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1.問題描述

如何在發(fā)生碰撞時(shí)最大限度地保護(hù)駕乘人員的安全汽車？安全氣囊充氣壓力不足，不能有效保護(hù)乘客；如果安全氣囊的充氣壓力過高，壓力會(huì)過高，乘客會(huì)受到傷害。

2.問題的理想解決方案

安全氣囊發(fā)生碰撞時(shí)，安全氣囊可以剛好充到合適的壓力，保護(hù)乘客的安全。

3.系統(tǒng)中的技術(shù)和物理矛盾

技術(shù)矛盾:加速氣囊膨脹速度保護(hù)乘客；但是隨著氣囊充氣的加速，氣囊硬度會(huì)傷害乘客。相應(yīng)的技術(shù)矛盾有:

①需要改進(jìn)的參數(shù):運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)作時(shí)間(加速度汽車安全氣囊膨脹速度)；

②導(dǎo)致劣化的參數(shù):物體造成的有害因素(氣囊充氣過快傷害乘客)。

物理學(xué):安全氣囊的膨脹應(yīng)該很快，但不能太快。如果充氣速度過快，氣囊會(huì)很硬，傷害乘客。緩慢的充氣速度會(huì)導(dǎo)致氣囊無法有效保護(hù)乘客。

4.查找可用資源。

可用資源:空氣、壓力、氣囊本身、安全帶等。

5.嘗試用TRIZ工具解決這個(gè)問題，比如創(chuàng)新原理和分離原理。

根據(jù)系統(tǒng)中的技術(shù)矛盾，從矛盾矩陣中檢索出四個(gè)創(chuàng)新原則(21，39，16，22)。

①創(chuàng)新原理21：減少有害作用的時(shí)間；

②創(chuàng)新原理39：惰性或真空環(huán)境；

③創(chuàng)新原理16：不足或過度的作用；

④創(chuàng)新原理22：變害為利。

根據(jù)系統(tǒng)中的物理矛盾，采用四種分離原則試圖解決:空間分離；時(shí)間分隔；基于條件的分離；整體與部分的分離。

6.產(chǎn)生新的想法和技術(shù)實(shí)施計(jì)劃。

創(chuàng)新原則16:“動(dòng)作不足或過度”是指當(dāng)想要的效果難以達(dá)到100%時(shí)，將動(dòng)作幅度增加到可以達(dá)到的程度，從而簡化問題。基于這一創(chuàng)新原理，它啟發(fā)學(xué)生:首先，氣囊可以快速充氣到一定的壓力值。從而保證在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到保護(hù)乘客的氣壓，氣囊上開有多個(gè)微孔，當(dāng)氣囊壓力超過閾值時(shí)，氣囊微孔打開，氣囊壓力不再上升。從而很好地解決了氣囊充氣速度要快又不能太快的矛盾。

7.方案評鑒

有了這個(gè)方案，汽車在發(fā)生意外碰撞時(shí)可以在短時(shí)間內(nèi)快速充滿安全氣囊不會(huì)因?yàn)榘踩珰饽业母邏褐刀鴮Τ丝驮斐深~外傷害。改良的安全氣囊會(huì)自動(dòng)調(diào)整自身硬度。

8.創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐效果

創(chuàng)新人才的教育和培養(yǎng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。創(chuàng)新的基礎(chǔ)來自豐富扎實(shí)的技術(shù)知識，在實(shí)踐中嚴(yán)格執(zhí)行教學(xué)計(jì)劃是可以保證的。創(chuàng)新的動(dòng)力來自于社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，需要培養(yǎng)學(xué)生多方面敏銳的洞察力；創(chuàng)新思維方法多樣兼收并蓄，但可以通過工程訓(xùn)練獲得和強(qiáng)化。TRIZ原理的研究是這方面的有益嘗試。