Владимир Петров - Стандарты изобретательства

После того как внешний источник энергии начинает возбуждать колебания, возврат избыточной энергии делает устройство самоподдерживающимся генератором электроэнергии, который можно использовать для полезных целей 22 22 Патент США 2007/0007844, 2012/0080888, 2014/0159845, EP 2505807. Self-Sustaining electric-power generator utilizing electrons of low inertial mass to magnify inductive energy. .

Рис. 4.1. Самоподдерживающийся генератор электроэнергии.

Патент США 2012/0080888

Задача 4.1. Дрон

Условия задачи

Дроны сегодня используются не только для выполнения полезных операций, но и таких, как контрабандная доставка наркотиков и других предметов в места лишения свободы, полеты над военными объектами и т. д.

Как не допустить это?

Разбор задачи

Использовать стандарт 2.1.2.

Решение

Компания Department 13 разработала устройство перехвата управления беспилотниками Mesmer. Оно получает доступ к протоколам связи дронов, как это было предложено Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), используя при этом радиочастоты и технологию Bluetooth. Эта система подвергает дроны принудительной посадке.

Антидрон-технология может захватывать данные телеметрии и видео, передаваемые обратно оператору. Это также потенциальная возможность идентификации 23 23 How Department 13’s Anti-Drone Weapon Takes Control URL: http://blogs.discovermagazine.com/lovesick-cyborg/2016/11/30/3146/ .

Стандарты подкласса 2.2 представляет собой механизмы исполнения законов увеличения степени управляемости и динамичности.

Стандарт 2.2.1. Переход к более управляемым полям

Если дана вепольная система, ее эффективность может быть повышена заменой неуправляемого (или плохо управляемого) рабочего поля управляемым (хорошо управляемым) полем, например, заменой гравитационного поля механическим, механического — электрическим и т. д. Эта закономерность показана на рис. 1.6.

Пример 4.4. Светильник

Хемилюминесценция использована фирмой «Ремингтон Армс (Remington Arms)» для создания лампы, в которой свечение возникает при воздействии кислорода воздуха на некоторые химические активные вещества 24 24 Патент США 3 720 823, 3 558 502. .

Пример 4.5. Компьютерная мышка

В компьютерной мышке механическое движение шарика, который позволял отследить за движением руки, заменили считыванием информации с помощью лазера.

Стандарт 2.2.2. Дробление В 2

Если дана вепольная система, ее эффективность может быть повышена путем увеличения степени дисперсности (дробления) вещества, играющего роль инструмента. Эта закономерность показана на рис. 1.7.

Пример 4.6. Компьютерные вычисления

Обширные вычисления (например, в области астрономии) могут выполняться значительно быстрее, если их разбить и обработать на многих компьютерах, даже если используется только время простоя.

Пример 4.7. Режущий инструмент

Компания Iscar (Израиль) выпускает режущие инструменты с заменяемой режущей частью (рис. 4.2а), имеющей несколько режущих граней. Когда одна грань затупляется, то режущую часть поворачивают другой гранью. После того как затупляются все грани, заменяют режущую часть, а не весь инструмент. Iscar выпускает токарные резцы (рис. 4.4б), фрезы (рис. 4.2в), сверла (рис. 4.2г).

Рис. 4.2. Режущие инструменты фирмы Iscar

Стандарт 2.2.3. Переход к капиллярно-пористым веществам (КПМ) .

Эта тенденция изложена в п. 1.1.

Пример 4.8. Защита насаждений от заморозков

Растения и посевы покрывают полимерной «шубой» из пены, защищая их от заморозков. Она безвредна для растений, долго держится, хорошо защищает почву от мороза, а при необходимости без затруднений смывается водой 25 25 А. с. 317 364. .

Пример 4.9. Металлическая микрорешетка

Команда ученых из университета Калифорнии в Ирвине, лаборатории HRL и Калифорнийского технологического института разработали синтетический пористый металлический материал. Это сверхлегкая форма пенометалла, который имеет малую плотность вплоть до 0,9 мг/см 3 — самую низкую для твёрдого вещества. До этого самой низкой плотностью обладали аэрогели — 1,0 мг/см³.

Материал практически полностью восстанавливает себя после сильного сжатия 26 26 Металлическая микрорешетка — Материал из Википедии. .

Стандарт 2.2.4. Динамизация

Если дана вепольная система, ее эффективность может быть повышена путем увеличения степени динамизации, то есть перехода к более гибкой, быстро меняющейся структуре системы. Закон увеличения степени динамичности изложен в 27 27 Петров В. М. Теория решения изобретательских задач — ТРИЗ: учебник по дисциплине «Алгоритмы решения нестандартных задач». М: Солон-Пресс, 2017. — 500 с.: ил. ISBN: 978-5-91359-207-1. Петров Владимир. Основы ТРИЗ: Теория решения изобретательских задач/ Владимир Петров. [б. м.]: Издательские решения, 2018. — 720 с. — ISBN 978-5-4493-3726-9 Петров Владимир. Законы развития систем: ТРИЗ / Владимир Петров. [б. м.]: Издательские решения, 2018. — 894 с. — ISBN 978-5-4490-9985-3 , а закономерность дробления — в главе 1.

Пояснения.

1. Треугольным символом с волнистой линией обозначена динамичная вепольная система, перестраивающаяся в процессе работы.

2. Динамизация В 2чаще всего начинается с разделения В 2на две шарнирно соединенные части. Далее динамизация идет по линии: один шарнир — много шарниров — гибкое В 2.

3. Динамизация П в простейшем случае осуществляется переходом от постоянного действия поля (или П совместно с В 2) к импульсному действию.

Пример 4.10. Тренировка спортсменов

Предлагается интерактивный способ тренировки спортсменов, например футболистов.

За команду противника «играют» изображения, создаваемые излучателями света, установленными на дронах, летающих над игровым полем по заданной тренером программе, создавая определенные ситуации 28 28 Патент РФ 2 614 634 .

Пример 4.11. Управление амортизатором

На горных велосипедах имеется система автоматического управления амортизатором, подстраивающаяся под конкретные условия дороги. В гидроцилиндре установлены пьезоэлектрические датчики для управления потоком жидкости в гидроцилиндре, тем самым они автоматически управляют степенью амортизации 29 29 [1] Патент США 5 996 745 .

2.2.4.1. Использование фазовых переходов

Эффективная динамизация системы может быть осуществлена за счет использования фазовых переходов первого рода (например, замерзание воды или таяние льда) или второго рода (например, эффект «памяти формы»).

Задача 4.2. Радиолокационная станция

Условие задачи

Имеется мощная радиолокационная станция (РЛС) с довольно массивной антенной большой площади. Антенна закреплена на валу, но поворачивается на нем очень редко и потому не имеет привода, а разворачивается вручную. После разворота антенна на валу крепится с помощью фиксирующего устройства и болтового соединения. Усилия для удержания массивной антенны на валу нужны значительные, и поэтому приходится болты затягивать достаточно сильно, но из-за сильной затяжки вал деформируется и повернуть его в следующий раз становится практически невозможным. Как быть?