专利名称：榫连接的人工再造竹材家具的制作方法
技术领域：
本发明涉及家具，尤其是一种采用榫连接结构的人工再造竹材家具。
背景技术：
目前世界上木材资源短缺，由于大量砍伐，造成自然生态失平衡，木材除造林成本高外，成材时间长，需15-50年。而中国竹材资源丰富，造林一次成功且成材时间短，仅需5-8年。开发竹材取代木材制造家具既可降低家具成本，又能充分利用竹材资源，并能保护生态环境，造福人类。
榫连接结构是中国的传统及文化，将榫接结构扩用于竹材家具是弘扬和延续中国文化之举。人工再造竹材(竹板和竹枋)是近期才开发的新材料，目前只用来制造竹材地板及用金属紧固件连接的人工再造竹材板式家具。到目前为止还没有把榫连接结构用于人工再造竹材(竹板、竹枋)家具。
经检索，目前还没有任何关于用人工再造竹材(竹板和竹枋)制造家具的专利或非专利文献，更没有任何用榫连接结构制作的人工再造竹材家具的专利或非专利文献。
发明内容
本发明的目的是开发新的环保材料人工再造竹材——竹板和竹枋，替代木材制作家具，同时人工再造竹材制作家具的零、部件的连接方式采用榫连接结构。
本发明所述的榫连接的人工再造竹材家具，是由人工再造竹材——竹板和竹枋制成家具零件，在零件上制出不同形状的榫和榫孔、榫槽，利用榫与榫孔、榫槽的的配合将各零件组装胶接成部件和成品家具；成品家具可以是台、椅、柜、床、架等。
本发明榫连接的人工再造竹材家具所述的人工再造竹材，由经过高温蒸煮、高温干燥、碳化、脱水脱糖处理后的竹片高压粘合而成。
高压粘合形成的人工再造竹材有侧压人工再造竹材侧压人工再造竹材是将竹片的宽度方向涂胶相互粘结施压构成。
侧压人工再造竹材由竹青和竹黄相间排列构成。
高压粘合形成的人工再造竹材有平压人工再造竹材。平压人工再造竹材由上、中、下三层平放的竹片高压粘合构成。
平压人工再造竹材可以是三层竹片均沿纵向设置，且三层竹片的每一层均按竹青、竹黄相间设置，此即同纹平压人工再造竹材。
平压人工再造竹材可以是上、下层竹片沿纵向设置，中层竹片相对上下竹片垂直设置，此即异纹平压人工再造竹材。
高压粘合形成的人工再造竹材有工字压人工再造竹材。工字压人工再造竹材由上、下两层平放的竹片和中间一层立放的竹片高压粘合构成。
工字压人工再造竹材可以是上、中、下三层竹片均沿纵向设置，此即同纹工字压人工再造竹材。
工字压人工再造竹材可以是上、下两层竹片沿横向设置，中层竹片相对上下竹片垂直设置，此即异纹工字压人工再造竹材。
高压粘合形成的人工再造竹材有多工字压人工再造竹材。多工字压人工再造竹材由工字压人工再造竹材组合构成。
多工字压人工再造竹材的各层竹片可均沿纵向设置，此即同纹多工字压人工再造竹材。
多工字压人工再造竹材的各层竹片可按相邻两层相互垂直设置，此即异纹多工字压人工再造竹材。
侧压和平压人工再造竹材用于制作薄板，工字压人工再造竹材用于中厚板和小竹枋，多工字压人工再造竹材用于厚板和大竹枋。
所述的榫和榫孔、榫槽可以是方形、梯形。
所述的榫和榫孔、榫槽可以是圆形。
所述的榫和榫孔、榫槽可以是长圆形。
所述的榫和榫孔、榫槽可以是带圆弧的梯形。
本发明的效果是1.人工再造竹材的各项物理性能和工艺性能均优于木材，其密度高(≥0.79g/cm23)，硬度高(70Mpa，达到32HB，而榉木才23HB，橡木也只有24HB)，抗弯强度高(90Mpa)，抗冲击性能好(≥95kj/m2)，抗压强度比橡木和榉木高。
2.除具有木材的优点外，人工再造竹材尤其突出的性能是湿胀干缩性低(≤0.5％)，使家具的设计和制作能超越木材湿胀变形的限制。
3.用于实木的大部分形式的传统榫连接结构经改进后均可用于人工再造竹材。
4.人工再造竹材尺寸配合公差改进后的榫连接结构令加工精度高，表面光洁度好，加工面光滑美观。
5.制造圆环零、部件时，不用象实木家具那样采用切断拼粘的办法，只需把竹板热(冷)压弯曲成形，可大量节省材料。并提供大量设计选择。
6.由于密度、硬度高，抗压抗弯强度好，相同功能的家具可用更薄的人工再造竹板或更小尺寸的竹枋制作，节省自然资源。
7.竹材家具夏天给人以清新凉爽的感觉。
8.人工再造竹板和竹枋的长度、宽度和厚度系列可根据家具尺寸系列需要制定，大幅度提高用材率，充分利用自然资源。
图1是侧压板人工再造竹材及局部放大图；图2a是同纹平压人工再造竹材及局部放大图；图2b是异纹平压人工再造竹材及局部放大图；图3a是同纹工字压人工再造竹材及局部放大图；图3b是异纹工字压人工再造竹材及局部放大图；图4a是同纹多工字压人工再造竹材及局部放大图；图4b是异纹多工字压人工再造竹材及局部放大图；图5a是木材三维角连接旧结构；图5b是人工再造竹材三维角连接新构；图6a是木材二维角连接旧结构；图6b是人工再造竹材二维角连接新结构；图7a是木质板材角连接(燕尾榫)旧结构；图7b是人工再造竹质板材角连接(燕尾榫)新结构；图8a是人工再造竹材的板框式家具连接新结构；图8b是人工再造竹材的马口式连接新结构；
图9a是人工再造竹材明榫角连接结构；图9b是人工再造竹材明榫角连接效果图；图10a是人工再造竹枋丁字形连接结构图；图10b是人工再造竹枋丁字形连接结构效果图；图11a是人工再造竹材装平面板的连接结构图；图11b是人工再造竹材装平面板的效果图；图12是人工再造竹枋三维角连接结构图；图13是人工再造竹材家具台的装配过程图；图14是人工再造竹材家具床的装配过程图。
具体实施例方式
实施本发明需进行的工作1.测定人工再造竹材(竹板和竹枋)各项物理性能(包括抗压强度、抗弯强度、弯曲模量、冲击韧性、抗剪强度和硬度等)和工艺性能(包括抗弯力、磨损率和握钉力)。
2.根据物理性能确定竹家具榫连接结构用板(枋)的结构，粘结形式(平压、侧压或两者不同形式的组合)，并制定板、枋的长度、宽度和厚度系列。
3.根据人工再造竹材的特性确定适用的榫连接结构、生产工艺、产品质量标准、加工设备、刀具和工模夹具。
本发明榫连接的人工再造竹材家具所述的人工再造竹材，由经过高温蒸煮、高温干燥、碳化、脱水脱糖处理后的竹片高压粘合而成。
如图1所示，高压粘合形成的人工再造竹材有侧压人工再造竹材侧压人工再造竹材是将竹片1的宽度方向涂胶相互粘结施压构成。
侧压人工再造竹材由竹青2和竹黄5相间排列构成。
如图2a、图2b所示，高压粘合形成的人工再造竹材有平压人工再造竹材。平压人工再造竹材由上、中、下三层平放的竹片高压粘合构成。
如图2a所示，平压人工再造竹材可以是三层竹片均沿纵向设置，且三层竹片的每一层均按竹青、竹黄相间设置，此即同纹平压人工再造竹材。
如图2b所示，平压人工再造竹材可以是上、下层竹片沿纵向设置，中层竹片相对上下竹片垂直设置，此即异纹平压人工再造竹材。
如图3a、图3b所示，高压粘合形成的人工再造竹材有工字压人工再造竹材。工字压人工再造竹材由上、下两层平放的竹片和中间一层立放的竹片高压粘合构成。
如图3a所示，工字压人工再造竹材可以是上、中、下三层竹片均沿纵向设置，此即同纹工字压人工再造竹材。
如图3b所示，工字压人工再造竹材可以是上、下两层竹片沿横向设置，中层竹片相对上下竹片垂直设置，此即异纹工字压人工再造竹材。
如图4a、图4b所示，高压粘合形成的人工再造竹材有多工字压人工再造竹材。多工字压人工再造竹材由工字压人工再造竹材组合构成。
如图4a所示，多工字压人工再造竹材的各层竹片可均沿纵向设置，此即同纹多工字压人工再造竹材。
如图4b所示，多工字压人工再造竹材的各层竹片可按相邻两层相互垂直设置，此即异纹多工字压人工再造竹材。
侧压和平压人工再造竹材用于制作薄板，工字压人工再造竹材用于中厚板和小竹枋，多工字压人工再造竹材用于厚板和大竹枋。
本发明榫连接结构的人工再造竹材(竹板和竹枋)家具制作时，在竹材零件上加工出不同形状、不同功能的榫和榫孔(槽)，将榫涂胶后插入榫孔中，胶干后成形，便完成零件间的组装。零件组装成部件包括采用拼接和榫结合的方法，拼接包括穿条拼、企口拼、齿形拼、平拼、搭口拼和插入榫拼；而榫结合则有明(贯通)榫、暗(不贯通)榫、包肩榫、斜角榫、割角榫和明(半隐、全隐)燕尾榫等。
生产家具用的木材，是一种维管组织的木质，来自多年生的针/阔叶树的木质径干，径干直径由年轮增长而定。木质具塑性，湿胀干缩性高，加工容易。故传统的木榫结构设计能多形状化。由于人工再造竹材硬度和韧性高，但脆，易崩损，粘接结构与竹纤维的排列方向不同，湿胀干缩性低。故要设计一些新的竹榫结构，并对大部分的木榫结构作改进。
图5a是对传统三维角连接结构的改进，图中示出了榫3和榫孔4。改进后的竹材结构简化了榫接结构，省去了实木三维榫接的繁琐人工操作，加工简便、可靠、精度高，适合现代化大批量、机械化生产。
图6b是对传统二维角连接结构的改进，改进后的竹材结构简化了操作过程，一次加工完成(而实木榫需经过三次加工)，且零件间互换性好，适合于大批量、机械化生产。
图7b是燕尾榫结构的改进，由于人工再造竹材硬度高，韧性高，但脆，故易崩损，因而燕尾榫不能加工成90°直角，底部需改为圆弧。改为圆弧后会减少装配的挤压应力，且可一次加工完成，加工精度高，免除人工操作，可实现机械化批量生产。
图8a是竹家具特有的新结构之一，为了适应人工再造竹材硬度高、韧性好、收胀小、板材变形小的特点，利用现代胶接方式，创新设计的竹材板框结构，这种结构令装配方便、快捷，并简化操作过程。
图8b是新型马口结构，在整块竹板上铣凹槽，再按要求锯开成形，加工快捷、精度保证，适用批量机械化生产。
图9-图14是零件通过榫与榫孔(槽)的结合组装成部件的实施过程。
在图9中，竹板6端头上加工出梯形(燕尾)榫3，竹板7端头上开有梯形(燕尾)榫孔4，把竹板6上的梯形榫3压入竹板7上涂了胶的梯形榫槽4中，胶干后，通过角接便把两块竹板连接成互相垂直的部件。
在图10中，竹枋8端头上加工有方形榫3，竹枋9上开有方形榫孔4，把竹枋8上涂了胶的方形榫3插入竹枋9的方形榫孔4内，便实施了两个零件通过榫结合连接成部件的过程。
图11是一块平面板的组装。将面长枋10端头的方形榫3插入面短枋11的方形榫孔4中组成边框，将面板12插入面长枋10和面短枋11的通槽4内，便完成了平面板部件的组装过程。
图12是人工再造竹枋的三维(在三个方向)角连接结构，三件竹枋13端头加工有明、暗方形榫3分别插入对方贯通与不贯通的方形榫孔4中，便完成3个方向的角接。
图13示出了一台子的装配实施过程。零件通过榫结合组装成部件，再由部件通过榫结合装配成整体竹材家具。
首先将脚柱14和脚横15端头的方榫3和方榫孔4胶接，组装成部件台脚16。
再将面长枋17、面短枋18与格子面板19通过榫3和榫孔4的胶接，组装成部件台面20。
最后将两件部件台脚16与部件台面板20通过榫3和榫孔4的胶接，装配成整体台。
图14示出了家具的床的装配过程。零件通过榫结合组装成部件，再将部件用金属紧固件连接装配成家具。
床高屏21和床低屏22分别由零件通过榫结合组装而成，而床母23与床高屏21和床低屏22的装配是通过装在床母23两端的4个金属销钉螺栓3插入装在床高屏21和床低屏22的金属扣板4的圆孔内后，再把床母23向下压，销钉螺栓3便进入扣板4的螺栓槽内，于是便完成了床母23与床高屏21和床低屏22的装配，整张床的框架装配便完成。
权利要求
1.一种榫连接的人工再造竹材家具，其特征在于所述的榫连接的人工再造竹材家具，是由人工再造竹材——竹板和竹枋制成家具零件零，在零件上制出不同形状的榫和榫孔、榫槽，利用榫与榫孔、榫槽的的配合将各零件组装胶接成部件和成品家具；成品家具可以是台、椅、柜、床、架。
2.按权利要求1所述的榫连接的人工再造竹材家具，其特征在于所述的人工再造竹材，由经过高温蒸煮、高温干燥、碳化、脱水脱糖处理后的竹片高压粘合而成。
3.按权利要求1或2所述的所述的榫连接的人工再造竹材家具，其特征在于高压粘合形成的人工再造竹材有侧压人工再造竹材侧压人工再造竹材是将竹片的宽度方向涂胶相互粘结施压构成。
4.按权利要求1或2所述的所述的榫连接的人工再造竹材家具，其特征在于高压粘合形成的人工再造竹材有平压人工再造竹材；平压人工再造竹材由上、中、下三层平放的竹片高压粘合构成；平压人工再造竹材可以是三层竹片均沿纵向设置，且三层竹片的每一层均按竹青、竹黄相间设置，此即同纹平压人工再造竹材；平压人工再造竹材可以是上、下层竹片沿纵向设置，中层竹片相对上下竹片垂直设置，此即异纹平压人工再造竹材。
5.按权利要求1或2所述的所述的榫连接的人工再造竹材家具，其特征在于高压粘合形成的人工再造竹材有工字压人工再造竹材；工字压人工再造竹材由上、下两层平放的竹片和中间一层立放的竹片高压粘合构成；工字压人工再造竹材可以是上、中、下三层竹片均沿纵向设置，此即同纹工字压人工再造竹材；工字压人工再造竹材可以是上、下两层竹片沿横向设置，中层竹片相对上下竹片垂直设置，此即异纹工字压人工再造竹材。
6.按权利要求1或2所述的榫连接的人工再造竹材家具，其特征在于高压粘合形成的人工再造竹材有多工字压人工再造竹材；多工字压人工再造竹材由工字压人工再造竹材组合构成；多工字压人工再造竹材的各层竹片可均沿纵向设置，此即同纹多工字压人工再造竹材；多工字压人工再造竹材的各层竹片可按相邻两层相互垂直设置，此即异纹多工字压人工再造竹材。
7.按权利要求1所述的榫连接的人工再造竹材家具，其特征在于所述的榫和榫孔、榫槽可以是方形、梯形。
8.按权利要求1所述的榫连接的人工再造竹材家具，其特征在于所述的榫和榫孔、榫槽可以是圆形。
9.按权利要求1所述的榫连接的人工再造竹材家具，其特征在于所述的榫和榫孔、榫槽可以是长圆形。
10.按权利要求1所述的榫连接的人工再造竹材家具，其特征在于所述的榫和榫孔、榫槽可以是带圆弧的梯形。
全文摘要
一种榫连接的人工再造竹材家具，是由人工再造竹材——竹板和竹枋制成家具零件零，在零件上制出不同形状的榫和榫孔、榫槽，利用榫与榫孔、榫槽的配合将各零件组装胶接成部件和成品家具。所述的人工再造竹材，由经过高温蒸煮、高温干燥、碳化、脱水脱糖处理后的竹片高压粘合而成。高压粘合形成的人工再造竹材有侧压人工再造竹材、平压人工再造竹材、工字压人工再造竹材、多工字压人工再造竹材。所述的榫和榫孔、榫槽可以是方形、梯形、圆形、长圆形、带圆弧的梯形。
文档编号B27D1/04GK1807042SQ200510002288
公开日2006年7月26日 申请日期2005年1月20日 优先权日2005年1月20日
发明者李君瑜 申请人:萌立尔有限公司