不二嘉
任何固態(tài)的東西都有一定的形狀。我們對它們進行形狀變異,使其以新穎的樣式取代傳統(tǒng)的形狀,常常會給人耳目一新的感覺。有時,還能取得創(chuàng)造性的成果。
變個樣子煥新彩
我們都見過自行車的鏈輪,它是圓形的,如果根據(jù)形狀變異思路,將它變成橢圓形會對自行車的性能產(chǎn)生什么影響呢?
國外的發(fā)明創(chuàng)造者進行試驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用橢圓形鏈輪的自行車騎起來比采用圓形鏈輪的自行車還輕松些,特別是當自行車行駛在有一點坡度的路面上時。
我國某金筆廠開發(fā)新品時,在形狀設(shè)計上略施“小計”也取得了巨大成功。
這家筆廠將傳統(tǒng)的筆尖變形,使之往上彎曲一小段,開發(fā)出既能畫細筆畫又能畫粗線條的書畫筆。由于筆跡可變,既能書寫又能作畫,書畫筆深得書畫愛好者的喜愛。
此外,市場上還有許多產(chǎn)品也是人們對傳統(tǒng)產(chǎn)品進行形狀變異而發(fā)明的,如環(huán)形日光燈、球形熱水瓶,等等。
三個層次下功夫
當某種產(chǎn)品以某種形狀問世時,人們便將功能與形狀緊緊地聯(lián)系在一起,并形成一種某種產(chǎn)品形狀就是某種樣子的心理定勢。比如一提到電風(fēng)扇,人們就情不自禁地想到它那圓形的網(wǎng)罩,一旦發(fā)現(xiàn)市場上出現(xiàn)了方形電風(fēng)扇,便有一種新奇的感受。這種改變外觀的變形,我們視之為創(chuàng)新。
不過,真正能實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的變形設(shè)計,應(yīng)當使變形成為改變性能的一種手段。比如,傳統(tǒng)的圓形齒輪傳動具有定傳動比的特性,即主動輪與從動輪的角速度比是恒定不變的,人們把圓形齒輪變形為橢圓形后,齒輪傳動便具有變傳動比的特性,這種變形設(shè)計不但改變了齒輪的外形,而且改變了傳動的特性,使齒輪發(fā)生了質(zhì)的變化。
根據(jù)創(chuàng)新所要達到的要求,我們運用形狀變異法進行發(fā)明創(chuàng)造時,可在三個層次上下功夫,獲得不同的創(chuàng)造成果。
第一個層次是只改變產(chǎn)品的外形去獲取外觀創(chuàng)新設(shè)計成果。例如,將電話機外形設(shè)計成飛機、足球或動物,雖然只是形狀標新立異,電話機的設(shè)計原理和工作性能并沒有什么變化,但是這種外觀創(chuàng)新設(shè)計能產(chǎn)生附加值。
第二個層次是通過改變有效工作面來影響產(chǎn)品性能,獲得改進型新產(chǎn)品。所謂有效工作面,就是能使某種物理作用發(fā)生并產(chǎn)生某種功效的表面。
比如椅子支撐人體重量的那個表面就是椅子的有效工作面,如果有人通過變形使椅子的有效工作面在形狀上更符合人體工程學(xué)要求,產(chǎn)生有益人體健康的效果,無疑是一種創(chuàng)新。
再如,機械設(shè)備經(jīng)常用到帶傳動,它通常由主動輪、從動輪和緊繃在兩輪上的環(huán)形傳動帶組成。工作時,皮帶與帶輪接觸,借助摩擦力傳遞運動和扭矩。顯然,帶與輪接觸的摩擦表面為帶的有效工作面。最早的帶截面為矩形,即有效工作面為平面,后來有人將矩形帶截面變形為倒梯形,有效工作面變?yōu)閂形面,發(fā)明出V型帶傳動。
在接觸面相同和材質(zhì)相同的情況下,V型帶傳動比平帶傳動的力要大些,結(jié)構(gòu)也更緊湊。可見,對有效工作面進行變形設(shè)計,能使帶傳動在性能上發(fā)生改變。
第三個層次是同時改變產(chǎn)品的外形和有效工作面,使其美學(xué)功能和技術(shù)功能都得到創(chuàng)新。顯然,這是創(chuàng)造性更強的綜合變形。
如果對自己熟悉的一種產(chǎn)品進行形狀變異,你能在哪個層次上實現(xiàn)創(chuàng)新呢?
發(fā)明與創(chuàng)新·小學(xué)生2018年7期