黑竹家具结构创新设计探讨论文
摘要：本文分析了传统黑竹家具的骨架结构、板面结构及榫和竹钉，同时提出了传统黑竹家具结构的不足之处，并提出新的结构设想。对黑竹家具可拆装实现多功能化进行探索思考，使黑竹家具拆装便捷，改善黑竹家具由于固定件连接造成体量大不易搬动的缺陷，并应用新型五金连接件，在满足基本审美和功能的前提下，使黑竹家具经久耐用。探索黑竹家具的结构设计也是实现黑竹家具创新的一种途径，归纳出黑竹家具创新的基本原则，为黑竹家具创新提供理论参考，改善黑竹家具的市场现状，提高其市场竞争力，满足消费者需求。
关键词：黑竹家具；结构设计；连接件
黑竹家具是指使用黑竹为家具主要基材，比如主体骨架、靠背面、坐面板等，结构处采用竹钉、木钉等钉销辅助材一类家具。主要家具类型有：黑竹沙发、黑竹躺椅、黑竹床、黑竹桌、黑竹椅、黑竹书架等家具，另外还有黑竹灯、黑竹饰品一类。黑竹家具主要产地有：安徽、荆州、广东、江浙等地区。由于黑竹家具的结构一直沿用传统原竹家具的结构，主要通过传统手工加工，生产设备落后、造型陈旧、工艺粗糙，造成黑竹家具一直处于初级阶段。竹材作为环保材，科研工作者们一直在研究怎么合理利用竹材，而黑竹家具一直是一块“处女地”，对其做深入研究的极少，对其结构研究更是少之又少，要想实现黑竹家具的全面推广，就必须解决黑竹家具的造型问题，要想解决黑竹家具的造型问题就必须解决黑竹家具的结构问题[1]。
1.黑竹家具的传统骨架结构
1.1弯曲成形
在热源上把黑竹竿均匀地加热到一定的温度，使黑竹竿连续转动，需要弯曲处来回在热源上移动，使其逐步加温。预热到一定温度后，黑竹竿开始变软，便可弯曲。均匀施力稳准弯曲，一步到位。将经过粗加工的黑竹竿、竹片或竹条进行加热软化，再放入事先准备好的成型模具内定型，黑竹经过干燥后制成各种家具；黑竹相对其他原竹材较硬，需要蒸汽蒸煮，在高温作用下使其温度保持在100℃以上，持续时间40-60分钟；黑竹干燥需要放置在密闭的空间对其加热，进行脱水烘烤，干燥温度在65-80℃，当黑竹的含水量在6％以下，黑竹干燥成功[2]。传统黑竹弯曲费时费力，加工成本高，相对普通原竹弯曲成型，黑竹的加工成本在前者的两倍以上，且效果不明显，做出来的黑竹家具和传统的原竹家具区别不大，不管在外形上还是在结构上都没什么优势。
1.2相并加固
先用蔑刀将相并黑竹竿的接触面修削平整，使黑竹竿贴合紧密，然后用手钻钻透两个竹竿的竹壁，取竹钉楔入孔内使之固定即可。黑竹竿相并的工艺程序是：先修再并后锯头。通过竹钉楔连接固定存在一些问题，特别是承重和剪力结构。当对黑竹家具施加外力时，竹钉楔的强度不够容易断裂，并且黑竹材的密度不够竹钉楔容易松动。
1.3端头连接
将待连接的两个黑竹竿端头的断面修削平整，另选一截直径与端头空腔内径相等的黑竹竿端头的空腔内，使之吻合后，再钻两个不同斜向的孔，然后楔入竹钉固定。端头连接方式从美观的角度看是不合适的，因为连接处存在错层，所以在视觉上没有统一感，严重影响美观；另外，端头连接在施工的过程中外包裹黑竹竿容易被斗进去的黑竹竿撑裂。
2.黑竹家具的传统板面结构
在黑竹家具生产中，用多根黑竹条并连起来组成一定宽度的面，称黑竹条板面。黑竹条板面的宽度一般在7-20mm之间，过宽显得粗糙，过窄不够结实。竹条端头的榫有两种：一种是插榫头；另一种是尖角头。
2.1孔固板面
黑竹条端头是竿榫头或尖角头，在固面黑竹竿内侧相应地钻间距相等的孔，将黑竹条端头插入孔内即组成了孔洞板面。固面可做矩形、圆弧形等，根据不同的需求制作不同形状的固面。孔固板面施工简单，但是稳定性差，中间的竹条容易松动。
2.2槽固板面
黑竹条紧密排列时端头不作特殊处理，固面竹竿内侧开有一道条形榫槽，把黑竹竿均匀排列在条形榫槽中，要求竹竿与竹竿之间尽量挨紧不要留缝隙，这种方法一般只小面积的板面，存在板面不太稳定、不牢固等问题。
2.3压头板面黑竹竿均匀排列形成一个合适大小的板面，在板面的两端上下横向各一个竹竿相并夹紧，固定采用弯竹衬压条嵌于固面黑竹竿的内侧，不开孔和槽。这种压头板面从表面上看是非常平整的，但板面两端的压头会限制黑竹家具的造型。
2.4钻孔穿线板面
把大小相近、长度相同的黑竹竿两端开尖角头，并在正中间钻孔，均匀并拢排列用纤维线穿孔缠绕绑紧，再把两端斗进事先打好孔的黑竹方框，黑竹方框可牢牢抓紧竹排，形成一个整洁的板面。
2.5裂缝穿线板面
用竹篾刀把黑竹片成薄竹片，竹片要事先蒸煮，并在中部挖浅槽开缝，从缝中穿线固定排列的黑竹篾片，所用的线采用扁薄的纤维线，美观又牢固。常用软韧的竹蒸片，方便压弯竹条端头固定在固面竹竿条缝中。竹条必须疏排，便于串篾与缠固竹衬，使裂缝闭合。这种板面既有优点也有缺点，优点是板面平整牢固；缺点是线容易被磨断。
2.6压藤板面
取藤条置于版面上，与下面的竹衬相重合，再用藤皮穿过竹条的间隙，与竹衬缠扎在一起，使黑竹条固定。
3.黑竹家具的榫和竹钉
传统的黑竹家具各组成部分大多通过榫接合，一般是指尖角榫；固面及黑竹骨架呈垂直弯曲时会在一侧挖一个缺口，使黑竹竿包住另一个横向的竹竿，这种榫称之为包榫。在黑竹竿上根据需连接的竹竿大小开一个适中的圆孔，让黑竹一端插入，并从侧面插入竹销固定，这称之为插榫[3]。
剜口作榫，挖有剜口的竹竿称为围子竹竿。三方围子剜口包榫的长度，是被包竹竿圆周长度的5/8,这样做成的包榫，围子竹竿折成的角度为90度。五方围子上的剜口的长度，取被包裹竹竿周长的1/2,围子竹竿折成的角度为108度。六方围子竹竿上的剜口长度是被包竹竿周长的15/22，围子竹竿折成的角度为120度。全包榫是一种特殊的围子竹竿。它最多只与两根骨架竹竿作包榫结合，其剜口在竹竿端头附近，因此无需作长尾端头连接。它的剜口长度是被包竹竿周长的7/8。由于围子竹竿较长，而且首尾两端粗细不同，因此不可能全用竿梢接头连接，而需作特殊的接头处理（即围子接头）。
4.黑竹家具结构创新设计
4.1可拆装设计
传统黑竹家具在消费者眼中“傻大笨粗”，结构基本是固定的状态不可拆装，黑竹材料中空且脆，易折损开裂，用合金材料做成包接件可加强黑竹家具的结构强度。同时，黑竹材容易在端口开裂，套接件可抱住端口解决此问题，即强化了结构又避免了裂痕外露影响美观。黑竹家具的两个零部件通过合金套件实现自由组装，合金套件要求可根据不同口径大小的黑竹零部件调节大小，使合金套件能灵活性使用；另外，合金连接件除了可调节外部口径大小，还必须根据黑竹材的中空特性，实现“套中套”设计，合金套件不能中空，而是内空环，对中空的`黑竹内外施力抱住，全面提高黑竹家具结构的稳定性[4]。
4.2多功能设计
传统黑竹家具的结构单一，无法实现多功能设计，引用新型连接件实现黑竹家具多种功能。重新设计黑竹家具的结构，尽量使其轻便灵巧。在对黑竹家具进行造型设计的过程中切忌外形夸张，尽量突出材料美、结构美，设定两种功能以下，功能过多，对结构的要求越高，相对成本也越高，耐久年限也不长，从而造成质量问题[5]。在满足消费者的审美价值观的前提下，实现艺术与技术统一。传统的黑竹家具体积大、摆放不灵活等缺点，使黑竹家具往功能多样性，综合性方向发展。黑竹家具可以通过铰链等五金件的融合实现可折叠，极大加强了其功能性。通过折叠，黑竹家具有两种或两种以上的功能，主要把结构设计得灵动一些，同时还可以结合可拆卸的手法，既有多功能，还可以方便运输和收纳。
4.3新型五金连接件开发
在黑竹家具竹壁中嵌入带膨胀头的鱼嘴螺栓、活动阀螺钉和橡胶套塞等，实现两个黑竹部件的连接，这就叫做圆头鱼嘴螺栓连接。操作方式是通过调节活动阀螺栓使橡胶螺栓在黑竹内壁膨胀抓紧，达到紧固的目的。主要在黑竹家具核心骨架中相互垂直的零部件间的连接。鱼嘴螺栓有四种连接件：圆头鱼嘴螺栓连接件、凹型鱼嘴螺栓连接件、橡胶膨胀头螺栓连接件、螺旋式橡胶头螺栓连接件。圆头鱼嘴螺栓连接件的主要结构有唇口、端口的橡胶螺栓，唇口在前，橡胶螺栓在后，端口在螺钉旋进作用下胀紧，在胀紧的过程中摩擦力迅速产生，使两个黑竹零部件连接牢固；凹型鱼嘴螺栓连接件和圆头鱼嘴螺栓连接件外形及功能接近，主要区别于橡胶端，前者端口是圆形，而后者端口略有凹进，凹型鱼嘴螺栓连接件相比圆头鱼嘴螺栓连接件，其产生的摩擦力略大；螺旋式橡胶头螺栓连接件的主要结构组成有：唇口、螺母或挡环膨胀螺栓，唇口在前，螺母在后，中间两条塑料膨胀头呈平行条状排布。当要连接两个黑竹零部件时，旋进螺钉，会向左右两侧施力，两条塑料条向外膨胀，塑料条紧抵黑竹壁的内侧，从而达到连接两个黑竹零部件的目的；螺旋式橡胶头螺栓连接件主要结构组成有：前端唇口、末端螺母或橡胶螺栓、中部螺纹状的胶条，运作模式和橡胶膨胀头螺栓连接件接近，当螺钉向里旋进的时候，螺纹胶条开始扭转、膨胀，并牢牢抵住黑竹内侧，达到连接两零部件的目的[6-7]。
5.结语
探索黑竹家具的结构创新设计，要以黑竹家具本身的材料特性、人文特性、功能特性为出发点，并考虑现有的技术条件，去对黑竹家具结构进行创新设计。传统黑竹家具的制造工艺水平有限，但也有很多可取之处。基于目前的黑竹家具设计制造基础，对新型材料融入黑竹家具结构设计进行思考，扬长避短，充分发挥出黑竹的材料特性，倡导利用绿色环保材、速生材，缓解目前木材短缺的压力，保护森林资源。
作者:刘欢 单位:广东白云学院
参考文献：
[1]赵洁.黑竹家具创新设计研究[J].包装工程,2014,(09):47-49.
[2]闫丹婷.竹藤家具的装饰艺术与结合方法的研究[D].长沙:中南林业科技大学,2007.
[3]张仲凤.家具结构设计[M].北京:机械工业出版社,2012.
[4]陶振平,张仲凤.浅析明清古典重组竹家具雕刻工艺[J].家具与室内装饰,2014,(05):120-121.
[5]谢子缘,刘岸.轻量化重组竹家具产品设计概念[J].家具与室内装饰,2016,(05):66-67.
[6]陈哲.传统竹家具的改进研究[D].长沙:中南林业科技大学,2005.
[7]李静.现代竹家具情感化设计研究[J].家具与室内装饰,2015,(01):38-39.
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