现代可拆装家具连接件的设计与应用研究

现代可拆装家具连接件的设计与应用研究
黄婷;顾颜婷;颜敏;黄琼涛;谢文昌
【摘要】家具产业作为工业4.0大环境下的一个传统劳动密集型产业,正在向现代化、智能化迈出重要的一步.\"个性化定制,柔性化生产\"是支持现代智能家具行业发展的重要理念.现代可拆装家具是一种潮流更是一种趋势,家具连接件的更迭交替也使得家具有了千百种形态.本文着重分析了现代以来可拆装家具连接件的演变与革新,针对在工业4.0的时代背景下如何创新发展与应用可拆装家具连接件提出了几点建议,并提出一种创新设计方案,以期为更好地实现家具标准化生产,更高效地进行家具模块化组装提供参考.
【期刊名称】《家具与室内装饰》
【年(卷),期】2019(000)005
【总页数】3页(P41-43)
【关键词】可拆装家具;连接件设计;标准化;模块化
【作者】黄婷;顾颜婷;颜敏;黄琼涛;谢文昌
【作者单位】南京林业大学家具与工业设计学院,江苏南京 210037;南京林业大学家具与工业设计学院,江苏南京 210037;宜华生活科技股份有限公司,广东汕头515834;宜华生活科技股份有限公司,广东汕头 515834;梅州市汇胜木制品有限公司,广东梅州 514021
【正文语种】中文
【中图分类】TS664.03
家具是指人类维持正常生活、从事生产实践和开展社会活动必不可少的器具设施大类。

人们一般把由各种连接件或插接结构将零部件组装而成的、可以反复拆装和安装的家具称为拆装家具（Ready To Assembly.RAT）[1]。

可拆装家具连接件作为此类家具的重要构成，其作用主要表现在两个方面：一方面，实现板材之间的紧固连接和空间分割；另一方面，可拆装连接件发挥位置调节的作用。

近年来，在工业4.0时代的大环境下，“个性化化生产，柔性化定制”成为家具产业发展的新模式，大规模定制家具、家具标准化成组技术、智能家居等的发展均与可拆装家具连接件的创新应用密不可分，进而对可拆装连接件及其家具的创新研发提出了更高要求。

1 传统可拆装家具连接件
标准化生产概念的提出推动了可拆装家具的起步与生产。

对于可拆装家具而言，标准化的五金件接口、可反复拆装的连接件是必不可少的组成部分。

标准化的提出大大节约了工厂的生产成本，缩短了家具的生产周期，满足了当时供不应求的局面。

无论是包豪斯标准化设计理念的提出还是32mm系统的推广应用，标准化是家具产业发展生产强有力的引擎，是衡量工厂生产的一把标尺。

1.1 三合一偏心连接件
三合一偏心连接件由20世纪70年代德国海福乐公司和海蒂诗公司先后推出，是
长期以来占据较大市场份额的可拆装家具连接件品种，它与32mm系统的普遍推广大大推动了板式家具可拆装化理念的发展。

偏心连接件主要用于旁板和水平板件之间的连接，安装迅速快捷，可重复使用，且不影响美观，符合家具可拆装的原则。

三合一偏心连接件由偏心体、吊紧螺钉及预埋螺母组成（图1）。

偏心件的规格种类丰富，以海蒂诗生产的偏心件为例有Rastex系列（闭口偏心件）和VB系列（开口偏心件）。

Rastex系列连接件一般规格在直径15mm与25mm，VB系列连接件一般规格在主孔直径30mm与20mm。

连接杆的长度主要有24mm和
34mm两种不同规格，可以根据板材的尺寸进行选择。

连接杆有不同的连接方式
如L型连接、T型连接、十字连接等来满足不同的板件结合方式，以及各种角度满足不同需求[2]（表1）。

1.2 快装接插件KEKU
由海福乐公司自主研发的这一款快装接插件KEKU[3]，以聚碳酸酯作为原材料，
具有良好的耐温性，耐腐蚀性较弱，用于各种板材之间的快速牢固连接，采用自攻螺丝安装，可进行多次拆装（图2）。

这款水平插入式子母连接件作为传统连接件的一种被广泛运用于板材之间的快速连接，适应32mm系统体系，能够简化拆装步骤，完成家庭便捷组装。

表1 角度连接杆
images/BZ_44_177_336_1612_397.pngimages/BZ_44_178_401_1611_848.pn g
■图1 偏心连接件（三合一连接件）
■图3 p系列快速连接件
■图2 快装接插件KEKU
■图5 Threespine锁扣家具技术
■图4 p系列快速连接件
2 现代创新型可拆装连接件
我们正面临经济增速变缓的不利形势,但就家具产业在国民经济中的地位来看, 家具仍然是人们日常生活不可或缺的一类重要商品[4]。

随着现代社会的发展，家具的
内涵意义变得更加丰富与多样。

许多现代创新型连接件应运而生，它们有的使家具的安装更加快速便捷，有的作为家具的外观部件展示不一样的文化内涵。

“工业4.0”是以智能制造为主导的“第四次工业革命”，被认为是全球制造业未来发展
的方向[5]。

工业4.0的核心就是实现“智能生产”也就是动态配置的生产方式[6]。

在工业4.0的大环境下，家具行业要通过标准化设计，柔性生产来迎接大规模定制家具的时代。

大规模定制家具的产品设计体系包括系列化、通用化、组合化和模块化等所组成的标准化系统[7-8]。

对于现代创新型可拆装家具产业发展而言，可拆
装连接件成为了核心问题。

2.1 拉米诺快速连接系统
三合一连接件虽然在板式家具行业中被广泛使用，但是也同样存在它的局限性，如：只能做直角零件的局限性使得一些倾斜的柜体没有办法很好地表现其外形。

拉米诺五金有限公司致力于研发一款可以解决三合一连接件90°限制的连接件，为此他们研发出了P系列快速连接件（图3）。

这款连接件采用T型锁紧系统，与三合一
连接件有着异曲同工之处。

笔者认为拉米诺快速连接件有部分灵感源自中国传统的榫卯结构，通过“锁”的形式来实现板材之间的连接。

这款新型连接件可以实现任意角度的连接，且承重量范围在100-120斤之间，实现了无需背板的目标（图4）。

2.2 Threespine锁扣家具技术
Threespine锁扣家具技术源自于5G锁扣系统，将免胶锁扣地板的概念运用到可
拆装家具中，实现无缝、精准安装。

Threespine利用嵌入板材之间的锁扣功能实
现家具安装过程中的无缝对接。

Threespine区别于传统连接件，不依靠连接件自
身进行承重，利用力学原理分散负荷，将家具牢固稳定。

Threespine将弹性塑料
锁舌嵌入板材之中，利用免胶锁扣地板的原理通过锁舌与楔型槽之间的固定来完成家具的安装（图5）。

Threespine无需借助工具，完成了可拆装家具无工具化安
装的转型。

2.3 3D打印连接件
3D打印技术的不断发展与完善，实现了材料多元化的突破。

意大利的Playwood
公司讲3D打印技术从建筑上运用到家具连接件上，推出三套不同的3D打印连接
件模块，消费者可以通过此3D打印连接件连接不同的板材来实现个性化的模块家具（图6）。

Playwood公司推出三种不同角度的连接件模块（90°的方形模块、105°与150°角模块）用来解决不同角度的板材连接，使得家具在传统的造型上有了新的变化。

3D打印连接件在强度、韧性、耐热等方面均有良好的表现，且可轻松实现家具的可拆装化，更符合可持续发展的社会观念，是现代文明生活的一种表现。

2.4 其他创新型连接件设计产品汇总
在国内外科技高速发展的推动下，以及家居行业大力发展个性化定制，柔性生产的趋势下，各大中小型企业都开始自主研发新型连接件，同时促进了现代可拆装家具的进程。

笔者整理了一些目前国内创新型的连接件，其适用范围及其优缺点总结见表2。

3 现代可拆装连接件发展新趋势
中国经济增长进入了换挡期，经济发展进入新常态。

家具行业的发展也进入了新常态，行业需要在产品结构，加工制造，创新服务等方面不断提升，以适应新的发展阶段[14]。

在现代的可拆装连接件中总结为以下三点：
3.1 传统榫卯结构的优化
传统榫卯结构虽然有很多优点，但是仍然存在制作工艺复杂、榫卯精度要求高以及装配工序繁杂等诸多问题，并不适应讲究经济与效率的现代社会[15]。

如今家具产业由传统的品牌集合化转变为“工业4.0”下家具的电商平台化，向着私人订制，柔性生产方向发展。

在产业发展的需求下，越来越多传统榫卯结构被注入有时代特色的新元素，传统手工的榫卯在现代力学等理论知识的支撑下不断改良创新，与新型材料融合逐步适应于标准化生产。

3.2 材料多元化，安装智能化
传统连接件所用材料单一，安装机械化，需要工具辅助。

现代化新型可拆装连接件
注重材料的多元运用，安装便捷，实现家具安装无工具化。

■图6 3D打印连接件
■图7 自主设计连接件（以抽屉为例）
表2 国内创新型的连接件汇总
images/BZ_45_1068_363_2503_423.pngimages/BZ_45_1069_427_2501_120 0.png
3.3 以家具用材为基础
从传统可拆装连接件到现代新型可拆装连接件都越来越重视家具用材的基本特征，根据家具用材的基本属性进行连接件的设计。

可拆装连接件越来越注重家具用材的特性，家具用材成为连接件设计的重要考虑因素。

4 一种可自主拆装的家具连接件设计
家具必须具备的基本特性就是稳定的结构，这对于消费者在使用家具过程中的安全性起着至关重要的作用[16]。

家具安装中，一般面板与面板之间的安装多是采用胶合或利用普通五金连接件连接，胶合一般是采用胶合剂进行连接，但是胶合剂一般用于连接重量较轻的板材，而且在使用过程中还会出现空洞、漏胶、拖尾、元件偏移等问题；普通五金连接件一般安装的位置比较明显，不够隐蔽，影响美观的同时还容易擦碰，导致使用者受伤。

因此，亟需设计一种新的技术方案，以综合解决现有技术中存在的问题。

笔者自主设计了一种便于安装的家具连接件（图7），设置在两面板的待连接侧，包括第一连接部和第二连接部，第一连接部包括连接柱，连接柱的一侧面固定安装在面板上，连接柱安装面的邻面上设置有楔形块，且楔形块的小头端置于远离连接柱安装面的一侧；面板的连接处设置有用于放置第二连接部的安装槽，第二连接部通过安装孔固定设置在安装槽内，第二连接部包括U型容纳件，U型容纳件的两
侧板上设置有用于卡设楔形块的预开孔。

这种便于安装的家具连接件，其结构简单，
安装方便，能有效解决现有技术中存在的胶合容易出现偏移、安装不稳，普通五金连接件又不够隐蔽的问题。

以抽屉为例，将这种便于安装的家具连接件，设置在两面板的待连接侧，楔形块刚好容纳于预开孔内，采用一头大一头小的楔形块，可加快安装速度，保证安装稳定性；并且仅需开设一个安装槽，减少预开槽的数量，降低成本和工作量。

5 结语
工业4.0时代，家具产业正在向现代化、智能化迈出重要的一步。

以智能制造为主导的第四次工业革命，将提高制造业中的智能化水平作为目的，将智能工厂、智能生产、智能物流作为要求，为定制家具行业发展提供新的起点和新的契机[17]。

“个性化定制，柔性化生产”是支持现代智能家具行业发展的重要理念。

现代可拆装家具是一种潮流更是一种趋势，家具连接件的更迭交替也使得家具有了千百种形态，在日常的使用中增添趣味。

为此，本文着重分析了现代以来可拆装家具连接件的演变与革新，针对在工业4.0的时代背景下如何创新发展可拆装家具连接件提出了几点建议，以期为更好地实现家具标准化生产，更高效地进行家具模块化组装提供参考。

参考文献：
【相关文献】
[1]徐秋鹏,陈立未,张福昌.现代家具的装配与拆装设计[J].家具,2003(05)：30-33.
[2]关惠元.现代家具结构讲座第四讲：板式家具结构——五金连接件及应用[J].家具,2007(04)：53-62.
[3]海福乐.家具配件及其应用.德国海福乐集团,2014.
[4]戴向东.创新驱动务实发展[J].家具与室内装饰,2017(01)：5-6.
[5]吴智慧.工业4.0时代中国家居产业的新思维与新模式[J].木材工业,2017,31(02)：5-9.
[6]吴智慧.工业4.0：传统制造业转型升级的新思维与新模式[J].家具,2015,36(01)：1-7.
[7]熊先青,吴智慧.大规模定制家具的发展现状及应用技术[J].南京林业大学学报(自然科学
版),2013,37(04)：156-162.
[8]龙天南,徐伟,沈忠民,吴智慧.实木橱柜门标准化结构设计研究[J].家具,2018,39(6)：11-14.
[9]刘敏生,顾清河.一种按压扣式家具连接件[P].中国：CN201420739,2010-03-10.
[10]刘敏生,郭俊志.一种易拆卸和组装的抽屉柜[P].中国：CN202269630U,2012-06-13.
[11]刘敏生,刘育齐.锁扣式家具连接件及具有该锁扣式家具连接件的组合面板[P].中国：
CN202056151U,2011-11-30.
[12]刘敏生,刘育齐.按压扣式家具连接件及具有该按压扣式家具连接件的组合面板[P].中国：
CN202056145U,2011-11-30.
[13]朱长岭.中国家具业的现状与2017中国家具协会工作重点[J].家具与室内装饰,2017(01)：6-7.
[14]彭钊云,李敏秀,刘德友,彭瑶.定向刨花板家具偏心连接件抗拔性能研究[J].家具与室内装
饰,2016(05)：86-87.
[15]王金胜. 一种家具连接件[P].中国：CN2 04387032U,2015-06-10.
[16]王安正,关惠元.基于传统榫卯结构的家具可拆装性设计研究[J].家具,2017,38(06)：49-53.
[17]卢希珍,彭文文,熊先青,鲁丹婷,夏家旭,皇甫晓雪.定制家具生产过程中机器人的应用研究[J].家具,2019,40(01)：66-70.。