里,避免噪声干扰;
选择分离原理:空间分离;
选择创新原理:在分离原理与创新原理对应表中,选择创新原理,2抽取。
把创新原理转换成具体方案:创新原理“2抽取”提示,把声纳从潜艇中抽出来,放到潜艇之外,不受噪声的影响,它仍然属于潜艇,用电缆把声纳与潜艇连接起来,声纳被拖曳在潜艇后面千米的地方(图3-7)。
3.公路路面宽度的一个物理矛盾(图3-8)
公路路面要宽,同时通过的车辆就多;公路路面又要窄,以减少占地面积,路面要宽又要窄,一个物理矛盾。
矛盾因素:路面宽度;
正向要求:路面要宽,车道多;
反向要求:路面要窄,减少占地面积。
解决这个物理矛盾的方向:路面是宽的也是窄的。
选择分离原理:空间分离;
选择创新原理:17多维化;
把创新原理转换成具体方案:创新原理“17多维化”提示,为了减少占地面积,公路可以向上空间或下空间发展成高架路(图3-9)或地铁。上下加起来是宽的,上面的、下面的都是窄的。
图3-7 拖曳声纳
图3-8 公路路面
图3-9 高架路面
4.粗长钢管摩擦焊接的一个物理矛盾
摩擦焊管子,两管子的端面在轴向压力作用下接触在一起,依靠管子高速旋转产生的热量焊接在一起。但管子又粗又长又重,没有这么大的设备,所以管子无法旋转。要旋转又不能旋转,一个物理矛盾。
矛盾因素:钢管;
正向要求:要高速旋转;
反向要求:没有大型设备,不能旋转。
解决这个物理矛盾的方向:要进行摩擦焊,必须要有旋转,必须解决旋转问题,而且不用大型设备。
选择分离原理:空间分离;
选择创新原理:24借助中介物;
把创新原理转换成具体方案:创新原“24借助中介物”提示,既然管子又粗又长(图3-10)不能转,但旋转是绝对要有的,否则就不能摩擦焊,那就找个东西代替管子转吧,这就是“借助中介物”。这个中介物是个什么东西?中介是放在两根管子之间的,肯定它也是一根管子,只是不长,是一根短管,可以让它转起来,代替长管子旋转。这个具体方案如图3-11所示,两侧的长管在轴向力的作用下挤压在一起,靠摩擦发热溶化焊接在一起。
图3-10 又粗又长的钢管
图3-11 摩擦焊管
5.巷战中战士的一个物理矛盾(图3-12)
巷战中,战士应该在巷中,以发现目标,又不应该在巷中,以避免伤亡。对战士提出相反的要求,一个物理矛盾。
矛盾因素:战士;
正向要求:应该在巷中,以发现敌人;
反向要求:不应该在巷中,以避免伤亡;
解决这个物理矛盾的方向:肯定要在武器上想办法,满足矛盾双方的要求。
选择分离原理:空间分离;
选择创新原理:1分割、15动态化、26复制;
把创新原理转换成具体方案:创新原理“1分割”提示,把枪杆分割成两段,创新原理“15动态化”提示,让枪杆两段相互可以动起来,枪杆可以弯折,于是,战士就可以不在巷中,把弯杆枪伸到巷中,但是,战士要在巷中以发现敌人的问题还没有解决,创新原理“26复制”提示,要对巷中的情况进行复制,也就是要在枪上安装显示器,如图3-13所示,这是以色列的巷战步枪。弯把,让战士不在巷中,显示器让战士在巷中。
6.十字路口的一个物理矛盾
矛盾因素:十字路口;
正向要求:需要,以四通八达;
反向要求:不需要,以免撞车撞人。
对十字路口提出相反要求,一个物理矛盾。
解决这个物理矛盾,就是要做到四通八达而不撞车撞人。
选择分离原理:空间分离;
选择创新原理:1分割、17多维化、5组合。
把创新原理转换成具体方案:创新原理“1分割”提示,把一个物体分成相互独立的部分,创新原理“17多维化”提示,由平面向空间发展,建设立交桥,将矛盾双方在不同的层面上分离(图3-14)。
图3-12 巷战
图3-13 巷战弯折步枪
图3-14 立交桥
7.飞机机翼的一个物理矛盾
飞机起飞时(图3-15)举升力要大,希望机翼要宽,飞行中要减少阻力,希望机翼要窄。机翼既要宽又要窄,提出相反的要求,一个物理矛盾。
矛盾因素:机翼;
正向要求:要宽,起飞升力大;
反向要求:要窄,飞行中阻力小;
选择分离原理:空间分离或时间分离;
选择创新原理:1分割、15动态化。
将创新原理转换成具体方案:创新原理“1分割”提示,将机翼分成两个独立的部分,创新原理“15动态化”提示,让分割的机翼能动起来,在起飞的时候变宽,在飞行中变窄,这就成为变翼机。
8.建筑基础尖桩的一个物理矛盾(图3-16)
矛盾因素:尖桩(图3-17);
正向要求:要尖,容易打入;
反向要求:不要尖,以提高打到位后的承载能力,否则尖桩会继续下滑。
下面采用4种分离原理,解决这个打桩的问题。4种分离的结果会有差异。究竟要采用哪一种,要根据具体情况。
图3-15 飞机起飞飞行
图3-16 打桩机
图3-17 尖桩
采用空间分离(图3-18):
在桩的上端固定一个锥盘。打好桩以后,由锥盘提高承载力。
采用时间分离(图3-19):
在桩内尖端位置装炸药,桩打好后引爆炸药,将桩尖炸掉。
采用条件分离(图3-20):
在桩的下端装一螺旋,不采用打入,改用旋入。螺旋部分提高承载能力。旋转时桩才进,不旋转保持静止,自适应,不会下沉。
采用整体和部分分离(图3-21):
把较粗的尖桩分成若干细的尖桩组装在一起,提高承载力。
事实上,上面技术矛盾中的所有案例,都可以用解决物理矛盾的方法解决。读者有兴趣可以一试。
图3-18 空间分离加锥盘
图3-19 时间分离炸掉桩尖
图3-20 条件分离靠螺旋旋入
图3-21 整体局部分离一束细桩
6.一块菜地的一个物理矛盾
这是前面提出并已解决的问题。一块菜地要全部种白菜,又要全部种萝卜。日本农学家研发一种上面长白菜,下面长萝卜的蔬菜,就可以解决这个物理矛盾。还可能有别的方案吗?这里用分离原理试一试。
矛盾因素:一块菜地;
正向要求:全部种白菜;
反向要求:全部种萝卜。
解决这个物理矛盾,就是要满足矛盾双方的要求,在一块菜地上,种的全是白菜,又全是萝卜。
选择分离原理:空间分离;
选择创新原理:17多维化。
把创新原理转换成具体方案:创新原理“17多维化”提示,将二维平面的一块菜地,向三维空间发展成分层种植,一层种萝卜,一层种白菜,也满足了在一块菜地上,种的全是白菜,也全是萝卜的要求。
美国农学家产生了更宏伟的分层种植设想。用摩天大楼分层种植,将农业生产工业化。图3-22、图3-23是分层种植的效果图。
图3-22 分层种植效果图
图3-23 分层种植摩天大楼效果图
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