一种基于榫卯结构的实木家具三维角节点的参数确定方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种基于榫卯结构的实木家具三维角节点的参数确定方法及装置，包括：输入零件的参数尺寸；优化所述三维角节点榫头的参数取值范围，并确定所述榫头的参数取值；优化望板与柱腿之间的边距参数的取值范围，并确定所述边距参数的取值；优化榫头边距参数的取值范围，并确定榫头边距参数的取值；根据所述望板与柱腿之间的边距参数的取值和所述榫头边距参数的取值，确定榫槽边距参数的取值；按零件进行参数重组和输出。通过上述方法，将三维角节点尺寸范围进行进一步优化，仅需要输入必要的数值，即可快速缩小参数取值范围，从而更加合理地进行参数尺寸确定，有效解决参数取值范围过广，取值选择过多和容易出现结构冲突的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于榫卯结构的实木家具三维角节点的参数确定方法及装置


[0001]本申请属于参数优化
，具体的，涉及一种基于榫卯结构的实木家具的三维角节点的参数确定方法及装置。

技术介绍

[0002]实木家具多采用榫卯连接，目前中国多数企业的设计与加工榫卯的流程大致如下：首先，根据零件尺寸，绘制图纸建立三维模型，根据零件端面一一设计榫卯尺寸，加入到图纸和三维模型中，然后通过数控加工程序，将尺寸信息转变为加工代码，最后将加工代码传送给数控机床进行加工。并且，榫卯的尺寸无标准可循，依靠少数操作者经验而定。不合理的榫卯尺寸参数设置方式，严重影响了榫卯数字化加工效率和加工质量。
[0003]实木家具三维角节点由于尺寸较小，采用榫卯连接时容易出现结构冲突，是家具结构设计中最难处理的节点之一。三维角节点通常包含一个柱腿(Post)和两个相互垂直的望板(Rail)，望板和柱腿之间常采用直角榫或椭圆榫连接，强度要求相对高的方向采用优势榫头，另一个方向采用让步榫头，使得让步榫长度向优势榫厚度做出让步。若采用理想的计算方法得出参数取值范围并进行取值，结构就可能发生冲突。同时，由于实木家具零件具有种类繁多、尺寸多变的特征，节点中一个数值调整就可能意味着整体结构的重新设计。
[0004]故，需要提出一种新的技术方案以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种基于榫卯结构的实木家具的三维角节点的参数确定方法，通过优化以缩小参数的取值范围，可以解决现有的在采用理想的计算方法确定三维角节点取值时所带来的结构冲突问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种基于榫卯结构的实木家具三维角节点的参数确定方法，包括：
[0007]S1、输入零件的参数尺寸；
[0008]其中，所述零件包括：柱腿以及两个相互垂直的望板1和望板2，所述望板1和望板2的榫头分别垂直插入柱腿中构成榫卯结构的三维角节点；
[0009]其中，所述望板1的榫头为让步榫，所述望板2的榫头为优势榫；
[0010]S2、优化所述三维角节点榫头的参数取值范围，并确定所述榫头的参数取值；
[0011]S3、优化望板与柱腿之间的边距参数的取值范围，并确定所述边距参数的取值；其中，所述望板与柱腿之间的边距参数为所述望板基准边到柱腿基准边的边距；
[0012]S4、优化榫头边距参数的取值范围，并确定榫头边距参数的取值；其中，所述榫头边距参数为所述榫头到望板基准边的边距；
[0013]S5、根据所述望板与柱腿之间的边距参数的取值和所述榫头边距参数的取值，确定榫槽边距参数的取值；其中，所述榫槽边距参数为所述榫头到柱腿基准边的边距；
[0014]S6、按零件进行参数重组和输出。
[0015]第二方面，本申请实施例提供了一种基于榫卯结构的实木家具三维角节点的参数确定装置，其特征在于，包括：
[0016]输入模块，用于输入零件的参数尺寸；
[0017]其中，所述零件包括：柱腿以及两个相互垂直的望板1和望板2，所述望板1和望板2的榫头分别垂直插入柱腿中构成榫卯结构的三维角节点；
[0018]其中，所述望板1的榫头为让步榫，所述望板2的榫头为优势榫；
[0019]榫头参数优化和取值模块，用于优化所述三维角节点榫头的参数取值范围，并确定所述榫头的参数取值；
[0020]零件间边距参数优化和取值模块，用于优化望板与柱腿之间的边距参数的取值范围，并确定所述边距参数的取值；其中，所述望板与柱腿之间的边距参数为所述望板基准边到柱腿基准边的边距；
[0021]榫头边距参数优化和取值模块，用于优化榫头边距参数的取值范围，并确定榫头边距参数的取值；其中，所述榫头边距参数为所述榫头到望板基准边的边距；
[0022]榫槽边距参数取值模块，用于根据所述望板与柱腿之间的边距参数的取值和所述榫头边距参数的取值，确定榫槽边距参数的取值；其中，所述榫槽边距参数为所述榫头到柱腿基准边的边距；
[0023]输出模块，用于按零件进行参数重组和输出。
[0024]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
[0025]本申请所提供的实木家具三维角节点的参数确定方法，对于三维角节点榫头的参数取值范围、望板与柱腿之间的边距参数的取值范围、榫头边距参数的取值范围均进行了优化，使多个参数在不同程度上均缩小了取值范围，从而方便在实际应用中快速获得取值范围并进行取值。采用优化后的参数取值范围进行参数的取值，克服了传统方法中采用理想计算方法确定参数取值范围并取值时所带来的结构冲突问题，在三维角节点的参数确定时，仅需要输入必要的数值，即可快速缩小参数取值范围，从而更加合理地进行参数尺寸确定，有效解决参数取值范围过广，取值选择过多和容易出现结构冲突的问题。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0027]图1是现有技术提供的榫卯结构二维平面节点示意图；
[0028]图2(a)、图2(b)、图2(c)是本申请实施例一提供的榫卯结构三维角节点示意图；
[0029]图3是本申请实施例一提供的一种基于榫卯结构的实木家具三维角节点的参数确定方法的流程示意图；
[0030]图4是本申请实施例二提供的一种基于榫卯结构的实木家具三维角节点的参数确定装置的结构框图；
[0031]图5是本申请实施例一提供的(B2,C1)参数优化前后尺寸组合数量对比示意图。
具体实施方式
[0032]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0033]应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0034]还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0035]如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0036]另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于榫卯结构的实木家具三维角节点的参数确定方法，其特征在于，包括：S1、输入零件的参数尺寸；其中，所述零件包括：柱腿以及两个相互垂直的望板1和望板2，所述望板1和望板2的榫头分别垂直插入柱腿中构成榫卯结构的三维角节点；其中，所述望板1的榫头为让步榫，所述望板2的榫头为优势榫；S2、优化所述三维角节点榫头的参数取值范围，并确定所述榫头的参数取值；S3、优化望板与柱腿之间的边距参数的取值范围，并确定所述边距参数的取值；其中，所述望板与柱腿之间的边距参数为所述望板基准边到柱腿基准边的边距；S4、优化榫头边距参数的取值范围，并确定榫头边距参数的取值；其中，所述榫头边距参数为所述榫头到望板基准边的边距；S5、根据所述望板与柱腿之间的边距参数的取值和所述榫头边距参数的取值，确定榫槽边距参数的取值；其中，所述榫槽边距参数为所述榫头到柱腿基准边的边距；S6、按零件进行参数重组和输出。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：输入望板1的厚度T
t1
，望板2的厚度T
t2
，和柱腿的厚度T
m
和宽度W
m
；所述柱腿与望板1的厚度方向平行的边为厚度方向，定义为厚度T
m
，所述Post与望板2的厚度方向平行的边为宽度方向，定义为宽度W
m
。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2，包括：S21，优化优势榫的榫厚B2和让步榫的榫长C1的取值范围，并基于所述取值范围，确定取值；S22，优化让步榫的榫厚B1和优势榫的榫长C2的取值范围，并基于所述取值范围，并确定取值；所述步骤S21，包括：S211，优化优势榫的榫厚B2和让步榫的榫长C1的取值范围；S212，确定优势榫的榫厚B2的取值；S213，基于B2的取值，确定让步榫的榫长C1的取值。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S21中优化优势榫的厚度B2和让步榫的榫长C1的取值范围，包括：所述让步榫的榫长C1的取值范围为：0.5W
m
+ΔC≤C1≤W
m
‑
B2‑
z；当0.5W
m
‑
z
‑
ΔC≥0.6T
t2
时，所述优势榫的榫厚B2的取值范围为：0.3T
t2
≤B2≤0.6T
t2
；当0.5W
m
‑
z
‑
ΔC＜0.6T
t2
时，所述优势榫的榫厚B2的取值范围为：0.3T
t2
≤B2≤0.5W
m
‑
ΔC
‑
z；其中，ΔC为榫头长度方向和榫槽的配合参数，z为安全加工尺寸。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中优化望板与柱腿之间的边距参数的取值范围，包括：所述望板1与柱腿之间的边距参数B
tm1
的取值范围为：0≤B
tm1
≤T
m
‑
T
t1
；
所述望板2与柱腿之间的边距参数B
tm2
的取值范围为：0≤B
tm2
≤W
m
‑
C1‑
B2。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中优化榫头边距参数的取值范围，包括：S41、根据不同的优势榫的榫厚B2、让步榫的榫长C1、望板2的厚度T
t2
、柱腿厚度W
m
和望板2与柱腿之间的边距参数B
tm2
的不同取值，分情况确定所述优势榫头边距参数b
t2
的取值范围；S42、根据不同的让步榫的榫厚B1、望板1的厚度T
t1
、柱腿厚度T
m
，分情况确定所述让步榫边距参数b
t1
的取值范围。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S41包括：当T
t2
≤W
m
‑
C1，且0≤B
tm2
≤W
m
‑
C1‑
T
t2
时，所述优势榫的榫头边距参数b
t2
的取值范围为：0≤b
t2
≤T
t2
‑
B2；当T...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊先青，许修桐，张美，岳心怡，凌彩珊，杨路洁，曹萌，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：