Nguyên tắc sáng tạo
1) Nguyên tắc phân nhỏ
a) Chia đối tượng thành các phần độc lập. b) Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. c) Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng.
VD : đồ gỗ lắp ghép, mô đun máy tính, thước gấp
2) Nguyên tắc “tách khỏi”
a) Tách phần gây “phiền phức” ( tính chất “phiền phức” ) hay ngược lại tách phần duy nhất “cần thiết” ( tính chất “cần thiết” ) ra khỏi đối tượng.
a. Trích (bỏ hoặc tách) phần hoặc tính chất « nhiễu loạn »ra khỏi vật thể hoặc, b. Trích phần hoặc tính chất cần thiết VD : Để đuổi chim khỏi các sân bay, sử dụng băng ghi âm tiếng các con chim đang sợ hãi (âm thanh được tách ra khỏi các con chim)
3) Nguyên tắc phẩm chất cục bộ
a) Chuyển đối tượng ( hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. b) Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau. c) Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối với công việc.
VD : - Để tránh bụi từ các mỏ than một cái màn mau bằng nước có dạng hình nón được dùng cho các bộ phận của máy khoan và máy ủi. Màn càng mau thì càng tránh bụi tốt nhưng lại làm cản trở việc quan sát. Giải pháp là dùng một lớp màn thưa xung quanh nón màn mau. - Bút chì và tẩy trên cùng một cái bút
4) Nguyên tắc phản đối xứng
Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng ( nói chung giãm bật đối xứng).
VD : - làm một mặt của lốp xe khỏe hơn mặt kia để chịu được tác động của lề đường - khi tháo cát ướt bằng một cái phễu đối xứng, cát tạo ra một cái vòm ở lỗ, gây ra dòng chảy bất thường. Một cái phễu bất đối xứng sẽ loại trừ hiệu ứng tạo vòm này
Nguyên tắc sáng tạo
5) Nguyên tắc kết hợp
a) Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận. b) Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận. VD : yếu tố hoạt động của một máy xúc quay có những cái vòi hơi đặc biệt để làm tan và làm mềm đất đông cứng
6) Nguyên tắc vạn năng đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của các đối tượng khác.
VD : - ghế sofa có chức năng của một cái giường -ghế của xe tải nhỏ có thể điều chỉnh thành chỗ ngồi, chỗ ngủ hoặc để hàng hóa
7) Nguyên tắc “chứa trong”
a) Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba … b) Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác.
VD : - Ăng ten có thể thu ngắn lại được -Ghế có thể chất chồng lên nhau để cất đi -Bút chì với những mẩu chì dự trữ để bên trong
8. Nguyên tắc phản trọng lượng
a) bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác có lực nâng. b) Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động…
VD : - thiết bị nâng thân tàu - cánh sau của xe ô tô đua có thể tăng áp suất từ ô tô lên mặt đất
9) Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ
Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc ( hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại ).
VD : - gia cố cột hoặc nền móng - gia cố trục tạo thành từ vài ống trước tiên được vặn theo một số góc đặc biệt
Nguyên tắc sáng tạo
10) Nguyên tắc thực hiện sơ bộ
a) Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng. b) Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển.
VD : - lưỡi dao tiện ích tạo với đường rãnh cho phép phần cùn của lưỡi dao có thể được bẻ đi, để lại phần sắc - Xi măng cao su hình chai rất khó có thể xếp chặt và đồng nhất. Thay vào đó nóđược đổ thành hình băng.
11) Nguyên tắc dự phòng
Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn.
VD : hàng hóa được bố trí để ngăn cản việc ăn cắp đồ
12) Nguyên tắc đẳng thế
Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng.
VD : dầu động cơ ô tô được công nhân thay trong các hố gầm để tránh sử dụng những dụng cụ nâng bốc đắt tiền
13) Nguyên tắc đảo ngược
a) Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hành động ngược lại ( ví dụ, không làm nóng mà làm lạnh đối tượng) b) Làm phần chuyển động của đối tượng ( hay môi trường bên ngoài ) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động.
Vận dụng nguyên tắc đảo ngược
1. Các cửa kính thường bám bụi ở bên ngoài. Việc lau chùi rất khó khăn nguy hiểm vì phải có hệ thống thang dây phức tạp.
Giải pháp : thiết kế cửa sổ có thể xoay được, khi cần lau chùi thì xoay mặt ngoài vào trong.
2. Làm thế nào để chạy mà không có sân bãi.
Giải pháp : biến mặt đường chuyển động, người chạy đứng yên. Đó là nguyên tắc của máy chạy bộ. người chạy đứng yên trên tấm thảm chuyển động ra sau.
3. Người mang vác đồ đạc thật mệt nhọc, nhất là tại các siêu thị, sân bay.
Giải pháp : người đứng yên, mặt đường chuyên động. Đó là nguyên tắc hoạt động dây truyền, băng tải.
4. Làm thế nào trong phòng thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của luồng không khí lên máy bay đang bay ?
Giải pháp : cho máy bay đứng yên, làm cho luồn không khí chuyển động.
Nguyên tắc sáng tạo
14) Nguyên tắc cầu ( tròn ) hoá
a) Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu. b) Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn. c) Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm.
VD : máy tính sử dụng con chuột có cấu trúc tròn thành chuyển động hai chiều trên màn hình
15) Nguyên tắc linh động
a) Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc. b) Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau.
VD : - đèn chớp với cái cổ ngỗng linh động giữa thân và bóng đèn - mạch máu trong cơ thể người có hình ống. Để giảm cặn hoặc mạch máu không quá tải, chỉ một nửa mạch máu có dạng ống có thể mở ra.
16) Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”
Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn “một chút”. Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn.
VD : - một ống xi lanh được sơn bằng cách bơm sơn, nhưng bơm quá nhiều sơn. Lượng sơn thừa được lấy ra bằng cách quay nhanh ống xi lanh - để có thể lấy hết bột kim loại ra khỏi cái thùng, người đóng đai có một cai phễu đặc biệt có thể bơm để cung cấp áp suất cố định bên trong thùng
17) Nguyên tắc chuyển sang chiều khác
a) Những khó khăn do chuyển động ( hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặt phẳng ( hai chiều). Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động ( hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang không gian (ba chiều). b) Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng. c) Đặt đối tượng nằm nghiêng. d) Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước. e) Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước.
VD : một nhà kính có một gương cầu lõm ở phía bắc của ngôi nhà để cải thiện ánh sáng ở phía đó thông qua phản xạ ánh sáng ban ngày
Nguyên tắc sáng tạo
18) Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học
a) Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao động ( đến tầng số siêu âm). b) Sử dụng tầng số cộng hưởng. c) Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện. d) Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ.
VD : - bỏ khuôn đúc ra khỏi vật thể mà không hại đến bề mặt vật thể, cưa tay thông thường được thay bằng dao rung động - rung khuôn đúc trong khi đổ vật liệu vào để giúp dòng chảy của vật liệu và các tính chất cấu trúc
19) Nguyên tắc tác động theo chu kỳ
a) Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung). b) Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ. c) Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác.
VD : - tác động mở ốc nên dùng xung lực hơn là một lực liên tục - đèn báo nháy sáng có tác dụng thu hút chú ý hơn đèn phát sáng liên tục
20) Nguyên tắc liên tục tác động có ích
a) Thực hiện công việc một cách liên tục ( tất cả các phần của đối tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải ). b) Khắc phục vận hành không tải và trung gian. c) Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay.
VD : một cái khoan có cạnh để cắt cho phép cắt theo chiều tới và lui
Nguyên tắc sáng tạo
21) Nguyên tắc “vượt nhanh”
a) Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn. b) Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết.
VD : máy cắt ống kim loại mỏng có thể tránh cho ống không bị biến dạng trong quá trình cắt khi cắt với tốc độ nhanh
22) Nguyên tắc biến hại thành lợi
a) Sử dụng những tác nhân có hại ( thí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi. b) Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác. c) Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa.
VD : - cát sỏi đông cứng khi vận chuyển qua thời tiết lạnh. Nếu quá lạnh (dùng ni tơ lỏng) làm cho nước đá trở nên giòn, cho phép rót được - khi nung nóng chảy kim loại bằng lò cao tần, chỉ có phần ngoài trở nên nóng. Hiệu ứng này được dùng để nung nóng bề mặt.
23) Nguyên tắc quan hệ phản hồi
a) Thiết lập quan hệ phản hồi b) Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó.
VD : - áp suất nước từ một cái giếng được duy trì bằng việc đo áp suất ra và bật bơm nếu áp suất quá thấp - Nước đá và nước được đo một cách tách biệt nhưng cần kết hợp để tính tổng khối lượng riêng. Vì nước đá rất khó có thể pha chế một cách chính xác, do đó nó được đo trước. Khối lượng đó được đổ vào một dụng cụ điều khiển nước, để có thể pha chế với liều lượng cần thiết.
24) Nguyên tắc sử dụng trung gian
Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp.
VD : để làm giảm năng lượng mất mát khi đặt một dòng điện vào một kim loại nóng chảy, người ta dùng các điện cực được làm nguội và các kim loại nóng chảy trung gian có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn
25) Nguyên tắc tự phục vụ
a) đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa. b) Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư.
VD : - để tránh cho đường ống phân bố các vật liệu mài mòn, bề mặt của ống được phủ một loại vật liệu trống ăn mòn - trong một cái súng hàn điện, thanh tròn được đưa lên bằng một dụng cụ đặc biệt. Để đơn giản hệ thống thanh được đưa lên bằng một cuộn dây có dòng điện cấp cho mũi hành chạy qua
Nguyên tắc sáng tạo
26) Nguyên tắc sao chép ( copy)
a) Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao. b) Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh, hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết. c) Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biẻu kiến ( vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường ), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại.
VD : chiều cao hoặc chiều dài của vật thể có thể được xác định bằng cách đo bóng của chúng
27) Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”
Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn ( thí dụ như về tuổi thọ).
VD : Giấy vệ sinh dùng một lần
28) Thay thế sơ đồ cơ học
a) Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị. b) Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng . c) Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định . d) Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ.
VD : để tăng liên kết của lớp sơn kim loại và vật liệu dẻo nóng, quá trình được thực hiện bên trong một trường điện từ, trường này tạo lực tác động lên kim loại
29) Sử dụng các kết cấu khí và lỏng
Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng : nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực.
VD : - để tăng cặn của hóa công nghiệp, một cái ống hình xoáy ốc với các vòiđược dùng. Khi những luồng không khí đi qua các vòi, cái ống đó sẽ tạo ra một bức tường kiểu khí, làm giảm vật cản - để vận chuyển những đồ dễ vỡ người ta dùng phong bì bọt khí hoặc vật liệu bọt
30) Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng
a) Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối. b) Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng.
VD : để tránh hơi nước bốc bay ra khỏi lá cây, người ta tưới một lớp nhựa tổng hợp. Sau một thời gian lớp nhựa đó cứng lại và cây phát triển tốt hơn vì màng nhựa cho phép ô xi lưu thông qua tôt hơn hơi nước
Nguyên tắc sáng tạo
31) Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ
a) Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ ( miếng đệm, tấm phủ..) b) Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó.
VD : để tránh bơm chất lỏng làm nguội vào máy một số bộ phận của máy được nhétđầy các vật liệu xốp thấm hết các chất lỏng đó. Hơi làm nguội khi máy làm việc làm cho máy nguội đồng nhất trong thời hạn ngắn
32) Nguyên tắc thay đổi màu sắc
a) Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài b) Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài. c) Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, hùynh quang. d) Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu. e) Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp.
VD : - một miếng gạc trong suốt có thể cho phép theo dõi vết thương mà không cần tháo ra - màn chắn nước để bảo vệ công nhân máy cán thép khỏi bị bỏng nhưng màn đó cung không cản trở việc quan sát thép nóng chảy. Người ta làm cho nước có màu để tạo một hiệu ứng lọc (để giảm bớp cường độ ánh sáng) trong khi vẫn giữ tính trong suốt của nước
33) Nguyên tắc đồng nhất
Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng một vật liệu ( hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước.
VD : bề mặt của máng chuyển vật thể cứng được làm cùng loại vật liệu với vật thể chạy trên đó cho phép phục hồi liên tục bề mặt của máng
34) Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần
a) Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không càn thiết phải tự phân hủy ( hoà tan, bay hơi..) hoặc phải biến dạng. b) Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc.
VD : - ca tút của viên đạn được lấy ra ngay sau khi súng bắn - Phần thân của tên lửa tách ra sau khi làm hết chức năng của nó
Nguyên tắc sáng tạo
35) Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng
a) Thay đổi trạng thái đối tượng. b) Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc. c) Thay đổi độ dẻo d) Thay đổi nhiệt độ, thể tích.
VD : trong một hệ có những vật liệu dễ vỡ, bề mặt của cái vẵn xoáy trôn ốc được tạo thành từ vật liệu dẻo với hai lò xo xoáy ốc. Để điều khiển quá trình, bước của đinh ốc có thể thay đổi từ xa
36) Sử dụng chuyển pha
Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như : thay đổi thể tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng…
VD : ứng dụng trong tủ lạnh để hạ nhiệt độ xuống thấp
37) Sử dụng sự nở nhiệt
a) Sử dụng sự nở ( hay co) nhiệt của các vật liệu. b) Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau.
VD : để điều khiển đóng mở cửa sổ trong nhà kính, một tấm gồm hai kim loại được nối với cửa sổ. Khi nhiệt độ thay đổi thì sẽ làm cho tấm cong lên hoặc cong xuống làm cho cửa sổ đóng mở
38) Sử dụng các chất oxy hoá mạnh
a) Thay không khí thường bằng không khí giàu oxy. b) Thay không khí giàu oxy bằng chính oxy. c) Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc oxy. d) Thay oxy giàu ozon ( hoặc oxy bị ion hoá) bằng chính ozon.
VD : để thu nhiều nhiệt hơn từ ngọn lửa, ô xi được cung cấp thay cho không khí thường
Nguyên tắc sáng tạo
39) Thay đổi độ trơ
a) Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà. b) Đưa thêm vào đối tượng các phần , các chất , phụ gia trung hoà. c) Thực hiện quá trình trong chân không.
VD : để tránh bông khỏi bắt lửa trong kho hàng, người ta dùng khí trơ khi vận chuyển tới khu tập kết
40) Sử dụng các vật liệu hợp thành ( composite )
Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những vật liệu hợp thành ( composite). Hay nói chung, sử dụng các vật liệu mới.
VD : cánh của máy bay làm bằng vật liệu composite cho khỏe và nhẹ hơn
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét