CN203892317U - 套管式榫卯结构单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及套管式榫卯结构单元，包括：一根外包管型框架和若干根位于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，当部分或全部内撑管型框架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。本实用新型具有无须装钉，无须粘合剂，结构稳固，拆装快捷，轻便耐用，可重复使用，环保的优点，属于组装结构技术领域。

Description

套管式榫卯结构单元

技术领域

本实用新型涉及一种组装结构，具体涉及套管式榫卯结构单元，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。榫卯是极为精巧的实用新型，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。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：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。

本实用新型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。

本实用新型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，本实用新型采用如下技术方案：

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。

在长度方向上，开口位于外包管型框架的端部或两端之间；在横截面方向上，开口覆盖部分横截面或贯穿整个横截面。

开口的边为平口，或者为锯齿形。锯齿形相比平口使得开口的部位具有一定的弹性，对产品的厚度的工差具有更强的适用性(适应一个尺寸范围)和对产品的防护具有更强的缓冲性。

套管式榫卯结构单元的应用，使用两组以上的套管式榫卯结构单元包装产品；各组套管式榫卯结构单元环绕产品设置，产品同时卡入各组套管式榫卯结构单元的榫槽内；产品连同各组套管式榫卯结构单元共同放入包装箱内，被抽出的内撑管型框架垫在产品和包装箱之间。

套管式榫卯结构单元的应用，使用两组以上的套管式榫卯结构单元组成框架，被抽出的内撑管型框架作为榫头插入榫槽内，被抽出的内撑管型框架将外包管型框架连接在一起。

本实用新型的原理是：

从外包管型框架内抽取内撑管型框架，在外包管型框架内形成空缺部位；外包管型框架上通过切纸机加工开口，开口和空缺部位形成榫槽；调整切纸机加工开口的形状和大小并配合抽出内撑管型框架的数量，即可决定榫槽的形状和大小。

采用套管式结构，节省运输空间，配以开口的灵活设置，榫槽灵活设置；当产品插入榫槽进行产品包装时，产品充当榫头与榫槽构成榫卯式结构对产品进行限位；当抽出的内撑管型框架充当榫头与榫槽构成榫卯式结构时，外包管型框架和内撑管型框架纵横交错组成框架，此时框架可用于产品的包装限位或构成框架形的家具。

将外包管型框架和内撑管型框架进行标准化设计，即同时满足：1.管型框架必须符合横截面无限长度相等的标准；2.管型框架的横截面形状必须是正圆形，或任意正多边形；3.当两根或者以上任意形状的管型框架组成结构时，同类别管型框架的壁厚必须相等，同时，其横截面的宽度或者高度必须相等；4.当内撑管型框架装填在外包管型框架中使用时，其数量必须符合N的平方的比例准则，其中N取正整数。这样，当出现需要对结构进行延续深化加强的情况下，则可参照相同规则在内撑管型框架中装填下一级的内撑管型框架，以此类推。标准化设计能让同一管型框架具有更强的适用性，避免因为个别定做而导致的资源的浪费和成本的增加。能让榫卯结构相比现状常规应用，具有更加广阔的创作空间，更加轻便，更加节省物料。

外包管型框架上设有成对的凹陷的提手，其中一个提手位于外包管型框架的首端，另一个提手位于外包管型框架的尾端。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

1.使用中空的管型结构，最大限度节省材料。同时，因为管型框架的空间保留的特性，具备了可以随时对结构进行延续深化的扩展能力。

2.管型框架自身，已经具备了防震动，防撞击的能力，因此，对于产品的外箱包装的要求可以降至最低标准，有效节约包装成本。

3.结构简单，制作方便，只需要运用现今印刷行业常规使用的切纸机即可进行冲孔制作，并可一次冲切完成。同时，对冲孔刀具进行锯齿纹(波浪纹)的处理，即可在开口上实现相同的纹理，对产品产生多一重的防震和防撞效力，使包装更加有效。同时，相同的技术方案还可以在外包管型框架上制作指扣式提手，更加方便客户从包装中提取产品。

4.设计灵活，依据产品的重量、包装的数量以及物流过程中的防护需求，依据选择相应的外包管型框架和内撑管型框架，然后，依据产品的厚度和相应的数量进行冲孔(其中，产品与产品之间，以及产品与包装箱之间的间隔的宽度的数值执行内撑管型框架的宽度或高度)，即可适用于任意尺寸，任意数量的产品的包装需求。换句话说，标准化设计后，包装材料可以不受单批次包装订单需求的限制，实施常规的、大批量的生产备料，最大限度的降低包装物料的成本，减轻产品生产商因为依据产品订单数量相应进行包装定制而产生的价格压力，从而，在包装的环节，为产品的价格提供强有力的价格优势支撑，继而，让消费者不再为产品包装支付高昂的费用。

5.在产品厚度相等(例如：大理石型材、瓷砖、玻璃板材等等)，或者直径相等(例如：灯管，玻璃杯等等)的前提下，不受产品面积和长度的影响，任意适用。

6.通过灵活多变的冲孔方式，产生平置和立置，以及外沿和中隔等等各种方案，无限组合，最大程度上节约包装空间。

7.使用便捷，单款设计中的每组套管式榫卯结构单元的尺寸相应均等统一，无需进行上、下、左、右、前、后等繁复的包装配件的编号标注，可任意使用。最大限度的提升了产品的工业化包装效能。

8.保护全面，可对产品的点、线、面进行全方位保护。

9.结构坚固，可重复使用，不易磨损，有效节约资源。

10.通过对外包管型框架冲孔的深化设计，可让消费者在获取生产商的产品的同时，额外得到一组以上运用包装材料组装而成的家具产品，该产品运用功能包括：锅架，鞋架，花架，置物架，桌子、凳子、箱子等等。其适用范围包括：家居、办公室等等，让包装材料获取第二次生命，有效提升资源利用效率，保护地球生态环境。

附图说明

图1是实施例一的套管式榫卯结构单元的立体图。

图2是实施例二的套管式榫卯结构单元的立体图。

图3是实施例三的套管式榫卯结构单元的立体图。

图4是采用图1的套管式榫卯结构单元包装产品的立体图。

图5是图4采用抽出的内撑管型框架局部加强的立体图。

图6是实施例四的套管式榫卯结构单元的立体图。

图7是采用图6的套管式榫卯结构单元包装产品的立体图。

图8是实施例五采用两类套管式榫卯结构单元进行产品包装的立体图。

图9是实施例六的套管式榫卯结构单元的立体图。

图10是实施例七的套管式榫卯结构单元的立体图。

图11是实施例八的套管式榫卯结构单元的立体图。

图12是实施例九的套管式榫卯结构单元的立体图。

图13是实施例十的套管式榫卯结构单元的立体图。

图14是用图11的套管式榫卯结构单元包装圆盘状产品的结构示意图。

图15是实施例十一的套管式榫卯结构单元用于包装灯管的结构示意图。

图16是实施例十二的套管式榫卯结构单元用于组成框架的结构示意图。

图17是实施例十三的套管式榫卯结构单元用于组成框架的结构示意图。

图18是实施例十四的套管式榫卯结构单元用于组成框架的结构示意图。

图19是实施例十五的套管式榫卯结构单元用于组成框架的结构示意图。

其中，1为外包管型框架，2为内撑管型框架，3为开口，4为空缺部位，5为缓冲边，6为提手，7为产品。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例一

套管式榫卯结构单元包括外包管型框架和四根内撑管型框架。

外包管型框架的横截面为正方形，外包管型框架有四条棱边，分别是第一棱边、第二棱边、第三棱边和第四棱边，第二棱边和第三棱边分别与第一棱边相邻。外包管型框架上设有多个开口，开口沿着外包管型框架的长度方向相互平行、间隔设置。外包管型框架展开后，开口为矩形，穿过第一棱边；第二棱边到开口的最近边的距离、第三棱边到开口的最近边的距离、外包管型框架的最前端到第一个开口的最近边的距离、外包管型框架的最后端到最后一个开口的最近边的距离即为缓冲边的宽度，均与内撑管型框架的宽度相应。此处所说的相应，并非尺寸完全相等，只需尺寸大致相等，误差源于外包管型框架的壁厚、受压后内撑管型框架的变形等因素，只需满足所有内撑管型框架可放入外包管型框架中，且内撑管型框架可垫在产品和包装箱之间或内撑管型框架可垫在产品之间起支撑作用即可。

内撑管型框架的横截面为正方形，设置中空结构可更好节省材料、减轻重量。内撑管型框架的长度与外包管型框架的长度相同。内撑管型框架的宽度为正方形的边长。本实施例中，内撑管型框架的结构完全相同，可实现批量化生产。

在长度方向上，开口位于外包管型框架的两端之间；在横截面方向上，开口覆盖部分横截面。

管型框架可选用纸皮、木材、金属和塑料等等。

存放时，采用套管式结构，可在最大程度上节省空间，从而在最大程度上节省包装物料的运输成本，并且外包管型框架能对内撑管型框架在最大程度上进行强度保护，保证其叠置后不会被压坏。

本实施例中的产品为矩形的玻璃。包装产品时，如图4所示，将套管式榫卯结构单元中的一根内撑管型框架抽出，在外包管型框架内的第一棱边处形成空缺部位，该空缺部位与多个开口形成多个榫槽。四个套管式榫卯结构单元对应产品的四个角，包装完成后，产品相互平行。开口的数量对应可包装的产品的数量。将产品连同套管式榫卯结构单元整体置入包装箱中。

如图5所示，当产品较重时，或套管式榫卯结构单元不足以支撑产品时，抽出的内撑管型框架可置于产品的上、下、左、右位置，垫在产品与包装箱之间对产品进行进一步保护。批量化生产出多余的内撑管型框架可垫在产品之间进行进一步保护，此时开口的间隔也应当与内撑管型框架的宽度相应。将产品、套管式榫卯结构单元和垫入的内撑管型框架整体置入包装箱中。

实施例二

本实施例中，内撑管型框架的横截面为正圆形，设置中空结构可更好的节省材料、减轻重量。

本实施例中未提及部分同实施例一。

实施例三

本实施例中，内撑管型框架的横截面为等边三角形，设置中空结构可更好的节省材料、减轻重量。

本实施例中未提及部分同实施例一。

实施例四

套管式榫卯结构单元包括外包管型框架和四根内撑管型框架。

外包管型框架的横截面为正方形，外包管型框架有四条棱边，分别是依次相邻的第五棱边、第六棱边、第七棱边和第八棱边。外包管型框架上设有多个开口，开口沿着外包管型框架的长度方向相互平行、间隔设置。外包管型框架展开后，开口为矩形，穿过第五棱边和第六棱边；第七棱边到开口的最近边的距离、第八棱边到开口的最近边的距离、外包管型框架的最前端到第一个开口的最近边的距离、外包管型框架的最后端到最后一个开口的最近边的距离即为缓冲边的宽度，均与内撑管型框架的宽度或高度相应。

包装产品时，如图7所示，将套管式榫卯结构单元中的两条内撑管型框架抽出，在外包管型框架内的第五、第六棱边处形成空缺部位，该空缺部位与多个开口形成多个榫槽。四个套管式榫卯结构单元对应产品的四条边，包装完成后，产品相互平行。开口的数量对应可包装的产品的数量。将产品连同套管式榫卯结构单元整体置入包装箱中。

本实施例中未提及部分同实施例一。

实施例五

本实施例中，采用实施例一所述的套管式榫卯结构单元和实施例四所述的套管式榫卯结构单元包装呈矩形板状的瓷砖。

如图8所示，采用四个套管式榫卯结构单元包装所有产品的四个角，采用另一类四个套管式榫卯结构单元包装所有产品的四条边，被抽取的内撑管型框架垫在产品的前后侧和包装箱之间，同时也垫在产品之间整体放入包装箱中。

本实施例中的两类套管式榫卯结构单元的区别仅在于两者的开口大小和位置。

本实施例中未提及部分同实施例一和四。

实施例六

本实施例中，内撑管型框架的横截面为等边三角形、正圆形和正方形，设置中空结构可更好节省材料、减轻重量。外包管型框架上设有成对的凹陷的提手，其中一个提手位于外包管型框架的首端，另一个提手位于外包管型框架的尾端。开口的边为锯齿形。

本实施例中未提及部分同实施例一至三。

实施例七

外包管型框架的横截面为正方形，内撑管型框架的横截面为正方形，内撑管型框架的外框宽度是外包管型框架的内圈宽度的三分之一，因此实现九宫格排列的标准化设计。开口开在其中一个角上，开口的长度覆盖三格内撑管型框架。抽取六根内撑管型框架后，可应用于产品的角的包装(包装方式参照图5)。与图5的区别在于，它能抽出更多的内撑管型框架对产品进行限位。

本实施例中未提及部分同实施例一。

实施例八

外包管型框架的横截面为正方形，内撑管型框架的横截面为正方形，内撑管型框架的外框宽度是外包管型框架的内圈宽度的三分之一，因此实现九宫格排列的标准化设计。开口延伸其中的两个角，开口覆盖五格内撑管型框架。抽取七根内撑管型框架后，可应用于产品的边的包装(包装方式参照图14)，它能抽出更多的内撑管型框架对产品进行限位。

本实施例中未提及部分同实施例四。

实施例九

本实施例抽取四根内撑管型框架，可用于两个产品的角的包装。

本实施例中未提及部分同实施例八。

实施例十

外包管型框架的横截面为正方形，内撑管型框架的横截面为正方形，内撑管型框架的外框宽度是外包管型框架的内圈宽度的三分之一，因此实现九宫格排列的标准化设计。开口为对称分布的两组，每个开口覆盖三根内撑管型框架。抽取六根内撑管型框架后，本实用新型可用于两列产品的边的包装。

实施例十一

外包管型框架的横截面为正方形，内撑管型框架的横截面为正方形，内撑管型框架的外框宽度是外包管型框架的内圈宽度的三分之一，因此实现九宫格排列的标准化设计。开口开在其中一个角上，开口覆盖两格内撑管型框架。抽取两根内撑管型框架后，形成榫槽，对灯管进行限位，灯管的端部类似于榫头插入榫槽。

实施例十二

外包管型框架的横截面为正方形，内撑管型框架的横截面为正方形，内撑管型框架的外框宽度是外包管型框架的内圈宽度的三分之一，因此实现九宫格排列的标准化设计。开口有四组，分布在四个角上，每组开口覆盖一格内撑管型框架。开口的宽度与内撑管型框架的高度或宽度相应。抽取六根内撑管型框架后，形成榫槽。抽取的内撑管型框架形成榫头，与榫槽配合搭建成框架结构，对花盆进行限位包装。取出花盆后，包装结构整体形成一个框架，花盆置于框架之上。包装结构甚至可以组装成鞋架或其他架子，组合灵活程度高。包装结构整体即可进行再利用，形成一组新的家具。

实施例十三

套管式榫卯结构单元从左前方向右后方延伸。在长度方向上，开口位于外包管型框架的两端之间；在横截面方向上，开口贯穿整个横截面，即将外包管型框架分成两节。开口和抽取内撑管型框架后形成的空缺部位形成榫槽，供抽出的内撑管型框架插入组成框架。

实施例十四

此处有三个套管式榫卯结构单元，三者依次通过榫卯结构连接固定成十字形框架。位于中间的套管式榫卯结构单元的开口满足：在长度方向上，开口位于外包管型框架的两端之间；在横截面方向上，开口部分覆盖横截面。位于左侧或右侧的套管式榫卯结构单元的开口满足：在长度方向上，开口位于外包管型框架的端部；在横截面方向上，开口部分覆盖横截面。

实施例十五

此处有两个套管式榫卯结构单元，两者通过榫卯结构连接固定成T字形框架。位于左侧的套管式榫卯结构单元的开口满足：在长度方向上，开口位于外包管型框架的端部；在横截面方向上，开口部分覆盖横截面。位于右侧的套管式榫卯结构单元的开口满足：在长度方向上，开口位于外包管型框架的两端之间；在横截面方向上，开口部分覆盖横截面。

除了上述实施例提及的方式外，本实用新型还可用于包装边缘为板状的易碎品，如盘子；套管式榫卯结构单元可用于包装圆盘状易碎品。开口的数量、尺寸、间隔可依据需包装产品的数量和尺寸合理设计。外包管型框架中的内撑管型框架也可选用其他数量或形状，只要抽取后得到的空缺部位能与开口形成榫槽即可。为了标准化设计，在外包管型框架内放置n的平方的数量、尺寸大致相等的内撑管型框架，例如：外包管型框架可为正三角形，里面放置四个大小完全一致的正三角形；外包管型框架可为正六边形，里面放置六个正六边形。这些变换方式均在本实用新型的保护范围内。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.套管式榫卯结构单元，其特征在于：

包括：一根外包管型框架和若干根嵌装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。

2.按照权利要求1所述的套管式榫卯结构单元，其特征在于：所述外包管型框架的横截面为正圆形或正多边形。

3.按照权利要求1所述的套管式榫卯结构单元，其特征在于：所述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。

4.按照权利要求1所述的套管式榫卯结构单元，其特征在于：所述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。

5.按照权利要求4所述的套管式榫卯结构单元，其特征在于：所述开口的宽度与内撑管型框架的高度或宽度相应。

6.按照权利要求4所述的套管式榫卯结构单元，其特征在于：所述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。

7.按照权利要求1所述的套管式榫卯结构单元，其特征在于：在长度方向上，所述开口位于外包管型框架的端部或两端之间；在横截面方向上，所述开口覆盖部分横截面或贯穿整个横截面。

8.按照权利要求1所述的套管式榫卯结构单元，其特征在于：所述开口的边为锯齿形。