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功能转移与裁剪的种情况

时间:2022-10-07 百科知识 版权反馈
【摘要】:功能分析中,功能转移与功能组件裁剪,是解决功能性问题强有力的方法。但也可能裁剪出崭新的产品。这是功能在系统内转移的情况,下一例也是功能在系统内转移。这里呼吸用的是液态氧,冷却用的是氟里昂。在一个组件上有用功能和有害功能联系在一起不可分开,对于这种情况,要把有害功能连同有用功能一起裁剪掉,再应用TRIZ理论重建一个新的功能系统。创新原理“35状态和参数变化”作出提示。

功能分析中,功能转移与功能组件裁剪,是解决功能性问题强有力的方法。特别是,裁剪很可能使产品发生根本性的变化,使产品更新换代,向更高水平发展。所以,在创新过程中,要重视、要启动功能分析这个环节。裁剪也往往使系统结构简化,降低成本,是技术系统理想化的发展。

功能转移、功能替代而产生功能裁剪一共有4种情况。

第1类功能组件裁剪:把功能转移到系统内、外(超系统)的组件上。寻找系统内外可替代完成功能的组件,甚至让接受功能的组件自己完成功能。如“用手推开门”,让门自己开,手推的功能就可以裁剪掉了。这种裁剪的主要特点是使产品结构简化,组件消失,功能还在。但也可能裁剪出崭新的产品。总之,裁剪总是会出现新气象。

例1:把排气扇的拉线开关裁剪掉,功能转移到风扇叶片上。

有一个专用的电源拉线开关,把拉线往下一拉,开关合上,同时通过一套弹簧机构,附带将关闭排气扇的活页拉开,以供风扇往外排气,这是一个拉开活页的功能,是排气扇的一个辅助功能,接受功能的组件是活页。当对这一拉开活页的功能进行功能分析,提出这一功能可否由其他组件实现时,发现风扇叶片吹出的风就可以将活页吹开(图7-32),所以,打开活页的功能可以转移到系统内的风扇叶片这个组件上,叶片不转,活页靠自重关闭。于是,开关活页这一功能就转移到叶片和活页上,拉开活页的组件就可以裁剪掉。这样一来,专用的拉线开关也可以用通用开关代替,不仅是降低成本,而且也延长了寿命。这是功能在系统内转移的情况,下一例也是功能在系统内转移。

例2:把鼠标的按键裁剪掉,功能转移到外壳上。

鼠标的前端有左右两个按键,其功能是在压力作用下,向下产生一个小位移,压力消失,按键自动向上返回。这两个按键可以裁剪吗?裁剪了当然鼠标的结构就简单了,成本也降低了。要裁剪就要找到能替它实现功能的其他组件。与其相邻的鼠标盖板就可以替代按键实现功能;如图7-33,扩大盖板覆盖面,中间开一条缝,靠盖板的弹性,在压力作用下下移,压力消失自动返回。现在这种无按键鼠标,已经取代了有按键鼠标。

图7-32 排气扇活页

图7-33 裁剪鼠标按键

例3:把矿难救灾防护服冷却介质氟里昂裁剪掉,用液态氧气代替。

防护服必须有氧气设备和冷却设备这样两套系统。氧气设备重20公斤,冷却设备也重20公斤,一共是40公斤。一个救生员如此负重就无法工作。这里显然要进行裁剪,把重量减下来。这里呼吸用的是液态氧,冷却用的是氟里昂。显然氧气是绝对不可缺少的资源。所以这里的氟里昂可以裁剪。冷却也用液态氧。让液态氧蒸发,就会产生冷却效果。完成冷却任务之后变成氧气,再用于呼吸。把冷却设备裁剪掉,重量就减轻了一半,只要背着液态氧就行了。

例4:把窗式空调(图7-34)的压缩机裁剪转移到窗户外(图7-35)。

图7-34 窗式空调

图7-35 压缩机转移到室外

窗式空调直接安装在窗户上。它的压缩机产生的噪声,晚上影响很大。显然,要消除这个有害功能,就是要把产生噪声的压缩机转移到系统之外,于是就产生了分体式空调。这样一个新的产品,把压缩机安装到室外。功能也可以转移到系统外(超系统)的组件上。

例5:把眼镜的镜框镜腿裁剪掉——隐形眼镜。

眼镜由镜片、镜框、镜腿、鼻托等组件组成。基本功能是镜片折射光线,其余的组件都是支持镜片的辅助功能。还要利用耳鼻的辅助功能,将眼镜架在耳鼻上,才能实现基本功能。现在对支持镜片的组件进行功能分析,提出这些组件是否可以都裁剪掉。都裁剪掉,就只剩下两个镜片了。行不行就看能否找到替代镜框镜架支持镜片的其他组件了。在系统内再没有其他组件了,因为只剩下了两块镜片,就只有在系统外(超系统)寻找了。和镜片关系紧密的就是眼睛,就只有靠眼睛支持镜片了。可是镜片大,眼睛支持不了。那就用软材料把镜片做小吧,然后再把这小小的镜片装进眼睛,实现了由眼睛支持镜片的功能,这就是隐形眼镜。这是一个把功能转移到产品系统外(超系统)实现功能裁剪的典型一例,总零件数是23件,只留下了两个镜片,裁剪掉的零件是21件,占总数的91%。可见裁剪威力之大。

例6:把打印机的墨盒裁剪掉,转移到系统外,用外挂大容量墨盒代替。

例7:把飞机的副油箱裁剪掉,转移到系统外,成为空中加油机,在空中给飞机加油。

第2类功能组件裁剪:把既有有用功能又有有害功能的组件裁剪创建新的功能系统。在一个组件上有用功能和有害功能联系在一起不可分开,对于这种情况,要把有害功能连同有用功能一起裁剪掉,再应用TRIZ理论重建一个新的功能系统。如白炽灯灯丝发光又发热,不可分开,而且发热消耗的电能更多,于是把灯丝裁剪掉,创建新的功能系统——LED。

例1:汽车零件浸漆(图7-36)。

图7-36 汽车零件浸漆系统

零件浸漆功能系统与结构系统图如图7-37。汽车零件挂在自动运行的链条的挂具上。运行到油漆槽的上方,下降到油漆槽中浸漆,然后升起继续向前运行。浸漆过程中,油漆槽中的油漆会不断减少,需要向油漆槽中自动补充油漆。方法是,油面上有一个浮球随漆面升降,漆面降低需要补漆,此时浮球在低位,通过杠杆将切换器中的电路开关闭合,马达得电驱动泵,将油漆桶中的油漆泵入油漆槽补充油漆,漆面升高,浮球也随之升高,到最高位置,又通过杠杆将切换器中的电路开关断开,泵停止泵漆,完成一个自动补漆的循环过程。

图7-37 零件浸漆功能系统与结构系统图

这个系统存在一个有害功能是,浮球沾上油漆被空气风干固着,沉入油漆之中浮不上来,泵一直开着泵漆,结果油漆从油漆槽中溢出造成事故。这个浮球既是有用的,又是有害的。这个有害功能必须裁剪,也就是浮球被裁剪掉了,系统就没有了自动补漆的功能。这个功能转移到什么地方,由谁实现,如何实现,一时还找不到明确的答案。于是就需要应用TRIZ理论重新构建一个自动补漆的功能系统。这里就以“自动补漆”作为技术矛盾的矛盾因素,其改善一方为“38自动化程度”,恶化一方为“35通用性与适应性”,可以从矛盾矩阵表上获得10个创新28,15,29,1,35,10,17,40,36,27;联系到本系统的具体情况有油漆槽和油漆桶,选择了如下几个创新:29气压或液压结构、15动态化、35状态和参数变化。下面结合具体情况应用这些创新原理,构成一个自动补漆的概念设计。29液压结构指的就是油漆桶。补漆肯定是要把油漆桶中的油漆补到油漆槽中,原来是用泵把漆打到油漆槽中,现在没有泵了,油漆桶中的油漆怎么能流进油漆槽中?显然,只要油漆桶的位置高于油漆槽的油面,用一根管子连接,靠油漆重量形成的压力,就可以让油漆流进油漆槽,这就是15动态化,让油漆动起来。于是很简单的解决了补漆的问题。还剩下一个自动控制的问题:什么时候补,什么时候停呢?创新原理“35状态和参数变化”作出提示。这里“状态和参数变化”指的是什么?就是油漆槽中漆面高度的变化。根据漆面的最高位置和有关液体的压力知识,就可以实现自动控制。把油漆桶放入油漆槽中输漆管子的出口端面,放在比最高漆面略高的位置,如果油漆没有达到这个高度,在重力作用下,油漆由油漆桶流入油漆槽。当油漆的高度超过了管子的出口端面,油漆把管口堵住,在大气压力的作用下,油漆不再流动,实现了自动控制。当油漆消耗,漆面下降,管子出口露出,又开始补漆,如此循环。裁剪后的浸漆自动补漆系统如图7-38所示。裁剪使系统结构简化。

图7-38 裁剪浮球后的浸漆系统

图7-39 吉它静电喷漆

其实,这个浸漆系统还有一个显而易见的有害功能,从槽中提起的零件会滴下油漆,不仅是造成浪费,而且零件上的油漆涂层不匀,上面薄,下面厚。所以这是一个很不理想的工艺。用喷漆的方法要比这种浸漆的方法好,涂层比较均匀,但也浪费了油漆。既不浪费油漆,涂层也均匀的方法就是静电喷漆,是目前比较理想的盖漆新工艺。所以,创新要求学习新的知识,应用新的知识。图7-39是吉它静电喷漆。

第3类功能裁剪:用新原理新技术新材料新工艺产生新的组件代替原有的组件。

用新原理、新技术、新材料、新工艺实施的裁剪,往往使产品升级换代。这一类的思路是,在发现组件既有有用功能又有有害功能之后,要想到,能不能应用创新方法找到一个新的东西代替它。于是,原有组件消失,新的组件产生,功能还在。

例1:浮法玻璃。以前平板玻璃生产线上,从玻璃融炉中淌出的平板玻璃,落在密排的传动辊上还是热的、软的。由传动辊的旋转传送平板玻璃。这个传送功能是一个辅助功能。由于传动辊之间都有一个空档,会使热玻璃板微微下垂。平板玻璃冷却之后,会有一点不平,这就是一个有害功能,于是就要加一道研磨工序,以减小有害功能。如何消除这个有害功能?如何应用创新原理,产生一个新的东西代替它?这里试图用技术矛盾解决这个问题。矛盾因素就是这要实现的功能:辊子传动热玻璃板。改善一方:32可制造性(因为结构简单);恶化一方:30作用于物体的有害因素(使玻璃板在空档下垂)。在矛盾矩阵表上可以查到10个创新原理:35,39,2,8,24,29,22,21,19,11。根据消除恶化不使玻璃板下垂的要求,选择了如下三个创新原理:35状态和参数变化,29气压或液压结构,8重量补偿。第一条创新原理提示要改变辊子的状态,怎么改变?第二、第三条创新原理提示,要把玻璃板放在液体之上,重量补偿,就是由液体的浮力平衡玻璃板的重量,也就是让玻璃板浮在液体上,进行传送。

于是这个液体就代替了辊子,辊子就被裁剪掉了。这就是“浮法玻璃”。用什么液体呢?水便宜,但不能用水,水比重小,托不起玻璃。选择了低溶点的锡,化成锡水,让玻璃浮在上面。于是就发明了浮法玻璃。就是用新材料——融化的锡水,代替辊子传送玻璃。这样,热玻璃下垂的有害功能消除了。原来的功能组件辊子被裁剪掉了,但是功能还在。从而也使平板玻璃换代升级了。

例2:半导体发光二极管。爱迪生白炽灯泡的基本功能是通电发光,应用了金属丝的电光效应。但是由于金属丝有电阻,通过灯丝发光所耗电能只占5%,而通过电阻发热所耗电能占95%。这就是发光这个有用功能伴生的一个有害功能发热。都是由一根灯丝产生的。要减少、消除这个有害功能,除非用新理论、新技术、新材料产生一个新的组件,代替原有的组件灯丝,通电发光。于是,灯丝这个组件就可以被裁剪掉了,问题才能得到解决。这当然不是一个简单容易解决的问题。下面我们就着手研究如何具体解决这个问题。首先把技术矛盾应用在这个灯泡上,看看从创新原理方面能获得什么启示。这里的矛盾因素:灯丝;改善一方:18照度,恶化一方:22能量损失。查《矛盾矩阵表》获得8个创新原理:19,1,35,24,13,6,16,14。联系到灯丝这个具体问题,选择了两个有用的创新原理:35状态和参数变化,13逆向思维。状态和参数变化提示,要改变灯丝的状态和参数。如何改变?还有一个非常重要的创新原理:逆向思维。对什么东西逆向思维?我们现在研究灯泡的核心内容就是灯丝。所以,要对灯丝进行逆向思维。如何进行逆向思维?作为一般常识,我们知道爱迪生在发明灯泡的时候,为灯丝选择了5千多种材料进行试验,对这些材料的一个基本要求就是要能导电,也就是说所选择的材料都是金属导体,现在灯泡的灯丝材料就是金属导体。要进行逆向思维,就是要对灯丝的材料进行逆向思维。也就是说灯丝不能用导体,要用与导体相反的东西,那就是绝缘体。用绝缘体肯定是不行的,因为它与电无缘。我们会想起,还有一种与导体相反的东西,那就是半导体,半导体与电有缘。创新原理逆向思维,帮助我们找到了一种代替灯丝的新材料——半导体,半导体的基本结构就是PN结。灯泡能发光的一个关键是金属灯丝具有电光效应,通电就亮。如果半导体也有电光效应,通电就亮,而且省电,那么用半导体这个组件代替灯丝,就是大功告成,就可以把灯丝从灯泡中裁剪了,它的有害功能也消除了。找来一个半导体PN结通电一试?不用了,这个试验已经有人做了。正是美籍乌克兰人尼克-霍洛尼亚柯,美国伊利诺大学电机工程系教授,1962年在美国通用电气公司就进行了半导体的电光效应试验。在半导体二极管PN结上加上正向电压,PN结即发出光芒。证明了半导体有电光效应。这也是世界上产生的第一个半导体发光二极管——LED。相比灯丝灯泡,LED节电3/4。用半导体发光二极管这个组件,代替灯泡中的灯丝组件,确实可以减少或消除灯丝发热的有害功能。组件替换,功能还在(图7-40)。这是一个基本功能或主要功能组件的裁剪问题。应用功能分析的裁剪,居然获得如此重大的技术突破。半导体发光二极管(LED),是照明技术具有深远意义的一次技术革命。如今LED获得广泛的重要的应用。

例3:近视眼激光手术。上面我们对眼镜组件进行了裁剪,把实现辅助功能的组件都裁剪掉了,就剩下实现基本功能的镜片,靠眼睛实现支持功能,于是就得到了隐形眼镜。要进一步发问,这个实现基本功能的镜片组件还可以裁剪掉吗?要把镜片也裁剪掉,这是可能的,问题是把镜片拿掉了,谁来代替它实现矫正眼睛的基本功能呢?这已经到了最后关头,还有什么能代替镜片呢?就只有靠眼睛自己了。怎么办?显然就是要对眼睛进行曲光矫正了,也就是要对眼睛动手术。于是,由此发明了“近视眼激光手术”对眼睛进行矫正。

“近视眼激光手术”即是人们常说的“准分子激光手术”,用准分子激光通过对角膜瓣下基质层进行屈光性切削,从而降低瞳孔区的角膜曲率,达到矫正近视的目的。此项技术经历了4个发展阶段。经过近20年的发展达到了一定的水平。图7-41是具有权威地位的美国威视准分子激光设备。镜片都被裁剪掉了!这一例正是由接受功能的组件眼球自己完成了功能。从裁剪基本功能组件镜片出发,到寻找到一种新的技术“近视眼激光手术”代替镜片,乃至代替整个眼镜,预告了眼镜终究要完成它的历史使命了。功能分析能给我们产生震撼的结果,裁剪了还可以再裁剪。当然,从无到有,又从有到无,这是整个世界发展的规律。

图7-40 LED

图7-41 美国威视准分子激光设备

例4:给猪打防疫针。在大型养猪场,为了防止在猪群中传播流行病,要给每一只猪注射疫苗。这是一件很麻烦的事情。要用注射器,要把猪抓住,猪要挣扎嚎叫。有别的办法替代给猪注射疫苗这个功能吗?有一点应该肯定,疫苗除了注射进入猪的体内之外,如果说还有别的方法进入猪的体内,效果应该是一样的。还有别的什么方法呢?那就是通过呼吸或吃食让疫苗进入体内。把疫苗喷雾在一个空间内,让猪进去呼吸半个小时,疫苗就进入体内。用呼吸替代注射,注射疫苗就被裁剪了。

例5:断路器动作缓慢是系统复杂惯性大。一个应用在三相交流电路上的断路器的电路原理图(图7-42),主要功能是在发生短路、过载、欠压时切断电路,以对其他电器实施及时保护。

图7-42 三相断路器

工作原理如下:当电路短路时电流很大,电磁脱扣器衔铁被吸合向上运动,推动垂直杆上移顶起搭钩,锁扣在弹簧力的作用下,带动动触头左移,断开电路;当电路过载时,电流也加大,但没有短路电流大,短路电流流过热元件加热双金属片,双金属片右端向上翘,也是推动垂直杆上移顶起搭钩,锁扣在弹簧力的作用下,带动动触头左移,断开电路;当电路欠压时,欠压脱扣器吸力不足,衔铁被接力弹簧向上拉起,推动垂直杆上移顶起搭钩,锁扣在弹簧力的作用下,带动动触头左移,断开电路。三种故障分别由三个机械执行机构操作。

这种断路器的主要问题是动作缓慢,安全性差。动作之所以缓慢,原因是要经过多重机械操作,才能使动触头左移脱开,各机械部分的惯性、间隙都会使动作时间延长。

显然,要使动触头快速脱开,就不能采用机械系统,要采用非机械系统代替,也就是说要把机械系统全部裁剪掉,也就是对这个断路器全面否定。那么要用一个什么样的非机械系统代替它呢?要解决这个问题,就要应用物理效应。一个直觉,在短路的时候,如果能直接应用短路电流控制触头的移动,动作肯定快速。

这里需要的功能是控制动触头的移动,到科学效应章节《功能与效应对应表》中,首先找到对应的功能,再在与功能对应的多个科学效应中,比较、选择适当的科学效应,作为原理,再把原理转换成具体方案。

在《功能与效应对应表》中,找到相应的功能是“F6控制物体位移”,能实现这一功能的物理效应有9个;选择哪一个,就要联系这里的具体情况。有一个“安培力”可以考虑;所谓安培力,是两根平行导线,如果通同一方向电流,两导线之间产生吸力,如果通相反方向电流,两导线之间产生斥力,如图7-43所示。

有了这个效应原理,就可以对触头作出安排,使触头处在平行导线的安倍力作用之下。下图是发生短路时,平行导线安倍力使触头脱开的情况;静触头与动触头连接导线之间流过的电流是异向的,当短路电流流过时,两导线之间产生斥力,使动触头向上脱开;动触头的导线是一个杠杆的一端,电流继续往后流,流经杠杆的另一头,并流经杠杆下的一分支,在杠杆与分支中流过的电流是同向的,两导线之间产生吸力,于是就把杠杆向下吸,使杠杆另一端的动触头进一步脱开,实现快速断路。与上面的机械断路器相比,这个平行导线断路器是多么简单(图7-44)!这也正说明了裁剪的神奇!

图7-43 平行导线中的安培力

图7-44 多么简单的断路器

第4类功能组件裁剪:对组件及相应功能进行逆向思维产生新的产品。

对原有的组件及其相应的功能进行逆向思维,甚至是完全的、绝对的反思、否定。如果这是一个进步的方向,就可能产生一个新产品。新的组件新的功能代替了原来的组件和原来的功能。这一类的思路是,找出问题,予以否定,另辟蹊径,产生新的产品。

例1:从手提热水瓶到气压热水瓶——从提到不提。

图7-45 气压热水瓶

手提热水瓶的手把实现的功能,是把热水瓶提起来倒水,再放下来。这里就出现了一个技术矛盾,改善一方是把水倒进了杯子,恶化一方是把热水瓶提起来倒水费劲,特别是对年老体弱的人。解决这个矛盾的方法就是否定提起热水瓶倒水,也是对手把的否定,不用手把,热水瓶立着就可以把水装进杯子里,显然这是要创新一种新式热水瓶。这应该是一个什么样的热水瓶呢?把技术矛盾引进手提热水瓶的手把。矛盾因素:提起手把倒水,改善一方:“36系统的复杂性”,恶化一方:“30作用于物体的有害因素”。查《矛盾矩阵表》可以得到9个创新原理:40,19,15,39,2,7,29,4,36。“从立着的热水瓶中让水流出来”这一目标出发,选择到如下3个有关的创新原理:15动态化、29气压或液压结构、7嵌套。通过逻辑分析进行概念设计,把创新原理转化成一个方案。动态化提示,要让水瓶里的水动起来;动起来需要动力,气压或液压结构提示,用气压把水从瓶中压出来,瓶盖是活动的,手一压就能对水形成气压;水瓶容积是封闭的,水怎么能出来呢?还有一个创新原理没用上,就是“嵌套”。这是提示,在水瓶中嵌套一根管子,管子下端靠近瓶底,管子上端是一190度弯头伸到瓶外。于是就形成一个新概念的热水瓶。手压瓶盖,空气压水,水从瓶底进入弯管并流出经过结构设计,于是就产生了一个新产品——气压热水瓶(图7-45)。用手压瓶盖,水就流出来流进杯子里。

新的组件新的功能,代替了原来的组件手把和提起水瓶的功能。原来的组件、功能都消失了,都裁剪掉了。这里的关键是对原有的组件及其功能进行否定,从而产生一个新的产品。

有时候正是一个大胆的否定,产生一个意想不到的好创意和新产品。

例2:从地面庞大的抽油机到井下紧凑的直线电机抽油机——变旋转运动为直线运动。

同一个内容,可能在TRIZ的各个部分出现。这是从不同的角度,用不同的方法解决问题。

图7-46 井下直线电机抽油机

油田里的抽油机(磕头机)在地面是一个庞大的机械装置,重达几十吨。电动机通过皮带轮带动曲柄机构转动,曲柄连杆带动横梁上下摆动。抽油机的主要功能就是,横梁上下摆动,通过钢丝绳以及与钢丝绳连接的很长的抽油杆,驱动井下抽油泵的柱塞上下往复运动,将原油泵到地面。简单地说,抽油机的功能,就是驱动井下油泵的柱塞上下往复运动。审视这个抽油机,方知要带动的在井中的抽油杆,几乎与井的深度相同,是以千米计算,不仅是它的重量,而且是一个产生故障的源头。要通过如此长的传动路线,到井下实现一个直线往复运动,是不合理的,应予以否定。理想的方法应该是,有一个直接产生往复运动的动力装置,到井下去直接与泵的柱塞连接,直接驱动柱塞往复运动。事实上,这种直接产生往复直线运动的动力装置是存在的,一个主要的产品就是直线电动机。所以,用一个直线电动机,放到井下直接与泵的柱塞连接,就可以驱动油泵抽油(图7-46)。原有的抽油机及井下的抽油杆,就全部裁剪掉了。新的组件及其功能,代替了原有的那些组件及其功能。

例3:把破冰船与冰层相撞的那一层裁剪掉——从破冰到不破冰少破冰。

图7-47 破冰船

破冰船是破冰的,能不能让破冰船不破冰或少破冰?这是一个很有意思的逆向思维。破冰船与冰层相撞的那一层,产生有害功能,对这一层要把它裁剪掉,这样破冰船就不用破冰了,因为和冰没有接触了。但是,破冰船被分成冰上一层和冰下一层,冰下的一层岂不是要掉到海里去了?上下两层还得要连在一起,只是在两侧用窄的破冰刀连起来,破冰的量就很少了,大块的冰“穿膛而过”,不用破,于是,破冰船消耗的能量就减少了(图7-47)。这个裁剪有点奇思妙想。

例4:扬声器的功能分析——不要纸盆。扬声器的工作原理如图7-48。由图可见,扬声器由圆柱形永久磁铁、包在磁铁外圈的轭铁、套在磁铁上的活动线圈、与线圈连成一体的纸盆、外层支架等零件组成。给线圈通上音频电流,根据电动原理,在磁场作用下,线圈就会产生振动,并把振动传递给与之相连的纸盆,纸盆振动推压空气,即发出声音。

纸盆是扬声器最重要、最不可缺少的零件,没有纸盆就发不出声音。但是,现在看着这纸盆就是不顺眼、不舒服,虽然说不出它有多少不好,至少有一点,纸盆使得扬声器的体积面积增大。能把这纸盆裁剪掉吗?把纸盆裁剪掉,扬声器就发不出声音了,也就是丧失了它的基本功能,没用了。这不打紧,只要我们掌握了裁剪的基本规则,并能实施,无论是基本功能,还是其他功能,都可以裁剪。在这里,只要在系统内或系统外能找到一个别的东西代替纸盆,与线圈连接在一起,接受线圈的振动激励,产生振动,同样也是可以发出声音来的。裁剪掉了纸盆,就只剩下一个扬声器的屁股了。要找的这个东西应该是在系统之外的,也就是在环境中找。在环境中找什么东西代替纸盆呢?最容易发现的东西就是桌面,用桌面代替纸盆。现在就把这个喇叭屁股放在桌面上,让线圈与桌面发生联系,给线圈通音频电流,这时就应该能听到声音了。可是听不到声音,或是声音很微弱。这是因为原来纸盆很轻很软,线圈能带动。现在是桌面,又硬又大,线圈的激振能力不够,带不动桌面振动发声。显然要提高线圈的激振能力,这是比较容易做到的。第一,加强磁场,如用稀土永久磁铁;第二,放大音频电流;第三,将线圈固定在一个铁芯上,加大线圈的运动质量,产生较大的激振力,足以推动桌面振动。于是出现了一个新的音响系统——共振音响,不用喇叭纸盆的音响。上面是一个与笔记本电脑配套的共振音响,实质上就是一个喇叭屁股——把喇叭纸盆去掉了。体积只有60立方厘米。不仅是放在桌面上,放在任何材料的平面上,都会发出悦耳的音乐。这就是不用喇叭的共振音响,喇叭纸盆被裁剪掉了(图7-48)。

图7-48 共振音响

例5:电动机不用机械减速器变速,用改变输入电压的频率变速(图7-49)。

图7-49 用变频器裁剪变速器

有的具有通用性的功能组件,由于技术进步产生了新的组件,而普遍受到裁剪。如机械减速器或变速器,由于电子变频器的产生而普遍受到裁剪,直接用变频器改变交流电动机的输入频率就可以变速,而不必再用减速器或变速器。今日连空调都用上了变频器,以调节工况,节省电能。所以,在功能分析中,了解这些新的技术是很重要的。

除了上面几个裁剪案例之外,又收集了一些裁剪案例,作为裁剪集锦,公布于下,以飨读者。这些案例有的曾是重大发明。从如此众多的案例中,我们将对裁剪会有更多的领悟。

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