Главная    Теория    Перенос технических решений в изобретательском творчестве
От редактора:

В 1973-74 годах был в АзОИТТе замечательный преподаватель - Тамерлан Кенгерли. Он вел патентоведение и системный анализ. Яркая личность и отличный знаток своего дела - Кенгерли проводил занятия совершенно особым способом - это был совершенно свободный его монолог вокруг интересных тем. Он не был "правильным" преподавателем, более того, понять Кенгерли было не всегда легко, слишком быстро скользила в многомерном пространстве технических систем его мысль, слишком быстро и далеко совершала она скачки. Совершенно фантастическое знание техники давало Кенгерли возможность не просто легко переключаться с одного примера на другой. Вернее будет сказать, что он мыслил не отдельными примерами, а некими семействами технических систем. И приводил он не отдельные примеры, а целые группы, семейства, кластеры. Он вываливал на нас просто Ниагары примеров, показывая, как можно технические решения комбинировать, наращивать, прививать одно к другому. Можно было видеть, как взятое отдельное физическое явление начинало под его умелыми руками выполнять самые разные полезные функции. Какой нибудь поплавок, соединяясь с иными простыми механизмами начинал двигаться по сложным траекториям, при подъеме увлекать груз не только вверх, но и вниз и совершать десятки разнообразных чудес. Кенгерли изображал получаемые решения в виде небольших аккуратных схемок. Он пог покрывать этими схемками огромные пространства доски. Именно на его занятиях я окончательно понял, что мир техники неисчерпаем, что новые технические решения могут быть получены в любой ситуации и при наличии любого количества уже имеющихся изобретений.

Представляемая вниманию читателя работа написана в 1973 году, то есть в то время, когда еще не было вепольного анализа, законов развития технических систем, девятиэкранной схемы мышления и прочих тризовских чудес. Написанная трудным, не "популяризаторским" языком, она, тем не менее ценна, как ценен всякий труд первопроходцев, разведчиков нового.

Работа любезно предоставлена Л.А. Кожевниковой.
Рукопись депонирована в Фонде материалов по ТРИЗ ЧОУНБ 17.09.1988 г. № 506.

В Фонд работа попала из архивов Ю.В. Горина. В связи с некоторыми техническими проблемами, возникающими при ее оцифровке, она будет ставиться на сайт частями.

Почитайте, рекомендую.

Перенос технических решений в изобретательском творчестве

Т.А. Кенгерли

Общественная лаборатория методики изобретательства при при ЦС ВОИР
Материалы к семинару преподавателей
методики изобретательства
1973

Новая идея, найденная при решении изобретательской задачи, обычно патентуется в виде частного конкретного технического решения. Между тем, на основе одной идеи можно получить целую группу "изотопных" изобретений, подчас относящихся к разным задачам. Умение всесторонне использовать найденную идею особенно важно для синтетической стадии творческого процесса.

Работа Т.Кенгерли, основанная на большом фактическом материале, может быть использована при изучении темы 6 курса методики изобретательства в общественных школах и институтах изобретательского творчества.

ПРИЕМЫ И СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ

Известно, что при решении изобретательских задач используются общие приемы. Наиболее полный список приемов дан в работе Г. Альтшуллера "Основные приемы устранения технических противоречий" (изд."Гянджлик", г.Баку, 1971 г.).

Приемы делятся на две группы: не указывающие средств решения (дробление, вынесение, асимметрия и т.д.) и указывающие средства решения (использование пневмо- и гидроконструкций, применение магнитного, электромагнитного и электрических полей и т.д.).

Приемы сформулированы в общем виде и направляют мысль изобретателя по наиболее перспективным путям. Изобретательская задача решается конкретными техническими средствами. Такое решение (в отличие от приема) мы будем называть техническим решением /ТР/.

ТР, отвечающее на требование наличия существенности новизны и положительного эффекта, признается изобретением. Изучение структур ТР, т.е. их строения, и происходящих в них процессов имеет важное значение для теории изобретательского творчества.

ИЗОБРЕТАТЕЛЬ И ПУТИ РЕШЕНИЯ

Существуют два пути решения задач: один характеризуется тем, что ставится задача и необходимо найти пути решения; другой состоит в том, что изобретатель обретает тот или иной факт и только после этого определяет возможность практического приложения обнаруженного факта.

Примером первого пути решения изобретательских задач является АРИЗ. Подтверждением второго пути решения изобретательских задач, является существующее в латентной практике понятие - изобретение на применение. Другим подтверждением в изобретательской практике является ТР, созданное на основе аналогии.

На основе первого и второго пути сформулированы приемы устранения противоречий.

Однако, в практике изобретательского творчества можно усмотреть разновидность первого пути: после постановки задачи, изобретатель решает ее только использованием того им иного факта из других ТР. Источниками такой информации является научно-техническая, во многих случаях популярная литература, книги, журналы, например "Изобретатель и рационализатор", "Знание-сила" и т.д.

Наличие изобретений на применение и изобретений, созданных по аналогии, говорит о структурном и функциональном подобии в изобретениях. А это еще раз подтверждает необходимость изучения ТР

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ И ЗНАНИЯ

При решении изобретательский задачи используются знания, связанные с материальным миром. Эти знания заключаются в точных (математика, геометрия), естественных (физика, химия) и технических науках. Во многих случаях знания выявляются изобретателем на основе анализа и обобщения живой природы - общеизвестным примером является бионика.

Сам этимологический смысл слова "изобретение" говорит о том, что оно содержит какие-то знания. Слово "изобрести" заимствовано из старославянского языка и образовано с помощью префикса "из" и слова "обрести". На старославянском языке "обрести" означает "найти", "Из обрести" означает "из найденного". На основе найденного и возникает решение задачи, то есть из "обретения" появляется изобретение. Наука о способах мышления также происходит от слова "найти" (найти - по-гречески "эврика") - эвристика.

Именно, "обретение" и определяете новизну изобретения.

а.с..271174: Способ регулирования влажности воздуха в камере инкубатора, путем изменения степени испарения с поверхности зеркала воды, отличающийся тем, что с целью повышения точности регулирования, влагосодержание воздуха периодически повышают путем местного перегрева воды в емкости.

В основе изобретения лежит общеизвестное физическое явление испарения жидкости под действием нагрева.

Вся совокупность знаний на уровне "обретений" характеризуется явлениями (физики, химии) или связью явлений, принципами, принципами с использованием явлений (принципы, в которых обнаруживаются свойства и явления).

Знание выражается языком знаков. Одним из видов знаков является признак вещей.

ТР связано с материальным миром и содержит в себе признаки структуры - материалы (их агрегатное состояние), их связь, взаимосвязь и взаиморасположения и признаки динамики - действия, взаимодействия, преобразования и т.д. Признаками воздействия могут быть и различные поля: электростатические, электромагнитные, гравитационные.

Именно связь признаков ТР и характеризует предмет изобретения - вещества, способы, устройства.

ТР могут быть одноактные и многоактные. Одноактные ТР основаны на общеизвестных законах и явлениях природы: нагрев, охлаждение, замораживание и т.д. Сложные ТР осуществляют многоактные действия.

а,с. 325468: Тепловая трубка, содержащая корпус с профилированной внутренней поверхностью, заполненная теплоносителем, отличающаяся тем, что с целью интенсификации теплообмена, профилированная внутренняя поверхность выполнена в виде винтовой нарезки, а корпус со стороны зоны конденсации жестко прикреплен к приводному валу для перемещения конденсата в зону испарения при его вращении.

Анализ признаков позволяет выявить все изменения, происходящие в ТР в процессе его действия.

Если анализировать ТР в динамике, можно выявить комплекс признаков, часть которых выполняет непосредственное действие, часть подготавливает это действие, а часть сопутствует.

Наиболее четко, можно излагать ''обретение" в виде связи признаков ТР.

Назовем такое формализованное изложение "обретения" цепью преобразований (ЦП).

ЦП позволяет более формализовано выявлять знания из изобретений. Анализ с помощью ЦП показывает, что ТР содержит в себе кроме обретения, на основе которого появилось изобретение, ряд других обретений.

Назовем обретение, которое является основой изобретения основным, а остальные скрытыми.

Все скрытые обретения можно разбить на две группы:

Обретения, определяемые многогранностью свойств, явлений и закономерностей материального мира, и.обретения, связанные с конкретностью ТР.

а.с. 279117: Термостат, содержащий теплоизолированную камеру, магнит и нагреватель, отличающийся тем, что, …, в нем нагреватель выполнен в виде диска из ферромагнитного материала, установленного на валу двигателя и расположен в поле магнита.

ЦП основного "обретения": При пересечений подвижным диском магнитного потока в этом диске индуктируются токи, что приводит к нагреву.

ЦП одного из скрытых "обретений": При пересечении диском магнитного потока в этом диске возникают контурные токи, экранизирующие проникновение магнитного потока в зависимости от его скорости пересечения упомянутым диском.

а,с. 192755: Устройство для непрерывного получения эмульсий и суспенций, ...., отличающееся тем, что, …, камеры смешения и диспергирования размещены в приспособлении, служащем для создания вращающегося магнитного поля и заполнены ферромагнитными частицами.

ЦП одного из скрытых "обретений": Под воздействием магнитного поля ферромагнитные частицы осуществляют зачистку трубы, внутри которой происходит перемешивание газов.

Основные и скрытые "обретения" могут стать идеей других изобретений.

а.с. 185003: Предлагается способ очистки труб, по которому внутрь трубы вводят ферромагнитные частицы и осуществляют их перемещение вращающимся магнитным полем.

Все изложенное подтверждает эвристическую ценность изобретений, то есть возможность извлечения знаний на уровне "обретений" /эти "обретения" излагаются как ЦП/.

СТРУКТУРНОЕ ПОДОБИЕ В ТР

Для анализа "обретений" ТР было исследовано более 120 тыс. изобретений различных патентных классов по бюллетеням СССР, США,. Англии, Франции, ФРГ и т.д. за 1924, 1939-50, 1959-1972 гг, из общетехнической литературы. В результате исследования установлено явление переноса: существует множество изобретений относящихся к разным областям техники, но совершенно подобных по структурным и функциональным признакам ТР.

Явление переноса уместно рассматривать в двух аспектах: информационном и психологическом.

Рассмотрим информационные аспекты:

Среди множества ТР можно выделить подмножества, группирующие ТР по структурному подобию. Назовем каждое из множеств функциональными структурами (ФС). Исходя из физический сущности, подмножества ФС могут быть: механические, пневматические, гидравлические, ФС со средствами электростатики, ФС с использованием электрического тока, ФС с использованием магнетизма и электромагнетизма, оптические, с применением физических эффектов, смешанные.

Приведем некоторые подмножества ФС.

М (множество) - механические

а.с. 214115: Предлагается в подвижном ленточном циферблате выполнять ленту в виде листа Мебиуса с нанесенными по обе стороны делениями.

а.с. 236278: Предлагается выполнять шлифовальную ленту в виде лист Мебиуса.

Указанные примеры показывают возможность решения технических задач с применением известных геометрических структур.

М - гидравлические

Струя жидкости - механическое действие

а.с. 135094: Предлагается осуществлять упрочнение поверхности стальных деталей струей воды или масла под большим давлением.

Струя жидкости - электропроводные свойства

а.с. 258487: Предлагается осуществлять дуговую сварку струей жидкого металла.

Поток жидкости в гибком шланге - действие веса жидкости

а.с. 54740: Способ заливки жидким металлом литейных форм по трубопроводу, отличающийся тем, что трубопровод выполнен в виде гибкого шланга для возможности менять скорость заливки путем подъема или опускания сосуда.

Поток жидкости - действие на гибкую мембрану

а.с. 164080: Предлагается в пузырьковых замерах в осуществлять расширение жидкости с помощью подвижного гибкого дна, на который воздействует поток другой жидкости.

В приведенном подмножестве, все ТР можно разбить на три группы: со свободными потоками, потоками в оболочках, смешанные.

М -магнитные и электромагнитные

Подвижной магнит и неподвижная поверхность - крепление.

а.с. 81306: Предлагается в устройствах для местного отсасывания газа при электрической сварке переносного типа осуществлять крепление к свариваемой поверхности с помощью элетромагнитов.

Магнит и поверхность с тремя степенями свободы - крепление

а.с. 236281: Предлагается пишущий узел шариковой авторучки, шарик которого выполнен из магнитного материала, а сферическое гнездо шарикодержателя выполнено в виде намагничиваемой поверхности.

Намагничиваемые частицы - ориентация.

а.с. 307912: Способ изготовления трехслойных древесностружечных плит из измельченной древесины из синтетического связующего путем ориентации внутреннего слоя в процессе формирования ковра с последующим прессованием, отличающийся тем, что с целью повышения физико-механических свойств плит и упрощения технологии, в связующее для внутреннего слоя вводят ферромагнитный порошок, а ориентируют внутренний слой в магнитном поле.

Намагничиваемые частицы - электрическая проводимость

а.с. 190463: Способ испытания изоляции секций обмоток электрических машин путем помещения их в ферромагнитную дробь /ферромагнитные частицы/, используемую в качестве токоподводящего электрода, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса испытания изоляции, указанную ферромагнитную дробь помещают между полюсами магнита для удержания ее в магнитном поле.

Намагничиваемые частицы и поток воздуха - очистка воздуха

а.с. 156133: Магнитный фильтр, состоящий из двух постоянных магнитов или из электромагнита, отличающийся тем, что с целью более эффективной очистки запыленного воздуха при его высокой температуре и влажности в нем используется ферромагнитный порошок, помещаемый между полюсами магнита и создающий структуру слоевого зернистого фильтра.

Намагничиваемые частицы и поток воздуха - регулирование

а.с. 329333: Предлагается пневматический дроссель с электромагнитным управлением, в котором клапан выполнен в виде ферромагнитного порошка, расположенного между двумя сетками, установленного в канале прохода воздуха, который охвачен упомянутым управляемым электромагнитом.

"Жидкость" в магнитном поле - затвердевание

пат.США 3293200: Предложено зажимное устройство для механической обработки. Устройство представляет собой ванну, заполненную "жидкостью" (смесь ферромагнитных частиц и масла), твердеющую под действием электромагнитного поля. После опускания в ванну детали включают электромагнит и тем самым зажимают обрабатываемую деталь.

Электромагнит и упругая поверхность - вибрации под действием индуктируемых токов Фуко.

а.с. 213588: Предлагается механический способ удаления льда, например при обледенении самолета. С внутренней стороны обшивки вдоль кромки удаления льда расположены электромагниты. При подаче на них в последовательности электрических импульсов, в обшивке индуцируются токи Фуко, контур которых взаимодействуют с полем электромагнита. Это вызывает волну деформации в обшивке и в конечном счете к разрушению льда на обшивке.

а.с. 290989: Сороудерживающая решетка для водозаборного сооружения, включающая полые стержни, в которых размещены присоединенные к .источнику электрического тока спирали, отличающаяся тем, что с целью предотвращения льдообразования посредством создания упругих деформаций, в каждый из полых стержней вмонтирована гильза, в которой расположена спираль.

Подвижное поле и электропроводная жидкость - перемещение жидкости

а.с. 113885: Способ получения отливок, отличающийся тем, что для продвижения металла в полостях формы в процессе ее заполнения и последующего уплотнения его используются электромагнитные силы, создаваемые в металле подвижным магнитным полем.

Данное подмножество можно разбить на три структурно подобные группы: взаимодействие магнитов и электромагнитов; взаимодействие токов в проводнике с магнитным полем; взаимодействие с использованием индукционных токов.

В свою очередь каждую из этих групп можно разбить на следующие группы, которые отличаются видоизменениями признаков - дробление и агрегатное преобразование материалов, степень свободы и пространственное расположение.

Исторически изобретения в каждом из подмножеств ФС могут располагаться по разному. Однако необходимо на основе анализа истории /исторической логики/ появления изобретений формулировать диалектику их появления /диалектическая логика/ и располагать их по степени сложности структур и функций, выполняемых этими структурами.

ИДЕЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Понятие ЦП "обретения" позволяет более формализовано подойти к анализу идей изобретений. В основе такого подхода лежит системный анализ структуры и функциональности ТР. Под функциональностью понимается наиболее общее приложение идеи ТР, а не его частное или отраслевое использование. Причем за функцию берется одноактное действие, связанное с использованием таких общих явлений и законов материального мира как нагрев, охлаждение, изменения уровня жидкости, экранизирование потока и т.д.

Назовем наиболее общее ТР, которое может явиться первоосновой других, функциональным решением (ФР), а задачу, связанную с решением одноактной функции - функциональной задачей (Ф3).

Введением понятия ФР мы хотим показать возможность существования множеств ТР с одним и тем же ФР. Эти ТР будут отличаться друг от друга только признаками объектов той или иной исторически сложившейся отрасли. Назовем эти признаки нарастающими объектными признаками (ПНобк). Тогда

ТР = ФР + ПНобк

откуда статистически ФР больше ТР.

Исходя из изложенного, сформулируем на основе ЦП основного "обретения", приведенного а.с. 279 117, его функциональное решение: Предлагается осуществлять нагрев путем вращения диска в магнитном поле.

Это ФР решает наиболее общую задачу (ФЗ) - нагрев. Признаки: термостат, теплоизолированная камера из предмета изобретения а. с. 279 117 относятся к нарастающим объектным признакам, то есть определяющим отраслевой объект.

Формулировка ФЗ и ФР позволяет подойти к оценке функциональности в структурах и возможности выявления их сходства в каждом из подмножеств ФС.

ПЕРЕНОС ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ (Функциональное подобие)

На основе ФЗ и ФР покажем в каждом из подмножеств технические решения с общей идеей (с изложением технической задачи, ФЗ и ФР).

М - механические

а.с. 154767: Вентиляционное устройстве, например для вибрационных грохотов, основанное на принципе планетарного движения кольца, свободно надетого на вибрирующую ось, отличающееся тем, что с целью использования вибрационных колебаний грохота для приведения вентиляционного устройства во вращательное движение, оно выполнено в виде крыльчатки свободно помещенной на оси, жестко закрепленной на крепежной стойке.

ТЗ - привод вентилятора от вибрирующего грохота; ФЗ - вращение вибрацией; ФР - свободно помещенное на вибрирующую ось кольцо.

а. с, 179158: Механизм для получения крутящего момента, отличающийся тем, что с целью получения крутящего момента от одного источника энер гии одновременно на нескольких рабочих органах, расположенных в любом геометрическом положении относительно друг друга, он выполнен.в виде рамы с жестко установленными на ней стойками, на концах которых свободно по-сажены рабочие органы, получающие вращательное движение при колебании рамы источником вибрации.

Примечание: а.с. 179 158 и есть ФР, так как является способом не привязанным к конкретному отраслевому объекту. Как видно из примеров, в основе а.с 179 158 ФР, выявленное из более раннего а.с. 154 767.

М - пневматические

Общеизвестна герметизация фонаря кабины самолета с помощью надувного шланга.

ФЗ этого решения является герметизация щелей, ФР - герметизация щелей с помощью надувного шланга.

а.с, 311117: Подвесная дверь для лесосушильных и пропарочных каяер, содержащая установленный в проеме теплоизоляционный щит, -отличающаяся тем, что с целью повышения герметичности, щит подвешен на поворотной раме и в зазоре между ними по всему,периметру щита размещена эластичная труба, в которую после закрытия двери подают сжатый воздух.

Технической задачей данного изобретения является герметизация теплоизоляционного щита лесосушильных и пропарочных камер. Функциональной задачей является герметизация щелей.

В основе приведенных примеров - применение надувного шланга для герметизации щелей. Схематически

ТР = ФР + ПНобк

Объективные признаки: в первом случае фонарь самолета, а во втором - дверь лесосушильных и пропарочных камер, что также подтверждает вывод

ФР больше ТР

М - магнитные и электромагнитные

а.с. 162693: Устройство для испытания подшипников, содержащее нагревательную камеру с помещенным в ней синхронным двигателем, на вал ротора которого устанавливают подшипники, отличающееся тем, что с целью возможности проведения испытаний при повышенных температурах, двигатель снабжен дополнительным статором с сетевой обмоткой, расположенным вне камеры и имеющим вторичную короткоэамкнутую обмотку на роторе, общую с обмоткой основного статора, выполненную в виде ряда металлических стержней, пропущенных сквозь стенки нагревательной камеры и замкнутых на концах кольцами.

ТЗ - испытание подшипников в условии повышенной температуры; ФЗ - вынесение двигателя из нагревательной камеры; ФР - передача энергии от вынесенного статора через неподвижную короткозамкнутую обмотку и вращение ротора, на котором находится подшипник.

А.с. 159 219: Экранированный электропривод, отличающийся тем, что с целью обеспечения его работы в агрессивной среде высокого давления, он выполнен в виде совмещенных заторможенного асинхронного двигателя и вращающегося синхронного с общей короткозамкнутой обмоткой, часть которой взаимодействует через немагнитный экран с вращающейся системой полюсов синхронного двигателя, выполненной из постоянных магнитов.

ТЗ - передача .вращения в агрессивные среды для вращения мешалок; ФЗ - передача вращения через непроницаемую стенку; ФР - передача энергии от вынесенного статора через неподвижную короткозамкнутую обмотку и вращение ротора.

Как видно из примеров, ФР изобретений совпали.

ПРИЧИНА ПЕРЕНОСА ИДЕЙ ИЗОБРЕТЕНИЙ

В основе возможности переноса лежит общефилософская проблема инвариантности: лри переходе от одного явления к другому или одного предмета к другому часть переходящих признаков и их взаимосвязь остается неизменной. В настоящее время широко изучается проблема инвариантности в биологии, химии, кибернетике и т.д.

Одной из причин.переноса идей во множества ТР в изобретательском творчестве является то, что в исторически сложившихся отраслях существуют общие задачи, являющиеся субстанцией конкретных технических задач (эти общие задачи сформулированы как Ф3, а их решение как ФР). Современная патентная практика подтверждает наличие задач с общей функцией во многих отраслях. Примером этому является существующий так называемый Функциональный классификатор изобретений, который рассполагает изобретения в зависимости от основных выполняемых ими функций независимо от отрасли. Достаточно бегло изучить Функциональный классификатор, как можно в них выявить, множество "обретений", а в конечном счете и ФР.

В одном и том же Функциональном классе 6yдут расположены множества неоднородных в целом изобретений, имеющих общую Функцию и изобретатель при поиске необходимой информации независимо от своей психологии специалиста увидит "обретения", которые не были в интересующем его классе, а следовательно и в ТР отраслевого классификатора.

ВИДЫ ПЕРЕНОСА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ

Однако, вышеприведенным не исчерпывается возможность переноса идей в изобретательском творчестве.

Анализ ТР показывает, что существует структурно - подобное множество ФР,.решающих одну и ту жеФЗ, но отличающихся друг от друга некоторыми признаками. Эти отличительные признаки связаны с перемещением, например поступательного во вращательное, переходом от статических к динамическим элементам и т.д. Как правило эти признаки приводят к расширению ФЗ. Можно сформулировать некоторые виды таких взаимопереходов.

Перенос ФР - поступательное во вращательное

Под таким видом переноса будем понимать переход от одного ФР, в котором элементы имеют поступател ьное движение, к другому ФР, в котором элементы имеют вращательное движение.

М ,- магнитные и электромагнитные

А.с. 243764: Дробеуловитель, преимущественно для дробеочистительных установок, содержащий расположенный в корпусе перед входным патрубком гаситель кинетической энергии входящей дроби, отличающийся тем, что с целью повышения надежности и упрощения конструкции при вертикальном расположении входного патрубка, гаситель выполнен в виде установленного на предохранительной решетке магнита для образования защитного слоя из дроби.

а.с. 261207: Дробеметный аппарат, корпус которого облицован изнутри износоустойчивыми плитами, отличающийся тем, что с целью повышения стойкости облицовки, плиты выполнены в виде магнитов, удерживающих на своей поверхности защитный слой дроби"

ФР этого примера совпадает с решением по а.с. 243 764 - намагничивание плоскости, соприкасающейся с дробью. Однако, в отличие от первого изобретения во втором случае дробь вместе с магнитами приводится во вращательное движение.

Перенос ФР - статическое и динамическое

Под таким видом переноса будем понимать переход одного ФР, в котором все элементы или их части неподвижны, к другому ФР, в котором элементы приобретают подвижность. Образно говоря, первое ФР является ключем к другому.

М - пневматические

Известны столы с вакуумным прижимом. Поверхность стола имеет множество отверстий, соединенных с источником вакуума. Если на такой стол положить лист бумаги, то он закрепится за счет сил.атмосферного давления.

а.с, 289029: Щеточный стеклоочиститель, например для летательного аппарата, содержащий щетку с эластичным профилем, рычажный механизм и силовой привод, отличающийся тем, что …эластичный профиль щетки выполнен с вогнутой нижней поверхностью, образующей при контакте со стеклом замкнутую полость, в которой эжектором создается разряжение.

Здесь ТР = ФР + ПНобк

ФР можно расчленить на две части: ФР2 = ФР1 + ПНф

где ФР2 - ФР а.с. 2S9029; ФР = вакуум стола, ПНф - признак поступательного движения; - признак расширяющий функциональные возможности ФР

Назовем ФР1 ключем для ФР2 ; Тогда

ТР = (ФРключ + ПНф ) + ПНобк

В примере а.с, 289029

ПНобк - Щеточный стеклоочиститель, летательный аппарат и т.д.

Исторический переход может проходить и наоборот, то есть от динамического к статическому.

Перенос ФР - цепь преобразований

Под таким видом переноса будет понимать переход от одного ФР к другому, в которых несмотря на различия средств решения происходят во времени одни и те же процессы.

Поясним на учебном примере:

а.с. 239633: Способ определения степени затвердевания /размягчения/ полимерных составов, отличающийся тем, что с целью неразрушающего контроля, в состав вводят магнитный порошок и измеряют изменение магнитной проницаемости состава в процессе его затвердевания (размягчения).

Сформулируем ЦП: Если в состав полимера ввести ферромагнитный порошок и изменять температуру этого полимера, то будет меняться магнитная проницаемость порошка.

На основе этой ЦП можно предложить ряд ТР: "вещество, меняющее магнитную проницаемость под действием температуры", "способ изменения магнитной проницаемости" и т.д.

На основе основных и скрытых обретений (основные и скрытые ЦП) можно дать две группы переноса ФP - цепь преобразований: перенос основных ФР - цепь преобразований и перенос скрытых ФР - цепь преобразований.

М - смешанные

а.с. 111144: Аппарат для индивидуальной газотепловой защиты, состоящий из герметизированного комбинезона, шлема, соединительного кольца, дыхательного мешка, маски и размещенного в подкостюмном пространстве резервуара жидкого кислорода, отличающийся тем, что для устранения необходимости в специальных р аспираторах отработанный в холодильной системе газ используется для дыхания.

а.с. 252262: Способ снабжения пневматической энергией потребителей сжатого воздуха в шахтах отличающийся тем, что с целью повышения эффективности использования пневматической энергии и улучшения температурного режима глубоких шахт, в качестве источника пневматической энергии используют жидкий воздух, преобразуемый в сжатый на рабочем горизонте.

В основе основных обретений одна и те же ЦП: жидкость совершает действие охлаждения, а затем преобразуется в газ.

Совпадение временных процессов в ЦП охватывает многие изобретения. Однако, это нельзя отнести к переносу ФР - цепь преобразований.

а.с. 93508: Предлагается для выравнивания температур устанавливать внутри U - образного жидкостного манометра металлическую пластину.

пат.США 3 170 299: Предлагается устанавливать теплопроводные-пластины вокруг быков моста погружением их в реку для передачи тепла вверх с ее нижних слоев и устранения обмерзания.

В этих примерах нет переноса. Здесь только совпадение части процессов: теплопередача по теплопроводнику и выравнивание температур жидкости.

ФЗ и множестве ФР

Если взять одну ФЗ, то можно показать, что она решается множеством ФР. Назовем множество ФР, решающих одну и ту же ФЗ, морфологическим ящиком ФР.

oФЗ - изменение уровня жидкости, находящейся в сосуде

ФР1 - а.с. 299568: Предлагается в стенде вневанной гальванической обработки отверстий деталей изменять уровень жидкости сообщающимися сосудами.

ФР2 - а.с. 164080: предлагается в. пузырьковых камерах изменять уровень жидкости с помощью гибкого дна

ФР3 - а.с. 62811: Предлагается в дозаторах жидкого металла изменять уровень жидкости введением графитового вытеснителя.

ФР4 - а.с. 187709: Предлагается .в винных бочках изменять уровень надувным опускаемым в вино вытеснителем.

ФР5 - а.с. 249685'. Предлагается в поплавковом гироскопе изменять уровень жидкости надувным опускаемым в жидкость вытеснителем.

Примечание: В момент появления поплавкового гироскопа появилась задача изменения уровня ~ эта задача была решена намного раньше в . другой области, в виноделии.

Приведем пример морфологического ящика ФР из подмножеств ФС. ФЗ - суммирование угла поворота вала дискретными электросигналами.

М - механические

А. с. 155667; Устройство для индикации .числа, выраженного в двоично-десятичной системе счисления, содержащее подпружиненный оцифрованный барабан и электромагниты, якоря которых кинематически связаны с барабаном, отличающееся тем, что катушки электромагнитов подключены к электрический элементам двоично-десятичного счетчика, .а якоря кинематически связаны гибкой нитью, соединенной с оцифрованным барабаном.

М - магнитные и электромагнитные

а.с. 150772: Устройство для программного управления угловыми перемещениями исполнительного органа станка, содержащее ряд последовательно расположенных электромагнитных механизмов с неподвижными катушками отличающееся тем, что о целью повышения его надежности, якорь предыдущего электромагнитного механизма жестко связан со статором последующего.

М - пьезоэлектрические

а.с. 154497: Пьезоэлектрический осциллятор часовых приборов, ..., отличающийся тем, что … он выполнен в виде набора пьезодисков, закрепленных одним торцом на плате и несущих на свободном торце шестерню, совершающую колебательные движения при крутящих деформациях дисков под воздействием переменного тока.

Исторически все перечисленные изобретения, решающие одну и ту же ФЗ, ОТНОСЯТСЯ К разным отраслям.

ПЕРЕНОС ФР в СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЯХ

В настоящее время применяется системный подход к анализу сложных ТР. При таком подходе сложные ТР можно расчленить на ряд подсистем, имеющих между собой причинно-следственные связи.

Соединение подсистем ТР-систем будем определять понятием "стыковка", а разделение - "отстыковка".

Исходя из взаимосвязи подсистем, ТР - системы могут быть: конструктивные, схемные (например электрические схемы) и смешанные. В схемных ТР - системах подсистемы имеют между собой связи каналами потоков: электрических, пневматических, гидравлических, магнитных и т.д. В конструктивных ТР - систенах подсистемы органически трудно отделить друг от друга.

АНАЛИЗ ФР и ТР - СИСТЕМЫ И ПЕРЕНОС ФР между ТР - СИСТЕМАМИ

М - пневматические

А.с. 44556: Предлагается барабан для транспортировки ленты. Поверхность барабана имеет отверстия, а внутренняя полость барабана соединена с источником разряжения.

В.основе ФР идея вакуумного присоса.

а.с. 242842: Устройство для измерения длины ленты, содержащее приводной барабан, кинематически связанный со счетчиком, отличающееся тем что с целью повышения точности измерения, поверхность барабана выполнена воздухопроницаемой, а ее полость соединена с камерой разряжения

В этом изобретении одна из подсистем (узел транспортировки ленты) выполнена на основе ;ФР из а.с. 44 556.

Исторически перенос может быть и наоборот: появление новых изобретений на основе ФР, выявленных из ТР - систем.

М - электрический ток

а.с. 158302: индикатор в виде электролюминесцентного экрана, с обоих сторон которого расположены перпендикулярные одна к другой системы параллельных проводящих полос и коммутатор, отличающийся тем, что коммутатор выполнен в виде пластинки, обладающей эффектом Холла, примыкающей к линии задержки с определенными сосредоточенными параметрами, вдоль которой создано бегущее магнитное поле.

Одной из подсистем этого изобретения (как ТР - системы) является коммутатор на эффекте Холла.

А.с. 169892: Способ построения переключающихся и логических устройств на кристалле с входами и выходами, отличающийся тем, что выходные электроды располагают на противоположных гранях кристалла, а процесс переключения осуществляют, создавая в нем поперечное электрическое поле, изменяющее наклон эквипотенциальных линий с помощью дополнительного источника ЭДС или за счет появления различных физических эффектов: эффекта Холла, термоэлектрического, фотоэлектрического или какого-либо другого эффекта.

В приведенном примере осуществлен перенос ФР как подсистемы ТР - системы по а.с. 158 302 - коммутатор на эффекте Холла перешел из сложного технического объекта в более простое.

Очевидно многие технические решения представляют собой стыковки более простых функционально завершенных объектов.

ВЗАИМОПЕРЕХОДЫ В ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕШЕНИЯХ

Если взять из подмножеств ФС группу структурно сходных ФР, то можно показать, что переход от одного .к другому происходит небольшими логическими шагами. Назовем операции преобразования признаков перехода оператором преобразования.

Приведем примеры из множества ФС (с изложением нового обретения и изобретения).

М - гидравлические

а.с. 124639: Жидкостный уровень, показания которого проектируются в поле зрения зрительной трубы, например нивелира, отличающийся тем, что, ..., ампула уровня выполнена с плоскопараллельными стенками, а жидкость, заключенная в ампуле, образует горизонтальную поверхность, обе границы которой с плоскими поверхностями боковых стенок ампулы проектируются в поле зрения зрительной трубы в виде постоянной метки, определяющей горизонтальное направление визирной линии.

Оператор преобразования: осуществим взрыв в жидкости, например электрогидравлическим эффектом.

"Обретение": Перекрытие потока света потоком жидкости.

Изобретение:

А.с.,163487: Способ перекрытия светового пучка с использованием взрывного затвора, например при скоростной киносъемке, отличающийся тем, что,… взрыв или искровой разряд производят .в жидкости, помещенной между двумя защитными стеклами, чтобы ее свободная поверхность в спокойном состоянии касалась светового канала оптической системы.

Как ясно из примеров, переход от одного ФР к другому происходит небольшими шагами. Назовем ФР, от которого возможен переход к другому наименьшим количеством шагов, функциональным прототипом (ФРфп), а остальные - функциональными аналогами (ФРфа ) Тогда:

ФР= ФРфп + ПНф

Где ПНф - нарастающие признаки, приводящие и расширению или другой функции.

Понятие ФРфп позволяет осуществлять логические переходы от одного ФР К другому.

а.с, 197227: Предлагается термостат, в котором нагрев осуществляется путем пропускания переменного тока через электролит.

Оператор преобразования: наложим на электролит магнитное поле.

"Обретение" Улучшение теплообмена.

Изобретение: а.с. 168 315; Предлагается способ электролитической закалки детали, в котором на электролит накладывается магнитное поле.

Оператор преобразования: увеличим частоту переменного тока.

"Обретение": Сильные звуковые колебания над поверхностью электролита. Изобретение: а.с. 269645: Предлагается получать звуковые колебания в жидких средах путем наложения на них магнитного поля и пропускания через среду переменного тока.

Как видно из примеров, переход от одного ФР к другому может осуществляться как в одном подмножестве ФС, так и между ними.

.Анализ взаимопереходов ФР и понятие функциональный прототип позволяет ВЫЯВИТЬ особую категорию технических решений, в которых используются тем или иным образом признаки времени и пространства перемещения в трех координатных осях (как прямоугольных, так и полярных). В одних изобретениях используются только признаки времени. Такие ТР (а следовательно и выявленные ФР) назовем ТР - точка (ФР - точка). Примером могут быть электролюминисцентные конденсаторы, в которых используются только признаки появления и исчезновения света. Примером может быть также обыкновенный свисток.

В других объектах используются признаки перемещения в одной координатной оси. Такие ТР можно назвать ТР - линия (ФР - линия).

а.с. 251695: Электролюминисцентный индикатор, содержаший электролюминисцентный слой между двумя электродами, ОДИН Из которых выполнен прозрачным, отличающийся тем, что непрозрачный электрод выполнен в виде распределенной обмотки, намотанной на сердечник из ферромагнитного материала.

Это решение вытекает из приведенного решения "ФР - точка" и отличается тем, что осуществляется перемещение свечения признака в одной .координатной оси.

Общеизвестными примерами ТР - линии являются свирель, уровнемеры, датчики перемещения, лифты и т.д.

В третьих объектах осуществляется перемещение признаков в двух координатных осях.

а.с. 248083: Электролюминисцентный индикатор для индикации фазовых напряжений, содержащий электролюминисцентный слой, расположенный между прозрачным и непрозрачным электродом, отличающийся тем, что непрозрачный электрод выполнен в виде треугольника из материала с более повышенным сопротивлением, чем прозрачный электрод и своими углами соединен с соответствующей фазой трехфазной сети, а прозрачный электрод соединен с нулем трехфазной сети.

В этом примере, в отличие от примера а,с. 251 695, осуществляется перемещение в двух координатных осях. Такие объекты назовем ТР - поверхность, (ФР-поверхность).

Общеизвестными примерами ТР-поверхности являются приемные и передающие телевизионные трубки.

И наконец в четвертых объектах осуществляется перемещение в трех координатных осях. Такие объекты назовем ТР - объем (ФР - объем).

Общеизвестным примером являются трехкоординатные панорамные трехкоординатные индикаторы.

Основная цель анализа ФР - точка, ФР - линия, ФР - поверхность, ФР - объем заключается в определении, исходя из понятия ФР их логической последовательности, независимо.от исторического появления ТР-точка, ТР-линия, ТР-поверхность и ТР-объем. В основе всех этих видов ФР лежит ФР-точка, обретение которого можно определить как субстанцию обретений ФР - линии, ФР - поверхности и - ФР - объема.

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И АНАЛОГИЯ

Одним из самых распространенных путей решения изобретательских задач переносом информации .с одного предмета на другой является метод аналогии. Прототипами переноса по аналогии могут быть примеры из природы, техники, математики, художественной литературы и т.д.

При анализе переноса по аналогии также уместно рассматривать два аспекта:

1. Информационный

2. Психологический

Приведем примеры информационного аспекта:

Алгебраическая задача: Из пункта А в пункт Б движутся две автомашины. Одна движется со скоростью 50 км/час, а другая - 100 км/час. В пункт Б автомашины прибывают с. интервалом в 2 часа. Каково расстояние между пунктами А и Б?

а.с. 256570: Устройство для измерения длины прыжка с водно-лыжного трамплина, отличающееся тем, что оно выполнено в виде двух микрофонов, расположенных под водой и над водой, и генератора электрических импульсов стабильной частоты, выход которого соединен с помощью коммутационного элемента с указывающим счетчиком электрических импульсов.

Пояснение: Определяют длину прыжка лыжника до падения в воду, зная скорость распространения звука в воздухе .и воде и интервал их прихода к месту прыжка.

Для устранения неравномерности нагрева космических кораблей от потока лучей солнца космонавты осуществляют операцию медленного вращения корабля.

Пат СССР 120239: Предлагается при обогреве- длинномерных круглых деталей в печах осуществлять их равномерное вращение с целью их равномерного прогрева.

В основе переноса по аналогии лежит сходство функций и структур объектов исследования, выявляемые путем обобщения.

ОБОБЩЕНИЕ В ПОДМНОЖЕСТВАХ ФС

Операция обобщения позволяет осуществлять дальнейшие объединения по структурному подобию. Такие объединения можно осуществлять в подмножествах ФС и между ними.

М - пневматические

Признаки: среда; газ. Среда засасывает газ

Среда - твердая

Общеизвестным примером является насос. Примером является и медицинский,шприц. При перемещении поршня внутрь цилиндра входит окружающий воздух.

Среда - жидкость

а.с. 103452: Способ измерения скорости вытекающей из .закрытого резервуара агрессивной жидкости, например кислоты, отличающийся тем, что, … измеряют скорость поступления воздуха в резервуар, освободившийся от вытекающей жидкости.

Среда - порошкообразная

а.с. 337694: Способ определения удельной поверхности песка путем измерения, сопротивления движения через него воздуха, отличающийся тем, что, ..., поток воздуха через испытуемый песок создают за счет истечения песка из ограниченного объема.

М - магнитные и электромагнитные

Признаки: контуры с токами -- взаимодействие

Контуры - твердые проводники

а.с. 160740: Предлагается отключающееся устройство, срабатывание которого вызывается динамическими силами, в котором отключающие органы выполнены в виде коротко-замкнутых расположенных на магнитопроводе витков.

Один из контуров - электропроводная жидкость

а.с. 187955: Электромагнитное устройство для заливки жидкого металла в литейные Формы, состоящее из Ш-образного магнитопровода и короткозамкнутого витка жидкого металла, размещенного над катушкой питания, отличающееся тем, что с целью равномерного подъема металла по периметру витка жидкого металла, над ним устанавливается дополнительное коротко замкнутое кольцо из электропроводного материала.

М - оптические

Признаки: свечение на поверхности

Свечение - точечное

а.с. 277805: Предлагается способ обнаружения утечек в холодильных агрегатах, заполняемых фреоном, по которому внутрь системы вводят люминофорные вещества, светящиеся под действием ультрафиолетовых лучей света.

Свечение - на плоских неровных поверхностях

а.с. 110314; Способ определения фактической площади, контакта поверхностей, отличающийся тем, что для окрашивания поверхностей применяют люминесцентные краски

пат. США 3261978: Предлагается зубная паста с люминофорными веществами. При плохой очистке поверхность зуба под действием ультрафиолетового источника света светится неравномерно. .

Пояснение: Примеры по а.с. 110314 и по пат, США 3261978 можно отнести к ТР-поверхность.

ОБОБЩЕНИЕ МЕЖДУ ПОДМНОЖЕСТВАМИ ФС

Признаки: среда; вещества; проходящий поток

Прходящий поток - ВЧ электромагнитные волны

Среда - немагнитная

Вещества - ферромагнитные частицы

а.с. 73674: Предлагается для высокочастотного транспорта в асфальт дороги вводить ферромагнитные частицы, что увеличивает энергию передачи от кабеля, проложенного под асфальтом.

Проходящий поток - звуковое поле

Среда - грунт

Вещества - звукопроводящие

пат. США 3 497 005: Предлагается способ разрушения силами акустического поля. Грунт предварительно пропитывается звукопроводящим веществом. Звуковое поле разрушает молекулярные связи в грунте.

Проходящий поток - электроны

Среда - грунт

Вещества - жидкий металл

Пат. США 3547192. Предлагается способ нагрева пласта. Пласт делается электропроводным путем введения в него жидкого металла и нагревается пропусканием электрического тока.

Признаки: поток; воспринимающая поверхность

Поток - электроны

Воспринимающая поверхность - люминофор

Широко известна телевизионная приемная трубка. Она содержит источник излучения электронов (катод), узел управления по двум координатным осям и экран с люминофором.

Поток - ионизированная плазма

Воспринимающая поверхность - охлаждаемая подложка

А.с. 141713: Способ создания деталей любой конфигурации, отличающийся тем, что металл переносится на охлаждаемую подложку в виде струи плазмы, полученной в высокотемпературной плазменной горелке, а управление струей производится с помощью электрических и магнитных полей.

Поток - струя расплавленного металла

Воспринимающая поверхность - вращающаяся оправа

пат. США 3397732: Предлагается способ получения оболочек. Оболочки получаются с помощью расплавленного металла. Проволока непрерывно подается в плазменный подогреватель и расплавляется, жидкая струя через щелевую форсунку направляется на поверхность вражающейся оправки и образует на ней металлический слой оболочки.

Поток - капли расплавленного металла

Воспринимающая поверхность - вращающийся металлический цилиндр

Пат. США 3130075: Предлагается устройство для балансировки роторов. В устройстве имеется механический спусковой механизм, выбрасывающий на балансируемую деталь капли расплавленного металла

Признак: механические колебания среды

Среда - газ (звуковое поле)

а.с. 12272О: Устройство для измерения кривизны буровых скважин по способу определения уровня жидкости в сообщающихся сосудах, отличающееся тем, что определение уровня жидкости в сосудах инклинометра, спущенного в скважину, производится по резонансу звука в сосудах контрольного устройства, находящегося на поверхности.

Среда - жидкость

а.с. 271051: Способ измерения массы вещества в резервуаре, например жидкого, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения, возбуждают механические резонансные колебания системы резервуар - вещество, измеряют их частоту, по величине которой .судят о массе вещества.

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И ПОТОКИ

Анализ ТР, сосредоточенный в подмножествах ФСобоб показывает, что многие из них основаны на использования потоков (в том числе и ТР-точка, ТР-линия, ТР-поверхность и ТР-объем).

Все потоки можно разбить на три группы: потоки частиц; потоки силовых линий (электростатических, магнитных и электромагнитных, гравитационных полей); потоки, связанные с колебаниями в средах (тепловые, звуковые и т.д.).

В свою очередь потоки частиц также можно разбить на две группы: микрочастицы (электроны, ионы и т.д,) и макрочастицы (порошки, комковые материалы и т.д.).

Приведем примеры ТР с потоками.

Поток микрочастиц в веществе и его скалярное управление

Общеизвестен полупроводниковый прибор-текнетрон. Он представляет собой стерженек из полупроводника длиной 2 мм и диаметром 0,5 мм. На этом стерженьке сделана глубокая круговая выемка, на которую нанесен тонкий слой индия. В этом приборе одна из частей стерженька играет роль катода с избыточным количеством электронов, к другой приложен положительный потенциал и она служит анодом. Кольцо из индия аналогично сетке в вакуумном триоде - подачей на него потенциала можно управлять величиной внешнего тока.

Поток макрочастиц и его скалярное управление потоком магнитных силовых линий

а.с. 256634: Емкость для хранения, груза, включающая корпус с установленным в верхней части вентиляционным патрубком, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения при хранении.ферромагнитных материалов выхода ферромагнитной пыли из емкости через вентиляционный патрубок, на последнем смонтировано несколько связанных с источником переменного тока соосных соленоидов, .создающих направленное внутрь емкости бегущее магнитное поле, причем сам патрубок выполнен из немагнитного материала.

Поток макрочастиц в среде и его управление вращающимся перпендикулярно движению частиц потоком магнитных силовых линий

а.с. 354212: Способ регулирования расхода пульпы преимущественно железорудной путем изменения проходного сечения регулирующего органа под воздействием внешних сил, отличающийся тем, что, ..., железорудную пульту пропускают через участок трубопровода, выполненный из немагнитного материала, при одновременном воздействии на нее вращающимся магнитным полем.

Поток силовых линий магнитного поля и подвижной экран из электропроводного материала

а.с. 204441: Реле скорости, содержащее диск, связанный с вращающимся валом, магнитоуправляемые герметизированные контакты, размещенные с одной стороны диска вдоль его окружности, и управляющие магниты, расположенные соответственно против магнитоуправляемых контактов по другую сторону диска, отличающееся тем, что, …, диск вьполнен из немагнитного материала, обладающего электрической проводимостью.

Поток света, .проходящий через подвижные по направлению (векторно) волоконные материалы

а.с. 210677: Устройство для выравнивания косо-горных машин или их рабочих органов, содержащее маятниковый датчик наклона и электрогидравлический механизм выравнивания, отличающееся тем, что с целью повышения надежности оно снабжено гибкими световодами, изменяющими поперечное сечение под воздействием маятника, а с другой - фотоэлементы, включенные в электрическую схему механизма .выравнивания.

Анализ на основе обобщения признаков позволяет показать общие признаки во множестве ТР с использованием потоков:

вид источника потока;

расположение в пространстве источника потока;

управление источником потока (скалярно и векторно);

среда на пути-потока;

управление средой (векторно и скалярно);

экран на пути потока;

реакция экрана на поток;

реакция источника на экран;

управление потоком (скалярно и векторно);

взаимодействие потока со средой или с другий потоком;

действие потока;

восприятие потока.

ОБОБЩЕНИЕ В ТР- СИСТЕМАХ

Во многих случаях подсистемы ТР-систем можно представить как "черный ящик". Это понятие широко используется в кибернетике. Под "черным яЩИКОМ" понимается Функциональный объект, у которого известен вход и выход, но неизвестно внутреннее содержание. Например, в качестве "черного ящика" можно представить электродвигатель. Здесь вход - подача тока, а выход - вращение вала.

Возможность стыковок подсистем ТР - систем определяется именно совпадением входов и выходов "черных ящиков".

Анализ показывает, что существует многочисленная группа ТР - систем, одна из подсистем которых представляет собой "черный ящик".

Поясним на примерах:

"Черный ящик": вход - электрический ток, выход - перемещение.

а.с. 242127:. Устройство для микроперемещения рабочего объекта, например, кристаллодержателя с затравкой ..., отличающееся тем, что, ..., оно содержит два стержня, подвергаемых электронагреву и охлаждению пo заданной программе, находящихся в закрепленных, на суппортах термостатируемых камерах и поочередно перемещающих объект в нужном направлении.

а.с. 248885: Газовая горелка с регулируемым проходным сечением, содержащая корпус с выходным соплом для подачи газа и расположенную по его оси перемещающуюся в осевом направлении регулировочную иглу с несущим стержнем, отличающаяся тем, что, стержень выполнен полым и внутри установлен электронагреватель.

Пояснение: В этом изобретении используется перемещение тел под действием нагрева, как в а.с. 242127.

а.с. 149127: Электропневматическое устройство со струйным соплом и управляющим элементом, отличaющееся тем, что, ..., в качестве управляющего элемента использован пьезоэлектрический преобразователь.

Примечание: Прототипом изобретения был управляющий элемент с применением электромагнита.

В основе приведенных изобретений - применение известных из других областей приводов, определенных .как "черный ящик".

ОБОБЩЕНИЕ ОБЪЕКТНЫХ ПРИЗНАКОВ ТР

ЕСЛИ взять из каждого подмножества ФСобоб ряд ТР, то можно показать, что они отличаются друг от друга структурно одним из элементов, характеризующим область приложения ТР. Причем такая взаимозамена сохраняет Функциональную задачу.

Определим такие объекты взаимозамены при условии сохранения указанного в ТР действия как "черный элемент".

М - пневматические

Привилегия России 2247: Предлагается двигатель, содержащий в воде пластинчатый ротор и вращаемый под действием пузырьков воздуха, нагнетаемых в трубу, находящуюся на дне бака.

Датские сыроделы предложили осуществлять переворачивание сыра, находящегося в чанах с рассолом, с помощью воздушных пузырей, создаваемых путем периодический подачи воздуха по трубкам, расположенных на дне чана. (ИР № 11, 1967 г.).

И в привилегии России 2247 и в приведенном ТР пузырьки воздуха выполняют сходную функцию - вращают что-то, расположенное в жидкости. В одном случае это "что-то" - ротор, а в другом - брусок сыра. Ротор и брусок сыра и другое множество аналогичных объектов можно обобщить общим термином "черный элемент".

ОБОБЩЕННОЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ

Если взять из приведенных ФСобоб ряд ТP, то после выявления их ФР и обобщения признаков Ф3 и ФР можно показать их структурное и функциональное сходство.

а.с. 47368: Предлагается устройство для измерения величины постоянного тока, выполненное в виде ферромагнитного кольца с обмоткой переменного тока, подключенной к измерителю. Сквозь кольцо проходит провод с измеряемым током.

а.с. 155512: Предлагается способ измерения плотности тока через электролит, по которому в электролит помещают сердечник с обмоткой, подключенной к источнику переменного тока и измерителю.

Сформулируем общее обретение: При прохождении носителей электрических зарядов (электронов, ионов) внутри ферромагнитного кольца с обмоткой переменного тока при изменении прохождения носителей в единицу времени, т.е. тока, изменяется ток в обмотке.

Назовем такое обретение обобщенным, а его изложение обобщенным ЦП.

Изложим на основе обобщенного ЦП общее ФР: Предлагается измерять электрический ток носителей путем пропускания его сквозь ферромагнитное кольцо с обмоткой переменного тока и измерения величины этого тока.

Назовем оператором обобщенного преобразования обобщение сред, потоков.и т.д. Сформулированное общее ФР назовем обобщенным (ФРобобщ), а общую ФЗ обобщенной (ФЗобобщ). Как видно из примера обобщенная ФЗ сохраняет функцию, но получает дальнейшее развитие исходя из характера обобщения.

Приведем пример ФРобобщ при сохранении функции, но разной физической сущности.

а.с. 335421: Рудоспуск, состоящий из корпуса, футеровки, отличающийся тем, что футеровка выполнена в виде штырей, жестко укрепленных одним .концом к внутренней поверхности корпуса.

а.с. 261207: Дробеметный аппарат, корпус которого облицован изнутри износоустойчивыми плитами, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости облицовки, плиты выполнены в виде магнитов, удерживающих на своей.поверхности защитный слой дроби.

ФРобобщ: Предлагается для устранения износа поверхности при перемещении по ней частиц веществ создавать средства их задержки на поверхности и тем самым обеспечивать перемещение движущихся частиц по задержанным.

Обобщенные ФР показывают, что обобщению подвергаются признаки ТР, в которых совпадают только функции и признаки ТР, в которых имеется сходство явлений, принципов, принципов с использованием явлений. Обобщенные ФР охватывают все виды приведенных ФР.

ВЗАИМОПЕРЕХОДЫ В ФР С ОБОБЩЕНИЕМ

ПРИЗНАКОВ

Операция обобщения признаков позволяет осуществлять дальнейшие логические переходы от одного ФР К другому.

а.с. 105484: Способ измерения температуры среды с использованием приема определения ее по изменению скорости распространения акустических колебаний, отличающийся тем, что температуру определяют по разности времени прохождения импульсов в двух одинаковых стержнях, параллельно помещаемых в среду на разную глубину.

Оператор обобщенного преобразования: заменим стержни .на две среды - воду и воздух над ней.

Оператор преобразования: будем менять протяженность сред.

"Обретение": При возникновении точечного источника колебаний в .воде и распространении ее над водой и под водой длина протяженности перемещения колебания от места возникновения до точки восприятия зависит от разности времени прихода колебаний к месту восприятия.

Изобретение на основе.этого "обретения" было приведено как аналогия с алгебраической задачей (см. а. с. 256570).

Основная цель анализа взаимопереходов с обобщением признаков та же, что и при анализе взаимопереходов без обобщения признаков - поиск функционального прототипа. Наиближайшее ФР, от которого обобщением признаков с наименьшим количеством шагов можно перейти к другому ФР, назовем обобщенным функциональным прототипом.

ПЕРЕНОС В ТР- СИСТЕМАХ

Если взять одно ФР, то можно показать возможность переноса после обобщения признаков в ТР-системы.

Известны ирисовые диафрагмы, применяемые для регулирования светового потока.

Операция обобщенного преобразования: обобщим поток света на поток воздуха.

"Обретение": Динамическое действие потока воздуха меняется от проходного сечения ирисовой диафрагмы.

Изобретение: а.с. 40159: Самолет с продольными пустотелыми цилиндрами на крыльях с применением воздушных тормозов, отличающийся тем, что воздушные тормоза выполнены в виде ирисовых диафрагм и расположены внутри цилиндра.

Сформулируем обобщенное ФР: Предлагается осуществлять скалярное изменение потока (света, газа, жидкости) с помощью ирисовой диафрагмы.

ОБОБЩЕНИЕ ОДНОРОДНЫХ ТР

До сих пор обобщению подвергались разнородные ТP. Однако, для определения закономерностей развития изобретательского творчества значительный интерес представляет обобщение признаков (веществ, статики, динамики и т.д.) в однородных ТР. Именно такие обобщения и приводят к созданию качественно новых изобретений.

М -- пневматический

среда - воздух; звукопроводимость

Общеизвестны медицинские приборы фонендоскопы, применяемые для прослушивания и содержащие трубки, заполненные воздухом.

М - гидравлические

среда - жидкость; звукопроводимость

а.с. 83099: Прибор для аускультации, ... отличающийся тем, что звукопроводящая система заполнена жидкостью.

Очевидно, наиболее идеальным (с точки зрения звукопроводимости) был бы фонендоскоп с металлическими звукопроводами.

Проведем еще пример:

М - смешанные

движение жидкости; средства движения - каппилярные силы

пат. США 3402764: Предлагается тепловая трубка. Она выполнена в виде трубы заглушённой с двух сторон и заполнена летучей жидкостью. Стенки трубки имеют продольные прорези по которым перемещается жидкость.

движение электропроводной жидкости; средства движения - взаимодействие контурных токов и электропроводной жидкости с магнитным потоком

пат. США 3344853: Предлагается тепловая трубка для передачи тепла. Трубка покрыта электроизоляцией, а внутри содержит электропроводную жидкость. Трубка помещена в переменное магнитное поле, которое индуктирует токи в электропроводной жидкости и приводит ее в движение. Изменением напряженности магнитного поля можно менять условия теплопередачи.

движение жидкости; средства - центробежной силы

а.с. 325468: Предлагается тепловая трубка, в которой с целью интенсификации теплообмена внутренняя поверхность выполнена в виде винтовой нарезки, а корпус со стороны зоны конденсации прикреплен к вращающемуся валу для перемещения центробежными силами конденсата в зону испарения.

Как видно из всего курса, картина переноса ФР и сходство ФРобобщ (в настоящее время трудно говорить о переносе обобщенных ФР, даже в информационном аспекте) очень сложна. Порой невозможно отделить одно и то же ФР от другого. Одно и то же ФР может стать переносом от статики к динамике, ФР которого может осуществить переход оператором преобразований к другому ФР, а это ФР может осуществить переход оператором обобщенного преобразования к другому ФР.

Однако, несмотря на сложность картины переноса, в определенной мере прояснен механизм переноса изобретательских идей: определены множества структурно подобных групп (множества ФС), определены функционально подобные группы (множества ФР) и некоторые закономерности их переноса. Определена возможность перехода от одного ФР к другому оператором преобразования. Введено понятие Функциональный прототип (ФП).

С помощью аппарата обобщения сформулированы структурно подобные обобщенные структуры (множества обобщенных ФС), указаны некоторые виды функционального подобия ТР с применением обобщения (ТР с "черным ящиком, ТР с "черным элементом", ТР с потоками), сформулированы обобщенные функционально подобные решения (обобщенные ФР).

Дальнейшее изучение множеств функциональных структур, их обобщение, выявление их функциональности (путем анализа ФР и ФРобобщ) позволяет дать эффективные методы прогнозирования новых изобретений и развитие алгоритмической методики решения изобретательских задач.

От редактора.

Для меня остается загадкой, как так могло случиться, что эта, несомненно первоклассная работа, затерялась во времени и 33 года не была известна широкому кругу исследователей и преподавателей ТРИЗ. Она практически отсутствует в библиографии, нет Кенгерли и среди тех, кого в свое время благодарили за помощь и ценные советы, поданные в связи с разработкой очередных версий тризовских инструментов. Я и сам помнил о ней, а вернее вспоминал только время от времени, (как правило знакомясь с разработками, в которых авторы шли подобным же путем).

Да, что было, то было. Нам остается хотя бы сейчас отнестись к тексту Тамерлана Кенгерли более внимательно. Конечно, за прошедшие годы было наработано много оригинальных инструментов, в чем то повторяющих представленный выше текст, а в чем - то идущих дальше по пути формализации описания технических систем и их классификации. Однако и сегодня работа читается не только как замечательное исследование, выполненное на серьезном научном уровне, но и как программа возможных дальнейших разработок.

Приведу ее оглавление, возможно обилие точных и четких формулировок вдохновит начинающих исследований на дальнейшее развитие тем, которые когда-то начал развивать Т. Кенгерли:

ПРИЕМЫ И СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ

ИЗОБРЕТАТЕЛЬ И ПУТИ РЕШЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ И ЗНАНИЯ

СТРУКТУРНОЕ ПОДОБИЕ В ТР

ИДЕЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ

ПЕРЕНОС ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ (Функциональное подобие)

ПРИЧИНА ПЕРЕНОСА ИДЕЙ ИЗОБРЕТЕНИЙ

ВИДЫ ПЕРЕНОСА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ

ПЕРЕНОС ФР - СТАТИЧЕСКИЙ И ДИНАМИЧЕСКИЙ

ФЗ И МНОЖЕСТВО ФР

ПЕРЕНОС ФР в СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЯХ

АНАЛИЗ ФР и ТР - СИСТЕМЫ И ПЕРЕНОС ФР между ТР - СИСТЕМАМИ

ВЗАИМОПЕРЕХОДЫ В ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕШЕНИЯХ

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И АНАЛОГИЯ

ОБОБЩЕНИЕ В ПОДМНОЖЕСТВАХ ФС

ОБОБЩЕНИЕ МЕЖДУ ПОДМНОЖЕСТВАМИ ФС

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И ПОТОКИ

ОБОБЩЕНИЕ В ТР-СИСТЕМАХ

ОБОБЩЕНИЕ ОБЪЕКТНЫХ ПРИЗНАКОВ ТР

ОБОБЩЕННОЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ

ВЗАИМОПЕРЕХОДЫ В ФР С ОБОБЩЕНИЕМ ПРИЗНАКОВ.

ПЕРЕНОС В ТР - СИСТЕМАХ

ОБОБЩЕНИЕ ОДНОРОДНЫХ ТР


Главная    Теория    Перенос технических решений в изобретательском творчестве