TRIZ实战：机械创新设计方法及实例

1、总结了TRIZ理论的知识体系和主要工具，包括40个发明原理、技术矛盾与矛盾矩阵、物理矛盾与分离原理、物-场模型分析等。

2、阐述了机械创新设计的有关方法及其与TRIZ的关联，主要包括机构创新、结构创新、机械产品创新及反求创新。

3、对创新的思维基础进行了较为详细的说明。

4、通过大量创新实例的解析详细分析了TRIZ理论的实战方法。

 

 

TRIZ理论可称为创新的“点金术”，广泛应用于各行各业。

本书综合介绍了运用TRIZ与机械创新设计方法进行实战的方法和实例，从理论解读和实例解析两个方面，通俗易懂地讲解TRIZ理论的实际应用方法，帮助读者提高TRIZ实战能力和创新设计能力。

主要内容包括：TRIZ理论创新方法、机械创新设计基本方法及其与TRIZ的关联、机械产品创新设计及其与TRIZ的关联、批判性思维与反求创新设计、创新思维与TRIZ理论的思维方法、TRIZ理论在机械创新设计中的设计实例、TRIZ与机械方面专利申请方法及实例、创新实战能力测试。

本书适合TRIZ理论初学者以及计划应用TRIZ理论解决难题的工程技术人员和科研人员阅读，适合发明/创新方法的实践者、研究人员和爱好者以及理工类高等院校师生阅读，也适合开设有与创新方法、知识产权相关的专业的高等院校师生作为课程教材使用。

 

第1章TRIZ理论创新方法 / 001

1.1概述 / 001

1.1.1TRIZ理论的起源与发展 / 001

1.1.2推广TRIZ理论的意义 / 007

1.1.3TRIZ理论的主要内容与解题模式 / 008

1.1.4创新的等级 / 011

1.2TRIZ理论的主要工具 / 012

1.2.140个发明原理 / 012

1.2.2技术矛盾与矛盾矩阵 / 034

1.2.3物理矛盾与分离原理 / 042

1.2.4功能分析与裁剪 / 050

1.2.5物-场模型分析 / 055

1.2.6技术系统进化法则及应用 / 059

1.2.7科学效应和现象 / 065

1.2.8标准解法与ARIZ算法 / 069

第2章机械创新设计基本方法及其与TRIZ的关联 / 077

2.1机构创新设计及其与TRIZ的关联 / 077

2.1.1常见机构的运动及性能特点 / 077

2.1.2机构的变异与演化 / 078

2.1.3机构的组合方法 / 085

2.1.4机构创新中常用的技巧型机构 / 092

2.1.5机构创新设计与TRIZ的关联 / 099

2.2机械结构创新设计及其与TRIZ的关联 / 103

2.2.1机械结构设计的概念与步骤 / 103

2.2.2机械结构元素的变异与演化 / 104

2.2.3机械结构创新设计的基本要求 / 109

2.2.4机械结构创新设计与TRIZ的关联 / 120

第3章机械产品创新设计及其与TRIZ的关联 / 125

3.1机械产品创新设计的选题 / 125

3.1.1选题的重要性 / 125

3.1.2选题的来源 / 126

3.1.3选题原则及注意事项 / 128

3.2机械产品创新设计的表达 / 129

3.2.1表达在机械产品创新设计中的作用 / 129

3.2.2黑箱表示法与任务书确定 / 130

3.2.3功能结构图表示法与功能分解 / 132

3.2.4工程图纸与计算机模拟表示法 / 133

3.2.5TRIZ表示法与功能分析 / 137

3.3TRIZ理论资源分析与机械产品创新设计 / 141

3.3.1资源的概念与分类 / 141

3.3.2资源的利用与寻找 / 142

第4章批判性思维与反求创新设计 / 144

4.1批判性思维与创新思维的关系 / 144

4.1.1批判性思维对创新思维的作用 / 144

4.1.2批判性思维简介 / 145

4.1.3批判性思维与TRIZ的关联 / 148

4.2反求创新设计 / 149

4.2.1反求创新设计的作用 / 149

4.2.2反求创新设计的方法 / 152

4.2.3反求创新设计与TRIZ的关联 / 158

4.2.4反求创新设计实例 / 160

第5章创新思维与TRIZ理论的思维方法 / 166

5.1创新思维 / 166

5.1.1创新思维的特点和类型 / 166

5.1.2创新思维形成的过程 / 168

5.2TRIZ理论的思维方法 / 170

5.2.1打破思维惯性 / 170

5.2.2终理想解 / 174

5.2.3九屏幕法 / 177

5.2.4因果链分析 / 180

5.2.5鱼骨图分析法 / 181

5.2.6小矮人法 / 183

5.2.7STC算子法 / 184

5.2.8金鱼法 / 185

5.3几种常用创新技法 / 186

5.3.1头脑风暴法 / 186

5.3.2设问法 / 191

5.3.3焦点客体法 / 196

5.3.4类比法 / 196

5.3.5组合法 / 199

5.3.6逆向转换法 / 201

第6章TRIZ理论在机械创新设计中的设计实例 / 204

6.1结构创新设计实例 / 204

6.1.1楔形锁紧式便携生命支持系统 / 204

6.1.2家用式多功能移动护理座椅 / 207

6.1.3自动温控颈椎穴位艾灸理疗仪 / 210

6.1.4移动式多功能加湿器 / 213

6.1.5乒乓球自动拾球器 / 217

6.1.6自动充气紧急救生装置 / 219

6.1.7可折叠壁挂式老年人安全浴具 / 221

6.2机构创新设计实例 / 224

6.2.1用于前列腺介入的超声探头位姿调整装置 / 224

6.2.2多自由度的脚踝康复训练器 / 229

6.2.3小型铅笔切削机 / 232

6.2.4玻璃清洁设备 / 234

6.2.5乳腺癌术后康复训练装置 / 237

6.2.6纺丝角度可调的高压静电纺丝机 / 240

6.3机电一体化产品创新设计实例 / 244

6.3.1酿肉辣椒加工制作机 / 244

6.3.2棒状原料或成品在线自动整理装置 / 248

6.3.3圆柱滚子表面缺陷自动检测机 / 251

6.3.4无轨管体焊接机器人 / 255

6.3.5MRI环境下乳腺介入机器人 / 257

6.4外观创新设计实例 / 262

6.4.1多功能婴儿手推车 / 262

6.4.2多功能组合垃圾桶 / 264

6.4.3高效清洁牙刷 / 266

6.4.4激光警示线防风安全锥 / 268

6.4.5冰雪滑行车 / 270

第7章TRIZ与机械方面专利申请方法及实例 / 272

7.1专利基础 / 272

7.1.1专利的概念 / 272

7.1.2专利的特点 / 272

7.1.3专利的作用 / 273

7.1.4专利申请的时机与条件 / 274

7.1.5专利申请的类型与所需文件 / 275

7.2专利的电子申请流程与方法 / 277

7.3专利权的保护 / 278

7.3.1专利侵权的概念 / 278

7.3.2专利侵权判定 / 279

7.3.3专利侵权的法律责任 / 280

7.4TRIZ与专利战略 / 280

7.4.1专利战略概述 / 280

7.4.2专利规避 / 281

7.4.3TRIZ与专利规避 / 282

7.5机械方面专利申请实例 / 283

7.5.1可折叠白板专利申请实例 / 284

7.5.2患者手控更换输液的机械装置专利申请实例 / 288

附录 / 294

附录1观察想象能力测试 / 294

附录2辨识与计算能力测试 / 297

附录3创新技法能力测试 / 299

附录4TRIZ创新实战综合能力测试 / 308

附录5创新潜力自测 / 323

附录6矛盾矩阵 / 插页

附录7矛盾矩阵表 / 插页

参考文献 / 325

 

近年来，我国将“大众创业、万众创新”列为重要发展战略之一，提倡在全国范围内增进创新意识、提高创新能力、开发创新技术，实现“人人创新”。创新是一个国家长远发展的必经之路，21世纪世界各国经济和科技的竞争日益激烈，创新能力的高低已成为衡量一个国家综合国力强弱的重要因素。掌握一定的创新方法与技能对每一位创新工作者都非常有益，方法好则事半功倍。经过多年的研究和实践，人们发现起源于苏联的TRIZ理论具有鲜明的优势，在发明创新中表现突出，越来越受到人们的欢迎和重视。

TRIZ（发明问题解决理论）是苏联发明家根里奇·阿奇舒勒及其带领的一批科研人员在研究了大量高水平专利的基础上，提出的一套具有完整理论体系的创新方法。TRIZ曾是苏联的国家机密，在军事、工业、航空航天等领域均发挥了巨大作用，成为创新的“点金术”，让西方发达国家一直望尘莫及。直到苏联解体，大批TRIZ专家移居其他发达国家，TRIZ才被传播到美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区，为世人所知。近几年，TRIZ在我国开始获得广泛关注，在各行各业都有应用。

TRIZ理论与工业联系密切，而机械创新设计是工业创新的重要组成部分，可以说只要是有实体结构的地方就有机械。为能更好地进行机械创新并提高TRIZ与专业知识连接的紧密性，本书综合介绍了运用TRIZ与机械创新设计方法进行实战的方法和实例，旨在帮助读者提高TRIZ实战能力和创新设计能力。

首先，介绍了TRIZ理论知识体系和主要工具，包括40个发明原理、技术矛盾与矛盾矩阵、物理矛盾与分离原理、物场模型分析等。其次，阐述了机械创新设计基本方法及其与TRIZ的关联，主要包括机构创新、机械结构创新、机械产品创新及反求创新。对创新的思维基础——批判思维和创新思维与技法（包括TRIZ理论的思维方法）进行了较为详细的说明。然后，通过大量创新实例详细分析TRIZ实战的方法。

本书还介绍了专利申请的有关知识，专利是发明创新成果的好体现，同时也是对知识产权的保护，对于有志于创新的广大学者、工程技术人员和创新爱好者将会有所帮助。书中后部分，给出了一些创新测试题目，选题趣味、新颖，着力体现创新思维特征的训练，旨在培养读者良好的思维习惯，开发宝贵的创新意识和潜能。

本书与工程实战紧密结合，给出了大量TRIZ理论在机械创新设计中的应用实例与方法，所选案例很多来自笔者多年来的教研与科研成果，以及哈尔滨理工大学的师生在全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛和全国机械创新设计大赛中的获奖作品（均已申请专利）。通过案例分析，详尽地说明了创新过程及方法，内容翔实，图文并茂，通俗易懂，对读者有一定的启发和示范作用，对创新意识和能力的培养有一定指导意义。

本书由潘承怡、姜金刚共同编著完成。潘承怡编著第1章的1.2.1、1.2.2、1.2.7、1.2.8，第2章，第3章的3.1、3.2，第4章，第5章的5.3.4～5.3.6，第8章；姜金刚编著第1章的1.1、1.2.3～1.2.6，第3章的3.3，第5章的5.1、5.2、5.3.1～5.3.3，第6章，第7章。

本书在编写过程中得到了哈尔滨理工大学教务处、研究生处的大力支持，在本书的酝酿和编写过程中还得到了张永德、张简一、杜海艳、张莉、金信琴、鲍玉冬、史耀军、杨从晶、韩桂华、张中然、艾萌萌等多位老师的热情帮助和支持，还有很多哈尔滨理工大学的本科生和研究生参加了获奖作品的设计，在此一并表示衷心的感谢！

限于编者水平，书中难免有不足之处，欢迎读者批评指正。

编者