DOC《附件4》

(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;

(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 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. 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;