Заранее подложенная подушка»

 

     Компенсировать относительно невысокую надежность         

     объекта заранее подготовленными «аварийными» средствами.         

 

 

     Пример. Ремень безопасности         

В автомобиле были введены ремни безопасности.

 

Ремень безопасности

 

     Пример. Подушки безопасности         

Чтобы обеспечить защиту головы от ударов при столкновениях, создали подушки безопасности, а при боковом столкновении, компания Volvo разработала дополнительные надуваемые занавески. Это новый тип надувного мешка, который крепится вне поля зрения вдоль боковой стороны крыши. Он обеспечивает равную защиту независимо от того, сидите ли вы спереди или сзади. Если автомобиль ударяется боковой стороной, то занавеска надувается за несколько тысячных долей секунды.

 

Подушки и зановески безопасности

 

     Пример. Система WHIPS         

Удары сзади даже на низких скоростях часто приводят к травмам спины и шеи. Такие «плетевые» травмы могут быть причиной очень длительных страданий. Система WHIPS (Whiplash Protection System) разработана компанией Volvo и встроена в оба передних сидения (рис. 7.24). WHIPS срабатывает мгновенно, если ваш автомобиль получает удар сзади, уменьшает нагрузки на спину и шею.

Система срабатывает в двух фазах. В первой фазе механизм предотвращает слишком глубокое вдавливание сидящего в спинку сидения. Она также обеспечивает поддержку позвоночника и предотвращает его от излишнего изгибания. В то же самое время, WHIPS позволяет всей спинке в целом двигаться назад, предохраняя пассажира от продвижения вперед. Верхняя часть спинки движется вверх и вперед, заставляя подголовник лучше поддерживать шею и голову. Во второй фазе механизм WHIPS позволяет спинке еще отклониться назад, поглощая энергию удара и снижая опасный эффект катапульты. WHIPS создана для того, чтобы обеспечить защиту на скоростях до 30 км/ч, именно на этих низких скоростях причиняются т. н. плетевые травмы.

 

Система WHIPS

 

     Пример. Детское кресло безопасности         

Разработано безопасное детское кресло.

 

Детское кресло безопасности

 

Детское кресло безопасности

 

     Пример. Корпус автомобиля         

Корпус современного автомобиля имеет жесткую капсулу внутри, зоны деформации для снижения силы удара, элементы, отклоняющие и рассеивающие силы удара, усилители для предотвращения проникновения передних колес в пассажирское пространство, деформируемая при фронтальном столкновении рулевая колонка.

 

Корпус автомобиля

 

Корпус автомобиля

 

Мягкий корпус автомобиля

 

     Пример. Система защиты пешеходов         

При столкновении автомобиля с пешеходом происходит не только первичный удар пешехода автомобилем, но и вторичный удар пешехода об асфальт или другой объект. Это может привести к серьезным травмам.

Предложена система, предотвращающая пешехода от вторичного удара. Патент США 9 340 178.

Система включает специальный клейкий слой, нанесенный на капот, передний бампер, передние боковые панели транспортного средства. Сверху клеящего слоя нанесен слой защитного покрытия. При столкновении с пешеходом покрытие разбивается, обнажая клеящий слой, прикрепляя пешехода к транспортному средству таким образом, что пешеход остается с транспортным средством, пока он не остановится и не будет отброшен автомобилем, предотвращая тем самым вторичное столкновение пешехода с поверхностью дороги или другим объектом.

 

Система защиты пешеходов. Патент США 9 340 178

 

Средства индивидуальной безопасности

 

Забор безопасности

 

Перстень со слезоточивой жидкостью

 

Электрошокер Iphone 4S

 

Средства индивидуальной безопасности

 

Эквипотенциальность

 

     Изменить условия работы так, чтобы не затрачивать лишнюю энергию или информацию.         

     В частности:         

     – создать условия, когда не нужно поднимать или опускать объект.         

 

 

Коляска – самокат

 

Велоход

 

     Задача. Перевозка большого колокола         

     Условие задачи         

Весной 1688 года потребовалось перевести колокол, весивший две тысячи пудов (32 т) на расстояние 300 км по грязным дорогам.

Задача казалась невозможной.

По расчетам инженеров, требовалось 80 лошадей. Тяговое усилие лошадей не увеличивается, если их одновременно впрягать более 75. Инженеры не могли придумать рационального решения.

Валдайский мещанин объявил, что он привезет колокол на четырех лошадях.

Как он поступил?

 

     Разбор задачи         

Использовали прием 12. Принцип эквипотенциальности.

 

     Решение         

Валдайский мещанин предложил сделать четыре обода диаметром немного больше диаметра нижней части колокола. Обшить их досками. В боковых стенках сделать оси и катить колокол, как бочку. При такой транспортировке заодно была укатана дорога.

 

     Пример. Камень на дороге         

Альпинисты или горные туристы пытаются максимально экономно расходовать свои силы. Они не поднимаются на встречающиеся по дороге камни и бугорки, а обходят или перешагивают их.

 

     Пример.        Грабли на колесиках         

Такие грабли выпустили в Англии. Их преимущество, что при работе можно не отрывать грабли от земли, а значит, тратить меньше сил. Зубья укреплены на шарнирах так, что когда грабли двигаешь вперед, они откидываются и беспрепятственно проезжают над кучами собранного мусора[9].

 

Грабли на колесиках

 

Наоборот

 

     а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие (например, не охлаждать объект, а нагревать).         

      б) Сделать движущуюся часть объекта (или внешней среды) неподвижной, а неподвижную – движущейся.         

                  в) Перевернуть объект «вверх ногами».                    

                  г) Провести процесс в обратном порядке полностью или хотя бы частично.                    

                  д) Изменить данные на противоположные.                    

                  е) Ликвидировать (убрать) области хранения данных.                    

 

Пикассо наоборот

 

Мама папа

 

Люди глазами животных

 

Зебра

 

Корриду смотрят быки

 

Кентавр

 

Жизнь наоборот

 

     Пример. Радар         

Появились радары, измеряющие скорость движения автомобиля, и автоматизированные камеры, фиксирующие нарушение. С появлением радара возникла потребность у водителей знать, когда полиция фиксирует скорость движения его автомобиля. Появились детекторы, оповещающие об этом. Кроме того, появились средства предупреждения превышения скорости.

Первоначально полиция боролась с людьми, приобретавшими детекторы радара. Затем полиция не только разрешила, а даже настаивала на приобретении детектора. На дорогах поставили генераторы, имитирующие сигнал радара. Водители, услышавшие такой сигнал, тут же снижают скорость.

     Пример. Тренировка бегунов         

Спортсмены тренируются, бегая по беговой дорожке на стадионе. Сейчас имеются движущиеся беговые дорожки и тренажеры, в которых можно задавать скорость движения ленты, ее наклон и другие параметры. Движется лента, а спортсмен находится на одном месте.

 

Бег на месте

 

Тренировка собак

 

     Пример. Тренировка пловцов         

Создано устройство для тренировки пловца. Это небольшой бассейн. Пловец на месте, а движется вода[10].

 

Тренировка пловцов

 

Невеста поняла, что теперь все будет вверх ногами, и решила начинать привыкать

 

Цветы, растущие вверх ногами, потребляют воду на 90% меньше

 

Зонт наоборот

 

Зонт для собаки

 

Перевернутый дом в Тироле

 

     Пример. Сканер         

В обычных сканерах лист с изображением кладется лицевой стороной вниз и накрывается крышкой. Это не дает возможности точно расположить изображение относительно стекла. В сканер Hewlett‑Packard ScanJet 4600 лист с изображением кладется лицевой стороной вверх.

 

Сканер

 

     Пример. Зоопарк         

 

Зоопарк наоборот

 

Зоопарк наоборот

 

     Пример. Подводная обсерватория         

 

Подводная обсерватория

 

Закругление, зацикливание

 

                  а) Использовать вместо линейных структур объектов кольцевые (цикличные).                    

     В частности:         

     – Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или параллелепипеда, к шаровым конструкциям.         

     – Использовать ролики, шарики, спирали.         

     – Перейти к вращательному движению, использовать центробежную силу.         

     Пример. Купол         

Купольные – это несущие конструкции, которые перекрывают преимущественно круглые в плане помещения и позволяют перекрывать значительные пространства без дополнительных промежуточных опор.

Купол заменил плоские перекрытия с дополнительными опорами.

 

Купол

 

     Пример. Колесо         

Изобретение колеса изменило способы перемещения и многие другие технологические процессы.

То же самое относится к шарикам и спиралям, например изобретение шарикоподшипника.

 

Шарикоподшипник

 

     Шины автомобиля         

Компания Goodyear разработала концепцию инновационных шин под названием Eagle‑360, имеющих сферическую форму.

 

Шина Eagle‑360

 

Шариковая мышка

 

Ролики

 

     Пример. Вращательное движение         

Вращательное движение широко распространено в жизни и технике.

Вращение земли вокруг своей оси и вокруг солнца, вращение других планет по своим арбитрам.

У животных и человека практически все суставы описывают вращательное движение.

Трудно найти область техники, где не используется вращательное движение.

     Пример. Центрифуга         

Центрифуги используются для создания центробежных сил.

В бытовых приборах центрифуги используют в стиральных машинах для удаления воды из белья, в соковыжималках, мельницах и т. д.

Имеются центрифуги для лабораторных целей, например при анализе крови, обогащение урана и т. д.

 

Центрифуга для лабораторных исследований

 

Центрифугу используют для испытания на перегрузки космонавтов и летчиков.

 

Центрифуга в Центре подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагарина

 

Динамичность

 

                  а) Изменить параметры, структуру (в частности, форму) объекта, алгоритм, принцип действия, функции системы в пространстве и во времени. Изменить данные в пространстве и во времени.                    

        б) Разделить объект на части, способные более гибко осуществлять необходимые действия.         

                  в) Перейти от неуправляемого объекта к управляемому, от неавтоматического управления к автоматическому, от проводного управления к беспроводному, от непосредственного управления к дистанционному.                    

                  г) Сделать объект адаптивным, самонастраивающимся, самообучающимся, самоорганизующимся, саморазвивающимся, самовоспроизводящимся.                

 

     Пример. Динамичный пешеходный переход         

Японцы создали пешеходный переход, который может появляться там, где захотел пешеход. Он сделан в виде разворачивающейся ленты.

 

Пешеходный переход

 

     Задача. Динамичный автомобиль         

     Условия задачи         

На крутых поворотах на большой скорости автомобиль заносит в сторону.

Как предотвратить заносы?

 

     Разбор задачи         

ТП. Противоречие между центробежными силами, возникающими на поворотах и создающими занос машины, и необходимостью удержать машину на полосе трассы.

Воспользуемся приемом 15. Принцип динамичности.

 

     Решение         

Разработали автомобиль с динамичной подвеской. При поворотах корпус и колеса наклоняется в сторону к центру окружности поворота, подобно велосипедисту или мотоциклисту.

 

Динамичный автомобиль

 

Динамичный бак

 

Динамичная ванна

 

Динамичный мост

Gateshead millennium bridge, Newcastle

 

Динамичный балкон