国家级创新创业教育教学 -1733414211124.pptx

主讲人：张梦龙

建设单位：天津轻工职业技术学院

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《创新方法与训练》

——机械系统替代

机械系统替代

机械系统替代原理是指：利用物理场（光场、电场、磁场等）或其他物理结构、物理作用和状态来代替机械的相互作用、装置、机构及系统。此原理实际上涉及操作原理的改变或替代。

机械系统替代

指导原则：

1）用光学、声学、电磁学、味觉、触觉或嗅觉系统来代替机械系统。例如：

用语音识别系统代替键盘作为计算机的输入。

用声音、指纹或视网膜代替传统的钥匙。

2）使用与对象相互作用的电场、磁场、电磁场。例如：

为混合两种粉末，让一种粉末带正电荷，另一种粉末带负电荷。然后利用场来驱动它们，或者机械地将它们混合，使粉末颗粒均匀地混合在一起。.利用磁性轴承来代替传统的轴承。

电子标签。

机械系统替代

3）用移动场代替固定场，用动态场代替静态场，用结构化场代替非结构化场，用确定场代替随机场。例如：

核磁共振成像扫描器（下图）。

在通信系统中，利用定点雷达预测代替早期的全方位检测，可以获得更加详细的信息。

4）把场和能够与场发生相互作用的粒子（例如，磁场和铁磁粒子）组合起来使用。例如：

用变化的磁场加热含铁磁粒子的物质，当温度达到居里点时，物质变成顺磁，不再吸收热量，从而实现恒温。

对光反应变色的玻璃。

核磁共振

机械系统替代

机械系统替代

应用案例：

1）用动物可以听见的“声音围栏”代替实物栅栏圈住牛羊。

2）汽车无线遥控锁替代机械锁。

运用技巧：

首先考虑用物理场替代机械场，由可变场替代恒定场，由结构化场替代非结构化场，由生物场来替代机械作用。在非物理系统中，概念、价值或属性都可以是被替代的对象。

机械系统替代

课堂讨论：

以下都是利用机械系统替代原理解决工程难题的实例，请说一说其中蕴含的道理。

1）在煤气中掺入难闻气体，警告使用者气体泄漏；

2）门铃代替敲门；

3）静电除尘；

4）用电子系统代替机械计算系统（例如物联网）。

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