第三届全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛作品申报书

1附件4序号：编码：第三届全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛作品申报书作品名称：风动压差发电机学校：南京农业大学工学院申报团队：南农一号队方法导师：专业导师：负责人：联系电话：E-mail：类别：□发明制作类□工艺改进类□创意设计类指导教师推荐理由：（希望评委关注的亮点，言简意赅、切忌浮夸、否则会影响成绩、80字内）1、创意独特2、3、4、5、第三届全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛组委会制年月日填2说明1．申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2．申报者在填写申报作品时需详细填写表A、B、C。3．表内项目填写时一律打印，要求申报者一律按原表复制。4．序号、编码由第三届全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛组委会填写。5．作品申报书须按要求由各学校统一报送。6．所有参赛作品必须按规定时间报送。7．报送地址：哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学61号楼3046办公室邮编：150001电子版发送到：[e-mail](邮件题目中注明学校)联系电话：[phone]（齐），13845067573（王）联系人：齐云鹤、王茜3A．团队基本情况作品名称风动压差发电机团队名称南农一号队所在院校南京农业大学工学院通信地址创新方法导师信息性别出生年月身份证职称联系电话联系人E-mailQQ号码专业导师信息性别出生年月身份证职称联系电话联系人E-mailQQ号码团队成员姓名性别年龄专业联系电话E-mail高天祥男20机械设计制造及其自动化[e-mail]吴茂宁男20机械设计制造及其自动化[e-mail]张航男20机械设计制造及其自动化[e-mail]范银冬男19机械设计制造及其自动化[e-mail]田陈堯男19机械设计制造及其自动化[e-mail]4资格认定学籍负责部门意见是否为在2014年10月1日前正式注册的在校全日制非成人教育、非在职的各类学生（含专科生、本科生、研究生）□是□否若是，其学号是：33113206负责人签名：部门盖章：年月日学校负责部门意见本作品是否为课外非教学学术科技活动成果□是□否负责人签名：部门盖章：年月日B．第三届全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛参赛作品简介作品类别：□发明制作类□工艺改进类□创意设计类作品名称：风洞压差发电机团队名称：南农一号队学校：南京农业大学工学院作者：范银冬作品简介（150字以内）：受到非洲犬鼠洞穴构造的启示，想到设计出类似犬鼠洞穴应用的TRIZ理论（100字以内）：5两张具有代表性的作品jpg照片（要求每张文件大于2M），并以文件形式单独提交，应对每张图片附加文字说明。该作品简介大赛组委会将在官方网站公开进行成果转化推介，请参赛队伍注意知识产权的保护。指导教师签名：第一作者签名：专利申请情况□提出专利申请申请号：申请日期年月日□已获专利权批准批准号：批准日期年月日□未提出专利申请此作品参加本赛事之前获奖情况是否获过奖□是□否获过奖赛事名称获奖级别成果转化情况是否与企业对接是□否□对接企业名称：对接日期年月日6C．申报作品TRIZ理论应用情况本部分需要展现如下内容，请“亲们”仔细阅读、认真领会!1、运用TRIZ解决问题时的步骤；2、体现运用TRIZ各种创新工具解决问题时的自然诚恳态度；3、重要的不单是获得结果，而是运用TRIZ的分析和思考过程；4、如实记录方案产生的思维过程以及附带产生的想法；5、发明问题可以有很多解决方案，因此展现你的评价技能和选择最佳方案也很重要；6、完美展现、诠释你的最佳方案。学会运用创新方法分析、思考、解决问题远比获奖更重要！祝你取得好成绩！以下步骤模板及案例仅供参考第一部分：问题描述71、项目概述(这部分内容要包括：项目来源，问题描述，技术参数，配图片或手绘简图等)2、发明问题初始形势分析（要求写清楚系统的工作原理；存在主要问题；限制条件；目前解决方案，已有专利，类似产品的解决方案，仍存在问题和不足；配图片或手绘简图）第二部分：系统分析3、系统分析（可能用到的工具有：因果分析、九屏分析、生命曲线、资源分析、功能分析等）第三部分：运用TRIZ工具解决问题4、TRIZ工具（可能用到的工具有：最终理想解、技术矛盾、物理矛盾、物-场分析、ARIZ算法等）第四部分：技术方案整理与评价5、全部技术方案及评价方案1：方案2：……6、最终确定方案第五部分：团队风采团队风采：（课堂、讨论、演示、合影照片）8注：1．本次填写如能用图的请尽量用图表示；2．尽可能地运用多种TRIZ工具解题，但不局限于括号中所列的工具；3．解决方案应为多种，确定最终方案应为一种或两种皆可。案例1：尺蠖式移动直尺一、问题描述目前绘图工具主要包括直尺、三角板、量角器和丁字尺等，当我们需要测量或者需要画出某段超出所用尺子量程的直线段时，就需要反复摆放尺子的位置来继续进行测量或者绘制，这样会造成误差的加大以及效率的降低。因此，为了解决上述问题，应该设计一种新型绘图工具，其应满足如下一些限制条件：①该绘图工具制造不应太复杂，成本不应超过现有绘图工具组合；②该绘图工具不应有过于严格的使用环境限制；③该绘图工具体积不能太大，要方便携带；④类似产品的解决方案为反复重新摆放尺子来进行绘图和测量。二、TRIZ分析过程9（一）系统完备性法则图1系统完备性法则（二）功能分析表1功能分析表（三）九屏幕图图2九屏幕图技术系统尺蠖式移动直尺用途测量和绘制任意长度的直线段技术功能使直尺能够沿固定的直线移动主要功能利用直尺体和滑块的相对运动来实现直尺沿固定的直线移动，实现固定方向任意长度直线段的绘制和测量。10（四）生命曲线图3生命曲线图技术系统的进化一般按照如上的生命曲线进行，我国科技教育事业正处于蓬勃发展时期，教育中、工程中直尺的使用非常普遍，各行各业的人们对直尺的需求量很大。直尺在我国已经有非常久远的历史，但是鲜有大的改变，专利等级较低，专利数量少，直尺的单件利润也比较低，但是由于数量较大，整个产业的经济收益还是很可观的，故直尺应处于生命曲线的成长期和成熟期的交汇处，尚具有较大的发展前景。（五）资源分析直尺的内部资源包括：轨道、滑块、绘图板、绘图纸、绘图笔、空气。其全部为现有资源。选择资源的顺序如下表：表2选择资源的顺序资源属性选择顺序价值免费→廉价→昂贵数量无限→足够→不足质量有害→中性→有益可用性成品→改变后可用→需要建造表3现有资源比较11资源类型价值数量质量可用性轨道免费无限中性成品机械能免费足够中性成品绘图板廉价足够有益成品绘图笔廉价足够有益成品空气免费无限中性成品X元素免费无限有害成品选择优先使用轨道、机械能、空气和X元素，其中X元素为引入的理想化的位置资源。（六）最终理想解表4最终理想解分析表（七）技术矛盾1.尺子测量和绘制直线段时，既需要知道其长度，又希望同时能够一直沿一条直线移动，这需要直尺和滑块两个工具，为控制成本，尺子不应太重，构成形状与物体质量之间的技术矛盾。改善的参数为物体质量，恶化的参数为形状。由矛盾矩阵表查到发明原理为（见表5）：表5矛盾矩阵表1形状物体质量3、4、14、17（3）局部特性原则——使物体的不同部分应当具有不同的功能；问题分析结果设计最终目标？直尺可以绘制和测量任意长度的直线段。理想化最终结果？直尺自己可以自动地沿着固定方向一直做直线移动。达到理想解的障碍是什么？直尺不能够实现高度智能化。出现这种障碍的结果是什么？直尺沿固定方向绘制和测量直线段时不能实现自动化。不出现这种障碍的条件是什么？直尺有一种特殊机构可以自动找到某比较基准，使之沿固定方向做直线移动，并提供足够的动力。创造这些条件所用的资源是什么？电能、空气、智能系统。恶化的参数改善的参数12（4）增加不对称性原则——物体的对称形式转为不对称形式；（7）嵌套原则——一个物体通过另一个物体的空腔；（14）曲面化原则——从直线部分过渡到曲线部分，从平面过渡到球面，从正六面体或平行六面体过渡到球形结构；（17）向另一维度过渡的原则——利用多层结构替代单层结构。我们采用发明原理7（嵌套原则），在尺子的下方设计滑块嵌套于轨道中的结构用于方便直尺移动。2.为使用方便，尺子不应太大，这就能减小尺子占有的体积，但同时也将引起尺子的形状复杂度提高，构成物体的面积与形状之间的矛盾。改善的参数为物体的面积，恶化的参数为形状。由矛盾矩阵表查得发明原理为（见表6）：表6矛盾矩阵表2形状物体的面积4、14、15、17（4）不对称原则——物体的对称形式转为不对称形式；（14）曲面化原则——从直线部分过渡到曲线部分，从平面过渡到球面，从正六面体或平行六面体过渡到球形结构；（15）动态原则——将物体分成彼此相对移动的几个部分；（17）向另一维度过渡的原则——利用多层结构替代单层结构。我们采用发明原理15（动态原则），将直尺与滑块两个相对移动结合在一起，实现一直画直线的功能。3.为了增多工具的实用性及多用性，由上述知，尺子要实现包括绘制测量、同时适用于左、右手的人在内的多种功能，为使结构简便要使一个工具具有多恶化的参数改善的参数13种功能或使某结构具有多种功能，构成实用性及多用性与结构稳定性之间的矛盾。改善的参数为实用性及多用性，恶化的参数为结构稳定性。由矛盾矩阵表查得发明原理为（见表7）：表7矛盾矩阵表3结构稳定性实用性及多用性1、3、24（1）分割原则——将物体分容易组装和拆卸的部分；（3）局部性原则——使物体的不同部分应当具有不同的功能；（24）中介原则——把另一个(易分开的)物体暂时附加给某一物体。我们采用发明原理1（分割原则），使尺子与滑块容易组装和拆卸，统一装置能够实现左右手都可以方便移动直尺和滑块来实现一直画直线的功能。（八）物理矛盾我们既希望设计的尺子能够小便于携带，又希望尺子足够长来实现一直画直线的目的。故决定所设计的直尺长度采用解决物理矛盾中的空间分离原理，将普通直尺分割成为一个直尺和一个滑块两个小模块，彼此容易组装和拆卸；并且滑块嵌套在直尺背面的导轨中可以实现尺子长短的任意变换。（九）物场分析S1纸S2尺子F1是机械场图4问题模型恶化的参数改善的参数14这是普通的物场分析后的结果，如此是不可能实现一直画直线的功能。我们需要加一个机械场和一个滑块来实现移动，进而可以测量和绘制无限长度的直线段。S1纸S2尺子F1是机械场S3滑块F1机械场图5方案模型三、解决方案方案1：将直尺重新摆放，继续未画完的直线画，如下图所示。图6方案一图使用这种方法，在重新摆放尺子时容易发生窜动，造成画得的直线不直，误差加大。方案2：将两个或者多个直尺连接起来，如下图所示。15图7方案二图使用这种方法，在两个尺子连接处啮合不是非常完全，再画线时容易在啮合处造成凹陷，使得所画直线不再是直线；并且当两个尺子的量程达到时又重复出现方案1的弊端。方案3：使用足够长的米尺或者墨线，如下图所示。图8方案三图使用这种方法，由于皮尺较为柔软，不易画出直线。方案4：在普通尺子壳体的背面设计一个轨道，将滑块嵌套于轨道中，利用滑块和尺子的相对运动来实现尺子沿固定方向一直做直线运动，从而能够使尺子测量和绘制出任意长度的直线段。16确定最终方案经过综合比较考虑，我们决定采用方案4。利用TRIZ原理设计一个适用于任意长度可沿固定方向一直画直线的尺子，以方便任意长度直线段的绘制。具体解决方案如下：一种能够一直画直线的直尺，其组成包括：直尺壳体，位于尺体下方的滑块；其特征在于：所述直尺壳体背面设有与直尺平行的滑道，滑块置于滑道中，由此滑块和直尺能够保持相对直线运动；在尺体左右两侧以及滑块上设计有凹槽，如此可以方便使用者随意使用左右手按住尺子和滑块来移动直尺，达到一直画直线的效果。图9最终方案图四、市场分析直尺在日常生活和工程制图中的使用非常普遍，尤其在工程制图中，各式各样的制图辅助工具纷繁多样，如直尺、三角板