传统榫卯中自锁结构类型

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1.1 摩擦力自锁

摩擦力自锁是指自锁构件在“锁定”后，构件间所受摩擦力与相对运动或相对运动趋势方向相反，依靠摩擦力结构被“锁定”。摩擦力计算公式为F=μ×Fn，摩擦力的大小（F）与接触面的粗糙程度(即摩擦系数μ )以及接触面的压力（Fn）呈正相关。当榫销与榫眼的接触面粗糙程度保持固定时，摩擦力随接触面压力的增加而增大，当摩擦力大于等于使用过程中产生的拉力时便可固定住榫销榫眼的位置；减小接触面压力，榫销榫眼的摩擦力便随之减小，当摩擦力小于使用过程中产生的拉力时，便可解锁，同时应保证摩擦力与榫卯活动方向垂直，以防止滑脱。走马销就是通过增加接触面压力的方式增加摩擦力以实现自锁目的，如图1 所示。走马销的榫销呈楔形，和榫眼的接触面是一个完整的面，而榫眼为一大一小两部分，将榫销插入榫眼大的一端后，对榫销施加一个水平力，使其向榫眼小的部分滑动，当榫销榫眼扣住时，继续施力，使榫销被挤压扣紧，榫眼与榫销接触面的压力增大，摩擦力也增大，从而达到锁定的目的。拆卸时，榫销需退回榫眼大的一侧。走马销常见于家具的夹缝中，例如常应用于罗汉床围子间的连接及床围子与床身之间的连接[9]。

[size=0.8em]图1 走马销
Fig.1 Running horse tenon

1.2 搭接自锁

搭接自锁是将两块相同的木构件呈一定角度互相搭接固定，通过构件搭接处的凹槽断面相扣达到锁定的目的。搭接结构多用于相同构件的交叉接合，在相交之处，构件上下合二为一。搭接自锁的典型结构是十字枨，如图2 所示，十字枨上下拼装后，在水平方向上由于木构件本身的结构因素，水平移动受限，形成自锁组，通过局部自锁，达到锁定的目的[10]。

[size=0.8em]图2 十字枨
Fig.2 Crossed stretchers

1.3 嵌入式自锁

嵌入式自锁是通过嵌入某一外部零部件，以起到拼合两块板件或连接两个结构件的作用，其安装方式与其板件运动方向垂直，以达到锁定的目的。嵌入的零部件不仅起到卡紧结构的作用，还可作为一种家具设计语言，具有美化和装饰功能。常见的嵌入式自锁有银锭榫和楔钉榫，如图3a、b所示。银锭榫为中腰细、两端宽形似银锭的结构，主要用于拼合板件以及防止板件结构性开裂。楔钉榫多用于弧形构件，将构件端部各切去一半，榫头相互嵌接，在中间插入楔钉，使得两个构件结合紧密，限制位置以锁定构件。硬木弹性极好，具有热胀冷缩、湿涨干缩的特点，使嵌入的构件能与结构件贴合紧实，在需要“解锁”时，用热水浇烫局部即可退出嵌入件[11]。

[size=0.8em]图3 嵌入式自锁
Fig.3 Embedding self-locking

1.4 旋转自锁

旋转自锁是指木构件通过旋转进行啮合，木构件内部的凹凸部分卡紧，通过位移榫构件以及相应杠杆的互补与搭接形成特有的稳固结构，完成自锁[12]。三柱鲁班锁是旋转自锁的典型代表，如图4 所示。鲁班锁由数个类长方体组成，不同构件经过切割，产生不同的凹槽，凹槽互为补充且相互制约，按照固定的顺序可进行反复拆卸，在古代常用作绕线板、筷子筒、烛台等。鲁班锁看似简单,却凝结着古人不平凡的智慧[13-16]。

[size=0.8em]图4 三柱鲁班锁
Fig.4 LuBan Lock with three column

1.5 穿插自锁

穿插自锁是通过推插的连接方式将两个或多个木构件接合起来，构件的连接方向和构件受力方向垂直，连接后的构件呈锁定状态，沿推插方向可拆卸解锁。常见的穿插自锁结构有龙凤榫以及常与龙凤榫搭配使用的穿带，龙凤榫如图5a所示，穿带如图5b所示。板件的一端榫头截面为半个银锭榫状，与其连接的板件一端为内大外小的榫槽，板件沿榫头榫槽的长度方向推插连接，连接后板件相互卡紧无法横向拉出，以达到锁定目的。龙凤榫常用作平板的拼宽，通过龙凤榫拼接后的宽板力学强度较低，且会因木材热胀冷缩而发生形变，因此在拼板的横向开槽，嵌入木条以固定拼板，此木条即为穿带[17]。

[size=0.8em]图5 穿插自锁
Fig.5 Interspersed self-locking

摘自：榫卯中的自锁奥秘与设计创新∗[url=][/url]

王佳实， 吴新凤， 郝景新， 孙德林

【作者机构】	中南林业科技大学
【来    源】	《林产工业》2021年第9期 P50-53，58