第二十三节 维数变化原理.pptx

1第二十三节 维数变化原理 在TRIZ理论40条创新原理中，第17条是空间维数变化原理。下面介绍空间维数变化原理的内容与应用。 空间维数变化原理就是“将一个线性系统的方位由垂直变为水平、由水平变为倾斜、由水平变为垂直，等等。”它既包括维的变换，由点状变成线状，由线状变成平面状，由平面状变成立体状，也包括维度的增减。 由于维数是用来描述空间的概念，所以这条原理多用于解决涉及到空间的问题。 空间维数变化原理1：将物体从一维变到二维或三维的空间 就是把物体从线状变成平面状，这是从一维变到二维结构；从平面状变成立体状，这是从二维变到三维结构。

2 案例1：旋转楼梯 楼梯，在多层民用或工业建筑中是常见的也是非常重要的建筑结构，它是人们上下楼层的主要通道。楼梯按梯段可分为：单跑楼梯、双跑楼梯和多跑楼梯。楼梯给人们带来通行方便的同时，也存在一个问题，那就是往往占据了大量的空间，特变是在现代家庭、别墅中，房屋总的空间面积非常有限也非常珍贵，所以，人们都希望楼梯能尽可能少的占据空间。根据空间维数变化原理，在多层建筑中安装旋转楼梯，如图23-1所示，这样既美观新颖，又节省空间。图23-1.螺旋式楼梯

3 另外，在道路、桥梁建筑中，空间维数变化原理的运用也非常普遍，如上海南浦大桥西侧的旋转式车道，如图23-2所示，就是从维度上发生了改变，大大降低了占地面积。图23-2.上海南浦大桥西侧螺旋式车道

4 单层结构一般都是平面状，多层结构就是立体状结构，由单层结构变成多层结构，就是从平面向立体空间发展。图23-3.电梯式立体车库 空间维数变化原理2：将物体用多层结构代替单层结构 案例2：立体车库 随着汽车工业的发展和人们生活水平的提升，购买汽车人越来越多，特别是在大中城市，汽车拥有量与日俱增，由此导致地面停车出现诸多难题，路难行、车难停，已成为许多城市的通病，如何解决这个问题呢？ 一般地，公共停车场都是地面停车场，是单层平面结构，地面有限导致停车位不够用。根据空间维数变化原理，可以建造立体车库，将平面结构变成空间多层结构，如图23-3、图23-4所示，车库占地面积大大减少，车位数量成倍增加。图23-4.升降横移式立体车库

5 相对于水平或垂直状态，将物体调整到倾斜或侧向位置，在结构、功能上会产生较大变化。 案例3：自卸货车 货车，是社会生产和人民生活中常用的运输工具。我们知道，一般货车的车厢是水平的、固定的，在装运货物时，往往需要耗费大量的人力、物力和时间来装货或卸货，例如，要把一车砂子从车厢卸下来，也不是一件简单的事。是否有更加简便快捷的方式呢？根据空间维数变化原理，通过改变车厢的倾斜程度，让砂子倾倒出来，起到自动卸货功能。于是，人们发明了自卸式货车，如图23-5，在液压泵、举升液压缸的作用下，自动卸货，大大提高了生产效率。 空间维数变化原理3：使物体倾斜或侧向放置图23-5.自卸式货车

6 空间维数变化原理4：利用给定表面的反面 对一个物体表面的反面再开发、再利用，也是维数变化的方式之一，往往会产生意想不到的效果。 案例4：双面集成电路板 集成电路板是在一小块单晶硅片上，采用半导体制作工艺，制作出许多晶体管、电阻器、电容器等元器件及布线，连成一个完整的电子电路的微型电子器件或部件。集成电路板在电视机、音响、电脑、通信设备、遥控、雷达、芯片等诸多电子产品中广泛使用。 随着高科技的发展，人们希望越来越多的电子产品性能高、功能强、体积小、重量轻，这就需要其中的电路板也要向轻、薄、短、小方向发展。那么，如何在一小块单晶硅片上集聚大量的元器件呢？可见，单面电路板难以满足需求，就需要利用电路板的反面，制作双面集成电路板，如图23-6所示，集成更多的元器件，满足更复杂的电路需求。图23-6.双面集成电路板

7 另外，在生活中，我们的衣服一般都有正面和反面，大家穿衣服的时都是正面朝外，如果反面朝外，会被别人笑话。这样，要想换个颜色就需要去多买一件衣服。如果充分利用衣服的反面，就可以制作出两面能穿的衣服，现在市场上已有女士两面穿羽绒服，如图23-7，男士两面穿休闲夹克，如图23-8所示。 图23-7.女士两面穿羽绒服图23-8.男士两面穿休闲夹克

8【思政联结】 1.以多维视角透视习近平治国理政思想 2.多维解析“百年未有之大变局” 3.“新时代”内涵的多维解读 4.习近平总书记治国理政思想的三个重要维度 5.五个维度解读习近平传统文化观 6.习近平用六个维度点透中非命运共同体