奇思妙想小發(fā)明：發(fā)明方法之組合發(fā)明法

發(fā)布時(shí)間： 2018-09-29 10064

橡皮和鉛筆是兩項(xiàng)不同的技術(shù)成果。一位貧窮的畫(huà)家威廉把它們組合在一起，發(fā)明了把橡皮包在鉛筆頭上的鉛筆。他獲得了專(zhuān)利。他把這個(gè)專(zhuān)利和專(zhuān)利權(quán)賣(mài)給了拉巴地布鉛筆公司，使該公司每年僅專(zhuān)利費(fèi)一項(xiàng)收入，達(dá)50萬(wàn)美元。有一家音樂(lè)工業(yè)公司的技術(shù)員豪斯菲爾德，把超聲檢查儀與計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別兩項(xiàng)技術(shù)組合起來(lái)，發(fā)明了能夠進(jìn)行人體內(nèi)探測(cè)的CT掃描儀器，因而獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

這項(xiàng)發(fā)明技法叫組合法。它是在創(chuàng)造發(fā)明中，把多種技術(shù)成果綜合在一起，構(gòu)思出新穎的設(shè)計(jì)和獨(dú)特的功能的方法。

組合法是詳細(xì)構(gòu)思設(shè)想的有效途徑。有人對(duì)1900年以來(lái)的480項(xiàng)重大成果進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)從1950年以后，組合型的成果的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了突破型發(fā)明的數(shù)量，成為占主導(dǎo)地位的技術(shù)。組合型的技術(shù)發(fā)明使技術(shù)更加完善、成熟。

組合法也有一定的規(guī)律可循。在有了某個(gè)創(chuàng)造性設(shè)想，或者謀求某種特殊功能的時(shí)候，我們可以從原理的組合、內(nèi)插式組合、輻集式組合等三種形式，從不同的角度進(jìn)行發(fā)明設(shè)計(jì)。

（1）原理的組合

所謂原理的組合，是指己有的技術(shù)原理為基礎(chǔ)通過(guò)巧妙的組合，創(chuàng)造出新的功能或新穎的事物的方法。例如，人體內(nèi)長(zhǎng)結(jié)石的病人很多，結(jié)石病人多有劇烈疼痛等痛苦。一般治療中采取外科手術(shù)的方法，摘除結(jié)石。但有許多結(jié)石病在手術(shù)后仍容易復(fù)發(fā)。若用藥物治療，可以排除小的體內(nèi)的結(jié)石，而較大塊的結(jié)石卻難以通過(guò)服藥來(lái)化解或排除。醫(yī)生們一直在尋求著不做手術(shù)而排除人體內(nèi)結(jié)石的方法。英國(guó)一家醫(yī)療研究中心提出了一項(xiàng)不需外科手術(shù)而粉碎結(jié)石的發(fā)明。這種發(fā)明是把兩個(gè)原理巧妙地結(jié)合而得到的。一個(gè)原理是超聲波可以破碎巖石，當(dāng)然也可以破碎人體內(nèi)的結(jié)石。但如果是把超聲波加強(qiáng)到能夠破碎人體內(nèi)的結(jié)石時(shí)，人體也損壞了。用什么方法，既能破碎結(jié)石，又不損壞人體呢？他們想到了橢球內(nèi)，一個(gè)焦點(diǎn)發(fā)出的光線或波會(huì)在另一個(gè)焦點(diǎn)聚焦的原理。根據(jù)這兩個(gè)原理，他們建一個(gè)水槽，讓結(jié)石病人躺在其中，使體內(nèi)結(jié)石處于橢球內(nèi)的一個(gè)焦點(diǎn)上，在另一焦點(diǎn)發(fā)射超聲波。經(jīng)過(guò)約1分鐘的超聲波沖擊，體內(nèi)結(jié)石就會(huì)化成小碎塊，然后通過(guò)服用藥物可以排除。磁半導(dǎo)體的發(fā)明也是霍爾效應(yīng)與磁阻效應(yīng)的結(jié)合。

（2）內(nèi)插式組合

內(nèi)插式組合，是以一項(xiàng)技術(shù)措施、方法為主，再插入其他的技術(shù)措施、方法達(dá)到新功能的組合設(shè)計(jì)方法。有人說(shuō)當(dāng)今的技術(shù)有兩個(gè)特點(diǎn)，一是結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越復(fù)雜，二是操作變得越來(lái)越簡(jiǎn)單。在現(xiàn)代技術(shù)中被認(rèn)為最重要的技術(shù)——電子計(jì)算機(jī)技術(shù)是一個(gè)復(fù)合的技術(shù)產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)最早出現(xiàn)于1890年，由霍勒斯里發(fā)明。這臺(tái)機(jī)械的計(jì)算機(jī)能識(shí)別穿了孔的卡片，能計(jì)算，后來(lái)還能用于數(shù)據(jù)貯存和檢索。但是這臺(tái)龐大的機(jī)器的真正普及應(yīng)用是在電子學(xué)發(fā)展，特別是晶體管的出現(xiàn)以后才實(shí)現(xiàn)的。計(jì)算機(jī)專(zhuān)家們把晶體管技術(shù)插到霍勒里斯的計(jì)算機(jī)技術(shù)中，使計(jì)算機(jī)更快速化、更多功能和小型化，才使計(jì)算機(jī)技術(shù)變?yōu)橛绊懙浆F(xiàn)代人生活中每個(gè)方面的技術(shù)。

這種組合可應(yīng)用于很多小的技術(shù)產(chǎn)品。比如，用于鍛煉身體的計(jì)步鞋，就是將計(jì)步器插入到鞋底中實(shí)現(xiàn)的。將電爐插到水壺中，便產(chǎn)生了電水壺的新產(chǎn)品。將噴水的環(huán)節(jié)插入電熨斗中，出現(xiàn)了噴霧式電熨斗，等等。

（3）輻集式組合

輻集式組合，是選取一項(xiàng)通用的技術(shù)或通用的技術(shù)產(chǎn)品，列出它所有可能應(yīng)用的方面或所有可以與之結(jié)合的技術(shù)產(chǎn)品，以產(chǎn)生新的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的方法。

比如超聲波技術(shù)，是一個(gè)通用的技術(shù)手段，它現(xiàn)在己發(fā)現(xiàn)的用途有：超聲波熔化，用于熔化密度不同的金屬，能夠明顯地將密度不同的金屬分層熔出。超聲波焊接，利用超聲波裝置放出的波，引起鋁板表面發(fā)生小爆炸，除掉鋁板表面的氧化膜，然后進(jìn)行焊接。超聲波燒結(jié)，通過(guò)在燒結(jié)物上加超聲波，縮短燒結(jié)時(shí)間。超聲波切削，利用超聲波加到切削刀具上，以防止切削刀具與被切割物件之間熔化、粘著。還有我們比較熟悉的超聲波攪拌，用在混凝土構(gòu)件制造中。超聲波探傷，可用于機(jī)器的整機(jī)檢查。

超聲波的這些應(yīng)用是從一種應(yīng)用技術(shù)和原理輻射出去，產(chǎn)生新的發(fā)明設(shè)想。你能利用這種輻集式組合，再創(chuàng)造，發(fā)明新產(chǎn)品嗎？

運(yùn)用組合發(fā)明法要注意些什么問(wèn)題呢？有哪些要領(lǐng)？

（１）組合要有選擇性

世界上的事物千千萬(wàn)萬(wàn)，把它一樣一樣不加選擇地加以組合是不可能的，應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)奈锲愤M(jìn)行組合，不能勉強(qiáng)湊合。如國(guó)外一家公司曾大力推銷(xiāo)一種收音、照相兩用機(jī)，即將收音機(jī)、照相機(jī)組裝在一個(gè)外殼里。雖然廣告宣傳如何便利、實(shí)用。但實(shí)際上，拍照時(shí)，收音機(jī)毫無(wú)用處；而聽(tīng)收音機(jī)時(shí)，照相機(jī)又成了累贅，并且沒(méi)有節(jié)省材料。這樣的組合是不可取的。

（２）組合要有實(shí)用性

通過(guò)組合提高效益、增加功能，使事物相互補(bǔ)充，取長(zhǎng)補(bǔ)短，和諧一致。例如，將普通卷筆刀、盛屑盒、橡皮、毛刷、小鏡子組合起來(lái)的多功能卷筆刀，不僅能卷鉛筆，還可以盛廢屑、擦掉鉛筆寫(xiě)錯(cuò)的字、可作鏡子照，大大增加了卷筆刀的功能，很有實(shí)用性。

（３）組合應(yīng)具創(chuàng)造性

通過(guò)組合要使產(chǎn)品內(nèi)部協(xié)調(diào)，互相補(bǔ)充，相互適應(yīng)，更加先進(jìn)。山東青島市合江路小學(xué)五年級(jí)劉筱鍇同學(xué)發(fā)明保健電熱烘鞋器。當(dāng)鞋子濕了，將烘鞋器插入鞋里，可以把鞋烘干。這個(gè)烘鞋器用電熨斗芯作熱源，用銅管、銅片當(dāng)散熱器，把除臭味的藥粉填撒在散熱片之間，用尼龍襪套起來(lái)。這樣的組合確是有創(chuàng)造性的。

 請(qǐng)你發(fā)明設(shè)計(jì)

觀察與思考

１、舉出５種是組合發(fā)明的物品，并指出它們是什么物品組合的？

２、判斷小發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)是：新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性。請(qǐng)以這“三性”判斷下列兩件發(fā)明能否成功，并說(shuō)明理由。

（１）多功能旅行筷。筷子是空心的，頂上加個(gè)帽蓋，空筷里可以放些調(diào)味器、牙簽。

（２）廚房多用刀。旋下刀柄（內(nèi)裝電動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤(pán)、插頭等），在刀柄上裝上附件，可以打蛋、洗碗。刀裝上刀柄，可以切菜、刨絲、開(kāi)瓶蓋、開(kāi)罐頭、刨皮等。

為了節(jié)省空間，增加靈活性和功能，人們發(fā)明了不少組合用具，如組合螺絲刀、組合玩具、組合家具等。請(qǐng)你也來(lái)發(fā)明一種組合用具?？僧?huà)圖說(shuō)明，也可制成模型或?qū)嵨铩?

同學(xué)們，發(fā)揮你的奇思妙想，開(kāi)始發(fā)明創(chuàng)造吧！

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