模数化自选配式家具 本发明涉及家具特别是一种智能拼装家具。
人类家具的发展历史，已经经历了框架式——组合式——板式三个阶段。模数化自选配式家具简称模数家具，吸取了前几类家具的优点，并经过创新后发明的一种全新智能型家具，模数家具不仅与传统的框架式家具有着明显的区别，而且与组合式家具、板式家具有着实质性的差异，其特点在于：
从几何意义的角度，组合家具对传统框架式家具仅从高度与宽度两维方向上进行了分割。而模数家具对传统的框架式家具从高度、宽度、深度三个方向上进行三维分割。然后，通过连接孔采用螺栓类高效紧固件实现稳固联接成家具整体。更为重要的是模式家具中所进行的三维分割，不仅仅是几何意义上的分割，而是依照使用功能上的差异，实行功能分割，将传统家具分割为若干个大小不同的功能箱体，或称功能模块，然后选用适当的功能模块联接成家具整体。这种分割方式可以有效地减少箱体的外形尺寸，籍以减少家具占用的室内空间。
板式家具将传统的框架式家具分割为若干板件，而后实现联接、拼装。这种方式分割过细，板与板之间的联接接触面为板的端面，接触支撑面很少，造成家具联接后强度弱、刚性差，拼装的寿命次数有限，同时为了满足联接功能，对板件、孔地加工精度要求高，联接条件苛刻，联接紧固件的结构复杂，价格昂贵。而模数家具将传统家具分割为若干功能箱体，分割度适中，并且在箱体上设计有联接平面，各箱体之间通过联接平面实行穿孔联接，联接支撑面大，稳定性好，大大降低了对设计加工的精度要求，由于采用穿孔联接，可以选用价格低廉的螺栓类紧固件实现高效紧固联接。联接后家具整体强度高，刚性好，多次拆装不降低整体联接性能。
与模数家具最相近的技术为1996年12月11日小国专利局公告的实用新型专利“自选配式组合家具”专利号：ZL95204949.X.两相比较本发明具有以下实质性的突破与发展：
1、首次提出按功能分割的设计方法。即对家具按使用功能进行细分割，按使用功能上的微小差异分别设计出不同的家具功能箱体，即功能模块。用户在购买、使用过程中可以不再是选购家具整体，而是按使用需要，选购若干个功能模块，然后自行拼装联接，形成家具。
2、突破了对箱体数量与形状的限制。在本发明中，箱体数量可以由使用者任意选配，箱体的形状可以呈矩形，也可以是只有两个互相垂直平面或三个互相垂直平面的异型箱体。
3、在联接孔的设计中，首次创造性地提出了模数定位的全新设计思想。在模数家具与自选配组合家具中，均存在着位置多变的，两两互换的箱体中的联接孔的设计定位问题。按照常规方法，设计的难度高，工作量大，本发明首次提出的模数原则，借鉴了机械设计中齿轮模数的概念，并进行了创新。
在齿轮设计中，为了解决齿轮啮合中，啮合位置变化的多样性以及实现两两互换的不同齿轮之间的有效啮合，采用了模数概念。齿轮设计中，模数为齿轮直径与齿轮数之比，解决了沿圆周方向上的啮合问题，本发明提出的模数设计原则中的模数，为任意常数，解决的是沿直线方向上的多变的联接定位问题。采用模数原则设计后，两个相联的箱体，可以十分方便地实现步距为一个模数的连续的相互位置变化。这是“自选配式家具”所不具备的功能。
模数定位的设计思想可以移植用于其它存在两两相连接件的定位设计中。
本发明的目的在于提供一种智能化的家具，该家具由一系列的功能化的箱体构成，用户可以根据自己的需要，选择不同的功能箱体，然后象搭积本一样拼装出各种家具，也可以对已经形成的款式做出改变，适应不同房间，不同使用要求。孔的模数化设计不仅简化了定位孔的设计方法，而且可以提供更多的拼装变化的可能性。模数化自选配家具在满足于用户的要求的前提下，减少了对室内空间的占用，能够为用户提供一个广阔的思维空间、视觉空间与居住空间。
对生产厂家而言，本发明宜于实现标准化、系列化，大批量生产；易加工，低成本，方便运输。
本发明是这样实现的：将普通家具按使用功能进行细分，分割成若干个功能箱体，重新搭配组装形成家具。为保证组装联接，每个功能箱体存在着两个或两个以上互相垂直的联接平面，联接平面上存在两个或两个以上的联接孔，孔的位置符合模数原则，即孔的中心线的在正向视图上的投影距离为某个常数M的整数倍，M大于1CM。孔的中心线距联接平面某条边缘线的距离为M的整数倍，功能箱体的外形尺寸，在正向视图的垂直与水平方向上的投影尺寸为M的整数倍。
家具的构造形成很多，千变万化，但从本质上大部分可以分解为一个个功能箱体。本发明突破了传统家具的固有设计定势，将普通家具按实际使用功能进行细分，分割成若干功能箱体，将传统家具的整体式设计改变为按一定规则进行的功能箱体的设计，制造出一个个功能模块(即功能箱体)。用户在使用中，只需选择自己所需要的具备相应使用功能要求的箱体(模块)，然后自行拼装联接形成一件或一套完整的家具。
为了实现各箱体之间的良好联接及联接后形式的多样性，在箱体上设计、加工有二个或二个以上的互相垂直的联接平面，在联接平面上加工有二个或二个以上联接孔，供联接时选用，孔的数量与位置根据联接的需要按模数原则确定。
模数原则，实质上是提出了一条新的坐标轴——模数轴，轴上各节点之间的距离为一个常数M，M即为模数。所有联接孔的位置均限定在节点上。这样当多个联接件需要实现多变的两两联接的设计中，将联接之间两两对应的设计关系，改变为众多对一，即各个联接件对应于同一模数轴的设计关系。当两个联接件的模数轴重合，并且对应的节点上有孔，两个联接件就可以实现穿孔的有效联接。对应区间模数轴上节点处出现孔的频率越高，两者之间实现有效联接的概率越大。由于孔的位置限定在节点上，提高了两个联接件之间孔重合的概率，在保证实现有效联接的前提下，可大大减少孔的加工数量。
采用模数原则进行联接的设计，无需要每次都确切地设定孔的准确位置。只要保证两联接件的模数轴重合，确认在联接区间孔出现的频率，然后计算出两个联接件之间的重合概率，就可以实现两两相联的联接设计，这是一种“模糊设计”，或称之为“混沌设计”。按照这种崭新的设计思维方法，可以有效地减少多个联接件实现两两互换的位置多变的联接中，定位设计的工作量与难度。
将联接平面上的孔的位置距联接平面边缘的距离限定为模数的整数倍，意味着将模数轴的节点或原点限定在家具功能箱体的边缘上，有利于设计、制造、安装过程中的定位。
将功能箱体外轮廓，在正向视图上的垂直与水平方向的投影尺寸，限定为模数的整数倍，有助于多个箱体之间的互相联接，并且在联接后，获得一条比较整齐的轮廓线及良好的内外部视觉效果。
模数化自选配式家具一种智能型家具，可以在最大程度上发挥用户的想象力，自由拼装，满足用户在家具款式上，使用功能上，不同陈列位置等方面的多种变化要求。
模数家具由于采用功能分割原理，在家具设计过程中，可以合理地缩小家具的几何尺寸，有效地充分地利用家具的内部空间。通过采用不同深度的箱体进行组合，或采用恰当的组合方式，可实现超薄形结构，与较高的拼装高度，并丝毫不影响家具的摆放的稳定性。这样在模数家具使用时，能够相当程度上减少家具的占地面积，减少家具对居住空间的占用，给人以广阔的思维空间的同时，给人予广阔的视觉空间与居住空间。
采用本发明中提出的模数化设计，大大减轻了设计当中的工作强度与设计工作量，同时为功能箱体的联接方式与联接位置的变化，提供了更多的选择机会，以及得到一个良好的联接外观与美学效果。
模数化的设计方法，可以用于家具之外的其它需要实现两两联接的设计之中。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的描述：
附图1、书柜拼装示意图。
附图2、三模块家具拼装示意图。
附图3、孔的模数法定位示意图之一。
附图4、孔的模数法定位示意图之二。
附图5、孔的模数法定位示意图之三。
附图6、模块外形尺寸模数拼装示意总图。
附图7——附图12、三模块家具拼装变化示意图之二至之七。
本发明涉及的模数化自选配式家具，由若干个功能箱体(功能模块)联接而成，每个功能箱体存在着两个或两上以上的互相垂直的联接平面，联接平面存在着两个或两个以上的联接孔，联接孔的位置尺寸符合模数原则，即孔的中心线在正向视图上的投影距离为某个常数M的整数倍，M大于1CM，孔的中心线距联接平面某条边缘线的距离亦为模数M的整数倍，功能箱体的外轮廓尺寸，在正向视图的垂直与水平方向上的投影尺寸亦为模数M的整数倍。
在实施过程中，设计人员必须首先对传统的家具按功能进行细分，分割成若干不同尺寸，不同形状的箱体，即功能模块。如大衣模块，上衣模块，长裤模块，书籍模块，酒具模块，零星物品模块，文件资料模块，抽屉模块，鞋具模块，梳妆模块，大物件模块，联接支撑模块等等。通过合理的分割，可以按照使用功能，将功能箱体的外形尺寸及内部结构控制在最小，最合理的状态。以通常的大衣柜为例，按照本发明提供的设计方式，可以分割为挂大衣，挂上衣，挂长裤等不同功能的箱体。挂大衣的模块，其外形尺寸高度在1.2M——1.6M左右，深度在0.5M左右，挂上衣的模块，高度在0.8M——1.0M左右，挂长裤的模块高度在0.8M——1.0M左右，深度在0.3——0.35M左右，显然，在存放相同数量衣物的情况下，按功能分割后再组合形成的衣柜，占用的室内空间少于传统家具，其内部空间可以得到更充分的利用。
再以书柜为例(见图1)传统书柜为了保证家具摆放的稳定性，书柜深度一般在0.35M左右，而书籍的厚度一般在0.15——0.25M，显然，如果每层只摆放一排书籍，会造成书柜有效空间的浪费，如果摆放两排书籍，则给书籍的取用造成不便，按照本发明提供的功能分割方法，书籍模块可作成长条形(1)或矩形(2)，深度控制在0.2——0.3M之间，通过书籍模块与其它模块，例如深度在0.4——0.5M的抽屉模块(3)支撑模块(4)实行紧固联接，可以在确保摆放稳定性的同时，获得极高的拼装高度，并克服常规书柜的缺陷。
各功能模块之间的联接问题，本发明采用如下方式解决，即在每个功能模块上设计有两个或两个以上的互相垂直的平面，如图2中，梳妆模块(5)设计有两个互相垂直的联接平面，抽屉模块(3)设计有三个互相垂直有的表面，以及在功能模块中占多数的，有四个互相联接平面，截面呈矩形的功能模块(6)。只有2——3个联接平面的模块，只能在2——3个方向上实现拼装联接，而具有4个联接平面，呈矩形截面的模块，可以在4个方向上实现拼装。
在各功能模块上，加工有两个或两个以上的联接孔，采用螺栓等高效紧固件，实现各功能模块之间的有效联接，孔的位置符合模数原则。
所谓模数原则，实质上提出了一条新的坐标轴——模数轴，轴上各节点之间的距离为常数，即模数M，所有联接孔的中心位置限制在节点上。两个需要实施联接的功能模块，当其模数轴重合时，对应的节点上有孔时，两者之间就可以实现有效联接。采用模数原则进行联接孔的设计时，需首先确定模数轴在联接平面上的位置，保证在联接状态时，两个互相联接的模块上的模数轴能够完全重合，然后根据模数轴上节点的位置，确定孔的位置。当存在多个联接件，需要实现多变的，互换的两两联接时，这种设计方法可以大大简化设计的复杂程度，同时也可以减少所需要加工孔的数量。
例如图3：模块A(7)的联接面上有几个间隔为M的连续的孔，模块B(8)上孔的距离为NM，则模块A(7)与模块B(8)可以实现有效联接，而且当模块A(7)与模块B(8)发生步距为M的相互位置变化时，联接的有效性不会改变。
又如图4，模块(9)的联接面上有N个间距为M的连续的孔，模块B(10)的对应联接区间NM之内，只要在某个节点上有孔，模块A(9)和模块B(10)就可以实现有效联接，无须明确地找出并限定模块B(10)上孔的准确的位置。
因此，采用模数原则时，只需首先确定模数轴在功能模块的联接平面上的位置，保证在联接状态时，两个互相联接的模块上的模数轴能够完全重合，包括轴线重合，节点重合。然后再根据模数轴上的节点的位置，确定孔的位置。当存在有多个互相连接的功能模块，需要实现互换的，位置多变的联接设计时，采用模数原则可以大大简化设计的复杂程度，同时也可以减少孔的加工数量。
将模块上联接孔的中心线，距联接后边缘线的距离限定为模数M的整数倍(见附图5)，意味着将模数轴的节点限定在家具模块的边缘线上，这样不仅有利于设计、使用过程中孔的定位，而且有利于功能模块连续拼接时得到一条比较整齐的轮廓线，将距边缘最近的联接孔的中心线距边缘线的投影距离限定为1个M，实质上是前一限定的特例，将模数M值限定为大于1CM，为模数值M的确定提供了一个比较实用的范围，例如选择模数M值为5CM。
功能模块，在正向视图的垂直方向与水平方向上的外形尺寸为M的整数倍，即在两个互相垂直联接平面方向上的外形投影尺寸，为模数的整数倍。见图5，水平方向上为N1M，垂直方向上为N2M，N1、N2均为正整数，有助于多个模块实现连续拼接时，保证联接的有效性，及得到整齐的轮廓线。见图6。
模数化自选配式家具，不仅改变了传统家具的设计、制造方式，同时也更新了及户对家具的购买与使用方式，用户在购买家具时，不再是按照整件进行购买，既可以是按照自身使用的需要，购买若干个所需的功能模块，然后按照自己的使用要求及居室的实际状况，自行选择组装成家具整体。由于模数化自选配式家具实现了箱体的功能模块化，联接孔的位置的模数化，以及模块外形尺寸的模数化，用户可以十分方便地对所购买的模块进行自由的拼装，形成千变万化，款式多样的家具，最大限度地满足于用户的使用要求及居室环境。如图2中由三个功能模块拼装的家具，可以通过改变排列拼装方式，至少形成图7至图12的几种不同的拼装款式。模式家具变化的多样性，可略见一斑。
由此可见，当选择多个功能模块时，其排列组合方式是难以穷尽的。此外，借助于连续孔的调整作用，可以实现各箱体模块之间步距为模数M的连续的位置变化，能够充分地调整家具的高度与宽度，以及实现各模块的高度方向与水平方向的位置移动。
选用不同深度的模块，尽可能地采用薄形模块，通过不同深度模块的拼装，能够在保证家具摆放稳定性的前提下，使拼装后的家具，尽可能地向高空发展，尽可能地减少占用地表面积，以及室内空间。从而在满足使用功能的要求的前提下，得到良好的视觉效果及更大的居住活动空间。
选用模数家具，与用户原有家具能实现良好的兼容性。通过将模式家具寄生附着于原家具，或者采用将原家具嵌入拼装后的模数家具内部，使新旧家具形成一个良好的整体。
当用户更换住房时，或对住房内部进行调整，搬动家具时，或试图对家具的结构、款式、使用功能进行改变时，模数家具都表现了良好的可变性、适应性。模数家具还可以与家用电器，装饰物及其它物品镶嵌，形成完善的居住、使用与视觉效果。
模数家具是一种完全的智力型家具。使用者的智商越高，模数家具的变化范围越宽广，它能够给智者以广阔的思维空间、居住空间与视觉空间。模数家具是智者的家具，智者的天地。