關于實木桌椅家具拆裝結構的分析與創新實踐

程竣

摘要：隨著我國電商的快速發展，現階段家具的銷售出現了以電商化為主要特征，帶來家具運輸成本的增加，運輸的質量控制也相對加大了難度等問題。因此，對現代家具的拆卸設計、平面包裝和組裝便捷等提出了比較高的要求。結合案例，分析拆裝結構在實木桌椅中的應用現狀以及現有的主要拆裝形式，并從家具產品的生產、使用和運輸等各個方面對實木桌椅的拆裝結構進行了綜合分析。并總結其機械穩定性、安裝便捷和節省資源的設計要求。根據其設計的要求以及相關的榫卯原理，設計了一種可用在桌子和椅子的拆卸和組裝的創新結構，以便為實木桌椅的設計提供參考。

關鍵詞：實木桌椅;可拆裝結構;結構設計;分析;創新實踐

1 實木桌椅家具中的可拆裝結構

可拆卸家具是指通過不同的連接器或插接式結構將各個零件組裝在一起以實現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點，對現代實木桌椅家具中可拆裝結構的各種類型進行了分類。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，在電商家具的銷售種類中占比最大，是老百姓最喜歡網購，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系主要包括面（座）板、橫撐、腿部構件和靠背等，其中的腿部構件和橫撐是實木桌椅主要的機械支撐點，并且對實木桌椅可拆卸結構的機械穩定性要求也更高。

1.1 五金連接件

在現代家具中，五金連接件是實木桌椅等家具實現拆卸和組裝的有效手段。依靠不同形式的五金連接件，可以實現上述連接關系的安裝。當前，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

榫卯結構是中國傳統創作的獨特制造技術工藝，也是中國制作傳統家具的精髓。一方面，受傳統手工藝向工業化生產和智能制造現代化的影響，另一方面，它受到促進中國傳統文化和提高民族認同感的文化需求。榫卯結構連接的設計和改進是現代家具設計的重要組成部分。傳統的榫卯結構中有大量結構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，并且大多采用改進的棕角榫、抱肩榫和新生的壓條榫、栓榫等;腿部構件和橫撐通常為T形結構，當前，使用各種形式的格子肩榫。對于大型實木部件（例如面板），使用改進的燕尾榫和插入榫等等。對于機械力學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械力學穩定性有很大的影響，并且需要高的加工精度，因此目前榫卯結構仍與粘合劑一起使用，并且尚未實現可拆卸家具的批量生產。

綜合以上所論述的，目前家具的拆裝結構形式主要是五金件連接件和改進的榫卯連接。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，通過設計磨損少，操作簡單，耗時短的拆裝連接件，實現實木桌椅的拆裝非常重要。更需要適應于電子商務銷售模式的產品設計，切實考慮用戶DIY拆裝需求，關注用戶體驗。

2 實木桌椅家具可拆裝結構的設計要求

2.1 力學穩定性

安全性是實木桌椅家具設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準。在對實木桌椅家具可拆卸結構進行分析的基礎上，無論是五金連接件還是改進的榫卯連接，拆卸的方法都是基于對連接節點的分析與研究。 因此，主承受力節點的連接方法對機械力學穩定性提出了要求。同時，為了避免資源浪費，借助于有限元分析和其他方法，對新的連接部件或改進的榫卯結構進行了理論分析以及進一步的優化和改進。

2.2 操作便利性

實木桌椅家具可拆裝結構操作的便利性主要體現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安裝者轉變為用戶自行安裝，一方面缺乏專業工具，另一方面缺乏安裝知識。 因此，拆卸和組裝方法應簡單明了，并盡可能使用免工具安裝。 另外，根據相關研究數據，用戶可接受的櫥柜安裝范圍在30分鐘以內，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 資源節約性

可拆卸和組裝家具的出現是為了解決實木桌椅等家具在運輸過程中包裝成本過高的問題。引入標準化和模塊化設計概念以彌補當前可拆卸和組裝家具拆裝結構的拆裝壽命短的問題，并通過更換可拆卸和組裝家具產品零部件或連接部件來實現產品的可持續使用?？刹鹦逗徒M裝家具包含綠色和環境保護的設計內涵，是其具有環保屬性的重要體現。

3 拆裝結構的創新實踐

為了避免使用釘子和膠粘劑，以更符合綠色環保的趨勢，并適應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，實現實木桌椅的拆卸和組裝。

3.1 具體說明

拆裝結構的主要組件是腳部構件、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件，并通過榫卯結構連接面（座）板和腿部構件，形成各部件互鎖關系。實木椅腿上端設計有榫頭，側面設計有榫槽，該榫槽底部設計有貫通椅腿的圓形通孔，考慮到機械化加工的便利性，橢圓型槽為榫槽的設置，橢圓榫為榫頭的設置，如圖2所示。操作桿為半圓柱型金屬件，下端兩側設計有L型的開槽，與轉軸連接件進行配合，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，是用于配合轉軸連接件H的固定和旋轉。轉軸連接件H在L型開槽J內旋轉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，使實木的椅腿構件組成“門”形部件，同時，使用五金橫撐增強了椅子整體的穩定性，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 結語

借鑒成熟的板式家具拆裝思路，從連接節點的角度分析當前實木桌椅家具拆裝結構中常見的節點連接類型，以得出目前實木桌椅家具拆裝的結論。 就連續性和可操作性而言，這種方法是不夠的。總結了機械力學穩定性、操作便利性和資源節約的設計要求，基于這三個設計要求，提出了一種將五金件連接件和榫卯連接相結合的拆卸結構，為實木桌椅家具的拆裝結構提供一些設計思路，同時，可以在后期通過虛擬仿真和其他方法進行機械力學分析，以驗證機械力學穩定性，并在材料和結構方面進一步優化設計。

參考文獻：

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

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