關(guān)于實木桌椅家具拆裝結(jié)構(gòu)的分析與創(chuàng)新實踐

程竣

摘要：隨著我國電商的快速發(fā)展，現(xiàn)階段家具的銷售出現(xiàn)了以電商化為主要特征，帶來家具運(yùn)輸成本的增加，運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量控制也相對加大了難度等問題。因此，對現(xiàn)代家具的拆卸設(shè)計、平面包裝和組裝便捷等提出了比較高的要求。結(jié)合案例，分析拆裝結(jié)構(gòu)在實木桌椅中的應(yīng)用現(xiàn)狀以及現(xiàn)有的主要拆裝形式，并從家具產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用和運(yùn)輸?shù)雀鱾€方面對實木桌椅的拆裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行了綜合分析。并總結(jié)其機(jī)械穩(wěn)定性、安裝便捷和節(jié)省資源的設(shè)計要求。根據(jù)其設(shè)計的要求以及相關(guān)的榫卯原理，設(shè)計了一種可用在桌子和椅子的拆卸和組裝的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，以便為實木桌椅的設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：實木桌椅;可拆裝結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計;分析;創(chuàng)新實踐

1 實木桌椅家具中的可拆裝結(jié)構(gòu)

可拆卸家具是指通過不同的連接器或插接式結(jié)構(gòu)將各個零件組裝在一起以實現(xiàn)多次拆卸和組裝的家具，以面板柜為最具代表性，柜體分為幾個主要組件單元，完成主要部件之間的連接就可以實現(xiàn)家具的整體安裝。基于拆裝板式櫥柜家具的思路，分析實木桌椅的各個節(jié)點，對現(xiàn)代實木桌椅家具中可拆裝結(jié)構(gòu)的各種類型進(jìn)行了分類。實木的桌子、椅子是實木家具中的重要組成部分之一，與我們的日常生活也是息息相關(guān)，在電商家具的銷售種類中占比最大，是老百姓最喜歡網(wǎng)購，DIY組裝的家具種類。實木桌子的主要組成部分包括桌子面板、桌子橫撐和桌子腿等。實木椅子的主要組成部分包括椅子座面、椅子靠背、椅子腿與椅子橫撐等。這些組件之間的連接關(guān)系主要包括面（座）板、橫撐、腿部構(gòu)件和靠背等，其中的腿部構(gòu)件和橫撐是實木桌椅主要的機(jī)械支撐點，并且對實木桌椅可拆卸結(jié)構(gòu)的機(jī)械穩(wěn)定性要求也更高。

1.1 五金連接件

在現(xiàn)代家具中，五金連接件是實木桌椅等家具實現(xiàn)拆卸和組裝的有效手段。依靠不同形式的五金連接件，可以實現(xiàn)上述連接關(guān)系的安裝。當(dāng)前，在實木桌椅家具上最為常見的連接形式為：①在實木零件的表面打圓的小孔，并用自攻螺釘完成組裝;②使用二合一和三合一連接器件;③將連接器件直接連接到實木零件上。

1.2 改良后的榫卯連接

榫卯結(jié)構(gòu)是中國傳統(tǒng)創(chuàng)作的獨(dú)特制造技術(shù)工藝，也是中國制作傳統(tǒng)家具的精髓。一方面，受傳統(tǒng)手工藝向工業(yè)化生產(chǎn)和智能制造現(xiàn)代化的影響，另一方面，它受到促進(jìn)中國傳統(tǒng)文化和提高民族認(rèn)同感的文化需求。榫卯結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計和改進(jìn)是現(xiàn)代家具設(shè)計的重要組成部分。傳統(tǒng)的榫卯結(jié)構(gòu)中有大量結(jié)構(gòu)具有良好的拆卸和組裝性能。面板（座板）和腿部件之間的連接是F型接頭，并且大多采用改進(jìn)的棕角榫、抱肩榫和新生的壓條榫、栓榫等;腿部構(gòu)件和橫撐通常為T形結(jié)構(gòu)，當(dāng)前，使用各種形式的格子肩榫。對于大型實木部件（例如面板），使用改進(jìn)的燕尾榫和插入榫等等。對于機(jī)械力學(xué)要求相對較弱的零部件，例如實木椅背和座面之間的連接處，也將使用圓形榫連接。然而，由于榫頭和榫眼的配合對機(jī)械力學(xué)穩(wěn)定性有很大的影響，并且需要高的加工精度，因此目前榫卯結(jié)構(gòu)仍與粘合劑一起使用，并且尚未實現(xiàn)可拆卸家具的批量生產(chǎn)。

綜合以上所論述的，目前家具的拆裝結(jié)構(gòu)形式主要是五金件連接件和改進(jìn)的榫卯連接。其中，五金件連接件連接比榫卯連接更方便，并且要求較低的處理精度。但是，五金件連接也存在諸如選擇相對低成本的連接器的問題，這將對實木部件造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞，并且安裝時間過長，從而影響用戶的安裝體驗。因此，通過設(shè)計磨損少，操作簡單，耗時短的拆裝連接件，實現(xiàn)實木桌椅的拆裝非常重要。更需要適應(yīng)于電子商務(wù)銷售模式的產(chǎn)品設(shè)計，切實考慮用戶DIY拆裝需求，關(guān)注用戶體驗。

2 實木桌椅家具可拆裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求

2.1 力學(xué)穩(wěn)定性

安全性是實木桌椅家具設(shè)計最原始與最基本目的，也是評定實木桌椅家具可拆卸性好與壞的主要標(biāo)準(zhǔn)。在對實木桌椅家具可拆卸結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，無論是五金連接件還是改進(jìn)的榫卯連接，拆卸的方法都是基于對連接節(jié)點的分析與研究。 因此，主承受力節(jié)點的連接方法對機(jī)械力學(xué)穩(wěn)定性提出了要求。同時，為了避免資源浪費(fèi)，借助于有限元分析和其他方法，對新的連接部件或改進(jìn)的榫卯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析以及進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)。

2.2 操作便利性

實木桌椅家具可拆裝結(jié)構(gòu)操作的便利性主要體現(xiàn)在拆裝形式以及組裝時間等方面。實木桌椅家具銷售模式的改變，家具的安裝從最初的專業(yè)安裝者轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩糇孕邪惭b，一方面缺乏專業(yè)工具，另一方面缺乏安裝知識。 因此，拆卸和組裝方法應(yīng)簡單明了，并盡可能使用免工具安裝。 另外，根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)，用戶可接受的櫥柜安裝范圍在30分鐘以內(nèi)，安裝時間超過2小時會使人感到不適，并且實木桌椅的連接節(jié)點比較少，因此高效率安裝也是操作便利性的特定要求之一。

2.3 資源節(jié)約性

可拆卸和組裝家具的出現(xiàn)是為了解決實木桌椅等家具在運(yùn)輸過程中包裝成本過高的問題。引入標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計概念以彌補(bǔ)當(dāng)前可拆卸和組裝家具拆裝結(jié)構(gòu)的拆裝壽命短的問題，并通過更換可拆卸和組裝家具產(chǎn)品零部件或連接部件來實現(xiàn)產(chǎn)品的可持續(xù)使用。可拆卸和組裝家具包含綠色和環(huán)境保護(hù)的設(shè)計內(nèi)涵，是其具有環(huán)保屬性的重要體現(xiàn)。

3 拆裝結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新實踐

為了避免使用釘子和膠粘劑，以更符合綠色環(huán)保的趨勢，并適應(yīng)家具電商化和分散化銷售的特點，我們提出了一種基于自鎖式榫卯原理的五金連接件，通過與面板的匹配，實現(xiàn)實木桌椅的拆卸和組裝。

3.1 具體說明

拆裝結(jié)構(gòu)的主要組件是腳部構(gòu)件、五金連接件和面板。 如圖1所示，通過五金自鎖連接件固定腿部構(gòu)件，并通過榫卯結(jié)構(gòu)連接面（座）板和腿部構(gòu)件，形成各部件互鎖關(guān)系。實木椅腿上端設(shè)計有榫頭，側(cè)面設(shè)計有榫槽，該榫槽底部設(shè)計有貫通椅腿的圓形通孔，考慮到機(jī)械化加工的便利性，橢圓型槽為榫槽的設(shè)置，橢圓榫為榫頭的設(shè)置，如圖2所示。操作桿為半圓柱型金屬件，下端兩側(cè)設(shè)計有L型的開槽，與轉(zhuǎn)軸連接件進(jìn)行配合，如圖3所示。

3.2 裝配方式

如圖4所示，五金連接件中的轉(zhuǎn)軸連接件H固定連接于五金橫撐G的兩端，操作桿I下端J-L型開槽，是用于配合轉(zhuǎn)軸連接件H的固定和旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸連接件H在L型開槽J內(nèi)旋轉(zhuǎn)90度，再通過L型槽折點向上滑動，最后使操作桿I和五金橫檔G呈T型，使實木的椅腿構(gòu)件組成“門”形部件，同時，使用五金橫撐增強(qiáng)了椅子整體的穩(wěn)定性，并最終與面板的貫通榫眼配合完成三個組件的互鎖。拆卸的時候，只要分開面板和腿部組件，滑動并旋轉(zhuǎn)操作桿，然后從圓形通孔中取出五金連接部件就可以，操作簡單快捷方便。

4 結(jié)語

借鑒成熟的板式家具拆裝思路，從連接節(jié)點的角度分析當(dāng)前實木桌椅家具拆裝結(jié)構(gòu)中常見的節(jié)點連接類型，以得出目前實木桌椅家具拆裝的結(jié)論。 就連續(xù)性和可操作性而言，這種方法是不夠的?？偨Y(jié)了機(jī)械力學(xué)穩(wěn)定性、操作便利性和資源節(jié)約的設(shè)計要求，基于這三個設(shè)計要求，提出了一種將五金件連接件和榫卯連接相結(jié)合的拆卸結(jié)構(gòu)，為實木桌椅家具的拆裝結(jié)構(gòu)提供一些設(shè)計思路，同時，可以在后期通過虛擬仿真和其他方法進(jìn)行機(jī)械力學(xué)分析，以驗證機(jī)械力學(xué)穩(wěn)定性，并在材料和結(jié)構(gòu)方面進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳雙雙、徐偉、詹先旭.實木桌椅拆裝式結(jié)構(gòu)分析與創(chuàng)新實踐[J].家具與室內(nèi)裝飾，2020， No.257（07）：122-124.

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