Владимир Петров - Задачник по АРИЗ-85-В

Сильное разряжение надежно удерживает объект, не деформируя его.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Частицы разряженного воздуха должны создавать большое усилие, чтобы надежно удерживать объект, и должны создавать малое усилие, чтобы не деформировать его.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Ребра и разряжение (шаг 4.5), много отверстий и разряжение (шаг 5.3).

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ 7.3. Проверка формальной новизны.

Некоторые из патентов были указаны выше.

ШАГ 7.4. Какие подзадачи возникнутпри технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

1. Проектирование, создание опытного образца, его испытание, создание серийного образца и выпуск устройств.

2. Возникает задача при удержании листового стекла с дефектами (трещина, отверстие, неровность и т. д.). Работоспособность захвата нарушается из-за разгерметизации присоски. Рассмотрим это как дополнительную задачу.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ 8.1. Как должна быть изменена надсистема?

Надсистему менять не нужно.

ШАГ 8.2. Новое применение системы(надсистемы).

Пока не известно.

ШАГ 8.3. Использование полученного ответапри решении других задач.

См. шаг 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ 9.1. Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ 9.2. Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

Покажем краткий разбор задачи, описанной на шаге 7.4

Пробовали применять более мощный вакуумный насос, но при этом существенно увеличиваются габаритные размеры и вес присоски. Располагали мощный насос не на присоске, чтобы не увеличивать ее массу и габариты, но это приводило к увеличению потерь вакуума в соединительном трубопроводе и к дополнительному повышению мощности насоса. К тому же повышенная мощность насоса требовалась редко.

ТП.Удержание листового стекла с дефектами требует увеличения мощности вакуумного насоса, что приводит к увеличения массы и габаритов захвата.

ИКР. Вакуумный захват хорошо удерживает листовое стекло с дефектами без увеличения массы и габаритов захвата.

ФП. В присоске должно создаваться сильное разряжение (сильный отсасывающий поток воздуха), чтобы компенсировать дефекты и надежно удерживать стекло, и должно создаваться слабое разряжение (слабый отсасывающий поток воздуха), чтобы не применять более мощный насос и не увеличивать массу и габариты захвата.

Разделение противоречивых свойств

Разделение потоков в пространстве.

Решение

Поверхность захвата разбивается на много маленьких участков. На каждом из участков сила разряжения небольшая, а все вместе создают большую силу. Кроме того, удержание будет осуществляться на участках без дефектов. Подходят решения, описанные раньше на шаге 5.3.

Имеется и решение, предложенное в патенте РФ 48 48 Патент РФ 1 623 937. (рис. 18).

Рис. 18. Вакуумный захват. Патент РФ 1 623 937

1 — корпус; 2 — вакуумная камера; 3 — вакуумный провод; 4 — захватываемая деталь; 5 — гибкая прокладка; 6 — отверстие; 7 — отверстие; 8 — дефект (углубление) в стекле; 9 — пластина.

За счет малого диаметра (порядка миллиметра) отверстия 6 через него проходит незначительный объем воздуха, образуя перепад давления, изгибающий прокладку 5 в сторону меньшего давления — в сторону вакуумной камеры 2, прижимая ее к стенкам камеры. Оси отверстий 6 и 7 разнесены, предотвращая подсос воздуха через вакуумные камеры 2, находящиеся на выемках 8 захватываемой поверхности. Таким образом, происходит герметизация всего захвата в целом.

В вакуумных камерах 2, в которых нет подсоса воздуха через углубления 8, имеются только поверхностные утечки между прокладкой 5 и гладкой поверхностью 4. Объем воздуха, определяемый данными утечками, много меньше объема воздуха, подсасываемого через углубления 8. Поэтому поверхностные утечки воздуха беспрепятственно происходят через отверстия 6, не приводя к образованию разности давлений на отверстиях 6 и не вызывая прогиба прокладки 5 в соответствующих вакуумных камерах 2.

Еще одно решение приводится в другом патенте РФ 49 49 Патент РФ 2 043 193. (рис. 19).

Рис. 19. Вакуумный захват

1 — корпус; 2 — рабочая полость; 3 — отверстие, связанное с вакуумным насосом; 4 — упругий элемент; 5 и 6 — направляющие; 7 —диск; 8 — губки; 9 — сильфон; 10 — диск; 11 — камера; 12 — отверстие; 13 —изделие; 14 — конфузор;15 — горло; 16 — диффузор; 17 и 18 — направляющие; 19 — сквозное отверстие.

Имеется два варианта — в виде диска или сильфона.

Отверстие или трещина в стекле автоматически прикрывается диском или сильфоном, расположенными в полости присоски соосно с ней. Диск подпружинен относительно корпуса присоски и имеет возможность перемещения вдоль ее оси по дополнительно введенным направляющим.

За счет разности давлений атмосферного на внешней поверхности присоски и пониженного внутри нее диск или сильфон прижимаются к поверхности стекла и закрывают дефект.

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1. Условие мини-задачи(без специальных терминов).

Техническая система:

ТС для выравнивая бумаги.

ТС включает: мятый лист бумаги, пластина подачи (узел выравнивания), сопла с воздухом, приемное устройство сканера.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Сильно разряженный воздух хорошо притягивает лист бумаги к пластине, которая выравнивает его, но из-за сильного прижатия к пластине лист бумаги не может перемещаться к приемному устройству сканера.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Слабо разряженный воздух не препятствуют перемещению листа бумаги к приемному устройству сканера, так как сила прижатия листа к пластине мала, но не выравнивает лист.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить выравнивание листа и его перемещение к приемному устройству сканера.