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接上文：淺談通過TRIZ理論的發明原理來理解專利的發明構思（上）

>>>  PART 4

    基于TRIZ理論的發明原理來理解發明構思

如前文所述，發明構思的形成并不是在看到某一需求后，就可以立刻形成。在看到需求后，形成發明構思還需要三個階段：

準備期：即搜集資料并分析需求。在形成構思之前，需要對在同類問題上所積累的經驗有所了解，對現有技術中有沒有試圖解決這個問題、解決到什么程度進行深入分析，避免做重復勞動；

醞釀期：即深入理解問題，細致的分析，對準備期收集的信息進行消化，從而分析出產生問題的原因。這個時期可能是短暫的，也可能是漫長的，有時會延續數月甚至數年。

頓悟期：在經過醞釀期的醞釀之后，由于研發或者技術人員對于問題經過周密的思考分析以及對問題產生原因的匯總，此時在思考相應的解決思路時，可能會出現新想法、新概念，進而有豁然開朗的感覺。

至此，一個發明構思也就形成了。

下面結合具體案例，展示如何基于TRIZ理論中的相關原理來理解發明構思。

1）確定技術問題

通過分析現有技術的缺陷以及本發明的有益效果得出本發明要解決的技術問題。例如，在案例一中，技術問題是如何改善物料堵塞的問題。

2）分析技術原因和確定技術改進思路

確定了本發明的技術問題之后，還有一項重要工作就是對技術問題出現的原因進行探索。探索技術原因是發明構思形成過程中承上啟下的一步，因為只有找出了技術問題出現背后的原因，才能確定下一步解決該技術問題所要采取的技術改進思路，進而形成發明構思。

所謂技術改進思路，是發明人針對造成技術問題的技術原因所采取的設計思想，其作用在于消除或弱化造成該問題的技術原因。發明人在分析得到產生技術問題的技術原因之后，就會尋找解決該技術問題的辦法，進而對現有技術實施技術改造，得出技術改進思路。

a、從分割原理進行分析

TRIZ理論中的分割原理是指將一個物體分成相互獨立的部分，或使物體分成容易組裝和拆卸的部分，亦或是增加物體被分割的程度。

發明人將落料斗的結構改進為如下圖1.2所示的結構（記作落料斗結構2）。在從落料斗結構1到落料斗結構2的改進中，可理解為對落料斗錐面部分進行了“分割”式的優化。落料斗結構2的錐面角度更大，相當于把落料斗結構1相對平緩的錐面在角度維度上進行了分割處理，使其更具變化性。這種變化讓物料在下落過程中所受的約束變小，重力沿錐面方向促使物料下滑的分力增大，從而加快物料向出料口的流動速度，減少物料在斗內的停留與堆積，提高了落料效率。

由此，分割原理可以引導發明人不再局限于對整體結構的改進，而是從對結構進行分割的角度去思考。通過將錐面角度進行分割式的改變，突破了傳統落料斗結構在設計上的固有模式。

因此，從分割原理的角度來看，落料斗結構2的發明構思可以理解為，通過增大落料斗的錐面角度，來減小物料下落約束，增大重力分力，從而提升落料效率。

b、從不對稱原理進行分析

TRIZ理論中的不對稱原理強調用非對稱形式代替對稱形式，或增加物體的不對稱程度。

落料斗結構1通常具有較為對稱的錐形結構，而落料斗結構2通過改變錐面角度，打破了原有的對稱形態。這種不對稱設計可以適配于物料的流動特性。不同物料在落料斗內的運動受重力、摩擦力、顆粒間相互作用力等多種因素影響。落料斗結構2的不對稱形態能夠更好地適應這些復雜因素，使物料在落料斗內的運動軌跡更符合高效下落的要求。對于顆粒不均勻或有一定粘性的物料，不對稱的錐面可以讓物料更順暢地向出料口匯集，減少因對稱結構可能導致的物料流動不均和局部堵塞問題。

由此，不對稱原理可以使發明人擺脫了對對稱結構的固有認知，從不對稱的角度去探索落料斗結構的可能性。這種思維的轉變促使發明人去研究物料在非對稱結構中的流動特性，發現了不對稱結構在適應物料復雜流動方面的優勢。

從不對稱原理的角度來看，落料斗結構2的發明構思可以理解為，通過改變錐面角度形成不對稱形態來適配物料的流動特性，減少流動不均和局部堵塞，從而提升落料效率。

1）確定技術問題

當設備在高速運行狀態下突然遭遇緊急制動，或者在狹窄的工作空間內與其他設備發生意外碰撞時，強大的沖擊力會瞬間作用于防護件和物料之上，這些沖擊力極易對物料表面造成損傷，甚至可能導致物料破碎，致使對物料的保護失效。因此，案例二的技術問題是如何提高對物料的保護效果。

2）分析技術原因和確定技術改進思路

a、從局部質量原理進行分析

局部質量原理強調對系統的局部進行優化設計，使系統的不同部分具有不同的特性或執行不同的功能，以提高系統整體性能。它突破了傳統的對系統整體均勻處理的思維定式，主張根據各部分的實際需求和工作條件，有針對性地賦予其獨特的屬性，從而實現資源的高效利用和系統性能的提升。

發明人將組合體1的結構改進為如下圖2.2所示的結構（記作組合體2）。相對于組合體1，組合體2的邊緣部分設置有凹陷設置的吸能部，通過吸能部來吸收外部作用力，從而提升了對物料的保護效果。

首先，組合體1中防護件為常規形態，整體較為均勻。而組合體2則在防護件邊緣這一局部區域進行了結構調整，設置了吸能部。這是局部質量原理中 “使物體的不同部分具有不同的特性” 的應用。在組合體2中，防護件中間部分依舊履行常規的隔離保護物料功能，但邊緣的吸能部則被賦予了新功能——吸收外部作用力。這符合局部質量原理中 “使物體的不同部分執行不同的功能”。

其次，從性能角度看，組合體2的改進是為了讓防護件各部分處于最適合其工作的條件，契合局部質量原理中“使物體的每一部分處于最適合其工作的條件下”。在實際應用中，防護件邊緣更容易受到外部作用力的影響。通過設置吸能部，為邊緣部分提供了一個應對外力的緩沖結構，使其能在受力環境下更好地工作。而防護件中間部分相對較少受到此類外力干擾，保持原有的穩定狀態即可良好地保護物料。

由此，局部質量原理可以引導發明人不再局限于對整體均一性、單一功能設計、材料的選擇的改進，而是通過對局部結構的優化，達到改善整體性能的目的。

從局部質量原理的角度來看，組合體2的發明構思可以理解為，通過在組合體的防護件邊緣這一局部設置吸能部，使防護件不同部分具有不同結構和功能，讓邊緣的吸能部承擔吸收外部作用力的功能，中間部分保持保護物料的功能，以實現整體防護性能提升。

b、緩沖原理（屬于動態化原理相關衍生）

緩沖原理的核心是通過引入特定的結構、材料或裝置，來減緩、吸收或分散外力的作用，使系統在受到沖擊或動態載荷時，能夠將有害的能量轉化為其他形式的能量，如熱能、彈性勢能等，從而降低外力對系統關鍵部件或整體性能的影響，確保系統的穩定性、可靠性和安全性。它強調在系統設計中，要考慮到動態作用力的存在，并采取相應措施來保護系統免受過度的力的破壞，是一種針對動態環境下優化系統性能的重要原理。

在組合體1中，外部作用力會直接傳遞到防護件與物料的連接處，因為沒有緩沖結構，連接處成為了受力的薄弱點，容易導致對物料的保護失效。而組合體2通過吸能部的設置，改變了外力的傳遞路徑和受力分布。當外力作用于組合體2時，吸能部首先受到沖擊并發生變形。在這個過程中，吸能部將外力進行分散和吸收，轉化為自身的彈性勢能或其他形式的能量。例如，當組合體受到擠壓時，吸能部的壁面會發生彎曲變形，將擠壓力分散到吸能部的各個部分。這種受力情況的改變，有效降低了作用力作用于物料而導致保護失效的風險，保證了物料的質量，提升了組合體在動態受力環境下的穩定性。

由此，緩沖原理可以引導發明人不再局限于對固定結構、受力性能的改進，而是設置緩沖結構，達到改善整體性能的目的。

從緩沖原理的角度來看，組合體2的發明構思可以理解為，通過在防護件邊緣設置吸能部這一可變形結構，利用其在受到外力時的變形能力來吸收和分散外力，從而起到緩沖作用，以減少外力對物料等的影響并提高對物料的保護效果。

>>>  PART 5

    結語

總結來說，發明構思的把握過程就是透過外在了解本質，或者說從具體上升為抽象的過程。只有客觀、整體、全面地了解事物發展的來龍去脈、前因后果，才能夠準確把握事物的本質。對于發明創造而言，技術問題是發明創造的起因，技術效果是發明創造的結果，技術方案是解決技術問題實現技術效果的具體過程。因此，專利代理師把握發明構思時，需要以本領域技術人員的視角，客觀、整體地了解發明創造的前因后果，從確定技術問題，分析技術問題產生的原因，確定技術改進思路這幾個方面進行全面綜合的考慮。

且需要強調的是，通過上述案例可以理解，很多技術方案并不是單一地運用一個發明原理，而是多個發明原理的組合。利用TRIZ理論分析發明原理的組合運用，能更全面地了解技術方案的創新深度和復雜性，從而可以輔助代理師透過發明人所提供的具體技術方案的表面，深入挖掘其創新的核心和本質，認識到技術方案背后的深度和廣度，而不僅僅是看到最終呈現的簡單結果。通過分析具體技術方案中解決的矛盾、使用的發明原理等，能更清晰地認識到發明的關鍵所在，理解發明人是如何突破常規思維，找到解決問題的有效途徑，更好地把握技術改進思路的內在邏輯、理解發明構思的實質。