本實用新型涉及一種緊固件，具體涉及一種膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)有結構性固接方式主要包含以下幾種方式：

1)螺絲、螺栓類固接：通過螺紋配合實現(xiàn)牢固固接，廣泛應用。其存在的主要問題在于螺紋孔不可避免地會對固接表面造成破壞。當用于對外觀有要求的產(chǎn)品時(諸如家具等)，往往需要另外安裝表面材質包覆或隱藏螺孔、螺栓和螺母等。

2)膨脹螺栓類固接：通過擰緊螺栓，軸向擠壓一個螺栓外的套管端面，對套管的表面造成膨脹形變，膨脹面擠壓外部孔壁，形成部件之間的牢固連結。其存在的主要問題在于螺栓通常僅沿軸向擰緊，且被膨脹孔通常較大。

3)沾粘固接：通過膠水類材料連接所需固接零件的接觸表面。其存在的主要問題在于對膠水材質、接觸表面的材質、接觸表面的粗糙度等有較為嚴格的要求。

4)榫鉚固接：傳統(tǒng)木工中接合兩個或多個構件的方式，通過相連接的兩個木構件之間的凹凸配合，實現(xiàn)固接，通常無需再使用鉚釘類零件或膠水類材料進行輔助。其存在的主要問題在于設計所需凹凸配合、加工、以及裝配的難度較大，對木工的技能要求較高。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷而提供一種膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)，它實現(xiàn)了交叉放置的任意外形的中空結構件的緊固聯(lián)接，具有模塊化、聯(lián)接牢固、隱蔽、快速穩(wěn)定的特點，并且安裝簡易，成本低廉。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)，包括外觀結構管件、彈性緊固模塊、多孔結構模塊和雙向緊固螺栓，其中，

所述外觀結構管件為具有軸向通孔的常規(guī)管件或異形管件；

所述彈性緊固模塊采用正泊松比形變的彈性材料并基本為中空圓柱體，該彈性緊固模塊安裝在所述外觀結構管件的軸向通孔中，該彈性緊固模塊的外壁與所述外觀結構管件的軸向通孔的壁面貼合；

所述多孔結構模塊為多面體，該多孔結構模塊的外表面上開設多個穿過其中心的螺紋通孔；

所述雙向緊固螺栓安裝在所述彈性緊固模塊的中心通孔中，該雙向緊固螺栓的螺紋桿與所述多孔結構模塊上的螺紋通孔螺紋連接，使彈性緊固模塊的靠近雙向緊固螺栓的螺桿的端面與多孔結構模塊的外表面摩擦配合，并使彈性緊固模塊的靠近雙向緊固螺栓的頭部的端面與雙向緊固螺栓的頭部的下端面摩擦配合；當彈性緊固模塊的兩個端面受到擠壓后產(chǎn)生徑向彈性膨脹形變，形變后的外壁面與外觀結構管件的內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦緊固配合，實現(xiàn)外觀結構管件與多孔結構模塊固接。

上述的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)，其中，所述模塊系統(tǒng)還包括一設在所述外觀結構管件的軸向通孔的壁面與所述彈性緊固模塊的外壁之間的截面適應模塊，該截面適應模塊為中空柱體，并且空腔的壁面形狀與所述彈性緊固模塊的外壁形狀匹配，該截面適應模塊的外壁形狀與所述外觀結構管件的軸向通孔的壁面形狀匹配。

上述的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)，其中，所述多孔結構模塊還鉸接一滑動機構或轉動機構，以形成多孔機構模塊。

上述的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)，其中，所述多孔結構模塊為四面體、六面體、八面體、十四面體或球體。

上述的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)，其中，所述雙向緊固螺栓的螺桿的端面中心開設一個擰緊槽，該擰緊槽的形狀為一字形、十字形或正六邊形。

上述的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)，其中，所述彈性緊固模塊的幾何形狀為圓形管、波浪形管或折線形管。

上述的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)，其中，所述截面適應模塊的表面可剖切槽口，并且材質為彈簧鋼。

上述的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)，其中，所述外觀結構管件的外壁幾何形狀為多棱柱形或圓柱形，管型可為直管或彎管。

本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果：

1)傳統(tǒng)的固接方式中所用的零件大多全部為金屬材質，加工難度和成本遠比本專利所提出的方案要高得多。

2)傳統(tǒng)的固接方式往往需要對所固接的結構件的外觀產(chǎn)生諸如鉆孔之類的破環(huán)，需要另外配置外觀件以實現(xiàn)產(chǎn)品設計。本實用新型的技術方案可以對所固接結構件的外觀實現(xiàn)最大程度的保留，使其可以在產(chǎn)品開發(fā)的過程中直接作為外觀件使用，極大地降低了開發(fā)成本。

3)所使用的彈性緊固模塊在設計上做到了極大的簡化，同時又保證了類似傳統(tǒng)膨脹螺栓類緊固件的穩(wěn)定固接，實現(xiàn)交叉放置的結構件之間的穩(wěn)定固接，這樣可以最大程度地降低加工成本。例如使用具有正泊松比的橡膠類材料時，可通過一套模具即可實現(xiàn)產(chǎn)品的一次成型，在保證了固接穩(wěn)定性的同時，極大地降低了加工成本。

4)通過模塊化設計，整體技術解決方案具有極大的調(diào)整空間，可以根據(jù)需要組合成各種所需的幾何形狀，實現(xiàn)不同的結構強度，以及實際功能，極大地縮短了產(chǎn)品開發(fā)的周期。

附圖說明

圖1是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)的立體圖；

圖2是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)的立體分解圖；

圖3是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)的主視圖；

圖4是圖3中的A-A向視圖；

圖5a是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)中的彈性緊固模塊的第一種實施例的結構圖；

圖5b是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)中的彈性緊固模塊的第二種實施例的結構圖；

圖5c是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)中的彈性緊固模塊的第三種實施例的結構圖；

圖6a是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)中的多孔結構模塊的一種實施例的結構圖；

圖6b是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)中的多孔結構模塊的第二種實施例的結構圖；

圖6c是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)中的多孔結構模塊的第三種實施例的結構圖；

圖7a是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)中的多孔機構模塊的立體圖；

圖7b是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)中的多孔機構模塊的主視圖；

圖8a是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)應用于一種椅子的結構示意圖；

圖8b是本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)應用于一種床的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明。

請參閱圖1至圖7b，本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)，包括外觀結構管件1、截面適應模塊2、彈性緊固模塊4、多孔結構模塊5和雙向緊固螺栓3，其中：

外觀結構管件1為具有軸向通孔的常規(guī)管件或異形管件，該外觀結構管件的外壁幾何形狀為多棱柱形或圓柱形；該外觀結構管件1的軸向通孔的幾何形狀可以是圓形、方形或異形，管型可采用直線、圓弧、曲線等多種幾何形狀，其材質選擇可采用金屬、木質、塑料等不同材料，為了滿足外觀需求可采用表面拋光、上漆、紋理加工等；

截面適應模塊2為一中空柱體并設在外觀結構管件1的軸向通孔中；該截面適應模塊2的空腔壁面形狀與彈性緊固模塊4的外壁形狀匹配，該截面適應模塊2的外壁形狀與外觀結構管件1的軸向通孔的壁面形狀匹配；該截面適應模塊2的表面可剖切各種形狀的槽口(類似膨脹螺栓)，并且材質為彈簧鋼；

彈性緊固模塊4基本為中空圓柱體并安裝在截面適應模塊2的空腔中，該彈性緊固模塊4的外壁與截面適應模塊2的空腔壁面貼合；彈性緊固模塊4采用能產(chǎn)生正泊松比形變的彈性材料制作，如橡膠、彈簧鋼等材料；該彈性緊固模塊4的幾何形狀為圓形管、波浪形管或折線形管(見圖5a、圖5b和圖5c)；

多孔結構模塊5為多面體，可以是四面體、六面體、八面體、十四面體或球體(無限面體)(見圖6a、圖6b和圖6c)；該多孔結構模塊5的外表面上開設多個穿過其中心的螺紋通孔50；

雙向緊固螺栓3安裝在彈性緊固模塊4的中心通孔中，該雙向緊固螺栓3的螺桿的端面中心開設一個擰緊槽30，該擰緊槽30的形狀為一字形、十字形或正六邊形，以方便用擰緊工具從螺桿的端面反方向旋轉，擰緊螺栓；該雙向緊固螺栓3的螺紋桿與多孔結構模塊5上的螺紋通孔50螺紋連接，使彈性緊固模塊4的靠近雙向緊固螺栓3的螺桿的端面與多孔結構模塊5的外表面摩擦配合，并使彈性緊固模塊4的靠近雙向緊固螺栓3的頭部的端面與雙向緊固螺栓3的頭部下端面或與兩者之間的墊片摩擦配合；當彈性緊固模塊4的兩個端面受到擠壓后產(chǎn)生徑向彈性膨脹形變，形變后的外壁面與外觀結構管件1的內(nèi)壁或截面適應模塊2的內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦緊固配合，實現(xiàn)外觀結構管件1與多孔結構模塊5固接。

多孔結構模塊5還可連接一個旋轉機構或滑動機構，以形成多孔機構模塊。外觀結構管件1可通過多孔機構模塊上的旋轉機構或滑動機構實現(xiàn)相對旋轉或線性滑動。圖7a和圖7b顯示的是兩個多孔結構模塊5連接在一個鉸鏈機構51上，形成了可相對旋轉的多孔機構模塊；該多孔機構模塊可以固聯(lián)多個外觀結構管件1后，使多個外觀結構管件1可以相對鉸鏈機構51旋轉到任意位置。

本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)中的外觀結構管件1，同時兼顧外觀件和結構件的雙重功能，作為結構件，該模塊通過聯(lián)接件固聯(lián)形成整體結構骨架；作為外觀件，該模塊表面可直接進行所需要的表面處理，作為外觀件使用。根據(jù)整體構型的外觀、結構和組裝的變化和要求，可采用多種不同的截面形狀、整體造型以及材質。

多孔結構模塊5的幾何表面用于和彈性緊固模塊4的端面以及外觀結構管件1的端面接觸配合。其幾何表面的螺紋通孔50用于和彈性緊固模塊4通過雙向緊固螺栓3連接，可實現(xiàn)外觀結構管件1不同的空間組合。

若所采用的外觀結構管件1的軸向通孔的尺寸和彈性緊固模塊4的外壁尺寸匹配時，可以取消截面適應模塊2，而將彈性緊固模塊4直接置于外觀結構管件1的軸向通孔中進行聯(lián)接。

本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)的工作原理是：當旋緊雙向緊固螺栓3時，在彈性緊固模塊4上，雙向緊固螺栓3的頭部下端面和螺桿端面之間的實際距離減小，沿軸向擠壓彈性緊固模塊4。由于彈性緊固模塊4采用具有正泊松比的彈性材料，受到擠壓的彈性緊固模塊4產(chǎn)生沿橫斷面方向上的膨脹形變。受到膨脹的彈性緊固模塊4的外壁和套接的外觀結構管件1或截面適應模塊2的內(nèi)壁貼合，產(chǎn)生壓緊力和摩擦力，實現(xiàn)結構管件之間的穩(wěn)固聯(lián)接。彈性緊固模塊4的外壁形狀最好采用波浪形管或折線形管，以使其與外觀結構管件1或截面適應模塊2的內(nèi)腔壁面貼合的更加牢固，產(chǎn)生的摩擦力更大。截面適應模塊2具有雙重功能，一方面幫助彈性緊固模塊4適應不同的外觀結構管件1的截面形狀，另一方面也具有膨脹緊固效果。當受到來自彈性緊固模塊4的徑向膨脹緊固力時，截面適應模塊2同時受力產(chǎn)生徑向的膨脹形變，將來自彈性緊固模塊4的徑向形變和緊固力傳遞至外觀結構管件1的內(nèi)壁，產(chǎn)生壓緊力和摩擦力，這樣的膨脹緊固效果，可以通過使用正泊松比彈性材料(如彈簧鋼等)制作的彈性緊固模塊4以及表面槽孔的截面適應模塊2實現(xiàn)。

本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)可應用于諸如家具、貨架、收納、玩具、工具等組合式結構件，通過各種模塊之間的組合，實現(xiàn)為以組合式結構件為主的產(chǎn)品提供一種模塊化、隱蔽式、低成本、快速穩(wěn)定的結構固接。圖8a顯示的是一種以管件構成的組合式結構件為主的椅子的結構示意圖。圖8b顯示的是一種以管件構成的組合式結構件為主的床的結構示意圖。

本實用新型的膨脹固聯(lián)模塊系統(tǒng)，采用一種由彈性材料制作的彈性緊固模塊，并將該彈性緊固模塊置于一個中空結構件的內(nèi)孔中，通過在該彈性緊固模塊受到沿兩端面間的軸向方向上的擠壓時，所產(chǎn)生的沿橫斷面方向上的膨脹，實現(xiàn)兩個交叉放置的結構件之間的緊固聯(lián)接。同時通過模塊化設計的幾何固聯(lián)接口，實現(xiàn)對任意外形的中空結構件的穩(wěn)定固聯(lián)，且實現(xiàn)了加工成本顯著降低的目的。

以上實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬于本實用新型的范疇，應由各權利要求所限定。