[发明专利]套管式榫卯结构单元及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种组装结构，具体涉及套管式榫卯结构单元及其应用，可应用于包括工程建筑，家具，玩具，包装等等与榫卯结构相关的技术领域。

背景技术

榫卯结构，是中国古建筑以木材、砖瓦为主要建筑材料，以木构架结构为主的结构方式，由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成，各个构件之间的结点以榫卯相吻合，构成富有弹性的框架。榫卯是极为精巧的发明，这种构件连接方式，使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者刚架的特殊柔性结构体，不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载下通过变形抵消一定的地震能量，减小结构的地震响应。

榫卯，是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式。凸出部分叫榫(或榫头)；凹进部分叫卯(或榫眼、榫槽)，榫和卯咬合，起到连接作用。这是中国古代建筑、家具及其它木制器械的主要结构方式。榫卯结构是榫和卯的结合，是木件之间多与少、高与低、长与短之间的巧妙组合，可有效地限制木件向各个方向的扭动。最基本的榫卯结构由两个构件组成，其中一个的榫头插入另一个的榫眼中，使两个构件连接并固定。

然而现有的榫卯结构一般是实心木条连接成框架，其具有如下缺点：1.带榫槽的木条和带榫头的木条均为实心结构，重量较重，且运输时只能依次叠置放置，占用较大的空间。2.木材的榫槽和榫头的加工难度大。3.框架一旦加工成型后，专用性较强，无法再利用。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种运输时节省空间、便于加工、用途广的套管式榫卯结构单元，利用管型的空间保留的特性，对传统的榫卯结构进行革新，让其成为可随时变化组合的，并可延续深化加强的，且更加稳固的结构。

本发明的另一个目的是：提供一种套管式榫卯结构单元用于产品包装的应用，结构简单、对产品进行全方位保护，具有防震动，防撞击，防磨花的功能。

本发明的再一个目的是：提供一种套管式榫卯结构单元组成框架结构的应用，无须装钉，无须粘合剂，结构稳固，拆装快捷，轻便耐用，可重复使用，环保。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

套管式榫卯结构单元，包括：一根外包管型框架和若干根装嵌在外包管型框架内的内撑管型框架；外包管型框架上设有若干开口，当至少一根内撑管型框架的部分或全部从外包管型框架的端部被抽出后，在外包管型框架内形成空缺部位，开口和空缺部位形成榫槽。

外包管型框架的横截面为正圆形或正多边形。其中需要对几种特殊的形状进行说明：选用正圆形，具有较好的弹性，应用于产品包装时能起到缓冲作用，有效保护产品；选用三角形，具有较好的让位特性，特别适用于异形产品的包装，能适应多种产品形状；选用正方形，具有较好的定位特性，包装产品时不易移位，组成三维空间框架时结构稳固；而采用正六边形则可兼具上述三者的特性。

内撑管型框架的横截面为正圆形和正多边形中的一种或几种。其中需要对几种特殊的形状进行说明：选用正圆形，具有较好的弹性，应用于产品包装时能起到缓冲作用，有效保护产品；选用三角形，具有较好的让位特性，特别适用于异形产品的包装，能适应多种产品形状；选用正方形，具有较好的定位特性，包装产品时不易移位，组成三维空间框架时结构稳固；而采用正六边形则可兼具上述三者的特性。

外包管型框架的横截面为正圆形和正多边形中的任意一种，内撑管型框架的横截面为正圆形和正多边形中的任意一种，内撑管型框架的数量为n的平方，其中n取正整数，一根外包管型框架内的所有内撑管型框架的横截面的形状和大小均相同。这种结构即进行标准化设计，使得套管式榫卯结构单元的通用性和延展性更强。

开口的宽度与内撑管型框架的高度或宽度相应。本文所说的内撑管型框架和外包管型框架的高度或宽度定义如下：将内撑管型框架放在平面上，横截面上左右两端的距离为宽度，上下两端的距离为高度。例如对正圆形来说，宽度和高度均为其直径；对于正三角形来说，宽度为边长，高度为高；对于正方形来说，宽度和高度均为边长；对于正五边形来说，横截面上左右两个角之间的距离为宽度，上角和下边的距离为高度；如此类推。此处的相应，指的是大致相同，误差来源于产品加工、壁厚和外力形变等因素。

外包管型框架包括缓冲边，缓冲边的宽度与内撑管型框架的高度或宽度相应；缓冲边与开口相邻。缓冲边是开设开口后，在外包管型框架的管壁上留下的边。设置这种结构后，用于产品包装时，当产品插入榫槽后，被抽出的内撑管型框架垫在产品之间以及产品和包装箱之间，被抽出的内撑管型框架与缓冲边共同支撑产品。