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组合发明法是什么?包括哪些组合方式?

组合发明法是将两种及两种以上的技术思想、产品结构、方法理论的一部分或整体进行适当的组合变化,形成新的技术思想、设计出新的产品的发明创造方法。组合发明创造可以小到两个相同零件的组合,如两个齿向相反的斜齿轮的组合,发明了人字齿轮;也可以大到两种或两种以上不同技术系统的组合,如机械技术与电子技术的组合,其成果有数控机床、指示行驶位置和到达目的地前进方向的小轿车、无人驾驶飞机等等。其特征是思路的多起点、多指向、多交叉、多结点,具体包括组合的选择方法和组合的分析方法。

现实中我们所说的组合发明,基本上都是将一种以上事物的特点加以整合,将一种技术添加到另一种技术上,实现不同功能或者优点的不断集成。

组合的方式多种多样,大体上可以分为如下四种:

(一)主体附加

主体附加就是在原有的技术思想或物质产品上补充新内容、新附件。其特点是:组合事物的主体不变或者没有影响功能性的变化,附加的组合作为主体技术或者结构的补充,可以实现某种新的功能,为主体事物服务。例如,在照相机上面加上闪光灯。

在照相机上面加上闪光灯就是主体附加法

在照相机上面加上闪光灯就是主体附加法

早期的自行车没有车铃,后来人们把响铃装在自行车上,才有了车铃。再如,一种附加在摩托车上用于转向时鸣喇叭的装置。转弯时转向灯亮,同时喇叭响起。与此类似的主体附加创造包括在机动车上增设灯光、声音等各种装置,都是为了保证行驶的便捷和安全。

有一位五年级的小学生,他根据主体附加组合法提出了改造水杯的新思路。针对病人吃药丸时,容易丢三落四,往往不能同时备齐药丸和水这两样东西的情况。改造了杯子底部,设计出了“带储藏盒的水杯”。从杯底角度垂直俯视这款水杯,它的盛水内胆底部是凹型的。而与之配套的是一款可嵌入杯底的凸型储藏盒。

这款储藏盒开口可以移动关闭,能够确保盒内物品清洁,同时,它的嵌入取出也都非常便利。有了这款“带储藏盒的水杯”,病人出门在外服药更加方便。当然,这个储藏盒不仅能放药片,也能放茶叶等可冲泡之物。主体附加创造法是现实生活中最常见的组合发明创造方法,围绕着一个主体进行各种各样的添加,通过添加不同的结构、技术、装置,从而使得原来的主体实现新的功能。这种方法较为容易掌握,但要强调几点:

  • 第一,需要有针对性地确定一个主体。
  • 第二,需要对该主体的优点和缺点进行全方位的分析。
  • 第三,在主体主要结构或功能保持的前提下,通过增加具有特殊属性的技术或者结构弥补主体的缺点。
  • 最后,要让主体的特点和附加物的特点进行融合,才能实现创造性的发明。

(二)异类组合

与主体附加法不同的是这里的组合并没有制定一个相对的主体,两种以上的组合物之间并没有明显的主次关系,相互间的组合也更为多样,技术的渗透和杂揉程度也相对较大,在相互叠加融合的过程中引发整体的变化,创造程度更高。激光手术刀、激光唱片、激光打孔机床、电子灭蚊器等发明,都是异类组合创造的成果。

电子灭蚊器是异类组合发明成果

电子灭蚊器是异类组合发明成果

在异类组合创造的过程中,发散和集中是相互依托相互矛盾的存在。一方面从某一事物的功能或原理、结构、材料、方法等出发,将这些特点发散到其他众多不相关的事物上;另一方面将各种看上去不相关事物的功能、原理、材料、方法等特点集成到一个方向和目标上来。事物的差异性带来组合的创新性。

异类组合就是通过差异创造差异。事物的差异越大,联想和组合起来就越困难,而往往这种情形下产生的新事物也具备更强的创新性。

(三)同类组合

同类组合是指若干相同事物在时间或者空间上的叠加和组合。其特点是:组合后的事物各自的工作原理或基本结构上没有根本性的变化,往往具有组合的对称性和一致性趋向。但通过数量的增加能够弥补原有事物的性能缺陷,由量变带来质变,产生新的内涵。

双管猎枪、鸳鸯枕、情侣表、龙风笔以及双联插座、三联插座等,这些都是简单的同类组合。如果将单缸发动机组合为双缸、四缸发动机,那就是复杂的同类组合。

同类组合主要用于工业产品的创新设计,可以比较省事地使许多事物增添光彩,取得大量实用新型和外观设计专利。同类组合创造的技法独特而不深奥。思考的关键问题是首先探讨一下,究竟哪些事物需要自组,而且能实现自组。

同类组合主要从以下几个方面考虑:

  • 第一,将相同的相似的东西组合在一起。
  • 第二,原来的基本功能会发生一些改变,产生了新的功能和新的作用(至少会产生增强的效果)。
  • 第三,由于组合的角度不同、形式不同、方法不同、目的不同,故而产生创新的结果就不同。

当然,同类组合看似容易,而能够产生新的需求、体现新的价值的同类组合却不易得来。

(四)重组组合

重组组合是将原组合按事物的不同层次分解后又以新的构思重新组合起来的发明方法。其特点是:从事物的结构或者技术入手,通过改变原有结构上各个部件的空间位置关系或者技术上各个组件之间的先后顺序,从这种变化中获得创新的灵感。

将飞机机首的螺旋桨的安装角度变换90度便成为直升机,将水平的喷气发动机变换90度对着地面喷气而构成垂直起落的飞机等。

前文说过事物都具备整体性和分散性。这里说的整体性是指由很多个相互间有逻辑关系和层次关系的部分构成,而分散性是指事物的各个部分都可以通过逻辑关系的改变或者层次结构的调整进行不同的组合,而这种重组作为挖掘创新的方法,可以充分发挥现有产品和技术的潜力。

重组组合的步骤如下:

  • 1.针对事物的特点,分析事物的各个不同的组成部分;
  • 2.从各个组分间的逻辑关系入手,分析各组分的技术、结构、功能;
  • 3.上述这些功能在产品整体中的角色,以及相互之间的关系;
  • 4.针对这些关系进行深入研究,将各种组分进行优化组合,改进其不足;
  • 5.探索和建立新的逻辑关系和层次划分;
  • 6.提出重组方案,进行可行性研究;
  • 7.进行重组试验。
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