Основы инженерного творчества



страница5/9
Дата28.06.2015
Размер1,48 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

4.3. Метод Коллера


В основе этого метода три составляющие: анализ функций технических систем и их элементов; систематизированный фонд физических эффектов; четкое описание процесса поиска физических принципов действия и реализующих их техниче­ских решений.

Ниже они будут представлены в соответствии с [11]. Для этого метода активизации творческого мышления ха­рактерен ряд отличительных признаков, использование кото­рых позволяет получать новые технические решения.



1. Излучение – поглощение. Это основные, противоположные друг другу операции представляют собой необходимое условие для создания (источники) или ликвидации (стоки) потока вещества, энергии или информации. Источники и стоки могут быть природными и искусственными. Например, источники – солнце, топливо, генераторы; стоки – звукопоглощающее покрытие, заземление и т. п. Источниками являются также все естественные источники энергии, вещества или сигналов. В технических системах стоком в большинстве случаев служит природная окружающая среда.

  1. Проводимость – изолирование – это совокупность проводящего пространства, обеспечивающего движение или распространение потока от источника к стоку или изолятору. Например, воздушное пространство, электролит – это проводник, а непрозрачные шторки, стенка и т. п. – это изолятор.

  2. Сбор – рассеяние. При сборе поток ресурсов (энергии, вещества и сигналов) распространяется в пространстве в одном направлении либо широким фронтом, сосредоточиваясь в одной точке. При операции рассеивания имеющийся сконцентрированный или упорядоченный поток распространяется по всем направлениям или направляется широким фронтом.

  3. Проведение – непроведение. Первое обеспечивает движение сконцентрированного потока по определенному заданному пути (траектории) с помощью технических средств, например трубопровода, электропровода, шарнира. Если на естественное направление движения или распространение потока технический объект никакого влияния не оказывает, то говорят о непроведении (например, свободно падающая струя воды, летящая пуля, световой луч). Проведение – это движение, ограниченное связями; непроведение – свободное движение.

5. Преобразование – обратное преобразование. Эти опе­рации обеспечивают изменение свойств энергии, вещества и сигналов. Под преобразованием энергии понимается превращение одного вида энергии в другой; преобразование вещества – качественное его изменение, т. е. появление или исчезновение определенных свойств этого вещества, под преобразованием сигналов понимаются операции, при которых одна физическая величина превращается в другую выходную физическую величину.

  1. Увеличение – уменьшение – это операции, изменяю­щие состояние потока, при этом физическая величина на входе и выходе остается неизменной, например система рычагов, электрические трансформаторы, различные усилители, вентили, задвижки и т. п.

  2. Изменение направления – неизменение направления. Эти операции обеспечивают изменение направления векторной физической величины, значение которой остается неизменным. Примерами могут быть коленчатые равноплечные рычаги, передачи с коническими шестернями, зеркала и отражательные пластины и т. п.

  1. Выравнивание колебание – операции, преобразующие колеблющийся (пульсирующий или нестационарный) поток в стационарный (электрические выпрямители, обратные запорные клапаны и т. п.) и, наоборот, превращающие стационарное состояние в колебательное (кривошипный механизм, прерыватель, колебательный контур и т. п.).

  2. Связь прерывание. При операции прерывания происходит остановка потока энергии, вещества или информации, т. е. прекращается их передача из одного пункта в другой. При первой операции восстанавливается, возобновляется дви­жение или передача энергии, вещества и сигналов в потенци­ально существующем потоке.

  1. Соединение разъединение. Эти операции имеют от­ношение к неоднородным потокам энергии, вещества и сигна­лов, имеющим различные значения физических величин (массу, плотность, амплитуду, длину волны, геометрическую форму, размеры и т. д.). Примерами реализации этих опера­ций могут быть сепараторы, центрифуги, фильтры, гидравли­ческие двигатели (турбины) и т. п. – это разъединители; сме­сители, карбюраторы, насосы и т. п. – это соединители.

11. Объединение разделение. Эти операции обеспечива­ют объединение нескольких однородных потоков энергии, ве­щества или сигналов в один поток или разделение одного по­тока на несколько составляющих. Примеры реализации этих операций: тройники и разветвления в водопроводных, тепло­вых, газовых трубах, электрических и измерительных сетях передачи с распределением энергии, вещества или сигналов и т. п.

  1. Отображение – обратное отображение. Первая опера­ция применяется в том случае, когда реальный поток энер­гии, вещества или физических сигналов на входе в процессе преобразования получает информационное отображение на выходе в графическом, числовом или ином эквиваленте, удоб­ном для оценки, наблюдения или расчета, будь то код, запись, изображение числового значения на индикаторе и т. д. Вторая операция связана с ситуациями, когда на входе задается чис­ловое значение или графическое изображение, а на выходе по­лучается поток реального вещества, информации или энергии.

  2. Накопление выдача. Поток энергии, веществ и ин­формации может накапливаться и при необходимости извле­каться из накопителя. Примеры – различного рода аккумуляторы (для потоков энергий); резервуары, бункеры (для ве­ществ); перфокарты, магнитные диски, фотопленки (для сигналов).

  3. Фиксирование – расфиксирование. Под операцией фиксирования понимается закрепление устройства в опреде­ленной точке пространства, т. е. уменьшение числа степеней свободы движения до нуля. Операция расфиксирования свя­зана с увеличением числа степеней свободы перемещения или уменьшением ограничения положения в пространстве.

Предложенные Р. Коллером пары операций позволяют описывать функциональные связи технических объектов независимо от их физического принципа действия. Выбор той или иной пары происходит интуитивно. При поиске технических решений могут выбираться сразу несколько пар операций. Р. Коллером разработан каталог физических эффектов, который в дальнейшем был дополнен и усовершенствован А. И. Половинкиным и его коллегами [11]. Было проведено редактирование и дополнение каталога физических эффектов в направлении наибольшего соответствия терминологии и объему технической литературы по физике. Так как метод Р. Коллера предполагает его ручное использование (без машинной поддержки), то были разработаны алгоритмы и программы автоматизированного выполнения вышеописанных процедур.
1   2   3   4   5   6   7   8   9


База данных защищена авторским правом ©zubstom.ru 2015
обратиться к администрации

    Главная страница