Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Цели и задачи работы

2. Метод морфологического анализа

3. Метод гирлянд случайностей и ассоциаций

Список литературы

1. Цели и задачи работы

Лабораторная работа ставит своей целью закрепление теоретического курса по дисциплине «Основы научного и технического творчества» и приобретения первых навыков, формулирования, разработки примеров решения и нахождение вариантов практической реализации творческих задач в области промышленного проектирования радиоаппаратуры.

Главной задачей является освоение методики, с помощью которой можно разрабатывать конструкторские решения различных изделий РЭС.

Краткая теория.

Некоторые основные определения методологических средств и понятий технического творчества :

Цель -- желаемый результат деятельности лица или коллектива в пределах некоторого намеченного интервала времени.

Эвристическое (методологическое) правило--это элементарная единица методологических средств, содержащая приказание действия, разрешение его либо запрет.

Эвристический прием -несколько элементарных правил, объединенных для достижения определенной цели.

Метод-способ достижения какой-либо цели, решения конкретной задачи, совокупность приемов или операций практического или теоретического освоения (познания) действительности.

Операция- действие, направленное на достижение определенной цели. Оно может быть как простым, не расчленяемым действием, так и сложным, расчленяемым на ряд более простых действий.

Процедура-совокупность указаний о порядке выполнения всех операций, приводящих к достижению определенной цели.

Эвристический метод содержит один или несколько методологических приемов, изложенных с соблюдением целеустремленной упорядоченности предписываемых действий, процедур.

Методика-это метод, обогащенный целенаправленными руководящими принципами. Структура методики содержит несколько принципов и упорядоченных методологических правил.

Методология -- наука (учение) о методических средствах.

Спроектируем фонарь спасателя с помощью различных методов позволяющие активизировать научно-техническое творчество. Эти методы получили широкое распространение, как в России, так и в других странах.

2. Метод морфологического анализа

Алгоритм:

1. Подбор или задание прототипа изделия и формулирование задачи.

2. Разделение изучаемого изделия на составляющие его узлы или выделение наиболее важных параметров, характеризующих каждый узел.

3. Составление перечня всех морфологических признаков изделия, от которых зависит реализация главной цели в поставленной задаче.

4. Составление первоначальной морфологической матрицы в общем кодированном виде.

5. Анализ полученных вариантов решений, выбор наилучших и формирование из них изделия, которое будет иметь новые элементы конструктивных решений или будет наделено новыми, более совершенными функциональными показателями, свойствами.

1. Разработка новых конструкторских решений фонаря для спасателя. Наиболее распространенный вариант изображен на фиг.1:



Фиг.1

2. Разделим изучаемое изделие на составляющие его узлы или выделим наиболее важные параметры,изобразив это на фиг.2.

Фиг.2

1) Источник света должен быть достаточно ярким, но не слепящим, а так же иметь большой радиус освещения.

2) Корпус должен быть пыле-, влагозащищенный и ударопрочным.

3) Источник энергии должен быть максимально емким и минимально вредным для окружающей среды.

4) Режим работы должен быть максимально удобным для проведения поисково-спасательных операций.

5) Дополнительные функции не должны мешать основной работе изделия.

3.Перечислим морфологические признаки.

· Источник света: светодиод; лампочка накаливания; люминесцентная лампа; огонь; химическое вещество.

· Корпус: металлический: пластиковый, резиновый; оргстекло; деревянный.

· Источник энергии: Химическая (батарейка); аккумулятор; жидкое топливо (бензин); химические реактивы; генератор.

· Режим работы: простое свечение; возможность изменения яркости свечения; световые сигналы Морзе; энергосберегающий режим; изменение цвета.

· Дополнительные функции: компас, отсек с набором для выживания, часы, звуковой сигнал, нож.

4. Сформируем кодированную матрицу конструкции изделия и отобразим её в табл.1.

Табл.1

	Признаки	1	2	3	4	5
А	Источник света	Светодиод	Лампа накал.	Люмин.лампа	Огонь	Хим. вещество
Б	Корпус	Металл	Пластик	Резина	Оргстек.	Дерево
В	Источник энерг.	батарейка	Аккумулятор	бензин	Хим.реак.	Генератор
Г	Режим работы	Простое свечение	Возмож. изм. яркости	Светосигнаы Морзе	Эненргосбережение	Изменение цвета
Д	Доп.функции	Компас	Набор выживания	Часы	Звук	Нож

5. Анализ конструктивных решений.

Совокупность всех возможных вариантов, каждого из перечисленных морфологических признаков, выраженная в виде матрицы, дает возможность определить полное число решений в этом случае

Если в приведенном выше примере ограничиться только названными морфологическими признаками, то число возможных вариантов решений будет определяться следующим образом:

N=5*5*5*5*5=3125

Если построить n-мерное пространство (где n -- количество морфологических признаков) и на каждой из осей, принадлежащей одному из признаков, отложить все возможные его варианты, то получим «морфологический ящик».

Изучив все 3125 вариантов выберем наиболее удачные сочетания:

1. Светодиод - мет. корпус - аккумулятор - изменение яркости - нож;

2. Светодиод - мет. корпус - аккумулятор - изменение яркости - отсек с набором для выживания;

3. Светодиод - мет. корпус - аккумулятор с генератором - изменение яркости - отсек с набором для выживания;

4. Светодиод - мет. корпус - аккумулятор с генератором - изменение яркости - нож;

5. Химическое вещество - оргстекло - хим. реактивы - изменение яркости - нож;

6. Выбор наилучшео варианта.

В качестве наилучшего варианта выбран третий экземпляр из приведённого списка Это фонарь со светодиодным источником света, в металлическом корпусе, с аккумулятором и генератором, с возможностью изменения яркости. В фонаре имеется отсек с набором для выживания на резьбовом креплении. Этот отсек легко можно открутить и убрать при необходимости. Так же вместо этого отсека возможно подстыковать к фонарю небольшой складной нож.

Сделаем выводы о совершенстве данной модели (фиг.3):

Разработанная данным методом (морфологического анализа) модель фонаря спасателя отличается от обычного фонаря следующими признаками:

· Повышенная надёжность корпуса и источника света за счёт применения новых материалов и элементной базы;

· Высокая экономичность за счёт возможности изменения яркости и использовании в качестве источника света светодиода;

· Возможность зарядки батареи ручным способом. (это особенно необходимо в районах с плохой электофикацией);

· Имеется отсек с набором для выживания, заменяемый ножом. Это может пригодиться в чрезвычайных ситуациях.

Фиг.3.

Метод фокальных объектов.

Алгоритм:

1. Выбор фокального объекта.

2. Выбор трех-четырех случайных объектов.

3. Составление списков признаков случайных объектов.

4. Генерирование идей путем присоединения к фокальному объекту признаков случайных объектов.

5. Развитие полученных сочетаний путем свободных ассоциаций.

6. Оценка полученных идей и отбор полезных решений.

1. Фонарь спасателя.

2. Баннер, термос, поезд, трансформатор.

3. Баннер: большой, краткий, понятный, яркий, заметный, информационный, водоустойчивый, цветной, изрисованный.

Термос: с хорошей теплоизоляцией, лёгкий, удобный, прочный, ёмкий, из нержавеющей стали, стеклянный, вакуумный, с кружкой, с ремешком.

Трос: длинный, короткий, крепкий, стальной, в масленой смазке, распушённый, с крючком, тонкий, в пластиковой оболочке, витой.

Трансформатор: малогабаритный, импульсный, низкочастотный, высокочастотный, силовой, накальный, звуковой, тяжёлый, лёгкий, всеклиматического исполнения.

4. Фонарь большой, краткий фонарь, понятный фонарь, яркий фонарь, заметный фонарь, информационный фонарь, водоустойчивый фонарь, цветной фонарь, изрисованный фонарь.

Фонарь с хорошей теплоизоляцией, лёгкий фонарь, удобный фонарь, прочный фонарь, ёмкий фонарь, фонарь из нержавеющей стали, стеклянный фонарь, вакуумный фонарь, с кружкой фонарь, с ремешком фонарь.

Длинный фонарь, короткий фонарь, крепкий фонарь, стальной фонарь, фонарь в масленой смазке, распушённый фонарь, фонарь с крючком, тонкий фонарь, фонарь в пластиковой оболочке, витой фонарь.

Фонарь малогабаритный, импульсный фонарь, низкочастотный фонарь, высокочастотный фонарь, силовой фонарь, накальный фонарь, звуковой фонарь, тяжёлый фонарь, лёгкий фонарь, фонарь всеклиматического исполнения.

5. Яркий фонарь - фонарь-прожектор, необходим спасателям на местности с неограниченным обзором. Например в море, в горах, полях для освещения предметов находящихся вдали.

Заметный фонарь - корпус данного фонаря должен быть заметным, ярким чтобы исключить возможность потери, уменьшить время поиска самого фонарика. Цвет может быть оранжевым, жёлтым, зелёным, красным, или со вставками вышеперечисленных цветов. Ещё для той же цели можно использовать светоотражающие материалы.

Водоустойчивый фонарь - подойдёт для спасателей, работающих на водоёмах. Корпус можно сделать с резиновыми, силиконовыми уплотнителями.

Цветной фонарь - фонарь с возможностью изменения цвета свечения (все цвета радуги). Такая функция может быть необходима при сигнализации, а так же для улучшения условий поиска (зимой хорошо подойдёт холодный белый свет, летом - тёплый белый, почти жёлтый). Здесь можно применить трёхцветный светодиод (R-G-B) или защитное стекло с изменяемой цветопередачей.

Лёгкий фонарь - малый вес облегчает труд спасателя. Корпус можно изготовить из углепластика, карбона, пластмассы, прочного пенопласта.

Удобный фонарь - облегчает труд спасателя, возможность выпадения фонаря во время работы сводится к минимуму. Самое главное чтобы фонарь не мешал спасателю выполнять его основную работу. Таких результатов можно добиться изготовив ручку фонаря по форме руки, сделать налобный фонарь (как у шахтёров), крепление на руке при помощи «липучек» от одежды.

Прочный фонарь - фонарь, корпус которого изготовлен из высокопрочных материалов таких как: карбон, углепластик, титан. Корпус может быть покрыт пористой резиной, иметь рёбра жёсткости, форму желательно сделать цилиндрической. Защитное стекло изготовить из плексигласа (пуленепробиваемое оргстекло). Выключатель утопить в корпусе, чтобы не повредить его при падении.

Ёмкий фонарь - применить аккумуляторную батарею стандартного размера, например АА, но с повышенной ёмкостью. Такую как Ni-Mh, Li-Po, Li-io.

Фонарь из нержавеющей стали - такой фонарь необходим при работе в агрессивных средах. Например, в море, на соледобывающей шахте, в химических цехах где применяются различные растворители. Нержавеющую сталь можно заменить титаном, это положительно повлияет на уменьшение веса, увеличение прочности, но цена возрастёт.

Фонарь с кружкой - если есть кружка, значит должна быть и ёмкость для жидкости. Получается фонарь - термос с кружкой. Такое изделие должно подойти работникам в холодное время года.

Фонарь с ремешком - ремешок может быть использован для крепления на руке (как лыжные палки), это предотвратит выпадение фонаря. Также фонарь можно повесить за этот ремешок при работе, чтобы освободить руки, при переноске при отсутствии карманов на одежде. Ремешок можно изготовить из капронового, кожаного, резинового шнурка. Можно применить смотку шнура в корпус фонаря как у рулетки.

Фонарь с крючком - крючок можно сделать откидным (как в складном ноже). Фонарь можно будет повесить за крючок, чтобы освободить руки при работе.

Импульсный фонарь - фонарь с импульсным преобразователем напряжения питания светодиодов. Данный преобразователь позволяет зажечь светодиоды даже если напряжение батареи менее 3 вольт. Импульсный преобразователь можно применить если в качестве источника света используется люминесцентная лампа, так как для её питания необходимо повышенное напряжение более 90 вольт. Под импульсным фонарём можно так же предположить питание источника света не постоянным напряжением, а импульсным. Это может увеличить время разряда батареи, следовательно увеличить время работы фонаря.

Фонарь всеклиматического исполнения - герметизированный, устойчивый к пыли, влаге, повышенным и пониженным температурам.

6. В качестве наилучшего варианта выбран седьмой вариант из приведенного списка. Это фонарь с высокопрочным корпусом покрытым пористой резиной, имеет ребра жесткости, цилиндрическую форму. Защитное стекло изготовлено из плексигласа. Выключатель утоплен в корпусе.

Сделаем выводы о совершенстве данной модели:

Разработанная данным методом (фокальных объектов)модель фонаря спасателя отличается от обычного фоноря следующими признаками:

· Прочный прорезиненный корпус;

· Пуленепробиваемое оргстекло

· Выключатель защищен от повреждений при падении фонаря.

3. Метод гирлянд случайностей и ассоциаций

Алгоритм:

1. Определение синонимов объекта.

2. Произвольный выбор случайных объектов.

3. Образование комбинаций из элементов гирлянд синонимов и случайных объектов, каждый синоним соединяют с каждым случайным объектом.

4. Составление перечня признаков случайных объектов.

5. Генерирование идей путем поочередного присоединения к техническому объекту и его синонимам признаков случайно выбранных объектов.

6. Генерирование гирлянд ассоциаций. Поочередно из признаков случайных объектов, выявленных на шаге 4, генерируются гирлянды ассоциаций.

7. Генерирование новых идей. К элементам гирлянды синонимов технического объекта присоединяют элементы гирлянд ассоциаций.

8. Выбор альтернативы. На этом шаге решение вопроса: продолжать генерирование гирлянд ассоциаций или их уже достаточно для отбора полезных идей?

9. Оценка и выбор рациональных вариантов идей.

10. Отбор оптимальных вариантов.

1. Фонарь - светильник - огонёк - прожектор - фара.

2. Стол, стена, чайник, телефон, зажигалка, цветок.

3. Стол светильник, стена со светильником, чайник со светильником, телефон со светильником, зажигалка со светильником, цветок - светильник.

Стол с огоньком, стена с огнём, чайник с огоньком, телефон с огоньком, огненный телефон, зажигалка с огоньком, цветок с огоньком.

Стол с прожектором, стол из прожектора, стена с прожектором, чайник с прожектором, телефон - прожектор, зажигалка в качестве прожектора, цветок в прожекторе.

Стол с фарой, стена из фар, чайник на фаре, зажигалка в фаре, фара в форме цветка.

4. Стол: деревянный, стеклянный, пластмассовый, детский, кухонный, журнальный, письменный, рабочий, с ящиком, раздвижной.

Стена: кирпичная, бетонная, из дерева, гипсовая, высокая, кривая, с плиточной отделкой, с окном, с розетками, с полками.

Чайник: электрический, заварочный, фарфоровый, со свистком, эмалированный, из нержавейки, с подсветкой.

Телефон: проводной, мобильный, с цветным дисплеем, с МР3 плеером, слайдер, раскладушка, с фотокамерой, с диктофоном, сенсорный, с антенной.

Зажигалка: электрическая, с пьезо элементом, с газом, с бензином, с кремнием, с открывашкой для бутылок, сувенирная, музыкальная, с гравировкой, с цепочкой.

Цветок: красивый, с листьями, ароматный, разноцветный, завядший, нарисованный, сделанный из камня, в горшке, на длинной ножке, с лепестками.

5. Введём в гирлянду синонимов признаки стола и получим: деревянный фонарь, стеклянный светильник, пластмассовый огонёк, детский прожектор, кухонная фара, журнальный фонарь, письменный светильник, рабочий огонёк, прожектор с ящиком, раздвижная фара.

Введём в гирлянду синонимов признаки стены и получим: кирпичный фонарь, бетонный светильник, огонёк из дерева, гипсовый прожектор, высокая фара, кривой фонарь, светильник с плиточной отделкой, огонёк с окном, прожектор с розетками, фара с полками.

Введём в гирлянду синонимов признаки чайника и получим: электрический фонарь, заварочный светильник, фарфоровый огонёк, прожектор со свистком, эмалированная фара, стеклянный фонарь, светильник с рисунком, алюминиевый огонёк, прожектор из нержавейки, фара с подсветкой.

Введём в гирлянду синонимов признаки телефона и получим: проводной фонарь, мобильный светильник, цветной огонёк, прожектор с МР3 плеером, фара - слайдер, фонарик - раскладушка, светильник с фотокамерой, огонёк с диктофоном, прожектор с сенсорным управлением, фара с антенной.

Введём в гирлянду синонимов признаки зажигалки и получим: электрический фонарь, светильник с пьезо элементом, газовый огонёк, прожектор на бензине, фара с кремнием, фонарик с открывашкой для бутылок, сувенирный светильник, музыкальный огонёк, прожектор с гравировкой, фара с цепочкой.

Введём в гирлянду синонимов признаки цветка и получим: красивый фонарик, светильник с листьями, ароматный огонёк, разноцветный прожектор, завядшая фара, нарисованный фонарик, светильник сделанный из камня, огонёк в горшке, прожектор на длинной ножке, фара с лепестками.

6. Например, если у объекта «стол» взять в качестве ключевого слова признак «деревянный», то можно получить гирлянду ассоциаций: деревянный - бочка - герметичная - подводная лодка - ядерная - электростанция - электричество - лампочка - яркая - бабочка.

У объекта «стена» возьмём в качестве ключевого слова признак «кирпичная», то можно получить гирлянду ассоциаций: кирпичная - глина - печка - тепло - обогреватель - электричество - генератор - компактный - передвижной.

У объекта «чайник» возьмём в качестве ключевого слова признак «со свистком», то можно получить гирлянду ассоциаций: со свистком - милиционер - пистолет - патроны - порох - салют - праздник - конфеты.

У объекта «телефон» возьмём в качестве ключевого слова признак «с МР3 плеером», то можно получить гирлянду ассоциаций: МР3 плеер - музыка - звук - динамик - магнит - магнитный кран - железо - автомобиль - двигатель - поршни.

7. К элементам гирлянды синонимов технического объекта (фонарь) присоединяем элементы гирлянд ассоциаций. Тогда образуются такие варианты: светильник в виде бочки, светильник в форме бабочки, светильник из глины, светильник - обогреватель, герметичный прожектор, прожектор с магнитом.

8. Генерирование гирлянд ассоциаций уже достаточно для отбора полезных идей.

9. В результате проведённой работы была проведена оценка и выбор следующих идей: цветок - светильник, стеклянный светильник, письменный светильник, раздвижная фара, эмалированная фара, прожектор из нержавейки, фара с подсветкой, фонарик с открывашкой для бутылок, музыкальный огонёк, разноцветный прожектор, фара с лепестками, огонёк в горшке, прожектор с магнитом.

Перечисленные ниже идеи могут быть применены при проектировании бытовых осветительных приборов: цветок - светильник, стеклянный светильник, письменный светильник, прожектор из нержавейки, огонёк в горшке.

10. Раздвижная фара - с помощью такого решения можно сделать фару с изменяемым фокусом. А именно: изменяя положение отражателя относительно источника света будет меняться и световой луч (рассеиваться или «бить» далеко в даль узким пучком).

Эмалированная фара - возможно отражатель фары покрыть прозрачной эмалью. Это предотвратит отслоение отражающего слоя при попадании влаги, в результате увеличится долговечность.

Фара с подсветкой - внутри фары, со стороны контактов лампы размещена миниатюрная лампочка (белый светодиод). Такое решение позволяет быстро заменить перегоревшую основную лампу в тёмное время суток. фонарь гирлянда аккумуляторный батарея

Прожектор с магнитом - данный прожектор можно легко закрепить на любых железных поверхностях без применения крепёжных элементов.

На основании проделанной работы сделаем вывод о выбранной модели: методом гирлянд случайностей и ассоциаций создано множество вариантов, оптимизировано четыре. Нам больше всео подходит последний - прожектор с манитом, так как это очень полезное решение, которое пригодится спасателю во вреря работы.

Метод контрольных вопросов

1. Перечислить все качества и определения предполагаемого изобретения.

Фонарь для спасателя должен иметь следующие качества: прочность, надёжность, ударостойкость, герметичность, жаро и морозо устойчивость удобство в обращении и обслуживании, высокая ремонтопригодность, хорошая освещаеместь, при освещении предметов фонарь не должен искажать их цветовую гамму.

2. Сформулировать задачи ясно. Попробовать новые формулировки. Определить второстепенные задачи и аналогичные задачи. Выделить главные.

Основной задачей является разработать надёжный и удобный фонарь для спасателя.

3. Перечислить недостатки имеющихся решений, их основные принципы, новые предположения.

Основные недостатки имеющихся в продаже фонарей:

· Малое время свечения (около 4 - 7 часов) из-за быстрого разряда батареи.

· Возможность разбития защитного стекла (стекло хрупкий материал.)

· Малый срок службы лампы накаливания.

· Часто возникает плохой контакт в выключателе.

· При падении, ударе возможна потеря работоспособности.

· Попадание пыли на отражатель, ухудшение яркости свечения. Это происходит из-за плохой герметичности всего фонаря.

· Плохая прочность корпуса.

· У фонарей с зарядкой от сети 220 вольт частый выход из строя светодиодов в следствие их включения в момент зарядки.

Проанализировав все вышеприведённые недостатки можно внести следующие изменения в конструкцию фонаря.

· Использовать аккумуляторную батарею стандартных размеров, но с повышенной энергоёмкостью за счёт применения новых материалов.

· Защитное стекло заменить ударопрочным пластиком (плексигласом), или бронированным стеклом. Можно старое стекло покрыть защитной плёнкой, поставить передним сетку.

· Лампу накаливания заменить сверхъярким светодиодом.

· Плохой контакт в выключателе можно устранить, применив позолоченные, не окисляемые контакты. Так же необходимо устранить попадание пыли на контакты выключателя.

· При падении, ударе возможна потеря работоспособности. Этот недостаток устраняется надёжным креплением элементов питания, источника света, выключателя. Вся электрическая цепь не должна нарушаться при падении, ударе.

· Попадание пыли на отражатель, ухудшение яркости свечения. Необходимо герметизировать оптическую систему фонаря (отражатель, источник света, защитное стекло). Это возможно сделать при помощи эластичных прокладок из резины, силикона, двусторонней самоклеящейся ленты.

· Плохая прочность корпуса. Корпус изготовить из углепластика, стеклотекстолита, титана, алюминия, нержавеющей стали. Необходимо применить рёбра жёсткости, продольные выемки-впадины.

· У фонарей с зарядкой от сети 220 вольт частый выход из строя светодиодов в следствие их включения в момент зарядки. Данную проблему можно решить следующим образом: необходимо в электрическую цепь параллельно светодиодам или аккумуляторной батареи установить конденсатор ёмкостью 470 мкФ….2000 мкФ (так же совместно с конденсатором можно установить быстродействующий стабилитрон, напряжение которого не превышает критического напряжения на светодиоде и максимального на батарее). Такой метод позволяет избежать появления импульса высокого напряжения на светодиодах в момент включения горящего фонаря в сеть 220 вольт для зарядки аккумулятора.

4. Набросать фантастические, биологические, экономические, молекулярные и другие аналоги.

Аналоги фонаря: автомобильная фара, прожектор, светлячок, глубинные рыбы, лазер, лампочка, спичка, фосфор, керосиновая лампа, искра, растения.

5. Построить математическую, гидравлическую, электронную, механическую и другие модели (они точнее выражают идею, чем аналоги). (фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7)



Фиг. 4

Фиг.5

Фиг.6

Фиг.7

6. Попробовать различные виды материалов и энергии.

Варианты материалов необходимых при конструировании фонаря: алюминий, нержавеющая сталь, сталь, титан, дюраль, медь, латунь, золото, хром, никель, серебро; пластмасса, дерево, стекло, стеклотекстолит, гетинакс, фторопласт, резина, компаунд.

Виды энергий: магнитная, механическая, тепловая, химическая, кинетическая, световая.

7. Установить варианты, зависимости, возможные связи, логические совпадения.

Алюминий - лёгкость, мягкость, коррозийная стойкость, значит можно изготовить корпус.

Нержавеющая сталь - коррозийная стойкость, прочность, электропроводность. Подходит для изготовления корпуса.

Сталь - прочность, отсутствие коррозийной стойкости, большой вес.

Титан - лёгкость, коррозийная стойкость, прочность, электропроводность, высокая стоимость.

Дюраль - невысокая стоимость, лёгкость, коррозийная стойкость, хрупкость.

Золото - высокая электропроводность, высокая стоимость, не окисляется и не подвергается коррозии. Подойдёт для изготовления контактов.

Стекло - пропускает свет, хрупкость, твёрдость.

Стеклотекстолит - диэлектрик, теплостойкий, гибкий. Подойдёт для изготовления корпуса, монтажной платы.

Резина - гибкая, пластичная, диэлектрик, коррозийная стойкость. Подходит для изготовления уплотнителей или корпуса фонаря.

8. Узнать мнение некоторых совершенно неосведомленных в данном деле людей.

По мнению совершенно неосведомленных в данном деле людей фонарь спасателя должен быть:

Первый участник опроса: прочным, ударостойким, водонепроницаемым, ярким, корпус оранжевого цвета, со спасательным кругом,

Второй участник опроса: металлический, заряд аккумулятора от солнечной батареи, световой луч должен рассеиваться и «бить» далеко в даль узким пучком (разные режимы), набор для выживания, нож, компас.

9. Устроить сумбурное групповое обсуждение, выслушивая все и каждую идею без критики.

Дома за ужином устроено обсуждение: бабушка предложила увеличить яркость засчет новых ламп; муж - повысить прочность корпуса.

10. Попробовать «национальные» решения: хитрое шотландское, всеобъемлющее немецкое, расточительное американское, сложное китайское и т. д.

Для моей работы подойдет немецкое чистолюбие, чтоб фонарь получился аккуратным, японская трудолюбивость, потому что мне абсолютно не хочется этого делать, но надо, и татарская вездесущность, т.к. помимо этой работы есть - основная и домашние обязанности.

11. Спать с проблемой, идти на работу, гулять, принимать душ, ехать, пить, есть, играть в теннис-- все с ней.

Я помаксимуму думала о проблеме, каждое свободное время посвящала ей.

12. Бродить среди стимулирующей обстановки (свалка лома, технические музеи, магазины дешевых вещей), пробегать журналы, комиксы.

Посещен магазин «Радио», техническая библиотека «ТРИТ».

13. Набросать таблицу цен, величин, перемещений, типов материалов и т. д. разных решений проблемы или ее частей, искать проблемы в решениях или новые комбинации. (табл.2)

Табл.2

материал	цена	Пути обхода
титан	2.5 млн руб	Нужно использовать углепластик всвязи с меньшей ценой
углепластик	1,5 тыс. руб	Чтоб увеличить прочность - прорезним корпус
плексиглас	100 руб	Проблем нет, цена небольшая
Никелевый аккамулятор	1,5 тыс руб	На этом нельзя экономить т.к. от аккамуляторов зависит работа фонаря.
Литиевый аккамулятор	600 руб

14. Определим оптимальное решение исходя из проделанной выше работы. Фонарь спасателя, разработанный по вышеперечисленным трём методам, имеет следующие характеристики и свойства:

Корпус. Материал - титан или углепластик. Имеётся рёбра жёсткости. Форма анатомическая по форме руки. Корпус термоустойчивый, герметичный, с резиновыми уплотнителями.

Имеется ремешок с двумя магнитами для крепления не руке и на железных поверхностях. Два магнита можно соединить вместе, в результате этого получится вторая петля, за которую можно подвесить фонарь.

Цвет корпуса - оранжевый.

Защитное стекло изготовлено из плексигласа.

Источник света. Установлен трёхцветный сверхъяркий светодиод. Имеется возможность регулировки яркости, цвета свечения. Есть режим мигания.

Выключатель. Имеется две кнопки. Первая для включения/выключения, изменения яркости свечения. Вторая для изменения цвета свечения (как плавно, так и резко). Нажатие двух одновременно - режим мигания.

Кнопки защищены резиновым уплотнителем, немного «утоплены» в корпусе, вокруг имеется небольшой выступ. Все эти меры предохраняют кнопки от повреждений при падении, ударе и воздействии воды.

Контакты позолоченные. Это необходимо для защиты от возможной коррозии и повышении надёжности.

Аккумулятор. В районах, где температура воздуха опускается ниже 0о С устанавливается Ni-Mh аккумулятор, не боящийся пониженных температур.

В районах, где температура воздуха не опускается ниже 0о С устанавливается Li-io, Li-po аккумулятор его преимущество в отсутствии эффекта памяти, и высокой ёмкости.

В фонаре предусмотрена возможность зарядки аккумулятора от встроенного электрогенератора.

Дополнительные функции. Дополнительно фонарь комплектуется компактным складным ножом или отсеком с набором для выживания в дали от цивилизации. Отсек или нож крепятся к фонарю при помощи резьбового соединения.

Содержание набора для выживания: лезвие, рыболовные крючки, леска, охотничьи спички, таблетки для обеззараживания воды, иголка, нитка, соль. В составе возможны изменения.

15. Видоизменить решение проблемы с точки зрения времени (скорее или медленнее), размеров, вязкости и т. п.

Фонарь можно, к примеру увеличить до размеров прожектора или уменьшить до состояния лазерной указки, но в первом случае это повлияет на цену, а во втором на качество.

16. В воображении залезть внутрь механизма. Фиг.8

Фиг.8

17. Определить альтернативные проблемы и системы, которые изымают определенное звено из цепи и, таким образом, создают нечто совершенно иное, уводя в сторону от нужного решения.

Если углублятся в создание прочно изделия и забыть о главной функции фонаря, а это яркое свечение, то можно дойти до создания резиновой дубинки.

18. это изобретение решит проблему туристов, спасателей, полицейских и охранников. Потому что в сфере их деятельности просто необходим такой фонарь.

19. Странно, но такое простое устройство, каким является карманный электрический фонарик, было изобретено только в самом конце 19 века, хотя и само электричество и даже электрический свет к тому времени уже перестали быть новинкой. Считается, что главным препятствием для создания переносного компактного электрического светильника было отсутствие сухих элементов питания, то есть попросту таких батареек, из которых ничего не выливается, как их не верти. Дело в том, что первые источники электрического тока представляли собой емкости, наполненные жидкостью-электролитом и потому были не слишком мобильны. Так что, рассуждая об изобретении карманного фонарика, нельзя не упомянуть о Карле Гасснере, который впервые сделал и запатентовал в 1886 году батарейку, из которой не вытекал электролит. Устройство, от которого произошли все известные нам виды электрических фонариков было изобретено и запатентовано только 13 лет спустя, в 1899 году в США Давидом Майселлем.

20. Кто еще решил эту проблему? Чего он добился?

Майсель в том же году продал свой патент фирме American Electrical Novelty and Manufacturing Company, основанной выходцем из Белоруссии Конрадом Хьюбертом (он же Акиба Горовиц). Фонарь Майселля уже имел все знакомые нам, например по фонарям Маглайт, черты. По сути это была просто трубка из плотного картона. С одной стороны в нее была вмонтирована лампочка с металлическим отражателем и линзой. С другой стороны трубка имела крышку, под которую загружались 3 цилиндрических батарейки. Помимо картонного корпуса, отличительной чертой первого фонаря можно считать оригинальную конструкцию выключателя: чтобы зажечь фонарь надо было прижать большим пальцем металлической кольцо, укрепленное на корпусе к другой металлической детали -- обручу.

Из-за очень небольшого ресурса батарей того времени фонарь Майселля-Хьюберта не отличался яркостью и использовался не как источник яркого луча подобно современным фонарям, но скорее как источник вспышки для того, чтобы что-то осветить на мгновение. Этим объясняют название, которое получили карманные фонари в американском языке flashlight, то есть "вспышка света", "мигающий свет" в отличие от torch, "факел" азвания, которое дали электрическим фонарям жители туманного Альбиона, куда эти устройства пришли, вероятно, в более усовершенствованном виде.

Хьюберт и Майсселль работали вместе и продолжали совершенствовать конструкцию фонаря. Но настоящая известность пришла к ним только после того, как их изобретение оценили по достоинству нью-йоркские полицейские, которым они раздавали свои фонари в рекламных целях.

В 1905 году Хьюберт переименовал компанию, назвав ее The American Ever Ready Company, и наладил серийный выпуск фонарей под торговой маркой Eveready. Уже через год Национальная угольная компания, снабжавшая фирму Хьюберта сырьем для производства его фонарей, выкупила у него половину его бизнеса за $ 200 000. Эта сделка не отразилась на политике компании, поскольку Хьюберт сохранил за собой должность президента.

21. Определить общепринятые граничные условия и причины их установления.

Граничными условиями здесь будут - габариты, себестоимость и сложность использования, т.к слишком большой\маленький фонарь будет больше мешать, чем помогать спасателю, слишком дорогой фонарь никто не приобрете каким бы хорошим он ни был, ну а если мы придумаем кучу всяких ненужных сложностей, то пока спасатель будет с ними разбираться, могут погибнуть люди.

Вывод о результатах работы методом контрольных вопросов: мы установили, что фонарь не должен быть дорогим, сложным и слишком большим\маленьким. Так же определили оптимальное решение, описанное в 14 вопросе. Это: оранжевый прорезиненный корпус из углепластика; светодиодный источник света с вожможностью регулировки яркости, с отсеком для выживания и на никилиевых аккамуляторах.

Исходя из проделанной работы, я решила остановится на варианте указанном в первом методе (морфологического анализа): это фонарь со светодиодным источником света, в металлическом корпусе, с аккумулятором и генератором, с возможностью изменения яркости. В фонаре имеется отсек с набором для выживания на резьбовом креплении.

Список литературы

1. Михелькевич В.Н., Радомский В.М. Основы научно-технического творчества - Москва, Феникс, 2008г.

2. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: учебное пособие для студентов втузов - Москва, Машиностроение, 1988г.

3. Чус А.В., Данченко В.Н. Основы технического творчества - Москва,Академия,2008г..

5. Белый И.В., Власов К.П., Клепиков В.Б. Основы научных исследований и технического творчества - Xарьков: Высшая школа. - Изд-во при Харьковском. университете, 1989г.

6. Романова Н.В., Вагарин А.Ю., Усанов Д.А. Основы научно-технического творчества и патентоведения. Учебное пособие - Саратов, Издательство Саратовского университета, 2003г.

7. Скирута М.А., Комиссаров О.Ю. Инженерное творчество в легкой промышленности. - Москва, Легпромбытиздат, 1990г.

8. Повилейко Р.П. Инженерное творчество - Москва, Легпромбытиздат, 1977г.

6. Александров Л.В., Карпова Н.Н. Методы инженерного творчества. Справочник. - Москва, ВНИИПИ, 1993г.

Размещено на Allbest.ru

...